[发明专利]用于支撑舰首炮的并联机构平台装置

说明书

技术领域

本发明涉及军舰舰首炮的支撑平台装置，特别是一种具有并联机构的军舰舰首炮的支撑平台装置。

背景技术

舰首炮是军舰的核心部分，其发射的准确性关系到国家海域的安全，为了提高舰首炮发射的稳定性与准确性，舰首炮对其支撑平台有了更高的要求。

目前，舰首炮稳定平台设计大部分都是采用可以补偿船舶纵摇和横摇的二自由度平台，采用液压驱动系统，运用传感器装置、伺服控制单元及动力定位系统等多种方法来补偿因外界不稳定因素造成的位姿误差，使舰船的横向和纵向的振荡得到一定的控制。

陀螺稳定平台是一个最典型的设计方案，由于其结构简单、高精度、低成本等特点，在一些武器装备上得到了应用。另外，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台在一些主战坦克和导弹海上发射平台等先进武器中也应用广泛。但是舰船在海上航行时，由于受到风、浪、潮等各种恶劣环境因素的影响而产生晃动，其上安装的设备舰首炮会跟随舰船的摇摆而存在明显的横摇、纵摇和锤荡运动，舰船在较高海况下的这些大幅度摇摆是很难补偿的。现在很多舰船稳定平台系统不具有波浪运动补偿功能，使其在恶劣条件下大幅度降低摇摆和升沉，更不用说能够始终保持相对静止状态。这样会在很大程度上影响舰首炮的发射精度，从而制约了舰首炮的高精度打击性能，因而不能满足当今发展的需求。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种提高舰首炮稳定性的用于支撑舰首炮的并联机构平台装置。

为实现上述目的，本发明用于支撑舰首炮的并联机构平台装置可采用如下技术方案：

一种用于支撑舰首炮的并联机构平台装置，该并联机构平台装置安装于舰船本体上并用以承载舰首炮。

本发明与现有技术相比：将并联机构应用到舰首炮的支撑平台上，得到了一种刚度大、承载能力强、精度高、误差小的用于支撑舰首炮的并联机构平台装置，能够快速响应外力冲击，从而保持舰首炮发射的稳定性与准确性。应用到的并联机构是由上下两个平台以及六根杆组成的，六根杆通过球铰与动、静平台相连接。其中上平台为静平台，上平台的稳定可以大大提高舰首炮发射的准确性；下平台为动平台，与舰船本体相连，在风浪等载荷的冲击下，无论动平台的摇摆再剧烈，通过六根杆的调节与控制，能够始终保持静平台的平稳。

附图说明

图1是用于支撑舰首炮的并联机构平台装置的结构示意图。

图2是用于支撑舰首炮的并联机构平台装置的控制方案原理图。

图3是用于支撑舰首炮的并联机构平台装置的控制系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请结合图1所示，本发明用于支撑舰首炮的并联机构平台装置包括用以承载舰首炮4的静平台1（六自由度静平台）、与舰船本体（未图示）相连的动平台2（六自由度动平台）以及连接静平台1与动平台2的六根杆3，该六根杆3通过球铰（未标号）与动平台2以及静平台1相连接，动、静平台的6个球铰分别位于两个平面之中，每个运动支链由两个球铰副和一个移动副组成。杆中间是采用液压驱动。动平台2随着舰船受外界冲击而产生纵摇、横摇及锤荡运动，通过图2控制系统原理图的各环节最终可以实现舰首炮的发射机座（即并联机构静平台）相对稳定，从而提高舰首炮的发射精度，满足设计要求。

目前对于并联机构的分析方法较为完善，将并联机构运用到舰首炮的支撑平台完全可以达到其稳定性。以下为并联机构运动学分析形成体系的三套方法。

矢量分析法：矢量分析法使运动学反解变得容易而直观，但得到主动关节、被动关节与期望位姿的关系是很困难的。

变换矩阵法：变换矩阵法基于D-H参数建立起机构的运动分析，其为动力学分析提供了很好的条件，但运动学反解较困难且不直观。

李代数法：以运动螺旋和力螺旋为基本量，以指数映射和对易运算为基本计算，指数映射就是状态空间分析中的状态转移矩阵，可以把现代控制理论引入并联机构的控制中，对易运算（李括号）是三维矢量外积的推广。