CN107014631A - 一种深海起吊半实物仿真试验装置 - Google Patents

一种深海起吊半实物仿真试验装置 Download PDF

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Abstract

一种深海起吊半实物仿真试验装置，包括承重梁，所述承重梁的底部安装有导轨座，所述导轨座包括上板，所述上板与承重梁连接，所述上板的底部四个脚处分别延伸有导向杆，所述上板的底部间隔安装有一组剪叉机构，所述剪叉机构的底部固定在摇摆座上，所述摇摆座的基板的四个脚处分别设置有方形导向筒，所述方形导向筒内配合安装导向杆，所述摇摆座的底部连接顶座，所述顶座与摇摆座之间安装有多个液压缸，所述顶座的底部安装起吊绞车，所述起吊绞车的底部为起吊装具。实现了接近于深海起吊工程实际的起吊状态模拟。

Description

一种深海起吊半实物仿真试验装置
技术领域
本发明涉及深海装备技术领域，尤其是一种深海起吊半实物仿真试验装置。
背景技术
系统仿真分为全数字仿真和半实物仿真。全数字仿真以计算机为仿真工具，几乎所有系统部件采用数学模型并结合实景仿真技术在计算机上进行解算，不需要接入外部设备；半实物仿真是将某些不宜用实物接入的部分用数据模型来描述，并在计算机上实现，其它以实物方式接入仿真系统，因此能够更加反映工程实际情况。
深海起吊是基于载人潜水器平台，吊车安装于载人潜水器上，深海起吊过程中，载人潜水器与水下吊物均处于悬浮状态，在深海流的作用下，构成了一个复杂的动态耦合系统。为了能够研究深海起吊过程中载人潜水器的运动性能，并完成对深海起吊装置的性能考核，需要借助于深海起吊的半实物仿真试验装置，以在近似模拟真实环境下，完成对航行运动的分析评估，同时完成对深海起吊装置的性能测试和验证、故障诊断和故障复现等。
深海起吊的半实物仿真试验系统需要深海起吊装置将起吊重物的起吊力反馈至仿真系统，仿真系统根据该起吊力对艇体运动姿态进行模拟仿真，之后仿真系统将该运动状态反馈至深海起吊装置，以使其产生相同的运动关系，之后深海起吊装置根据最新的姿态关系，重新反馈起吊力至仿真系统，如此反复迭代，以近似模拟真实工程环境下，载人潜水器与深海起吊装置的耦合运动关系。然而将陆上的起吊行车等起吊装置直接接入仿真系统，由于该类半实物装置仅能将起吊重物的起吊力单方向的反馈至仿真系统，而无法完成双向反馈的动态耦合关系，因此无法近似模拟真实的深海起吊过程。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海起吊半实物仿真试验装置，从而提高使用可靠性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种深海起吊半实物仿真试验装置，包括承重梁，所述承重梁的底部安装有导轨座，所述导轨座包括上板，所述上板与承重梁连接，所述上板的底部四个脚处分别延伸有导向杆，所述上板的底部间隔安装有一组剪叉机构，所述剪叉机构的底部固定在摇摆座上，所述摇摆座的基板的四个脚处分别设置有方形导向筒，所述方形导向筒内配合安装导向杆，所述摇摆座的底部连接顶座，所述顶座与摇摆座之间安装有多个液压缸，所述顶座的底部安装起吊绞车，所述起吊绞车的底部为起吊装具。
其进一步技术方案在于：
所述剪叉机构的结构为：包括底座，所述底座的底部交叉安装有剪叉连杆，所述剪叉连杆之间通过顶升油缸伸缩，所述底座的底部还设置有滑轨，所述滑轨上安装滑块，所述滑块与剪叉连杆顶部连接；位于底部的剪叉连杆铰接在固定座上，所述固定座与上板固定连接；
摇摆座的基板底部设置有两个油缸支座，其底部中间位置安装有承载矩形管，所述承载矩形管的底部安装耳板，所述耳板中间安装球轴承；
所述顶座的结构为：包括面板，所述面板的上表面安装有两个活塞支座，所述面板上表面中部设置有双耳座，所述面板的下表面四个脚处分别安装有拉力传感器。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，克服了传统起吊行车直接接入仿真系统无法完成双向反馈的动态耦合关系的缺陷，实现了接近于深海起吊工程实际的起吊状态模拟。另外通过该套试验装置，能够对深海起吊环境下载人潜水器的运动性能进行分析评估，以及对深海起吊装置本体进行性能测试和考核。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明剪叉机构的结构示意图。
图3为本发明导轨座的结构示意图。
图4为本发明摇摆座的结构示意图。
图5为本发明顶座的结构示意图。
其中：1、承重梁；2、剪叉机构；3、导轨座；4、摇摆座；5、液压缸；6、顶座；7、起吊绞车；8、起吊装具；9、拉力传感器
201、底座；202、滑块；203、滑轨；204、剪叉连杆；205、顶升油缸；206、固定座；
301、上板；302、导向杆；
401、方形导向筒；402、油缸支座；403、承载矩形管；404、基板；405、耳板；406、球轴承；
601、面板；602、活塞支座；603、双耳座。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的深海起吊半实物仿真试验装置，包括承重梁1，承重梁1的底部安装有导轨座3，导轨座3包括上板301，上板301与承重梁1连接，上板301的底部四个脚处分别延伸有导向杆302，上板301的底部间隔安装有一组剪叉机构2，剪叉机构2的底部固定在摇摆座4上，摇摆座4的基板404的四个脚处分别设置有方形导向筒401，方形导向筒401内配合安装导向杆302，摇摆座4的底部连接顶座6，顶座6与摇摆座4之间安装有多个液压缸5，顶座6的底部安装起吊绞车7，起吊绞车7的底部为起吊装具8。
剪叉机构2的结构为：包括底座201，底座201的底部交叉安装有剪叉连杆204，剪叉连杆204之间通过顶升油缸205伸缩，底座201的底部还设置有滑轨203，滑轨203上安装滑块202，滑块202与剪叉连杆204顶部连接；位于底部的剪叉连杆204铰接在固定座206上，固定座206与上板301固定连接。
摇摆座4的基板404底部设置有两个油缸支座402，其底部中间位置安装有承载矩形管403，承载矩形管403的底部安装耳板405，耳板405中间安装球轴承406。
顶座6的结构为：包括面板601，面板601的上表面安装有两个活塞支座602，面板601上表面中部设置有双耳座603，面板601的下表面四个脚处分别安装有拉力传感器9。
具体结构如下：承重梁1横跨试验水池，左右端分别支撑在试验水池的两边，导轨座3的上板301上端面焊接在承重梁1上，上板301的下端面装配有左右对称布置的剪叉机构2，两个剪叉机构2的下端固定座206装配在摇摆座4的基板404上，导轨座3的四根导向杆302分别穿过摇摆座4的四根方形导向筒401，两者之间形成滑动配合。
液压缸5的安装座通过销轴连接在摇摆座4的油缸支座402上，液压缸5的活塞座通过销轴连接在顶座6的活塞支座602上。
摇摆座4上包含有承载矩形管403，承载矩形管403的底部设置有耳板405，耳板405内包含有球轴承406，耳板405与顶座6的双耳座603之间通过销轴连接。
四只拉力传感器9的上端通过螺钉连接在顶座6的面板601上，下端通过螺钉连接在起吊绞车7的顶部结构梁上，起吊绞车7上缠有起吊缆，起吊缆末端连接起吊装具8。
实际使用过程中，承重梁1横跨试验水池，左右端分别支撑在试验水池的两边，剪叉机构2、导轨座3、摇摆座4、液压缸5、顶座6、起吊绞车7、起吊装具8、拉力传感器9等均没于水池中，通过水面操控起吊绞车7进行起吊装具8的释放，当起吊装具8接近并挂住水下吊物时，起吊绞车7开始收缆起吊，在起吊的过程中，拉力传感器9上实时记录起吊力，并将该起吊力实时反馈至仿真系统，仿真系统根据该起吊力数值及该力在载人潜水器数值模型上的作用位置来解算艇体的升沉运动状态、纵横倾状态，之后仿真系统将艇体的运动状态反馈至水面操控台，水面操控台通过控制剪叉机构2的伸缩运动来模拟艇体的升沉运动状态，通过控制两个液压缸5的伸缩来模拟艇体的纵横倾状态，拉力传感器9上的起吊力数值会因为装置的运动状态的变化而测量出一个最新的数值，并将该数值再次反馈至仿真系统，如此反复迭代，就可以近似模拟深海起吊装置与艇体运动状态之间的耦合运动关系。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种深海起吊半实物仿真试验装置，其特征在于：包括承重梁(1)，所述承重梁(1)的底部安装有导轨座(3)，所述导轨座(3)包括上板(301)，所述上板(301)与承重梁(1)连接，所述上板(301)的底部四个脚处分别延伸有导向杆(302)，所述上板(301)的底部间隔安装有一组剪叉机构(2)，所述剪叉机构(2)的底部固定在摇摆座(4)上，所述摇摆座(4)的基板(404)的四个脚处分别设置有方形导向筒(401)，所述方形导向筒(401)内配合安装导向杆(302)，所述摇摆座(4)的底部连接顶座(6)，所述顶座(6)与摇摆座(4)之间安装有多个液压缸(5)，所述顶座(6)的底部安装起吊绞车(7)，所述起吊绞车(7)的底部为起吊装具(8)。
2.如权利要求1所述的一种深海起吊半实物仿真试验装置，其特征在于：所述剪叉机构(2)的结构为：包括底座(201)，所述底座(201)的底部交叉安装有剪叉连杆(204)，所述剪叉连杆(204)之间通过顶升油缸(205)伸缩，所述底座(201)的底部还设置有滑轨(203)，所述滑轨(203)上安装滑块(202)，所述滑块(202)与剪叉连杆(204)顶部连接；位于底部的剪叉连杆(204)铰接在固定座(206)上，所述固定座(206)与上板(301)固定连接。
3.如权利要求1所述的一种深海起吊半实物仿真试验装置，其特征在于：摇摆座(4)的基板(404)底部设置有两个油缸支座(402)，其底部中间位置安装有承载矩形管(403)，所述承载矩形管(403)的底部安装耳板(405)，所述耳板(405)中间安装球轴承(406)。
4.如权利要求1所述的一种深海起吊半实物仿真试验装置，其特征在于：所述顶座(6)的结构为：包括面板(601)，所述面板(601)的上表面安装有两个活塞支座(602)，所述面板(601)上表面中部设置有双耳座(603)，所述面板(601)的下表面四个脚处分别安装有拉力传感器(9)。
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