[发明专利]一种集成式主被动复合升沉补偿装置及其工作方法

权利要求书

1.一种集成式主被动复合升沉补偿装置，包括主动补偿系统、被动补偿系统和控制驱动模块；

主动补偿系统包括主泵单元、第一液压缸、第二液压缸，控制驱动模块用于接受海况信号和反馈信号并控制主泵单元，主泵单元与第一液压缸相连，主泵单元用于控制第一液压缸的流量和压力并将第一液压缸的信息反馈给控制驱动模块；第一液压缸出油口通过油路与第二液压缸进油口相连；

被动补偿系统包括气液蓄能器、储气瓶，气液蓄能器上设有气液进油口、气液出气口，气液进油口通过液压管路与第二液压缸相连，气液蓄能器的气液出气口与储气瓶相连；

储气瓶的数量为3个，分别为第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶，第一储气瓶上设有第一进气口、第一出气口，气液蓄能器的气液出气口通过气动管路与第一进气口相连；

第二储气瓶上设有第二气口，第三储气瓶上设有第三气口，第二气口与第三气口分别通过气动管路与第一出气口相连；

集成式主被动复合升沉补偿装置还包括刚度调节单元，刚度调节单元包括调节管壳和空气压缩机，调节管壳设于气液出气口与第一进气口的气动管路上，调节管壳内的密闭空间用于连通气液出气口与第一进气口之间的气体通路，调节管壳内设有气体压力传感器，气体压力传感器与控制驱动模块相连；

空气压缩机通过气动方向阀与调节管壳内的密闭空间相连，空气压缩机与控制驱动模块相连。

2.根据权利要求1所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，第二气口与第一出气口之间的气动管路上设有开关阀，第三气口与第一出气口之间的气动管路上设有开关阀。

3.根据权利要求1所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，集成式主被动复合升沉补偿装置还包括阻尼调节单元，阻尼调节单元位于气液蓄能器的气液进油口与第二液压缸的之间的液压管路上，阻尼调节单元包括液压调速阀和液压压力传感器，液压调速阀和液压压力传感器均与控制驱动模块相连。

4.根据权利要求3所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，第二液压缸的缸体内包括第二无杆腔和第二有杆腔，第一液压缸的缸体内包括第一无杆腔和第一有杆腔，主泵单元与第一液压缸的第一有杆腔相连，第一液压缸的第一无杆腔与第二液压缸的第二无杆腔相连；

气液蓄能器的气液进油口通过液压管路与第二液压缸的第二有杆腔相连。

5.根据权利要求4所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，所述集成式主被动复合升沉补偿装置还包括第一端盖和第二端盖，主动补偿系统和被动补偿系统位于第一端盖和第二端盖之间。

6.根据权利要求5所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，主泵单元一端与第一液压缸相连，主泵单元另一端与油箱相连，油箱位于第一端盖下侧。

7.根据权利要求5所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，第二端盖一侧设有MRU传感器，MRU传感器与控制驱动模块相连，MRU传感器用以实时采集海况信号并将海况信号传递于控制驱动模块；控制驱动模块内设有内置电源，内置电源用以提供电力。

8.根据权利要求5所述的集成式主被动复合升沉补偿装置，其特征在于，第一端盖位于第二端盖的上方，第一端盖顶面设有吊钩；第二液压缸位于第二端盖的一侧，第二液压缸的第二无杆腔一端固定于第一端盖，第二液压缸的第二有杆腔一端固定于第二端盖，第二端盖上设有通孔，第二液压缸的活塞杆贯穿通孔设置。

9.一种利用权利要求4所述集成式主被动复合升沉补偿装置的工作方法，包括步骤如下：

当控制驱动模块判断需要进行主动下沉补偿时，控制驱动模块控制主泵单元工作，向第一液压缸的第一有杆腔内供油，第一液压缸的第一无杆腔压力升高，液压油被压至第二液压缸的第二无杆腔，进而推动第二有杆腔中的活塞杆伸出；

当控制驱动模块判断需要进行主动上升补偿时，控制驱动模块控制主泵单元工作，从第一液压缸的第一有杆腔内吸油，第一液压缸的第一无杆腔中压力降低，进而带动第二有杆腔中的活塞杆缩回；

当控制驱动模块判断需要进行刚度调节时，空气压缩机向第一储气瓶中抽气或充气，控制储气瓶内的有效容积和压力，使调节管壳内的压力降低或升高，进而气液蓄能器内的气体压力降低或升高，作用于第二液压缸的第二有杆腔的压力降低或升高，实现被动升沉补偿的刚度降低或升高；

当控制驱动模块判断需要进行阻尼调节时，液压调速阀根据控制驱动模块的指令变化，实时调节阀口开度，进而调节由气液蓄能器流向第二液压缸的阻尼，实现被动升沉补偿的阻尼调节。