CN106737455B - 船用自动调平的承载工作台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工作台，尤其涉及一种船用自动调平的承载工作台。本发明的装置系统包括二维倾角传感器、承载工作台台面板、齿轮传动装置、调平杆、支撑腿、可编程逻辑控制器(PLC)、伺服电机及其电机驱动器等。工作台台面底面的中心处安装有二维倾角传感器，该传感器的两个坐标轴与承载工作台台面的两个对角线重合，使其能够测量工作台的两个对角线与水平面之间的倾角，实时采集承载工作台台面相对于水平面的二维倾斜角度，包括x轴倾角信号和y轴倾角信号。这些信号通过数据线传递至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器由此计算倾斜量并实时发出控制信号，从而控制伺服电机的运转，以调节调平杆使台面始终保持稳定的水平状态。

Description

船用自动调平的承载工作台
技术领域
本发明涉及一种工作台，尤其涉及一种船用自动调平的承载工作台。
背景技术
在海上船体随风浪摇摆时，保持船用工作台的稳定尤其重要。工作台的稳定主要通过调平系统来保持。现有的自动调平系统主要有三支撑、四支撑、六支撑等方案，三支撑调平具有结构简单、成本低、易维护等优点，但抗倾覆能力差；四支撑、六支撑抗倾覆能力强，但存在静不定的问题，容易产生虚腿。本技术方案对传统的四支撑技术进行了改进，将四支撑分成两组，每组由2根支撑腿组成，在一组中的2根支撑腿由1个伺服电机实现联动控制，从而解决了可能产生虚腿的问题，易实现动态环境下的实时调平功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种船用自动调平的承载工作台，通过对传统的四支撑技术进行改进，克服现有调平装置不能在海上剧烈摇摆环境下实时调平的不足，实现船体随海上风浪摇摆时保持该承载工作台上的装置处于水平状态，并同样能实现在陆地上的水平调平。
本发明的目的按以下技术方案实现：船用自动调平的承载工作台，包括承载工作台面板，其特征在于：所述承载工作台台面为一正方形平板，在其底面中心位置安装一个万向节，在万向节中间空当处安装有一个二维倾角传感器，万向节下端安装于底座支架上，底座上部与底座支架刚性连接，底座支架安装有两套齿轮传动装置，包括电机驱动齿轮和调平齿轮，二者相互啮合；
电机驱动齿轮连接伺服电机的输出轴上，伺服电机固定在底座支架，伺服电机上安装有电机驱动器，两个驱动器均与可编程逻辑控制器连接，可编程逻辑控制器固定在底座支架上，可编程逻辑控制器通过数据线与二维倾角传感器连接；
调平齿轮焊接在调平杆的中间位置，两根调平杆俯视方向上夹角呈九十度，调平杆的两端口位置安装有可以沿调平杆横向滑动的滑套，滑套的上部固定于支撑腿的一端，支撑腿可以改变与调平杆的夹角，支撑腿的另一端上活动镶嵌有滑动球，底座支架上刚性连接固定支撑腿扶正装置，支撑腿扶正装置与支撑腿套接，保证支撑腿只能沿扶正装置的轴向做上下运动。
所述的万向节包括十字轴、底座十字轴套筒及台面十字轴套筒，十字轴分别与底座十字轴套筒及台面十字轴套筒套接。
所述滑套由调平杆滑套和滑套轴套筒套接而成。
所述的二维倾角传感器，其两个轴与工作台的两个对角线重合。使其能够测量工作台台面两个对角线与水平面之间的倾角，实时采集承载工作台台面相对于水平面的二维倾斜角度，包括x轴倾角信号和y轴倾角信号。这些信号通过数据线传递至可编程逻辑控制器，其后由可编程逻辑控制器计算出需调节的倾斜量并实时发出模拟控制信号，从而控制两个伺服电机的旋转方向和旋转速度，调节调平杆使台面保持稳定。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用了由二维倾角传感器，实时提供承载工作台台面相对于水平面的二维倾斜角度，可编程逻辑控制器则根据来自二维倾角传感器的信号计算出控制量并实时发出合适的控制信号，经电机驱动器调整后分别控制两个独立的伺服电机的转动方向及转速大小，两个伺服电机分别驱动四根(2组)调平支撑腿运动，从而保持承载工作台台面处于水平状态。
(2)本发明在基座始终处于运动状态的环境下，也能保持该承载工作台的正常工作，同时使放置在承载工作台台面板上的装置始终处于水平状态，提高工作台上装置的运行稳定性和可靠性。
附图说明
图1是船用自动调平承载工作台总体结构图；
图2是船用自动调平承载工作台侧视图；
图3是万向节结构装配图；
图4是齿轮结构装配图；
图5是调平杆滑套及扶正装置装配图；
图6是调平运动时的结构图；
图7是调平运动时结构另一侧面视图及剖面图；
图8是自动调平程序框图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
一种船用自动调平的承载工作台，包括承载工作台面板，其特征在于：所述承载工作台台面为一正方形平板，在其底面中心位置安装一个万向节，在万向节中间空当处安装有一个二维倾角传感器，万向节下端安装于底座支架上，底座上部与底座支架刚性连接，底座支架安装有两套齿轮传动装置，包括电机驱动齿轮和调平齿轮，二者相互啮合；
电机驱动齿轮连接伺服电机的输出轴上，伺服电机固定在底座支架，伺服电机上安装有电机驱动器，两个驱动器均与可编程逻辑控制器连接，可编程逻辑控制器固定在底座支架上，可编程逻辑控制器通过数据线与二维倾角传感器连接；
调平齿轮焊接在调平杆的中间位置，两根调平杆俯视方向上夹角呈九十度，调平杆的两端口位置安装有可以沿调平杆横向滑动的滑套，滑套的上部固定于支撑腿的一端，支撑腿可以改变与调平杆的夹角，支撑腿的另一端上活动镶嵌有滑动球，底座支架上刚性连接固定支撑腿扶正装置，支撑腿扶正装置与支撑腿套接，保证支撑腿只能沿扶正装置的轴向做上下运动。
所述的万向节包括十字轴20、底座十字轴套筒21及台面十字轴套筒22，十字轴分别与底座十字轴套筒及台面十字轴套筒套接。如图3所示。
所述滑套由调平杆滑套23和滑套轴套筒24套接而成。如图5所示。
实施例
如图1、图2所示一种自动调平的承载工作台，包括承载工作台台面，其特征在于：所述承载工作台台面18为一正方形平板，在其底面中心位置安装一个万向节4，在万向节中间空当处安装有一个二维倾角传感器10，二维倾角传感器10的两个坐标轴与承载工作台台面板18的两个对角线重合，万向节4下端安装于底座支架2上，底座1上部与底座支架2刚性连接，底座支架2安装有两套齿轮传动装置，包括电机驱动齿轮13、15和分别与之配套的调平齿轮14、16，如图4所示，二者相互啮合。电机驱动齿轮13、15连接伺服电机7、9的输出轴上，伺服电机7、9固定在底座支架2，伺服电机7、9上各安装有一个电机驱动器6、8，两个电机驱动器6、8均与可编程逻辑控制器11连接，可编程逻辑控制器11固定在底座支架2上，可编程逻辑控制器11通过数据线与二维倾角传感器10连接。调平齿轮14、16分别焊接在两根调平杆19的中间位置，两根调平杆19俯视方向上夹角呈九十度，调平杆19的两端口位置都安装有滑套17，滑套17可以沿调平杆19横向滑动，滑套17的上部固定于支撑腿12的一端，支撑腿12可以改变与调平杆19的夹角，支撑腿12的另一端上活动镶嵌有滑动球5，滑动球5与承载工作台台面板18的底面接触，可以沿承载工作台台面板18的底面自由滑动。底座支架2上刚性连接固定支撑腿扶正装置3，支撑腿扶正装置3与支撑腿12套接，保证四根支撑腿12只能沿扶正装置3的轴向做上下运动。
如图6和图7给出的调平时承载工作台的结构图所示，在海上风浪环境下，当船体发生摇摆倾斜时，该装置的承载工作台台面18及底座1发生倾斜，承载工作台台面中心处倾角传感器10发出信号，这些信号经过数据线输入可编程逻辑控制器(PLC)11，PLC内部程序对信号进行处理，计算出需调节的倾斜量并实时发出模拟控制信号，随后控制信号从PLC输出端口经数据线传送到电机驱动器6、8的输入端口，电机驱动器6、8按照接收到的控制信号分别调节与之相连的伺服电机7、9。以伺服电机7、9为动力源分别组成两组独立的调平结构，台面板18与水平面之间的任何倾角都可以通过两组独立的调平结构进行调平。在实际动作时，伺服电机7、9分别驱动调平齿轮转动，然后通过焊接于齿轮上的调平杆带动支撑腿上下运动。以伺服电机9为例进行说明，当伺服电机9顺时针旋转时，驱动调平齿轮16逆时针转动，带动左支撑腿向下运动，而右支撑腿向上运动。反之，当电机逆时针旋转，则带动左支撑腿向上运动，而右支撑腿向下运动。当支撑腿发生上下运动时，在其支撑下的工作平台的台面也发生由倾斜转向水平方向的转动。伺服电机7的调平原理与伺服电机9相同。电机的转速不同，支撑腿上升/下降的速度也不同。如图8所示为承载工作台自动调平的程序框图。若船舶甲板始终处于摇摆状态，自动调平承载工作台便不断反复执行该调平程序，实时保持其水平状态，使船上放置于承载工作台台面上的装置始终处于水平状态。

Claims (4)

1.一种船用自动调平的承载工作台，包括承载工作台面板，其特征在于：所述承载工作台台面为一正方形平板，在其底面中心位置安装一个万向节，在万向节中间空当处安装有一个二维倾角传感器，万向节下端安装于底座支架上，底座上部与底座支架刚性连接，底座支架安装有两套齿轮传动装置，包括电机驱动齿轮和调平齿轮，二者相互啮合；
电机驱动齿轮连接伺服电机的输出轴上，伺服电机固定在底座支架，伺服电机上安装有电机驱动器，两个驱动器均与可编程逻辑控制器连接，可编程逻辑控制器固定在底座支架上，可编程逻辑控制器通过数据线与二维倾角传感器连接；
调平齿轮焊接在调平杆的中间位置，两根调平杆俯视方向上夹角呈九十度，调平杆的两端口位置安装有可以沿调平杆横向滑动的滑套，滑套的上部固定于支撑腿的一端，支撑腿可以改变与调平杆的夹角，支撑腿的另一端上活动镶嵌有滑动球，底座支架上刚性连接固定支撑腿扶正装置，支撑腿扶正装置与支撑腿套接，保证支撑腿只能沿扶正装置的轴向做上下运动。
2.根据权利要求1所述的自动调平的承载工作台，其特征在于：所述的万向节包括十字轴、底座十字轴套筒及台面十字轴套筒，十字轴分别与底座十字轴套筒及台面十字轴套筒套接。
3.根据权利要求1所述的自动调平的承载工作台，其特征在于：所述滑套由调平杆滑套和滑套轴套筒套接而成。
4.根据权利要求1所述的船用自动调平承载工作台，其特征在于：所述的二维倾角传感器，其两个轴与工作台的两个对角线重合。
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