[发明专利]一种基于被动补偿的混联机构系统及其运动分解方法

说明书

本发明提供一种基于被动补偿的混联机构系统，包括混联机构、混联机构末端的压力传感器阵列、波浪被动补偿的运动分配器、混联机构液压系统。所述混联结构包括六自由度并联机构、三自由度串联机构、安装底座；六自由度并联机构由六个液压缸和上平台组成，三自由度串联机构由回转机构、俯仰机构和伸缩机构组成，安装底座用于将混联机构固定在运维船甲板上，三自由度串联机构与六自由度并联机构之间通过铰支座组成。本发明能够在高海况条件下实现海上运维船的被动补偿，保证恶劣天气下的海上平台的运维工作的正常进行。本发明相对于主动海浪补偿系统具有能量消耗小、成本低的优点，适合海上短时、快速运维要求，具有较强实用性。

技术领域

本发明涉及一种混联机构系统及其运动分解方法，尤其涉及一种基于被动补偿的混联机构系统及其运动分解方法，属于海洋工程技术领域。

背景技术

随着可持续发展的观念深入人心，传统能源的高耗能高污染高排放对环境造成不可逆转伤害的现状，使人们更加关注清洁能源、绿色能源的发展和使用。基于此，海上风能的开发和使用随之进入各国视野，风电机安装数量大幅增长，各国纷纷视其为新能源战略中最重要的组成部分。国家高度关注海上风电发展，陆续出行了一些指导文件和规定，以促进海上风电稳步发展。但是，大力发展海上风力资源的同时也遇到了一些问题。风机平台经常需要维修和维护，然而海上风浪原因，人员从船上到平台上具有很大的危险性，非常需要海上补偿平台将人员和设备安全从船上运送到风机平台上。想要保持廊桥的稳定从而保持人员的安全性，基于混联机构的海浪补偿系统的研究就变得十分重要。

在关于海上作业补偿系统的研究上，海上作业系统的升沉运动补偿是最先开始研究的，也是研究得最多的，主要解决的是海上补给的问题，其中又以波浪补偿起重机、机器手和绞车的研究为主。而在海浪补偿平台的研究上，叶家玮、陈远明、王冬姣等人进行了大量的研究工作，在完成“南海一号”古沉船打捞平台试验研究的基础上，进而提出海浪补偿平台的研究思路。对该波浪补偿平台进行了从设计、搭建试验平台到数学建模、计算机仿真、控制算法设计以及实现有效的控制这一整个系统过程的研究，并通过实体模型试验验证了波浪补偿平台的可行性。李志忠通过多传感器技术来构建具有波浪补偿功能的波浪补偿稳定平台系统，实现与船舶运动方向相反的运动补偿，构建一个相对稳定的平台。

本发明借鉴其他方法的研究经验，通过混联机构的液压蓄能器实现液压系统执行机构的被动式补偿，满足复杂海况下混联机构对海上运维船收到海浪干扰下的短时、快速、稳定的有效补偿。

发明内容

针对目前现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种稳定性好，耗能小的一种混联机构的海浪补偿系统，能够供维修人员安全顺利走到风机平台上去，该系统能够根据海浪补偿系统的需要，利用登乘系统的液压系统的蓄能器实现登乘系统的被动补偿。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于被动补偿的混联机构系统，包括混联机构、混联机构末端的压力传感器阵列、波浪被动补偿的运动分配器、混联机构液压系统。

本发明还包括这样一些特征：

所述混联结构包括六自由度并联机构、三自由度串联机构、安装底座；六自由度并联机构由六个液压缸和上平台组成，三自由度串联机构由回转机构、俯仰机构和伸缩机构组成，安装底座用于将混联机构固定在运维船甲板上，三自由度串联机构与六自由度并联机构之间通过铰支座组成；

所述混联机构末端的压力传感器阵列采取两个方向布置，水平方向按照混联机构半圆形末端以每5°间隔均布，检测混联机构末端前进方向与海上平台接触力变化情况；垂直方向布置在混联机构末端下端，以每5°间隔半圆形均布，检测混联机构末端与海上平台搭接处受力变化情况；