CN107265314A - 基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟系统，以液压缸驱动六自由度并联平台的运动，具有完全模拟补给船和被补给船受波浪影响的运动，以液压马达作为动力源的转动系统驱动波浪补偿绞车及吊机，模拟将货物从补给船转动一定角度通过波浪补偿吊放到被补给船，波浪补偿终端并联平台用于消除吊机在转动过程中的摇晃和进行多自由度波浪补偿，最终实现两船之间货物的补给。本发明专利以液压缸、液压马达驱动，具有能够形象的模拟两船之间的货物吊放及其波浪补偿补给的特点，可用于波浪补偿器的研制和性能测试。
Description
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，涉及一种基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟系统。
背景技术
在远洋舰队航行过程中，由于航行距离远、时间较长，常会伴随着一些专门的补给船，特别是补给船给舰队进行弹药等易爆货物补给时，往往由于波浪的影响，容易由于撞击变形甚至引起爆炸，这绝对是不容许存在的，因此有必要解决此问题。
中国专利201420599459.3、201410195456.8、201610910292.1、201620399367.X、201210219968.4、201520111650.3等均提出采用类似于船舶系统上基于恒张力绞车的小艇吊放装置波浪补偿系统，并不测量两船之间的相对距离或者角度，算不上主动式波浪补偿(需要测量两船之间的相对距离)，仅仅可以称之为被动式波浪补偿系统。中国专利201610113746.2、201610113747.7先后提出基于液压缸的三自由度和六自由度被动式波浪补偿系统。本人在《中国造船》发表的论文“一种新型波浪补偿系统研究”首先提出采用液压缸补偿和编码器测量两船之间的相对距离，仅能够测量两船在垂直方向的距离进行补偿。在主动式波浪补偿的多自由度的测量和补偿基本处于空白。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器，本发明能够形象的模拟两船之间的货物吊放及其多自由度波浪补偿，具体技术方案如下：
基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器，包括：补给船波浪模拟并联平台1、转动系统2、波浪补偿绞车及吊机4、波浪补偿终端并联平台3、钢丝绳5、被吊放货物6、被补给船波浪模拟并联平台7；所述的转动系统2一端与所述的补给船波浪模拟并联平台1固定连接，另一端与所述的波浪补偿绞车及吊机4固定连接，所述的波浪补偿终端并联平台3一端通过所述的钢丝绳5与所述的波浪补偿绞车及吊机4相连，另一端通过所述的钢丝绳5与所述的被吊放货物6相连；
所述的补给船波浪模拟并联平台1包括补给船波浪模拟固定平台12、补给船波浪模拟液压缸一21、补给船波浪模拟运动平台8；
所述的转动系统2包括液压马达一32、马达固定平板30、主动齿轮34、从动齿轮26；
所述的波浪补偿绞车及吊机4包括转动底板45、绞车42、导向轮三52、吊机立柱40、吊机吊臂37、固定轴一39、导向轮一35、导向轮二46、液压缸二49、吊机液压缸底座50；所述的绞车42包括支座71、卷筒72和液压马达二75；
所述的波浪补偿终端并联平台3包括吊钩一54、波浪补偿终端固定平台55、波浪补偿终端液压缸装配体、波浪补偿终端运动平台62、吊钩二63；
各部件之间的连接关系如下：
所述的补给船波浪模拟固定平台12可转动地连接所述的液压缸一21，所述的液压缸一21可转动地连接所述的补给船波浪模拟运动平台8；
所述的补给船波浪模拟运动平台8固定连接所述的转动系统2的所述的液压马达一32的一端，所述的液压马达一32的另一端固定连接在所述的马达固定平板30，所述的液压马达一32的输出轴与所述的主动齿轮34相连，所述的从动齿轮26与所述的主动齿轮34相啮合，所述的从动齿轮26与所述的波浪补偿绞车及吊机4中的所述的转动底板45固定连接；
所述的转动底板45上固定连接所述的绞车42、导向轮三52、吊机立柱40，所述的吊机吊臂37通过所述的固定轴一39与所述的吊机立柱40可转动连接，所述的导向轮一35、导向轮二46分别固定连接在所述的吊机吊臂37的两端，所述的吊机液压缸底座50一端与所述的吊机立柱40固定连接，另一端与所述的液压缸二49的一端可转动连接；所述的液压缸二49的另一端与所述的吊机吊臂37中部可转动连接；所述的液压缸二49驱动所述的吊机吊臂37的升降；
所述的支座71与所述的卷筒72可转动连接，所述的液压马达二75与所述的卷筒72同轴连接；
所述的波浪补偿终端并联平台3的所述的吊钩一54与所述的波浪补偿终端固定平台55可转动地连接，所述的波浪补偿终端液压缸装配体一端固定连接在所述的波浪补偿终端固定平台55，另一端可转动地连接所述的波浪补偿终端运动平台62，所述的波浪补偿终端运动平台62的下表面固定连接所述的吊钩二63，所述的吊钩一54通过所述的钢丝绳与所述的导向轮二46、导向轮一35、导向轮三52、绞车42相连，所述的吊钩二63通过钢丝绳与所述的被吊放货物6相连；
所述的被补给船波浪模拟并联平台7的结构与所述的补给船波浪模拟并联平台1相同；
所述的补给船波浪模拟运动平台8带动波浪补偿绞车及吊机4模拟补给船波浪运动，所述的主动齿轮34带动所述的波浪补偿绞车及吊机4转动到合适的位置吊放被吊放货物6到被补给船波浪模拟并联平台7，通过控制所述的波浪补偿终端液压缸装配体消除所述的转动底板45随着所述的液压马达一32转动引起的摇晃和摆动或进行波浪补偿。
一种控制上述基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器的系统，其还包括制动油缸一74、换向阀一76、比例溢流阀77、减压阀一78、换向阀二79、平衡阀一80、梭阀一81、多路比例阀一82、减压阀二83、溢流阀84、压力平衡阀一85、梭阀二86、变量泵87、油箱88、制动油缸二89、减压阀三90、平衡阀二91、梭阀三92、多路比例阀二93、压力平衡阀二94、梭阀四95、平衡阀三96、平衡阀四97、多路比例阀三98、压力平衡阀三99、梭阀五100、平衡阀五101、平衡阀六102、液压锁103、多路比例阀四104、压力平衡阀四105、梭阀六106、计算机107、数据采集卡108、拉线式位移传感器109、倾角传感器一110、倾角传感器二111、压力传感器一112、压力传感器二113、角度传感器114、压力传感器三115、压力传感器四116、拉力传感器117、倾角传感器三118；
其中，所述的拉线式位移传感器109同时与所述的吊机吊臂37、所述的被补给船波浪模拟并联平台7的上端平台相连；所述的倾角传感器一110设置在所述的波浪补偿终端运动平台62上；所述的倾角传感器二111设置在所述的补给船波浪模拟运动平台8上；所述的倾角传感器三118设置在所述的被补给船波浪模拟并联平台7的上端平台上；所述的压力传感器一112、压力传感器二113分别设置在液压缸一21的有杆腔和无杆腔；所述的压力传感器三115、压力传感器四116分别设置在所述的液压缸二49的有杆腔和无杆腔；所述的角度传感器114同轴安装在所述的固定轴一39上；所述的拉力传感器117通过所述的钢丝绳5连接于所述的导向轮二46和所述的波浪补偿终端固定平台55之间；
所述的换向阀一76、比例溢流阀77、换向阀二79、多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104、拉线式位移传感器109、倾角传感器一110、倾角传感器二111、压力传感器一112、压力传感器二113、角度传感器114、压力传感器三115、压力传感器四116、拉力传感器117、倾角传感器三118均与所述的数据采集卡108相连，所述的数据采集卡108与所述的计算机107相连；
该控制系统的液压回路为：
油箱88连接变量泵87的进油口，变量泵87的出油口分别连接减压阀二83和溢流阀84的进油口，溢流阀84的出油口连接油箱88，减压阀二83的出油口通过压力平衡阀一85与多路比例阀一82相连、通过压力平衡阀二94与多路比例阀二93相连、通过压力平衡阀三99与多路比例阀三98相连、通过压力平衡阀四105与多路比例阀四104相连；
所述的液压马达二75的液压回路如下：
当多路比例阀一82在上位工作时，多路比例阀一82的出油口同时连接换向阀二79、平衡阀一80的进油口，换向阀二79和平衡阀一80的出油口同时连接液压马达二75的第一油口B1和换向阀一76的进油口，换向阀一76的出油口通过比例溢流阀77连接油箱88，液压马达二75的第二油口A1同时连接梭阀一81和多路比例阀一82的进油口，梭阀一81的出油口通过减压阀一78与制动油缸一74相连，多路比例阀一82的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀一82在下位工作时，多路比例阀一82的出油口同时连接液压马达二75第二油口A1和梭阀一81的进油口，梭阀一81通过减压阀一78与制动油缸一74相连，马达二75第一油口B1同时连接换向阀一76、换向阀二79、平衡阀一80的进油口，换向阀一76通过比例溢流阀77连接油箱88，换向阀一76、换向阀二79的出油口与多路比例阀一82的进油口相连，多路比例阀一82的出油口与油箱88相连；
所述的液压马达一32的液压回路如下：
当多路比例阀二93在上位工作，多路比例阀二93的出油口连接平衡阀二91的进油口，平衡阀二91的出油口连接液压马达一32的第一油口B2，液压马达一32的第二油口A2连接梭阀三92的进油口，梭阀三92的出油口通过减压阀三90与制动油缸二89相连，多路比例阀二93的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀二93在下位工作时，多路比例阀二93的出油口同时连接液压马达一32的第二油口A2和梭阀三92的进油口，梭阀三92的出油口通过减压阀三90与制动油缸二89相连，液压马达一32的第一油口B2连接油箱88；
所述的液压缸一21的液压回路如下：
当多路比例阀三98在上位工作时，多路比例阀三98的出油口与平衡阀四97的进油口相连，平衡阀四97的出油口与液压缸一21的有杆腔相连，液压缸一21的无杆腔与平衡阀三96的进油口相连，平衡阀三96的出油口与多路比例阀三98的进油口相连，多路比例阀三98的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀三98在下位工作时，多路比例阀三98的出油口与平衡阀三96的进油口相连，平衡阀三96的出油口与液压缸一21的无杆腔相连，液压缸一21的有杆腔与平衡阀四97的进油口相连，平衡阀四97的出油口与多路比例阀三98的进油口相连，多路比例阀三98的出油口与油箱88相连；
所述的液压缸二49的液压回路如下：
当多路比例阀四104在上位工作时，多路比例阀四104的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与平衡阀六102的进油口相连，平衡阀六102的出油口与液压缸二49的有杆腔相连，液压缸二49的无杆腔与平衡阀五101的进油口相连，平衡阀五101的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与多路比例阀四104的进油口相连，多路比例阀四104的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀四104在下位工作时，多路比例阀四104的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与平衡阀五101的进油口相连，平衡阀五101的出油口与液压缸二49的无杆腔相连，液压缸二49的有杆腔与平衡阀六102的进油口相连，平衡阀六102的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与多路比例阀四104的进油口相连，多路比例阀四104的出油口与油箱88相连；
所述的波浪补偿终端并联平台3和被补给船波浪模拟并联平台7中的液压缸的液压回路与所述液压缸一21的回路相同；
该液压系统的工作过程如下：
打开电源，按下启动按钮，变量泵87开始向系统供油，通过调节溢流阀84的压力确定向系统供油的最大压力，液压油首先经过作为三通补偿器使系统实时负载适应的减压阀二83，然后经过系统各支路的使单个油路实现负载压力补偿的压力平衡阀一85、压力平衡阀二94、压力平衡阀三99、压力平衡阀四105分别向多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104供油；当多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104处于中位时，分别通过梭阀二86、梭阀四95、梭阀五100、梭阀六106反馈给变量泵87停止供油；
该控制系统的工作过程如下：
补给船波浪模拟并联平台1模拟波浪运动的工作过程：
在计算机107的控制程序中输入需要控制的量，数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀三98，当多路比例阀三98在上位工作时，液压油经过平衡阀四97向液压缸一21的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器一112实时测量有杆腔的油压，液压缸一21的无杆腔连接有压力传感器二113实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀三96、多路比例阀三98回油箱88，此时液压缸一21处于回程的工作状态；当液压缸一21需要做进程运动时，多路比例阀三98切换到下位工作，倾角传感器二111测量补给船波浪模拟运动平台8的角度，通过运动学反解可以算出每个时刻每个液压缸应有的长度，与压力传感器一112、压力传感器二113相结合实现对其长度进行实时动态的控制；
被补给船波浪模拟并联平台7中的液压缸、波浪补偿终端并联平台3的波浪补偿终端液压缸装配体一56中的液压缸的工作过程与液压缸一21相同；
当不需要做波浪补偿时，数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀一82，当多路比例阀一82在上位工作时，液压油经过平衡阀一80，进入液压马达二75的第一油口B1，液压马达二75的第二油口A1一部分通过梭阀一81、减压阀一78打开制动油缸一74，另一部分通过多路比例阀一82回油箱88，完成收揽的动作；当需要放缆时，多路比例阀一82在下位工作；
液压马达一32正转，多路比例阀二93在上位工作，液压油通过平衡阀二91、液压马达一32、梭阀三92、减压阀三90、制动油缸二89、多路比例阀二93，反之，多路比例阀二93在下位工作；
当需要进行波浪补偿时，拉线式位移传感器109测量补给船波浪模拟并联平台1、被补给船波浪模拟并联平台7在垂直方向上的相对距离，拉线式位移传感器109采集的模拟量通过数据采集卡108输入给计算机107，计算机107通过数据采集卡108输出开关量使得换向阀一76、换向阀二79接通状态，计算机107通过数据采集卡108输出模拟量控制比例溢流阀77与溢流阀84之间的压差，形成恒定的张力吊放被吊放货物6，与钢丝绳5连接的拉力传感器117测量张力的大小，张力通过数据采集卡108反馈给计算机107，进一步调节比例溢流阀77的溢流压力，倾角传感器一110、倾角传感器三118测量波浪补偿终端并联平台3、被补给船波浪模拟并联平台7的绝对角度，倾角传感器一110、倾角传感器三118采集的模拟量通过数据采集卡108输入给计算机107，在计算机107内部做差，计算波浪补偿终端并联平台3、被补给船波浪模拟并联平台7之间的相对角度，计算机107通过数据采集卡108输出模拟量控制波浪补偿终端液压缸装配体的液压缸，实时保证在恒定张力状态下补给船波浪模拟并联平台1、被补给船波浪模拟并联平台7之间在升沉、横摇、纵摇方向波浪补偿；
数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀四104，当多路比例阀四104在上位工作时，液压油经过液压锁103、平衡阀六102向液压缸二49的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器三115实时测量有杆腔的油压，液压缸二49的无杆腔连接有压力传感器四116实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀五101、液压锁103回油箱88，固定轴一39同轴安装的角度传感器114实时测量吊机吊臂37、吊机立柱40之间的相对角度，反之，液压缸二49需要做进程运动时，多路比例阀四104切换到下位工作，压力传感器三115、压力传感器四116与角度传感器114相结合调节吊机吊臂37、吊机立柱40之间的相对角度。
本发明的有益效果是：
1.本发明基于拉线式位移传感器和并联机构及其倾角传感器，可以同时检测补给船与被补给船在多个方向的相对距离和角度，实现同时对两船补给过程中多个方向进行波浪补偿；
2.本发明基于并联机构的补偿终端并联机构同时具有消除转动系统的晃动和进行波浪补偿两种功能；
3.本发明补给船波浪模拟并联平台、被补给船波浪模拟并联平台、补给终端并联平台分别具有6、6、3或6个自由度，可以形象地模拟两船之间货物吊放及波浪补偿实现的各种动作，有助于波浪补偿器的研制和测试。
附图说明
图1是基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟装置结构图；
图2是补给船波浪模拟结构图；
图3是补给船波浪模拟液压缸装配体爆炸图；
图4是转动系统结构图；
图5是吊机与绞车结构图；
图6是波浪补偿终端结构图；
图7是波浪补偿终端液压缸装配体爆炸图；
图8是液压绞车爆炸图；
图9是液压系统原理图；
图10是液压控制系统示意图；
图中：补给船波浪模拟并联平台1、转动系统2、波浪补偿终端并联平台3、波浪补偿绞车及吊机4、钢丝绳5、被吊放货物6、被补给船波浪模拟并联平台7、补给船波浪模拟运动平台8、补给船波浪模拟液压缸装配体一9、补给船波浪模拟液压缸装配体二10、补给船波浪模拟液压缸装配体三11、补给船波浪模拟固定平台12、补给船波浪模拟液压缸装配体四13、补给船波浪模拟液压缸装配体五14、补给船波浪模拟液压缸装配体六15、螺栓一16、万向节一17、螺栓二18、螺帽一19、转换接头20、液压缸一21、螺栓三22、万向节二23、螺栓四24、螺栓五25、从动齿轮26、轴承一27、螺栓六28、螺帽二29、马达固定平板30、螺栓七31、液压马达一32、螺栓八33、主动齿轮34、导向轮一35、螺栓九36、吊机吊臂37、轴承一38、固定轴一39、吊机立柱40、螺栓十41、绞车42、螺栓十一43、螺栓十二44、转动底板45、导向轮二46、螺栓十三47、螺栓十四48、液压缸二49、吊机液压缸底座50、螺栓十五51、导向轮三52、螺栓十六53、吊钩一54、波浪补偿终端固定平台55、波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、螺帽三58、万向节三59、万向节四60、螺栓十七61、波浪补偿终端运动平台62、吊钩二63、波浪补偿终端液压缸装配体三64、万向节五65、固定轴二66、轴承二67、轴承座68、螺栓十六69、液压缸三70、支座71、卷筒72、轴承三73、制动油缸一74、液压马达二75、换向阀一76、比例溢流阀77、减压阀一78、换向阀二79、平衡阀一80、梭阀一81、多路比例阀一82、减压阀二83、溢流阀84、压力平衡阀一85、梭阀二86、变量泵87、油箱88、制动油缸二89、减压阀三90、平衡阀二91、梭阀三92、多路比例阀二93、压力平衡阀二94、梭阀四95、平衡阀三96、平衡阀四97、多路比例阀三98、压力平衡阀三99、梭阀五100、平衡阀五101、平衡阀六102、液压锁103、多路比例阀四104、压力平衡阀四105、梭阀六106、计算机107、数据采集卡108、拉线式位移传感器109、倾角传感器一110、倾角传感器二111、压力传感器一112、压力传感器二113、角度传感器114、压力传感器三115、压力传感器四116、拉力传感器117、倾角传感器三118。
具体实施方式
如图1-10所示，本发明基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟系统包括：补给船波浪模拟并联平台1、转动系统2、波浪补偿终端并联平台3、波浪补偿绞车及吊机4、钢丝绳5、被吊放货物6、被补给船波浪模拟并联平台7、补给船波浪模拟运动平台8、补给船波浪模拟液压缸装配体一9、补给船波浪模拟液压缸装配体二10、补给船波浪模拟液压缸装配体三11、补给船波浪模拟固定平台12、补给船波浪模拟液压缸装配体四13、补给船波浪模拟液压缸装配体五14、补给船波浪模拟液压缸装配体六15、螺栓一16、万向节一17、螺栓二18、螺帽一19、转换接头20、液压缸一21、螺栓三22、万向节二23、螺栓四24、螺栓五25、从动齿轮26、轴承一27、螺栓六28、螺帽二29、马达固定平板30、螺栓七31、液压马达一32、螺栓八33、主动齿轮34、导向轮一35、螺栓九36、吊机吊臂37、轴承一38、固定轴一39、吊机立柱40、螺栓十41、绞车42、螺栓十一43、螺栓十二44、转动底板45、导向轮二46、螺栓十三47、螺栓十四48、液压缸二49、吊机液压缸底座50、螺栓十五51、导向轮三52、螺栓十六53、吊钩一54、波浪补偿终端固定平台55、波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、螺帽三58、万向节三59、万向节四60、螺栓十七61、波浪补偿终端运动平台62、吊钩二63、波浪补偿终端液压缸装配体三64、万向节五65、固定轴二66、轴承二67、轴承座68、螺栓十六69、液压缸三70、支座71、卷筒72、轴承三73、制动油缸一74、液压马达二75、换向阀一76、比例溢流阀77、减压阀一78、换向阀二79、平衡阀一80、梭阀一81、多路比例阀一82、减压阀二83、溢流阀84、压力平衡阀一85、梭阀二86、变量泵87、油箱88、制动油缸二89、减压阀三90、平衡阀二91、梭阀三92、多路比例阀二93、压力平衡阀二94、梭阀四95、平衡阀三96、平衡阀四97、多路比例阀三98、压力平衡阀三99、梭阀五100、平衡阀五101、平衡阀六102、液压锁103、多路比例阀四104、压力平衡阀四105、梭阀六106、计算机107、数据采集卡108、拉线式位移传感器109、倾角传感器一110、倾角传感器二111、压力传感器一112、压力传感器二113、角度传感器114、压力传感器三115、压力传感器四116、拉力传感器117、倾角传感器三118。
其中，转动系统2一端通过螺栓八33与补给船波浪模拟并联平台1相连，另一端通过螺栓五25与波浪补偿绞车及吊机4相连，波浪补偿终端并联平台3一端通过钢丝绳5与波浪补偿绞车及吊机4相连，另一端通过钢丝绳5与被吊放货物6相连。液压马达一32一端通过螺栓八33与补给船波浪模拟运动平台8相连，另一端通过螺栓七31与马达固定平板30相连，液压马达一32直接与主动齿轮34相连，螺栓六28一端通过螺纹与马达固定平板30相连，另一端与轴承一27相连，螺帽二29用于固定螺栓六28与马达固定平板30的连接，轴承一27与从动齿轮26相连，从动齿轮26通过螺栓五25与转动底板45相连，实现补给船波浪模拟运动平台8带动波浪补偿绞车及吊机4模拟补给船波浪运动，主动齿轮34带动波浪补偿绞车及吊机4转动到合适的位置吊放被吊放货物6到被补给船波浪模拟并联平台7。绞车42、导向轮三52、吊机立柱40分别通过螺栓十二44、螺栓十一43、螺栓十六53与转动底板45相连，吊机吊臂37通过轴承一38、固定轴一39与吊机立柱40相连，导向轮一35、导向轮二46分别通过螺栓九36、螺栓十三47与吊机吊臂37相连，吊机液压缸底座50一端通过螺栓十41与吊机立柱40相连，另一端通过螺栓十五51与液压缸二49相连，液压缸二49通过螺栓十四48驱动吊机吊臂37的升降。吊钩一54通过钢丝绳与导向轮二46、导向轮一35、导向轮三52、绞车42相连，吊钩一54通过螺纹与波浪补偿终端固定平台55相连，波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、波浪补偿终端液压缸装配体三64一端与波浪补偿终端固定平台55相连，另一端通过螺帽三58分别与万向节四60、万向节三59、万向节五65相连，波浪补偿终端运动平台62一端通过螺栓十七61与万向节四60、万向节三59、万向节五65相连，另一端通过螺纹与吊钩二63相连，吊钩二63通过钢丝绳与被吊放货物6相连，通过控制波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、波浪补偿终端液压缸装配体三64消除转动底板45随着液压马达一32转动引起的摇晃和摆动或进行波浪补偿。
以补给船波浪模拟并联平台1为例说明补给船波浪模拟并联平台1、被补给船波浪模拟并联平台7的固定和连接方式，如图2所示，补给船波浪模拟液压缸装配体一9、补给船波浪模拟液压缸装配体二10、补给船波浪模拟液压缸装配体三11、补给船波浪模拟液压缸装配体四13、补给船波浪模拟液压缸装配体五14、补给船波浪模拟液压缸装配体六15两端分别通过螺栓与补给船波浪模拟运动平台8、补给船波浪模拟固定平台12相连，驱动补给船波浪模拟运动平台8分别沿X、Y、Z轴的平移运动和绕X、Y、Z轴的旋转运动。
以补给船波浪模拟液压缸装配体一9为例说明补给船波浪模拟液压缸装配体一9、补给船波浪模拟液压缸装配体二10、补给船波浪模拟液压缸装配体三11、补给船波浪模拟液压缸装配体四13、补给船波浪模拟液压缸装配体五14、补给船波浪模拟液压缸装配体六15的固定和连接方式，如图3所示，万向节一17一端通过螺栓一16与补给船波浪模拟运动平台8相连，另一端通过螺栓二18与转换接头20相连，液压缸一21一端通过螺帽一19与转换接头20相连，另一端通过螺栓三22与万向节二23相连，万向节二23通过螺栓四24与补给船波浪模拟固定平台12相连。
以波浪补偿终端液压缸装配体一56为例说明波浪补偿终端并联平台3中波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、波浪补偿终端液压缸装配体三64的固定和连接方式，如图7所示，液压缸三70通过固定轴二66与轴承二67相连，轴承二67直接与轴承座68相连，轴承座68通过螺栓十六69与波浪补偿终端固定平台55相连。液压缸三70也可以直接通过万向节与波浪补偿终端固定平台55相连。
绞车42的连接方式，如图8所示，卷筒72通过轴承三73与支座71相连，卷筒72由与其同轴连接的液压马达二75驱动。
拉线式位移传感器109同时与吊机吊臂37、被补给船波浪模拟并联平台7的上端平台相连；倾角传感器一110设置在波浪补偿终端运动平台62上；倾角传感器二111设置在补给船波浪模拟运动平台8上；倾角传感器三118设置在被补给船波浪模拟并联平台7的上端平台上；压力传感器一112、压力传感器二113分别设置在液压缸一21的有杆腔和无杆腔；压力传感器三115、压力传感器四116分别设置在液压缸二49的有杆腔和无杆腔；角度传感器114同轴安装在固定轴一39上；拉力传感器117通过钢丝绳5连接于导向轮二46和波浪补偿终端固定平台55之间；
换向阀一76、比例溢流阀77、换向阀二79、多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104、拉线式位移传感器109、倾角传感器一110、倾角传感器二111、压力传感器一112、压力传感器二113、角度传感器114、压力传感器三115、压力传感器四116、拉力传感器117、倾角传感器三118均与数据采集卡108相连，数据采集卡108与计算机107相连；
本发明的控制系统的液压回路如如图9所示，油箱88连接变量泵87的进油口，变量泵87的出油口分别连接减压阀二83和溢流阀84的进油口，溢流阀84的出油口连接油箱88，减压阀二83的出油口通过压力平衡阀一85与多路比例阀一82相连、通过压力平衡阀二94与多路比例阀二93相连、通过压力平衡阀三99与多路比例阀三98相连、通过压力平衡阀四105与多路比例阀四104相连；
液压马达二75的液压回路如下：
当多路比例阀一82在上位工作时，多路比例阀一82的出油口同时连接换向阀二79、平衡阀一80的进油口，换向阀二79和平衡阀一80的出油口同时连接液压马达二75的第一油口B1和换向阀一76的进油口，换向阀一76的出油口通过比例溢流阀77连接油箱88，液压马达二75的第二油口A1同时连接梭阀一81和多路比例阀一82的进油口，梭阀一81的出油口通过减压阀一78与制动油缸一74相连，多路比例阀一82的出油口与油箱88相连。
当多路比例阀一82在下位工作时，多路比例阀一82的出油口同时连接马达二75第二油口A1和梭阀一81的进油口，梭阀一81通过减压阀一78与制动油缸一74相连，马达二75出油口B1同时连接换向阀一76、换向阀二79、平衡阀一80的进油口，换向阀一76通过比例溢流阀77连接油箱88，换向阀一76、换向阀二79的出油口与多路比例阀一82的进油口相连，多路比例阀一82的出油口与油箱88相连。
液压马达一32的液压回路如下：
当多路比例阀二93在上位工作，多路比例阀二93的出油口连接平衡阀二91的进油口，平衡阀二91的出油口连接液压马达一32的第一油口B2，液压马达一32的第二油口A2连接梭阀三92的进油口，梭阀三92的出油口通过减压阀三90与制动油缸二89相连，多路比例阀二93的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀二93在下位工作时，多路比例阀二93的出油口同时连接液压马达一32的第二油口A2和梭阀三92的进油口，梭阀三92的出油口通过减压阀三90与制动油缸二89相连，液压马达一32的第一油口B2连接油箱88；
液压缸一21的液压回路如下：
当多路比例阀三98在上位工作时，多路比例阀三98的出油口与平衡阀四97的进油口相连，平衡阀四97的出油口与液压缸一21的有杆腔相连，液压缸一21的无杆腔与平衡阀三96的进油口相连，平衡阀三96的出油口与多路比例阀三98的进油口相连，多路比例阀三98的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀三98在下位工作时，多路比例阀三98的出油口与平衡阀三96的进油口相连，平衡阀三96的出油口与液压缸一21的无杆腔相连，液压缸一21的有杆腔与平衡阀四97的进油口相连，平衡阀四97的出油口与多路比例阀三98的进油口相连，多路比例阀三98的出油口与油箱88相连；
液压缸二49的液压回路如下：
当多路比例阀四104在上位工作时，多路比例阀四104的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与平衡阀六102的进油口相连，平衡阀六102的出油口与液压缸二49的有杆腔相连，液压缸二49的无杆腔与平衡阀五101的进油口相连，平衡阀五101的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与多路比例阀四104的进油口相连，多路比例阀四104的出油口与油箱88相连；
当多路比例阀四104在下位工作时，多路比例阀四104的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与平衡阀五101的进油口相连，平衡阀五101的出油口与液压缸二49的无杆腔相连，液压缸二49的有杆腔与平衡阀六102的进油口相连，平衡阀六102的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁103的出油口与多路比例阀四104的进油口相连，多路比例阀四104的出油口与油箱88相连；
波浪补偿终端并联平台3和被补给船波浪模拟并联平台7中的液压缸的液压回路与所述液压缸一21的回路相同。
本发明的工作过程如下：打开电源，按下启动按钮，变量泵87开始向系统供油，通过调节溢流阀84的压力确定向系统供油的最大压力，液压油经过作为三通补偿器使系统实时负载适应的减压阀二83和系统各支路作为二通补偿器使单个油路实现负载压力补偿的压力平衡阀一85、压力平衡阀二94、压力平衡阀三99、压力平衡阀四105向多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104供油。当多路比例阀一82、多路比例阀二93、多路比例阀三98、多路比例阀四104处于中位时，分别通过梭阀二86、梭阀四95、梭阀五100、梭阀六106反馈给变量泵87停止供油。
该控制系统的工作过程如下：
补给船波浪模拟并联平台1模拟波浪运动的工作过程：
打开计算机107和VC++编写的控制程序，输入需要控制的量，数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀三98，当多路比例阀三98在上位工作时，液压油经过平衡阀四97向液压缸一21的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器一112实时测量有杆腔的油压，液压缸一21的无杆腔连接有压力传感器二113实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀三96、多路比例阀三98回油箱88，液压缸一21处于回程的工作状态，反之，液压缸一21需要做进程运动时，多路比例阀三98切换到下位工作，倾角传感器二111测量补给船波浪模拟运动平台8的角度，通过运动学反解可以算出每个时刻每个液压缸应有的长度，与压力传感器一112、压力传感器二113相结合实现对其长度进行实时动态的控制。
被补给船波浪模拟并联平台7中的液压缸、波浪补偿终端并联平台3的波浪补偿终端液压缸装配体一56中的液压缸的工作过程与液压缸一21相同；
当不需要做波浪补偿时，数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀一82，当多路比例阀一82在上位工作时，液压油经过平衡阀一80，进入液压马达二75的B1口，液压马达二75的A1口一部分通过梭阀一81、减压阀一78打开制动油缸一74，另一部分通过多路比例阀一82回油箱88，完成收揽的动作；反之，当需要放缆多路比例阀一82在下位工作。与液压马达二75相似，液压马达一32正转，多路比例阀二93在上位工作，液压油通过平衡阀二91、液压马达一32、梭阀三92、减压阀三90、制动油缸二89、多路比例阀二93，反之，多路比例阀二93在下位工作。
当需要进行波浪补偿时，拉线式位移传感器109测量补给船波浪模拟并联平台1、被补给船波浪模拟并联平台7在垂直方向上的相对距离，拉线式位移传感器109采集的模拟量通过数据采集卡108输入给计算机107，计算机107通过数据采集卡108输出开关量使得换向阀一76、换向阀二79接通状态，计算机107通过数据采集卡108输出模拟量控制比例溢流阀77与溢流阀84之间的压差，形成恒定的张力吊放被吊放货物6，与钢丝绳5连接的拉力传感器117测量张力的大小，张力通过数据采集卡108反馈给计算机107，进一步调节比例溢流阀77的溢流压力，倾角传感器一110、倾角传感器三118测量波浪补偿终端并联平台3、被补给船波浪模拟并联平台7的绝对角度，倾角传感器一110、倾角传感器三118采集的模拟量通过数据采集卡108输入给计算机107，在计算机107内部做差，计算波浪补偿终端并联平台3、被补给船波浪模拟并联平台7之间的相对角度，计算机107通过数据采集卡108输出模拟量分别控制波浪补偿终端液压缸装配体一56、波浪补偿终端液压缸装配体二57、波浪补偿终端液压缸装配体三64，实时保证在恒定张力状态下补给船波浪模拟并联平台1、被补给船波浪模拟并联平台7之间在升沉、横摇、纵摇方向波浪补偿。上面的升沉、横摇、纵摇方向波浪补偿是以波浪补偿终端并联平台3为三自由并联平台为例进行，若波浪补偿终端并联平台3为六自由度并联平台可进行六个方向的波浪补偿。
与液压缸一21类似，数据采集卡108输出的模拟量控制多路比例阀四104，当多路比例阀四104在上位工作时，液压油经过液压锁103、平衡阀六102向液压缸二49的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器三115实时测量有杆腔的油压，液压缸二49的无杆腔连接有压力传感器四116实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀五101、液压锁103回油箱88，固定轴一39同轴安装的角度传感器114实时测量吊机吊臂37、吊机立柱40之间的相对角度，反之，液压缸二49需要做进程运动时，多路比例阀四104切换到下位工作，压力传感器三115、压力传感器四116与角度传感器114相结合调节吊机吊臂37、吊机立柱40之间的相对角度。
本发明中所有的液压缸也可以用电缸代替。
Claims (2)
1.基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器，其特征在于，它包括：补给船波浪模拟并联平台(1)、转动系统(2)、波浪补偿绞车及吊机(4)、波浪补偿终端并联平台(3)、钢丝绳(5)、被吊放货物(6)、被补给船波浪模拟并联平台(7)；所述的转动系统(2)一端与所述的补给船波浪模拟并联平台(1)固定连接，另一端与所述的波浪补偿绞车及吊机(4)固定连接，所述的波浪补偿终端并联平台(3)一端通过所述的钢丝绳(5)与所述的波浪补偿绞车及吊机(4)相连，另一端通过所述的钢丝绳(5)与所述的被吊放货物(6)相连；
所述的补给船波浪模拟并联平台(1)包括补给船波浪模拟固定平台(12)、补给船波浪模拟液压缸一(21)、补给船波浪模拟运动平台(8)；
所述的转动系统(2)包括液压马达一(32)、马达固定平板(30)、主动齿轮(34)、从动齿轮(26)；
所述的波浪补偿绞车及吊机(4)包括转动底板(45)、绞车(42)、导向轮三(52)、吊机立柱(40)、吊机吊臂(37)、固定轴一(39)、导向轮一(35)、导向轮二(46)、液压缸二(49)、吊机液压缸底座(50)；所述的绞车(42)包括支座(71)、卷筒(72)和液压马达二(75)；
所述的波浪补偿终端并联平台(3)包括吊钩一(54)、波浪补偿终端固定平台(55)、波浪补偿终端液压缸装配体、波浪补偿终端运动平台(62)、吊钩二(63)。
各部件之间的连接关系如下：
所述的补给船波浪模拟固定平台(12)可转动地连接所述的液压缸一(21)，所述的液压缸一(21)可转动地连接所述的补给船波浪模拟运动平台(8)；
所述的补给船波浪模拟运动平台(8)固定连接所述的转动系统(2)的所述的液压马达一(32)的一端，所述的液压马达一(32)的另一端固定连接在所述的马达固定平板(30)，所述的液压马达一(32)的输出轴与所述的主动齿轮(34)相连，所述的从动齿轮(26)与所述的主动齿轮(34)相啮合，所述的从动齿轮(26)与所述的波浪补偿绞车及吊机(4)中的所述的转动底板(45)固定连接；
所述的转动底板(45)上固定连接所述的绞车(42)、导向轮三(52)、吊机立柱(40)，所述的吊机吊臂(37)通过所述的固定轴一(39)与所述的吊机立柱(40)可转动连接，所述的导向轮一(35)、导向轮二(46)分别固定连接在所述的吊机吊臂(37)的两端，所述的吊机液压缸底座(50)一端与所述的吊机立柱(40)固定连接，另一端与所述的液压缸二(49)的一端可转动连接；所述的液压缸二(49)的另一端与所述的吊机吊臂(37)中部可转动连接；所述的液压缸二(49)驱动所述的吊机吊臂(37)的升降；
所述的支座(71)与所述的卷筒(72)可转动连接，所述的液压马达二(75)与所述的卷筒(72)同轴连接；
所述的波浪补偿终端并联平台(3)的所述的吊钩一(54)与所述的波浪补偿终端固定平台(55)固定连接，所述的波浪补偿终端液压缸装配体一端可转动地连接在所述的波浪补偿终端固定平台(55)，另一端可转动地连接所述的波浪补偿终端运动平台(62)，所述的波浪补偿终端运动平台(62)的下表面固定连接所述的吊钩二(63)，所述的吊钩一(54)通过所述的钢丝绳与所述的导向轮二(46)、导向轮一(35)、导向轮三(52)、绞车(42)相连，所述的吊钩二(63)通过钢丝绳与所述的被吊放货物(6)相连；
所述的被补给船波浪模拟并联平台(7)的结构与所述的补给船波浪模拟并联平台(1)相同；
所述的补给船波浪模拟运动平台(8)带动波浪补偿绞车及吊机(4)模拟补给船波浪运动，所述的主动齿轮(34)带动所述的波浪补偿绞车及吊机(4)转动到合适的位置吊放被吊放货物(6)到被补给船波浪模拟并联平台(7)，通过控制所述的波浪补偿终端液压缸装配体消除所述的转动底板(45)随着所述的液压马达一(32)转动引起的摇晃和摆动或进行波浪补偿。
2.一种控制上述权利要求所述的基于并联机构的多自由度主动式波浪补偿模拟器的系统，其还包括制动油缸一(74)、换向阀一(76)、比例溢流阀(77)、减压阀一(78)、换向阀二(79)、平衡阀一(80)、梭阀一(81)、多路比例阀一(82)、减压阀二(83)、溢流阀(84)、压力平衡阀一(85)、梭阀二(86)、变量泵(87)、油箱(88)、制动油缸二(89)、减压阀三(90)、平衡阀二(91)、梭阀三(92)、多路比例阀二(93)、压力平衡阀二(94)、梭阀四(95)、平衡阀三(96)、平衡阀四(97)、多路比例阀三(98)、压力平衡阀三(99)、梭阀五(100)、平衡阀五(101)、平衡阀六(102)、液压锁(103)、多路比例阀四(104)、压力平衡阀四(105)、梭阀六(106)、计算机(107)、数据采集卡(108)、拉线式位移传感器(109)、倾角传感器一(110)、倾角传感器二(111)、压力传感器一(112)、压力传感器二(113)、角度传感器(114)、压力传感器三(115)、压力传感器四(116)、拉力传感器(117)、倾角传感器三(118)；
其中，所述的拉线式位移传感器(109)同时与所述的吊机吊臂(37)、所述的被补给船波浪模拟并联平台(7)的上端平台相连；所述的倾角传感器一(110)设置在所述的波浪补偿终端运动平台(62)上；所述的倾角传感器二(111)设置在所述的补给船波浪模拟运动平台(8)上；所述的倾角传感器三(118)设置在所述的被补给船波浪模拟并联平台(7)的上端平台上；所述的压力传感器一(112)、压力传感器二(113)分别设置在液压缸一(21)的有杆腔和无杆腔；所述的压力传感器三(115)、压力传感器四(116)分别设置在所述的液压缸二(49)的有杆腔和无杆腔；所述的角度传感器(114)同轴安装在所述的固定轴一(39)上；所述的拉力传感器(117)通过所述的钢丝绳(5)连接于所述的导向轮二(46)和所述的波浪补偿终端固定平台(55)之间；
所述的换向阀一(76)、比例溢流阀(77)、换向阀二(79)、多路比例阀一(82)、多路比例阀二(93)、多路比例阀三(98)、多路比例阀四(104)、拉线式位移传感器(109)、倾角传感器一(110)、倾角传感器二(111)、压力传感器一(112)、压力传感器二(113)、角度传感器(114)、压力传感器三(115)、压力传感器四(116)、拉力传感器(117)、倾角传感器三(118)均与所述的数据采集卡(108)相连，所述的数据采集卡(108)与所述的计算机(107)相连；
该控制系统的液压回路为：
油箱(88)连接变量泵(87)的进油口，变量泵(87)的出油口分别连接减压阀二(83)和溢流阀(84)的进油口，溢流阀(84)的出油口连接油箱(88)，减压阀二(83)的出油口通过压力平衡阀一(85)与多路比例阀一(82)相连、通过压力平衡阀二(94)与多路比例阀二(93)相连、通过压力平衡阀三(99)与多路比例阀三(98)相连、通过压力平衡阀四(105)与多路比例阀四(104)相连；
所述的液压马达二(75)的液压回路如下：
当多路比例阀一(82)在上位工作时，多路比例阀一(82)的出油口同时连接换向阀二(79)、平衡阀一(80)的进油口，换向阀二(79)和平衡阀一(80)的出油口同时连接液压马达二(75)的第一油口(B1)和换向阀一(76)的进油口，换向阀一(76)的出油口通过比例溢流阀(77)连接油箱(88)，液压马达二(75)的第二油口(A1)同时连接梭阀一(81)和多路比例阀一(82)的进油口，梭阀一(81)的出油口通过减压阀一(78)与制动油缸一(74)相连，多路比例阀一(82)的出油口与油箱(88)相连；
当多路比例阀一(82在下位工作时，多路比例阀一(82)的出油口同时连接液压马达二(75)第二油口(A1)和梭阀一(81)的进油口，梭阀一(81)通过减压阀一(78)与制动油缸一(74)相连，马达二(75)第一油口(B1)同时连接换向阀一(76)、换向阀二(79)、平衡阀一(80)的进油口，换向阀一(76)通过比例溢流阀(77)连接油箱(88)，换向阀一(76)、换向阀二(79)的出油口与多路比例阀一(82)的进油口相连，多路比例阀一(82)的出油口与油箱(88)相连；
所述的液压马达一(32)的液压回路如下：
当多路比例阀二(93)在上位工作，多路比例阀二(93)的出油口连接平衡阀二(91)的进油口，平衡阀二(91)的出油口连接液压马达一(32)的第一油口(B2)，液压马达一(32)的第二油口(A2)连接梭阀三(92)的进油口，梭阀三(92)的出油口通过减压阀三(90)与制动油缸二(89)相连，多路比例阀二(93)的出油口与油箱(88)相连；
当多路比例阀二(93)在下位工作时，多路比例阀二(93)的出油口同时连接液压马达一(32)的第二油口(A2)和梭阀三(92)的进油口，梭阀三(92)的出油口通过减压阀三(90)与制动油缸二(89)相连，液压马达一(32)的第一油口(B2)连接油箱(88)；
所述的液压缸一(21)的液压回路如下：
当多路比例阀三(98)在上位工作时，多路比例阀三(98)的出油口与平衡阀四(97)的进油口相连，平衡阀四(97)的出油口与液压缸一(21)的有杆腔相连，液压缸一(21)的无杆腔与平衡阀三(96)的进油口相连，平衡阀三(96)的出油口与多路比例阀三(98)的进油口相连，多路比例阀三(98)的出油口与油箱(88)相连；
当多路比例阀三(98)在下位工作时，多路比例阀三(98)的出油口与平衡阀三(96)的进油口相连，平衡阀三(96)的出油口与液压缸一(21)的无杆腔相连，液压缸一(21)的有杆腔与平衡阀四(97)的进油口相连，平衡阀四(97)的出油口与多路比例阀三(98)的进油口相连，多路比例阀三(98)的出油口与油箱(88)相连；
所述的液压缸二(49)的液压回路如下：
当多路比例阀四(104)在上位工作时，多路比例阀四(104)的出油口与液压锁(103)的进油口相连，液压锁(103)的出油口与平衡阀六(102)的进油口相连，平衡阀六(102)的出油口与液压缸二(49)的有杆腔相连，液压缸二(49)的无杆腔与平衡阀五(101)的进油口相连，平衡阀五(101)的出油口与液压锁103的进油口相连，液压锁(103)的出油口与多路比例阀四(104)的进油口相连，多路比例阀四(104)的出油口与油箱(88)相连；
当多路比例阀四(104)在下位工作时，多路比例阀四(104)的出油口与液压锁(103)的进油口相连，液压锁(103)的出油口与平衡阀五(101)的进油口相连，平衡阀五(101)的出油口与液压缸二(49)的无杆腔相连，液压缸二(49)的有杆腔与平衡阀六(102)的进油口相连，平衡阀六(102)的出油口与液压锁(103)的进油口相连，液压锁(103)的出油口与多路比例阀四(104)的进油口相连，多路比例阀四(104)的出油口与油箱(88)相连；
所述的波浪补偿终端并联平台(3)和被补给船波浪模拟并联平台(7)中的液压缸的液压回路与所述液压缸一(21)的回路相同；
该液压系统的工作过程如下：
打开电源，按下启动按钮，变量泵(87)开始向系统供油，通过调节溢流阀(84)的压力确定向系统供油的最大压力，液压油首先经过作为三通补偿器使系统实时负载适应的减压阀二(83)，然后经过系统各支路的使单个油路实现负载压力补偿的压力平衡阀一(85)、压力平衡阀二(94)、压力平衡阀三(99)、压力平衡阀四(105)分别向多路比例阀一(82)、多路比例阀二(93)、多路比例阀三(98)、多路比例阀四(104)供油；当多路比例阀一(82)、多路比例阀二(93)、多路比例阀三(98)、多路比例阀四(104)处于中位时，分别通过梭阀二(86)、梭阀四(95)、梭阀五(100)、梭阀六(106)反馈给变量泵(87)停止供油；
该控制系统的工作过程如下：
补给船波浪模拟并联平台(1)模拟波浪运动的工作过程：
在计算机(107)的控制程序中输入需要控制的量，数据采集卡(108)输出的模拟量控制多路比例阀三(98)，当多路比例阀三(98)在上位工作时，液压油经过平衡阀四(97)向液压缸一(21)的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器一(112)实时测量有杆腔的油压，液压缸一(21)的无杆腔连接有压力传感器二(113)实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀三(96)、多路比例阀三(98)回油箱(88)，此时液压缸一(21)处于回程的工作状态；当液压缸一(21)需要做进程运动时，多路比例阀三(98)切换到下位工作，倾角传感器二(111)测量补给船波浪模拟运动平台(8)的角度，通过运动学反解可以算出每个时刻每个液压缸应有的长度，与压力传感器一(112)、压力传感器二(113)相结合实现对其长度进行实时动态的控制；
被补给船波浪模拟并联平台(7)中的液压缸、波浪补偿终端并联平台(3)的波浪补偿终端液压缸装配体一(56)中的液压缸的工作过程与液压缸一(21)相同；
当不需要做波浪补偿时，数据采集卡(108)输出的模拟量控制多路比例阀一(82)，当多路比例阀一(82)在上位工作时，液压油经过平衡阀一(80)，进入液压马达二(75)的第一油口(B1)，液压马达二(75)的第二油口(A1)一部分通过梭阀一(81)、减压阀一(78)打开制动油缸一(74)，另一部分通过多路比例阀一(82)回油箱(88)，完成收揽的动作；当需要放缆时，多路比例阀一(82)在下位工作；
液压马达一(32)正转，多路比例阀二(93)在上位工作，液压油通过平衡阀二(91)、液压马达一(32)、梭阀三92)、减压阀三(90)、制动油缸二(89)、多路比例阀二(93)，反之，多路比例阀二(93)在下位工作；
当需要进行波浪补偿时，拉线式位移传感器(109)测量补给船波浪模拟并联平台(1)、被补给船波浪模拟并联平台(7)在垂直方向上的相对距离，拉线式位移传感器(109)采集的模拟量通过数据采集卡(108)输入给计算机(107)，计算机(107)通过数据采集卡(108)输出开关量使得换向阀一(76)、换向阀二(79)接通状态，计算机(107)通过数据采集卡(108)输出模拟量控制比例溢流阀(77)与溢流阀(84)之间的压差，形成恒定的张力吊放被吊放货物(6)，与钢丝绳(5)连接的拉力传感器(117)测量张力的大小，张力通过数据采集卡(108)反馈给计算机(107)，进一步调节比例溢流阀(77)的溢流压力，倾角传感器一(110)、倾角传感器三(118)测量波浪补偿终端并联平台(3)、被补给船波浪模拟并联平台(7)的绝对角度，倾角传感器一(110)、倾角传感器三(118)采集的模拟量通过数据采集卡(108)输入给计算机(107)，在计算机(107)内部做差，计算波浪补偿终端并联平台(3)、被补给船波浪模拟并联平台(7)之间的相对角度，计算机(107)通过数据采集卡(108)输出模拟量控制波浪补偿终端液压缸装配体的液压缸，实时保证在恒定张力状态下补给船波浪模拟并联平台(1)、被补给船波浪模拟并联平台(7)之间在升沉、横摇、纵摇方向波浪补偿；
数据采集卡(108)输出的模拟量控制多路比例阀四(104)，当多路比例阀四(104)在上位工作时，液压油经过液压锁(103)、平衡阀六(102)向液压缸二(49)的有杆腔供油，进油口连接有压力传感器三(115)实时测量有杆腔的油压，液压缸二(49)的无杆腔连接有压力传感器四(116)实时测量无杆腔的油压，无杆腔的液压油经过平衡阀五(101)、液压锁(103)回油箱(88)，固定轴一(39)同轴安装的角度传感器(114)实时测量吊机吊臂(37)、吊机立柱(40)之间的相对角度，反之，液压缸二(49)需要做进程运动时，多路比例阀四(104)切换到下位工作，压力传感器三(115)、压力传感器四(116)与角度传感器(114)相结合调节吊机吊臂(37)、吊机立柱(40)之间的相对角度。
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Address after: 314033 2 building, Photovoltaic Science Park, 1288 Kang He road, Xiuzhou District, Jiaxing, Zhejiang. Patentee after: Jiaxing University Address before: 314033 Yuexiu South Road, Jiaxing, Jiaxing, Zhejiang Patentee before: Jiaxing University |
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