CN103123035B - 船用两自由度自适应减摇平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用两自由度自适应减摇平台，包括顶面平台和底板，所述顶面平台与支撑杆的顶端连接，支撑杆的底端与底板固定连接，所述顶面平台和底板之间设有X方向调整机构和Y方向调整机构；所述顶面平台的下表面连接有重锤平衡感应装置，重锤平衡感应装置顶端设有磁铁，重锤平衡感应装置下表面四个方向上分别设置有磁控开关，磁铁设置在四个磁控开关的中心；所述磁控开关通过继电器控制电路控制模块工作，所述电路控制模块控制X方向调整机构和Y方向调整机构进行顶面平台水平度的调整。发明结构简单、可维护性好，制作简单、成本低，体积小、重量轻。

Description

船用两自由度自适应减摇平台

技术领域

本发明涉及船舶行驶过程中提供一个始终保持水平的平台，具体涉及一种船用两自由度自适应减摇平台。

背景技术

船舶是人们出行、运输等活动中一种重要的交通工具。船舶在航行过程中，会出现不同程度的横摇和纵倾。现在业内有一些辅助装置（如减摇鳍等）可以帮助船体降低晃动幅度，但横摇和纵倾仍然难以避免。有些装置或设备（如船用医疗手术台、小型的发射平台等）在船舶上工作时，需要有一个相对稳定的水平平台。据目前了解的情况，现有船舶还缺乏一种能自动保持水平的平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、结构简单便于检修、体积小便于操作的小型船用两自由度自适应减摇平台。

为实现上述目的，本发明设计的一种船用两自由度自适应减摇平台，包括顶面平台和底板，所述顶面平台的几何中心a通过第一万向联轴节与支撑杆的顶端连接，所述支撑杆的底端与底板固定连接，所述顶面平台和底板之间设有X方向调整机构和Y方向调整机构；所述顶面平台的下表面连接有重锤平衡感应装置，所述重锤平衡感应装置包括顶盘、丝杆、重锤、罩壳，所述顶盘与顶面平台的下表面贴合并固定连接，所述顶盘下表面在四个方向上分别设有磁控开关，所述罩壳的上端与顶盘下表面固定连接，所述罩壳的下端可转动连接有第二万向联轴节，所述丝杆穿过第二万向联轴节并与第二万向联轴节的中心固定连接，所述丝杆顶端设有磁铁，所述磁铁位于四个磁控开关中心；所述磁控开关通过继电器控制电路控制模块工作，所述电路控制模块控制X方向调整机构和Y方向调整机构进行顶面平台水平度的调整。

在上述技术方案中，所述X方向调整机构包括支座，所述支座上安装有电机，所述电机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮上设有相配合的齿条，所述齿条顶端通过第三万向联轴节与顶面平台连接，所述齿条底端位于支座内，所述支座底端通过第四万向联轴节与底板连接。

在上述技术方案中，设定所述X方向调整机构与底板的连接处为连接点c， Y方向调整机构与底板的连接处为连接点d，所述几何中心b与连接点c之间的距离等于几何中心b与连接点d之间的距离。

在上述技术方案中，设定所述顶盘的几何中心为几何中心e，X方向调整机构与顶面平台的连接处为连接点f， Y方向调整机构与顶面平台的连接处为连接点g，连接点f与连接点g之间的连线中点为h，所述几何中心e与连线中点h关于几何中心a对称。

在上述技术方案中，所述丝杆、重锤、X方向调整机构、Y方向调整机构、继电器、电路控制模块和底板设置在壳体内。

在上述技术方案中，底板上安装有1个或以上的磁固定装置。

本发明采用磁敏材料制作的磁控开关，遇到适宜强度的磁性即可使电路导通，使用安全可靠，灵敏度高；当顶面平台不平衡时，重锤平衡感应装置底部的钢球因重力作用保持竖直，进而带动丝杆绕着第三万向联轴节转动，丝杆上的磁铁发生位移，当磁铁离开初始位置时，即可触发磁铁四周的四个磁控开关中的一个或两个，磁控开关使继电器导通，从而使电路控制模块控制X方向调整机构和Y方向调整机构动作，以重力方向始终向下的方向线为基准，调整顶面平台的水平度。本发明的精度可调，可以通过调节丝杆的长度，进而调节重锤平衡感应装置的灵敏度；此外，本发明结构简单、可维护性好，制作简单、成本低，体积小、重量轻。

附图说明

图1是本发明透视结构示意图；

图2是本发明的重锤平衡感应装置（1）分体式结构示意图；

图3是本发明的重锤平衡感应装置（1）组装结构示意图；

图4是本发明X方向调整机构的结构示意图；

图5是本发明控制流程框图；

图中，1、重锤平衡感应装置（1.1、顶盘；1.2、丝杆；1.3、重锤；1.4、磁控开关；1.5、磁铁；1.6、罩壳；1.7、第二万向联轴节）；2、顶面平台；3、X方向调整机构（3.1、齿条；3.2、支座；3.3、电机；3.4、齿轮；3.5、第三万向联轴节；3.6、第四万向联轴节）；4、Y方向调整机构；5、支撑杆；6、继电器；7、电池；8、电路控制模块；9、底板；10、壳体；11、磁固定装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示的船用两自由度自适应减摇平台，包括顶面平台2和底板9，顶面平台2的几何中心a通过第一万向联轴节与支撑杆5的顶端连接，底板9的几何中心b与支撑杆5的底端固定连接，顶面平台2和底板9之间连接有平行设置的X方向调整机构3和Y方向调整机构4；顶面平台2连接有重锤平衡感应装置1，重锤平衡感应装置1包括与顶面平台2平行布置的顶盘1.1、丝杆1.2和重锤1.3，顶盘1.1紧贴顶面平台2的下底面连接，丝杆1.2中部固定在第三万向联轴节中心，第三万向联轴节与重锤平衡感应装置外壳连接，丝杆1.2底端连接重锤1.3；顶盘1.1的下底面沿周缘均匀设置有四个磁控开关1.4，丝杆1.2顶端设置有与磁控开关1.4感应的磁铁1.5，磁控开关1.4电连接有继电器6，继电器6电连接有电路控制模块8，电路控制模块8分别与X方向调整机构3和Y方向调整机构4电连接。

X方向调整机构3包括齿条3.1，齿条3.1的顶端通过第三万向联轴节3.5与顶面平台2连接，齿条3.1的底端通过第四万向联轴节3.6与底板9连接，齿条3.1上套装连接有支座3.2，支座3.2上安装有电机3.3，电机3.3连接有与齿条3.1配合的齿轮3.4，电机3.3与电路控制模块8电连接，电机3.3连接有电池7，由电池7给电机3.3供电。Y方向调整机构4的结构与X方向调整机构3相同。丝杆1.2、重锤1.3、X方向调整机构3、Y方向调整机构4、继电器6、电路控制模块8、电池7和底板9均设置在壳体10内，壳体10起到保护这些部件的作用，防止进水腐蚀部件，同时防止杂物灰尘污染这些部件。

设定X方向调整机构3与底板9的连接点c， Y方向调整机构4与底板9的连接点d，几何中心b与连接点c之间的距离为200mm，几何中心b与连接点d之间的距离也为200mm；设定顶盘1.1的几何中心e，X方向调整机构3与顶面平台2的连接点f， Y方向调整机构4与顶面平台2的连接点g，连接点f与连接点g之间的连线中点为h，几何中心e与连线中点h关于几何中心a对称。

本发明的装配流程如下：

1、将支撑杆5上顶端连接的万向联轴节与发射平台2的几何中心连接、另一端与底板9的几何中心用螺钉固定；

2、将X方向调整机构3的两端分别与顶面平台2和底板9用螺钉固定，X方向调整机构3的两端分别距离顶面平台2和底板9的几何中心200mm；

3、Y方向调整机构4的两端分别与顶面平台2和底板9用螺丝固定，Y方向调整机构4的两端分别距离顶面平台2和底板9的几何中心200mm；并使X方向调整机构3和底板9的几何中心的连线与Y方向调整机构4和9底板的几何中心的连线正交；

4、将重力感应平衡装置1的顶盘1.1与顶面平台2的下底面用螺丝固定，顶盘1.1为圆盘；

5、将继电器6、电池7、电路控制模块8和磁固定装置11分别用螺丝固定在底板9上；

6、在顶盘1.1下底面的外缘设置正方形凹槽，在正方形凹槽四个边上间隔均匀安装磁控开关1.4，在顶盘1.1下底面安装第三万向联轴节，将丝杆1.2、重锤1.3穿过第三万向联轴节的中心，在丝杆1.2的顶端安装磁铁1.5，使磁铁1.5位于四个磁控开关1.4的几何中心处；

7、将电机3.3用螺丝固定在支座3.2上，在电机3.3安装齿轮3.4，电机3.3与齿轮3.4之间通过平键传动，将齿条3.1顶端通过万向联轴节与顶盘1.1下底面连接，齿条3.1的底端通过万向联轴节与底板9连接，使齿轮3.4与齿条3.1配合，组成X方向调整机构3，重复该结构的安装组成Y方向调整机构4。

本发明的工作原理是，参阅图4所示，当船舶横摇或纵倾时，顶面平台2倾斜，丝杆1.2和重锤1.3在重力的作用下保持竖直，丝杆1.2上的磁铁1.5发生偏移触发磁控开关1.4导通，磁控开关1.4使继电器6导通，继电器6导通后由电路控制模块8控制电机3.3动作，电机3.3动作传动齿轮3.4、齿条3.1配合动作，使顶面平台2做两个自由度的转动直至恢复水平位置。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种船用两自由度自适应减摇平台，其特征在于：包括顶面平台(2)和底板(9)，所述顶面平台(2)的几何中心a通过第一万向联轴节与支撑杆(5)的顶端连接，所述支撑杆(5)的底端与底板(9)固定连接，所述顶面平台(2)和底板(9)之间设有X方向调整机构(3)和Y方向调整机构(4)；

所述顶面平台(2)的下表面连接有重锤平衡感应装置(1)，所述重锤平衡感应装置(1)包括顶盘(1.1)、丝杆(1.2)、重锤(1.3)、罩壳(1.6)，所述顶盘(1.1)与顶面平台(2)的下表面贴合并固定连接，所述顶盘(1.1)下表面在四个方向上分别设有磁控开关(1.4)，所述罩壳(1.6)的上端与顶盘(1.1)下表面固定连接，所述罩壳(1.6)的下端可转动连接有第二万向联轴节(1.7)，所述丝杆(1.2)穿过第二万向联轴节(1.7)并与第二万向联轴节(1.7)的中心固定连接，所述丝杆(1.2)顶端设有磁铁(1.5)，所述磁铁(1.5)位于四个磁控开关(1.4)中心；

所述磁控开关(1.4)通过继电器(6)控制电路控制模块(8)工作，所述电路控制模块(8)控制X方向调整机构(3)和Y方向调整机构(4)进行顶面平台(2)水平度的调整；

设定所述X方向调整机构(3)与底板(9)的连接处为连接点c，Y方向调整机构(4)与底板(9)的连接处为连接点d，所述底板(9)的几何中心b与连接点c之间的距离等于底板(9)的几何中心b与连接点d之间的距离；

设定所述顶盘(1.1)的几何中心为几何中心e，X方向调整机构(3)与顶面平台(2)的连接处为连接点f，Y方向调整机构(4)与顶面平台(2)的连接处为连接点g，连接点f与连接点g之间的连线中点为h，所述几何中心e与连线中点h关于几何中心a对称。

2.根据权利要求1所述的船用两自由度自适应减摇平台，其特征在于：所述X方向调整机构(3)包括支座(3.2)，所述支座(3.2)上安装有电机(3.3)，所述电机(3.3)的输出轴连接有齿轮(3.4)，所述齿轮(3.4)上设有相配合的齿条(3.1)，所述齿条(3.1)顶端通过第三万向联轴节与顶面平台(2)连接，所述齿条(3.1)底端位于支座(3.2)内，所述支座(3.2)底端通过第四万向联轴节与底板(9)连接。

3.根据权利要求1或2所述的船用两自由度自适应减摇平台，其特征在于：所述丝杆(1.2)、重锤(1.3)、X方向调整机构(3)、Y方向调整机构(4)、继电器(6)、电路控制模块(8)和底板(9)设置在壳体(10)内。

4.根据权利要求1所述的船用两自由度自适应减摇平台，其特征在于：底板(9)上安装有1个或以上的磁固定装置(11)。