[发明专利]船舶位置运动试验平台

说明书

技术领域

本发明属于位置运动控制实验装置，特别涉及物体双重二维平面运动的设计理念及实现方法等。

背景技术

目前常见的平动运动平台以二维平动的为主，有部分为三维平动运动平台如机械加工中心等。双重二维平动运动平台附加一维转动的平台经检索目前国内无类似产品或专利。

本发明的位置控制实验平台由5层平台组合构成，第一、二层平台称为外层平台，基准为大地，分别沿Y，X轴运动；第三、四、五层称为内层平台，也分别沿X、Y轴运动以及围绕Z轴旋转，不过基准建立在外层平台上。前四层都分别放置在各层的导轨之上，通过丝杠螺母传递动力拉动平台在导轨滑动，第五层通过轴承连接。五层平台的运动都由步进电机驱动。前四层工作时由步进电机分别带动各层的丝杠转动。由于上层的螺母是固定在本层平台上的，当丝杠转动时就带动与之啮合的螺母拉动上层平台沿丝杠方向运动。第五层是中心平台，由步进电机驱动齿轮组带动中心平台Z轴旋转。

使用者可任意进行船舶参数以及海况的设置，可实现对船舶动力定位、船舶自动靠离泊的半实物仿真实验。

发明内容

本发明公开了一种船舶运动控制平台的工作原理及设计方法。

本发明的技术解决方案是这样现实的：

一种船舶位置运动试验平台，包括海况模拟计算机、船舶模型计算机、舵机伺服机构、船舶运动控制台、位置控制实验平台，其特征在于所述的位置控制实验平台由二维平动的下层(由X，Y轴导轨构成)、二维平动的上层(由另外一对X，Y轴导轨及围绕Z轴旋转的中心平台构成，中心平台装在上层中心)组成，由运动锁控制下层、上层锁定或解锁，中心平台上安装位置传感器、罗经以及GPS；海况模拟计算机接收键盘命令输入当前的海况，通过计算模拟出外界干扰对船舶位置的影响，发出二维平动命令控制下层用来模拟海况；船舶运动控制台将根据位置传感器、罗经以及GPS检测出船舶(中心平台)的位置与航向，对舵以及侧推器发出相应的控制命令；船舶模型计算机接收船舶运动控制台发出的控制命令，经过计算得到在当前舵角和侧推器的作用下，船所应在的方位，发出二维平动命令控制上层相对于下层的运动，保持船舶(中心平台)的稳定或运动，发出旋转命令控制中心平台的旋转，模拟船舶在当前舵角和侧推器的作用下船舶的偏转。

所述的船舶位置运动试验平台，其特征在于所述的位置控制实验平台由固定平台、步进电机I、同步带I、同步带轮I、轴承I、丝杠I(纵向)、导轨I、移动平台I、丝杠II(横向)、螺母I、螺母II、同步带II、步进电机II、导轨II、步进电机III、同步带轮III、同步带III、轴承III、丝杠III(纵向)、移动平台II、导轨III、移动平台III、步进电机V、齿轮组、中心平台、轴承V、丝杠IV(横向)、螺母IV、同步带IV、步进电机IV、移动平台IV、导轨IV、螺母III、轴承II、同步带轮II、轴承IV、同步带轮IV组成，其特征在于所述的步进电机I、轴承I、导轨I分别固定在固定平台上，步进电机I经同步带I与安装在丝杠I(纵向)一端的同步带轮I，带动支撑在一对轴承I内的丝杠I(纵向)转动，从而带动套装在丝杠I(纵向)上的螺母I及其上的移动平台I沿导轨I纵向移动；步进电机II、轴承II、导轨II分别固定在移动平台I上，步进电机II经同步带II与安装在丝杠II(横向)一端的同步带轮II，带动支撑在一对轴承II内的丝杠II(横向)转动，从而带动套装在丝杠II(横向)上的螺母II及其上的移动平台II沿导轨II横向移动；步进电机III、轴承III、导轨III分别固定在移动平台II上，步进电机III经同步带III与安装在丝杠III(纵向)一端的同步带轮III，带动支撑在一对轴承II内的丝杠III(纵向)转动，从而带动丝杠III(纵向)上的螺母III及其上的移动平台III沿导轨III纵向移动；步进电机IV、轴承IV、导轨IV分别固定在移动平台III上，步进电机IV经同步带IV与安装在丝杠IV(横向)一端的同步带轮IV，带动支撑在一对轴承IV内的丝杠IV(横向)转动，从而带动丝杠IV(横向)上的螺母IV及其上的移动平台IV沿导轨IV横向移动；步进电机V、轴承V分别固定在移动平台IV上，步进电机V经齿轮组带动支撑在一对轴承V内的连接轴转动，从而带动中心平台沿Z轴旋转运动；其特征还在于所述的移动平台I、移动平台II、组为二维平动的下层，移动平台III、移动平台IV、中心平台组为二维平动、一维旋转的上层，其相对运动通过运动锁锁定或解锁。

与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在：