CN107576478B - 海洋核动力平台单点系泊系统试车装置及其参数获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置及其参数获取方法，涉及单点系泊系统领域，包括：用于进行数据处理以及指令发送的测控平台；单点系泊系统模型；系泊塔架；试车台架，试车台架包括：用于在六自由度上进行姿态模拟的平台模拟系统，平台模拟系统为六自由度平台；一对与两个软刚臂系统一一对应配置的应急联动系统。本发明利用第一绳索调节装置、第二绳索调节装置、绳索导向装置以及销轴联动装置调节系泊腿和系泊连接臂之间的姿态，而销轴应力传感器能够时刻监测系泊腿和系泊连接臂铰接处销轴的受力情况，从而获得系泊腿、系泊连接臂的分离应力阈值F_分离以及最优力矩调整系数δ_最优。

Description

海洋核动力平台单点系泊系统试车装置及其参数获取方法

技术领域

本发明涉及单点系泊系统领域，具体涉及一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置及其参数获取方法。

背景技术

海洋核动力平台主要面向孤岛、深海原油开采、海水淡化的能源供应，具有深远的战略意义；由于海洋核动力平台的作业环境处在远离陆地的海洋环境，为了具有一定的环境适应能力，保证海洋环境下的作业要求。

常用的技术手段多为在海洋核动力平台上设置单点系泊装置，单点系泊装置具有将系泊刚臂以及系泊腿紧急分离的方式作为紧急安全措施，但传统的单点系泊装置无法对系泊刚臂以及系泊腿的分离情况进行有效掌控，需要多次尝试才可完成分离，工作步骤繁琐，导致安全性降低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置及其参数获取方法，利用第一绳索调节装置、第二绳索调节装置、绳索导向装置以及销轴联动装置调节系泊腿和系泊连接臂之间的姿态，而销轴应力传感器能够时刻监测系泊腿和系泊连接臂铰接处销轴的受力情况，从而获得系泊腿、系泊连接臂的分离应力阈值F_分离以及最优力矩调整系数δ_最优。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，包括：用于进行数据处理以及指令发送的测控平台；

单点系泊系统模型，所述单点系泊系统模型包括：

系泊支架；

一对软刚臂系统，所述软刚臂系统包括系泊腿和铰接于所述系泊腿的系泊连接臂；

系泊塔架；

所述系泊支架通过一对所述软刚臂系统与所述系泊塔架连接，所述系泊腿与所述系泊支架铰接，所述系泊连接臂与所述系泊塔架铰接；

试车台架，所述试车台架包括：

用于在六自由度上进行姿态模拟的平台模拟系统，所述平台模拟系统为六自由度平台；

一对与两个所述软刚臂系统一一对应配置的应急联动系统，所述应急联动系统包括：

第一绳索；

第二绳索；

设置在所述平台模拟系统顶面的第一绳索调节装置和第二绳索调节装置；

设置在所述系泊支架底部，用于调节所述第一绳索的绳索导向装置；

销轴联动装置，其设置在所述系泊腿、所述系泊连接臂铰接处，且所述系泊腿和所述系泊连接臂通过销轴铰接，所述销轴联动装置配置有销轴应力传感器；

用于控制所述第一绳索调节装置、所述第二绳索调节装置、所述绳索导向装置以及所述销轴联动装置的应急联动系统控制器；同时，

所述第一绳索的一端设置在所述第一绳索调节装置上，所述第一绳索的另一端穿过所述绳索导向装置与所述系泊连接臂连接；

所述第二绳索的一端设置在所述第二绳索调节装置上，所述第二绳索的另一端与所述系泊塔架连接；

所述应急联动系统控制器与所述测控平台、所述销轴应力传感器信号连接；同时，

所述系泊支架设置在所述平台模拟系统上，所述平台模拟系统与所述测控平台信号连接。

在上述技术方案的基础上，所述第一绳索调节装置、所述第二绳索调节装置均包括：

设置在所述平台模拟系统顶面的底板；

相互间隔设置在所述底板上的一对轴承座，所述轴承座的内侧设置有轴承；

两端固定在一对所述轴承内圈的滚筒，所述滚筒上绕设所述第一绳索或所述第二绳索；

设置在任一所述轴承座一侧的电机，所述电机的传动轴与所述滚筒连接。

一种基于上述技术方案的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，至少包括以下步骤：

S1：利用所述测控平台控制所述第二绳索调节装置的输出力矩，拉近所述平台模拟系统与所述系泊塔架的距离；

S2：利用所述测控平台随机输入力矩调整系数δ，从而调整所述第一绳索调节装置的输出力矩，拉起所述系泊连接臂；

S3：记录所述销轴应力传感器监测得到的所述销轴受到的压力值Fn；

S4：重复S2、S3，当所述销轴联动装置的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录所述销轴应力传感器检测得到所述销轴受到的压力值Fn，并利用所述测控平台启动控制所述销轴联动装置，使得所述销轴联动装置进行抽出所述销轴的动作直至所述销轴抽出；

S5：所述系泊腿与所述系泊连接臂分离时，根据公式得到所述系泊腿、所述系泊连接臂分离应力阈值F_分离，所述F_分离＝Fn*μ₀；

当所述销轴联动装置的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时所述测控平台输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

S6：所述系泊腿与所述系泊连接臂分离时，利用所述测控平台控制所述第一绳索调节装置放下所述系泊连接臂；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。

在上述方案基础上，所述试车台架还包括：用于检测所述系泊腿、所述系泊连接臂受力情况以及倾角程度的软刚臂监测系统；

所述软刚臂监测系统与所述测控平台连接。

在上述技术方案的基础上，所述平台模拟系统还包括：

多个与所述系泊支架底部配接的多维度传感器，多个所述多维度传感器底部与所述平台模拟系统顶部配接；

安装在所述平台模拟系统顶面的平台模拟系统控制器；同时，

所述平台模拟系统控制器分别与所述测控平台、所述平台模拟系统以及多个多维度传感器信号连接。

在上述技术方案的基础上，所述软刚臂监测系统包括：

多个应力传感器，多个所述应力传感器均匀设置在所述系泊腿、所述系泊连接臂上；

多个倾角传感器，多个所述倾角传感器均匀设置在所述系泊腿、所述系泊连接臂上；

软刚臂监测器，所述软刚臂监测器与所述测控平台、多个所述应力传感器以及多个所述倾角传感器信号连接。

一种基于上述技术方案的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，所述参数获取方法至少包括获取所述软刚臂监测系统输出情况的补偿系数的方法以及获得所述系泊腿、所述系泊连接臂分离应力阈值和第一绳索调节装置、第二绳索调节装置最优力矩调整系数δ_最优的方法；

所述获取所述软刚臂监测系统输出情况的补偿系数的方法，包括以下步骤：

A1：利用所述测控平台控制所述平台模拟系统模拟海洋波动状态，使得所述单点系泊系统模型的状态发生相应波动；

A2：记录所述平台模拟系统在X、Y、Z方向上输出的力，记作F_X、F_Y、F_Z，记录所述平台模拟系统在X、Y、Z方向上输出力矩，记作FM_X、FM_Y、FM_Z；

A3：记录所述软刚臂监测系统的监测数据，运算获得所述单点系泊系统模型在X、Y、Z方向上的受力，记作F_X0、F_Y0、F_Z0，同时获得所述单点系泊系统模型在X、Y、Z方向上的受力力矩，记作FM_X0、FM_Y0、FM_Z0；

A4：获得F_X以及F_X0的补偿系数μ_x，μ_x＝F_X-F_X0，同理，F_Y以及F_Y0的补偿系数μ_Y＝F_Y-F_Y0，F_Z以及F_Z0的补偿系数μ_z＝F_z-F_z0；

FM_X与FM_X0的补偿系数μ_Mx＝FM_X-FM_X0，FM_Y与FM_Y0的补偿系数μ_MY＝FM_Y-FM_Y0，FM_Z与FM_Z0的补偿系数μ_Mz＝FM_z-FM_z0；

获得所述系泊腿、所述系泊连接臂分离应力阈值和第一绳索调节装置、第二绳索调节装置最优力矩调整系数δ_最优的方法包括以下步骤：

C1:利用所述测控平台控制所述第二绳索调节装置的输出力矩，拉近所述平台模拟系统与所述系泊塔架的距离；

C2：利用所述测控平台随机输入力矩调整系数δ，从而调整所述第一绳索调节装置的输出力矩，拉起所述系泊连接臂；

C3：记录所述销轴应力传感器监测得到的所述销轴受到的压力值Fn；

C4：重复C2、C3，当所述销轴联动装置的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录所述销轴应力传感器检测得到所述销轴受到的压力值Fn，并利用所述测控平台启动控制所述销轴联动装置，使得所述销轴联动装置进行抽出所述销轴的动作直至所述销轴抽出；

C5：所述系泊腿与所述系泊连接臂分离时，根据公式得到所述系泊腿、所述系泊连接臂分离应力阈值F_分离，所述F_分离＝Fn*μ₀；

当所述销轴联动装置的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时所述测控平台输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

C6：所述系泊腿与所述系泊连接臂分离时，利用所述测控平台控制所述第一绳索调节装置放下所述系泊连接臂；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。

在上述技术方案的基础上，所述试车台架还包括助航系统，所述助航系统包括：

设置在所述系泊塔架上的信号灯、雾笛以及助航系统控制器；

所述助航系统控制器分别与所述信号灯、所述雾笛以及所述测控平台连接。

在上述技术方案的基础上，所述销轴联动装置包括主电机、减速箱、传动齿轮、内部轴承、传动螺杆，所述传动齿轮、所述内部轴承设置在所述减速箱内部，所述主电机设置在所述减速箱的外壁，所述主电机的转动轴与所述传动齿轮连接，所述传动齿轮、所述内部轴承以及所述传动螺杆依次配接，所述传动螺杆与所述系泊腿、所述系泊连接臂铰接处的所述销轴连接，所述销轴应力传感器配设在所述销轴上。

其中，所述销轴应力传感器不会影响所述销轴的转动。

具体的，所述销轴应力传感器围绕所述销轴设置在所述销轴的销轴安装座上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明利用第一绳索调节装置、第二绳索调节装置、绳索导向装置以及销轴联动装置调节系泊腿和系泊连接臂之间的姿态，而销轴应力传感器能够时刻监测系泊腿和系泊连接臂铰接处销轴的受力情况，从而获得系泊腿、系泊连接臂的分离应力阈值F_分离以及最优力矩调整系数δ_最优。

(2)本发明帮助工作人员获知在平台模拟系统向系泊支架在X、Y、Z三轴方向上施力时，系泊腿和系泊连接臂的实际受力情况；获知平台模拟系统的施力情况与实际受力情况的差异，获知平台模拟系统的施力情况与实际受力情况的差异，从而模拟系泊系统在受到海洋环境冲击力时，海洋环境施力与系泊系统受力的差异。

(3)本发明的助航系统的助航系统控制器在接收到测控平台的控制信号后，控制信号灯、雾笛进行导航模拟指示工作。

附图说明

图1为本发明实施例1中海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的结构框图；

图3为本发明实施例1中试车台架的结构框图；

图4为本发明实施例1中应急联动系统的结构示意图；

图5为本发明实施例1中销轴联动装置的结构示意图；

图6为本发明实施例1中第一绳索调节装置和第二第一绳索调节装置的结构示意图；

图7为本发明实施例2中第一绳索调节装置的结构示意图；

图8为本发明实施例2中软刚臂监测系统的结构示意图；

图9为本发明实施例3中助航系统的结构示意图；

图10为本发明实施例4中销轴联动装置的结构示意图；

图中：1、测控平台；2、单点系泊系统模型；21、系泊支架；22、软刚臂系统；221、系泊腿；222、系泊连接臂；23、系泊塔架；3、试车台架；31、平台模拟系统；311、多维度传感器；312、平台模拟系统控制器；32、应急联动系统；321、第一绳索；322、第二绳索；323、第一绳索调节装置；3231、底板；3232、轴承座；3233、轴承；3234、滚筒；3235、电机；324、第二绳索调节装置；325、绳索导向装置；326、销轴联动装置；3261、销轴应力传感器；3262、主电机；3263、减速箱；3264、传动齿轮；3265、内部轴承；3266、传动螺杆；3264、传动齿轮；3265、内部轴承；3266、传动螺杆；3267、销轴；327、应急联动系统控制器；33、软刚臂监测系统；331、应力传感器；332、倾角传感器；333、软刚臂监测器；34、助航系统；341、信号灯；342、雾笛；343、助航系统控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例1

参见图1至图6所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，包括：用于进行数据处理以及指令发送的测控平台1；单点系泊系统模型2，单点系泊系统模型2包括：系泊支架21；一对软刚臂系统22，软刚臂系统22包括系泊腿221和铰接于系泊腿221的系泊连接臂222；系泊塔架23；系泊支架21通过一对软刚臂系统22与系泊塔架23连接，系泊腿221与系泊支架21铰接，系泊连接臂222与系泊塔架23铰接；试车台架3，试车台架3包括：用于在六自由度上进行姿态模拟的平台模拟系统31，平台模拟系统31为六自由度平台；一对与两个软刚臂系统22一一对应配置的应急联动系统32，应急联动系统32包括：第一绳索321；第二绳索322；设置在平台模拟系统31顶面的第一绳索调节装置323和第二绳索调节装置324；设置在系泊支架21底部，用于调节第一绳索321的绳索导向装置325；销轴联动装置326，其设置在系泊腿221、系泊连接臂222铰接处，且系泊腿221和系泊连接臂222通过销轴铰接，销轴联动装置326配置有销轴应力传感器3261；用于控制第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324、绳索导向装置325以及销轴联动装置326的应急联动系统控制器327；同时，第一绳索321的一端设置在第一绳索调节装置323上，第一绳索321的另一端穿过绳索导向装置325与系泊连接臂222连接；第二绳索322的一端设置在第二绳索调节装置324上，第二绳索322的另一端与系泊塔架23连接；应急联动系统控制器327与测控平台1、销轴应力传感器3261信号连接；同时，系泊支架21设置在平台模拟系统31上，平台模拟系统31与测控平台1信号连接。

本发明的平台模拟系统31在接收到测控平台1的控制信号后，向单点系泊系统模型2的系泊支架21在X、Y、Z三轴方向上施力，从而能够模拟单点系泊系统模型2在海洋环境的工作状态；测控平台1向应急联动系统控制器327发送信号，通过应急联动系统控制器327对第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324、绳索导向装置325以及销轴联动装置326进行控制，从而改变系泊腿221和系泊连接臂222的姿态，还能够改变系泊塔架23与系泊支架21的距离，从而在改变系泊腿221和系泊连接臂222的同时，利用销轴应力传感器3261监测系泊腿221和系泊连接臂222铰接处销轴的受力情况，从而了解系泊腿221和系泊连接臂222不同姿态时，销轴的受力情况；

本实施例中，利用第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324、绳索导向装置325以及销轴联动装置326调节系泊腿221和系泊连接臂222之间的姿态，而销轴应力传感器3261能够时刻监测系泊腿221和系泊连接臂222铰接处销轴的受力情况，以便更好地对系泊系统的工作调试提供数据依据；具体获得系泊腿221、系泊连接臂222的分离应力阈值F_分离以及系泊腿221、系泊连接臂222的最优力矩调整系数δ_最优。

其中，通过此结构，并在系泊腿221和系泊连接臂222的铰接处增设多个光纤光栅传感器，并通过公式获得销轴联动装置326输出力矩；公式为：

公式中，μ_铰接是铰接点处的摩擦系数，L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径，n为布置在铰接点处的光纤光栅传感器的数量，E为铰接点处的弹性模量，Δλ_i为第i个光纤光栅传感器的波长漂移量，K_ε为光纤光栅传感器的灵敏度。

本实施例中，第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324均包括：

设置在平台模拟系统31顶面的底板3231；

相互间隔设置在底板3231上的一对轴承座3232，轴承座3232的内侧设置有轴承3233；

两端固定在一对轴承3233内圈的滚筒3234，滚筒3234上绕设第一绳索321或第二绳索322；

设置在任一轴承座3232一侧的电机3235，电机3235的传动轴与滚筒3234连接。

其中，在单点系泊系统模型2上建立坐标系，oxyz，o为单点系泊系统模型2质心，x轴正向为单点系泊系统模型2正前方方向，y轴正向为单点系泊系统模型2的右侧方向，z轴垂直于单点系泊系统模型2顶面。

一种基于本实施例中的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，至少包括以下步骤：

S1：利用测控平台1控制第二绳索调节装置324的输出力矩，拉近平台模拟系统31与系泊塔架23的距离；

S2：利用测控平台1随机输入力矩调整系数δ，从而调整第一绳索调节装置323的输出力矩，拉起系泊连接臂222；

S3：记录销轴应力传感器3261监测得到的销轴受到的压力值Fn；

S4：重复S2、S3，当销轴联动装置326的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录销轴应力传感器3261检测得到销轴受到的压力值Fn，并利用测控平台1启动控制销轴联动装置326，使得销轴联动装置326进行抽出销轴的动作直至销轴抽出；

S5：系泊腿221与系泊连接臂222分离时，根据公式得到系泊腿221、系泊连接臂222分离应力阈值F_分离，F_分离＝Fn*μ₀；

当销轴联动装置326的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时测控平台1输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

S6：系泊腿221与系泊连接臂222分离时，利用测控平台1控制第一绳索调节装置323放下系泊连接臂222；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。

其中，通过δ_最优即可获得第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324的最优输出力矩，记作M_最优，最优输出力矩计算公式如下：

其中，m_系泊是系泊连接臂222的重量，L_直径是第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324的直径，ψ₁为系泊连接臂222的相对铅锤方向的角度，Ψ₂为第一绳索调节装置323相对铅锤方向的角度。

其中，第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324的滚筒直径相同。

实施例2

参见图7、8所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，与实施例1的区别在于，试车台架3还包括：用于检测系泊腿221、系泊连接臂222受力情况以及倾角程度的软刚臂监测系统33；软刚臂监测系统33与测控平台1连接。

本发明的平台模拟系统31在接收到测控平台1的控制信号后，向单点系泊系统模型2的系泊支架21在X、Y、Z三轴方向上施力，从而能够模拟单点系泊系统模型2在海洋环境的工作状态；而软刚臂监测系统33则能够检测系泊腿221、系泊连接臂222受力情况以及倾角程度，从而能够帮助工作人员获知在平台模拟系统31向系泊支架21在X、Y、Z三轴方向上施力时，系泊腿221和系泊连接臂222的实际受力情况；获知平台模拟系统31的施力情况与实际受力情况的差异，从而模拟系泊系统在受到海洋环境冲击力时，海洋环境施力与系泊系统受力的差异。

其中，在单点系泊系统模型2上建立坐标系，oxyz，o为单点系泊系统模型2质心，x轴正向为单点系泊系统模型2正前方方向，y轴正向为单点系泊系统模型2的右侧方向，z轴垂直于单点系泊系统模型2顶面，平台模拟系统31施力情况获得依据为：

M₀为单点系泊系统模型2的质量，m_x、m_y、m_z为单点系泊系统模型2三个方向为附加质量，a_x、a_y、a_z为平台模拟系统31向单点系泊系统模型2施加的三个方向的加速度，F_X、F_Y、F_Z代表平台模拟系统31三个方向的力；

FM_X＝I_xxω_x-I_xzα_z+(I_ZZ-I_yy)ω_yω_z-I_xzω_xω_y

FM_Y＝I_yyα_y+(I_xx-I_zz)ω_xω_z+I_xz(ω_x ²-ω_z ²)

FM_Z＝I_zzα_y-I_xzα_x+(I_yy-I_xx)ω_yω_z-I_xzω_yω_z

I_xx、I_yy、I_zz、I_xy、I_yz、I_xz为单点系泊系统模型2考虑了附加质量影响的惯性矩，ω_x、ω_y、ω_z为平台模拟系统31向单点系泊系统模型2沿x、y、z轴提供的角速度，α_x、α_y、α_z为平台模拟系统31向单点系泊系统模型2沿x、y、z轴提供的角加速度，FM_X、FM_Y、FM_Z为平台模拟系统31向单点系泊系统模型2沿三个方向的力矩。

而软刚臂监测系统33能够监测系泊腿221、系泊连接臂222受力情况以及倾角程度，从而得知系泊腿221、系泊连接臂222在收到平台模拟系统31施力后的实际情况，即获得单点系泊系统模型2在X、Y、Z方向上的受力力矩，记作FM_X0、FM_Y0、FM_Z0，单点系泊系统模型2在X、Y、Z方向上的受力，记作F_X0、F_Y0、F_Z0；

进而为获得μ_x、μ_Y、μ_z、μ_Mx、μ_MY以及μ_Mz提供数据依据。

在上述技术方案的基础上，平台模拟系统31还包括：

多个与系泊支架21底部配接的多维度传感器311，多个多维度传感器311底部与平台模拟系统31顶部配接；

安装在平台模拟系统31顶面的平台模拟系统控制器312；同时，

平台模拟系统控制器312分别与测控平台1、平台模拟系统31以及多个多维度传感器311信号连接；

实际工作时，六自由度平台能够显示自身实际在X、Y、Z三轴方向上的施力情况，但利用多个多维度传感器311能够更精准的检测六自由度平台在X、Y、Z三轴方向上的施力情况；

而平台模拟系统控制器312则能够控制六自由度平台以及多个多维度传感器311，并获得六自由度平台的工作状态数据以及以及多个多维度传感器311的检测数据

在上述技术方案的基础上，软刚臂监测系统33包括：

多个应力传感器331，多个应力传感器331均匀设置在系泊腿221、系泊连接臂222上；

多个倾角传感器332，多个倾角传感器332均匀设置在系泊腿221、系泊连接臂222上；

软刚臂监测器333，软刚臂监测器333与测控平台1、多个应力传感器331以及多个倾角传感器332信号连接；

系泊腿221以及系泊连接臂222上均设置有多个应力传感器331和多个倾角传感器332，多个应力传感器331在不影响系泊腿221以及系泊连接臂222工作的前提下，设置在系泊腿221和系泊连接臂222两者各自的两端以及中段区域，从而精准地对系泊腿221、系泊连接臂222进行监测，并将监测数据发送给软刚臂监测器333进行整理收集，进而将监测数据发送给测控平台1。

一种基于上述技术方案的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，参数获取方法至少包括获取软刚臂监测系统33输出情况的补偿系数的方法以及获得系泊腿221、系泊连接臂222分离应力阈值和第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324最优力矩调整系数δ_最优的方法；

获取软刚臂监测系统33输出情况的补偿系数的方法，包括以下步骤：

A1：利用测控平台1控制平台模拟系统31模拟海洋波动状态，使得单点系泊系统模型2的状态发生相应波动；

A2：记录平台模拟系统31在X、Y、Z方向上输出的力，记作F_X、F_Y、F_Z，记录平台模拟系统31在X、Y、Z方向上输出力矩，记作FM_X、FM_Y、FM_Z；

A3：记录软刚臂监测系统33的监测数据，运算获得单点系泊系统模型2在X、Y、Z方向上的受力，记作F_X0、F_Y0、F_Z0，同时获得单点系泊系统模型2在X、Y、Z方向上的受力力矩，记作FM_X0、FM_Y0、FM_Z0；

A4：获得F_X以及F_X0的补偿系数μ_x，μ_x＝F_X-F_X0，同理，F_Y以及F_Y0的补偿系数μ_Y＝F_Y-F_Y0，F_Z以及F_Z0的补偿系数μ_z＝F_z-F_z0；

FM_X与FM_X0的补偿系数μ_Mx＝FM_X-FM_X0，FM_Y与FM_Y0的补偿系数μ_MY＝FM_Y-FM_Y0，FM_Z与FM_Z0的补偿系数μ_Mz＝FM_z-FM_z0；

获得系泊腿221、系泊连接臂222分离应力阈值和第一绳索调节装置323、第二绳索调节装置324最优力矩调整系数δ_最优的方法包括以下步骤：

C1：利用测控平台1控制第二绳索调节装置324的输出力矩，拉近平台模拟系统31与系泊塔架23的距离；

C2：利用测控平台1随机输入力矩调整系数δ，从而调整第一绳索调节装置323的输出力矩，拉起系泊连接臂222；

C3：记录销轴应力传感器3261监测得到的销轴受到的压力值Fn；

C4：重复C2、C3，当销轴联动装置326的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录销轴应力传感器3261检测得到销轴受到的压力值Fn，并利用测控平台1启动控制销轴联动装置326，使得销轴联动装置326进行抽出销轴的动作直至销轴抽出；

C5：系泊腿221与系泊连接臂222分离时，根据公式得到系泊腿221、系泊连接臂222分离应力阈值F_分离，F_分离＝Fn*μ₀；

当销轴联动装置326的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时测控平台1输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

C6：系泊腿221与系泊连接臂222分离时，利用测控平台1控制第一绳索调节装置323放下系泊连接臂222；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。

实施例3

参见图9所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台单点系泊系统试车台，与实施例1、2的区别在于，试车台架3还包括助航系统34，助航系统34包括：

设置在系泊塔架23上的信号灯341、雾笛342以及助航系统控制器343；

助航系统控制器343分别与信号灯341、雾笛342以及测控平台1连接；

助航系统34的助航系统控制器343在接收到测控平台1的控制信号后，控制信号灯341、雾笛342进行导航模拟指示工作。

实施例4

参见图10所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台单点系泊系统试车台，与实施例1、2、4的区别在于，销轴联动装置326包括主电机3262、减速箱3263、传动齿轮3264、内部轴承3265、传动螺杆3266，传动齿轮3264、内部轴承3265设置在减速箱3263内部，主电机3262设置在减速箱3263的外壁，主电机3262的转动轴与传动齿轮3264连接，传动齿轮3264、内部轴承3265以及传动螺杆3266依次配接，传动螺杆3266与系泊腿221、系泊连接臂222铰接处的销轴3267连接，销轴应力传感器3261配设在销轴3267上。

其中，销轴应力传感器3261不会影响销轴3267的转动。

具体的，销轴应力传感器3261围绕销轴3267设置在销轴3267的销轴安装座上。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，其特征在于，所述试车装置包括：

用于进行数据处理以及指令发送的测控平台(1)；

单点系泊系统模型(2)，所述单点系泊系统模型(2)包括：

系泊支架(21)；

一对软刚臂系统(22)，所述软刚臂系统(22)包括系泊腿(221)和铰接于所述系泊腿(221)的系泊连接臂(222)；

系泊塔架(23)；

所述系泊支架(21)通过一对所述软刚臂系统(22)与所述系泊塔架(23)连接，所述系泊腿(221)与所述系泊支架(21)铰接，所述系泊连接臂(222)与所述系泊塔架(23)铰接；

试车台架(3)，所述试车台架(3)包括：

用于在六自由度上进行姿态模拟的平台模拟系统(31)，所述平台模拟系统(31)为六自由度平台；

一对与两个所述软刚臂系统(22)一一对应配置的应急联动系统(32)，所述应急联动系统(32)包括：

第一绳索(321)；

第二绳索(322)；

设置在所述平台模拟系统(31)顶面的第一绳索调节装置(323)和第二绳索调节装置(324)；

设置在所述系泊支架(21)底部，用于调节所述第一绳索(321)的绳索导向装置(325)；

销轴联动装置(326)，其设置在所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)铰接处，且所述系泊腿(221)和所述系泊连接臂(222)通过销轴铰接，所述销轴联动装置(326)配置有销轴应力传感器(3261)；

用于控制所述第一绳索调节装置(323)、所述第二绳索调节装置(324)、所述绳索导向装置(325)以及所述销轴联动装置(326)的应急联动系统控制器(327)；同时，

所述第一绳索(321)的一端设置在所述第一绳索调节装置(323)上，所述第一绳索(321)的另一端穿过所述绳索导向装置(325)与所述系泊连接臂(222)连接；

所述第二绳索(322)的一端设置在所述第二绳索调节装置(324)上，所述第二绳索(322)的另一端与所述系泊塔架(23)连接；

所述应急联动系统控制器(327)与所述测控平台(1)、所述销轴应力传感器(3261)信号连接；同时，

所述系泊支架(21)设置在所述平台模拟系统(31)上，所述平台模拟系统(31)与所述测控平台(1)信号连接；

所述第一绳索调节装置(323)、所述第二绳索调节装置(324)均包括：

设置在所述平台模拟系统(31)顶面的底板(3231)；

相互间隔设置在所述底板(3231)上的一对轴承座(3232)，所述轴承座(3232)的内侧设置有轴承(3233)；

两端固定在一对所述轴承(3233)内圈的滚筒(3234)，所述滚筒(3234)上绕设所述第一绳索(321)或所述第二绳索(322)；

设置在任一所述轴承座(3232)一侧的电机(3235)，所述电机(3235)的传动轴与所述滚筒(3234)连接；

所述试车台架(3)还包括：用于检测所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)受力情况以及倾角程度的软刚臂监测系统(33)；

所述软刚臂监测系统(33)与所述测控平台(1)连接。

2.如权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，其特征在于，所述平台模拟系统(31)还包括：

多个与所述系泊支架(21)底部配接的多维度传感器(311)，多个所述多维度传感器(311)底部与所述平台模拟系统(31)顶部配接；

安装在所述平台模拟系统(31)顶面的平台模拟系统控制器(312)；同时，

所述平台模拟系统控制器(312)分别与所述测控平台(1)、所述平台模拟系统(31)以及多个多维度传感器(311)信号连接。

3.如权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，其特征在于，所述软刚臂监测系统(33)包括：

多个应力传感器(331)，多个所述应力传感器(331)均匀设置在所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)上；

多个倾角传感器(332)，多个所述倾角传感器(332)均匀设置在所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)上；

软刚臂监测器(333)，所述软刚臂监测器(333)与所述测控平台(1)、多个所述应力传感器(331)以及多个所述倾角传感器(332)信号连接。

4.如权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，其特征在于：所述试车台架(3)还包括助航系统(34)，所述助航系统(34)包括：

设置在所述系泊塔架(23)上的信号灯(341)、雾笛(342)以及助航系统控制器(343)；

所述助航系统控制器(343)分别与所述信号灯(341)、所述雾笛(342)以及所述测控平台(1)连接。

5.如权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置，其特征在于：所述销轴联动装置(326)包括主电机(3262)、减速箱(3263)、传动齿轮(3264)、内部轴承(3265)、传动螺杆(3266)；

所述传动齿轮(3264)、所述内部轴承(3265)设置在所述减速箱(3263)内部，所述主电机(3262)设置在所述减速箱(3263)的外壁，所述主电机(3262)的转动轴与所述传动齿轮(3264)连接，所述传动齿轮(3264)、所述内部轴承(3265)以及所述传动螺杆(3266)依次配接，所述传动螺杆(3266)与所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)铰接处的所述销轴(3267)连接，所述销轴应力传感器(3261)配设在所述销轴(3267)上。

6.一种基于权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，其特征在于，所述参数获取方法至少包括：

S1：利用所述测控平台(1)控制所述第二绳索调节装置(324)的输出力矩，拉近所述平台模拟系统(31)与所述系泊塔架(23)的距离；

S2：利用所述测控平台(1)随机输入力矩调整系数δ，从而调整所述第一绳索调节装置(323)的输出力矩，拉起所述系泊连接臂(222)；

S3：记录所述销轴应力传感器(3261)监测得到的所述销轴受到的压力值Fn；

S4：重复S2、S3，当所述销轴联动装置(326)的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录所述销轴应力传感器(3261)检测得到所述销轴受到的压力值Fn，并利用所述测控平台(1)启动控制所述销轴联动装置(326)，使得所述销轴联动装置(326)进行抽出所述销轴的动作直至所述销轴抽出；

S5：所述系泊腿(221)与所述系泊连接臂(222)分离时，根据公式得到所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)分离应力阈值F_分离，所述F_分离＝Fn*μ₀；

当所述销轴联动装置(326)的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时所述测控平台(1)输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

S6：所述系泊腿(221)与所述系泊连接臂(222)分离时，利用所述测控平台(1)控制所述第一绳索调节装置(323)放下所述系泊连接臂(222)；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。

7.一种基于权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊系统试车装置的参数获取方法，其特征在于，所述参数获取方法至少包括获取所述软刚臂监测系统(33)输出情况的补偿系数的方法以及获得所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)分离应力阈值和第一绳索调节装置(323)、第二绳索调节装置(324)最优力矩调整系数δ_最优的方法；

所述获取所述软刚臂监测系统(33)输出情况的补偿系数的方法，包括以下步骤：

A1：利用所述测控平台(1)控制所述平台模拟系统(31)模拟海洋波动状态，使得所述单点系泊系统模型(2)的状态发生相应波动；

A2：记录所述平台模拟系统(31)在X、Y、Z方向上输出的力，记作F_X、F_Y、F_Z，记录所述平台模拟系统(31)在X、Y、Z方向上输出力矩，记作FM_X、FM_Y、FM_Z；

A3：记录所述软刚臂监测系统(33)的监测数据，运算获得所述单点系泊系统模型(2)在X、Y、Z方向上的受力，记作F_X0、F_Y0、F_Z0，同时获得所述单点系泊系统模型(2)在X、Y、Z方向上的受力力矩，记作FM_X0、FM_Y0、FM_Z0；

A4：获得F_X以及F_X0的补偿系数μ_x，μ_x＝F_X-F_X0，同理，F_Y以及F_Y0的补偿系数μ_Y＝F_Y-F_Y0，F_Z以及F_Z0的补偿系数μ_z＝F_z-F_z0；

FM_X与FM_X0的补偿系数μ_Mx＝FM_X-FM_X0，FM_Y与FM_Y0的补偿系数μ_MY＝FM_Y-FM_Y0，FM_Z与FM_Z0的补偿系数μ_Mz＝FM_z-FM_z0；

获得所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)分离应力阈值和第一绳索调节装置(323)、第二绳索调节装置(324)最优力矩调整系数δ_最优的方法包括以下步骤：

C1：利用所述测控平台(1)控制所述第二绳索调节装置(324)的输出力矩，拉近所述平台模拟系统(31)与所述系泊塔架(23)的距离；

C2：利用所述测控平台(1)随机输入力矩调整系数δ，从而调整所述第一绳索调节装置(323)的输出力矩，拉起所述系泊连接臂(222)；

C3：记录所述销轴应力传感器(3261)监测得到的所述销轴受到的压力值Fn；

C4：重复C2、C3，当所述销轴联动装置(326)的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，记录所述销轴应力传感器(3261)检测得到所述销轴受到的压力值Fn，并利用所述测控平台(1)启动控制所述销轴联动装置(326)，使得所述销轴联动装置(326)进行抽出所述销轴的动作直至所述销轴抽出；

C5：所述系泊腿(221)与所述系泊连接臂(222)分离时，根据公式得到所述系泊腿(221)、所述系泊连接臂(222)分离应力阈值F_分离，所述F_分离＝Fn*μ₀；

当所述销轴联动装置(326)的最大输出力矩M_联动输出≥F_分离*L_滚筒/2时，此时所述测控平台(1)输入的力矩调整系数δ为最优力矩调整系数，记作δ_最优；

C6：所述系泊腿(221)与所述系泊连接臂(222)分离时，利用所述测控平台(1)控制所述第一绳索调节装置(323)放下所述系泊连接臂(222)；其中，

L_滚筒是销轴联动装置滚筒的直径；

μ₀为Fn对应的补偿系数。