浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108983803A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810937155.6(22)申请日2018.08.16(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人高英杰常飞翔翟畅张国泰朱士琦张苏远崔彭博(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)G05D1/04(2006.01)E02B17/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法(57)摘要浅海移动式平台的自动调平系统，主要包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统。本发明应用于新型浅海移动式平台的自动调平系统，解决了浅海移动式平台在海底工况静止及行走时始终保持工作平台的水平的问题，其结构简单、控制性能好，并且具有较高的精度和响应性能。CN108983803ACN108983803A权利要求书1/3页1.浅海移动式平台的自动调平系统，主要包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，其特征在于：拉线编码器测距系统，主要由一个拉线编码器组成，安装在某个悬挂支腿上，它的作用是测量悬挂支腿里油缸伸缩的距离，并将测得的数据发送到主控制系统，倾角仪测角度系统，主要是由一个倾角仪组成，安装在工作平台的几何中心，它的作用是主要测量工作平台的俯仰倾角及侧倾角，并将测得的数据发送到主控制系统，主控制系统，它的作用是将接收地数据进行分析比较，判断四个悬挂支腿需要移动多少距离能让工作平台保持水平，并发出信号到悬挂支腿控制系统和显示和警示系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，主要执行主控制系统发出的信号。2.根据权利要求1所述的浅海移动式平台的自动调平系统，其特征在于：浅海移动式平台的自动调平方法，步骤如下：步骤一、初始高度设定：主令高度以给定指令为主设定值，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整；1、初始参考值设定：(假设平台初始处于最低位置)(1)依据水平仪角度值(α，β)、结构参数进行自动调平；①设当前平台几何中心的高度为Hc，4个支腿的高度分别为：式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值，求出H1,H2,H3,H4的最大值HMAX,令主令高度为HMAX+100(mm),各支腿控制系统自动进行高度调整和自动调平；②当第一支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：HC0＝H1+100＝HMAX+100；H1＝HMAXH2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；③当第二支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：HC0＝H2+100＝HMAX+100；H1＝HMAX+L2sinαH2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；④当第三支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：HC0＝H3+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L1sinβH2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；⑤当第四支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：HC0＝H4+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L2sinα-L1sinβH2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；2CN108983803A权利要求书2/3页(2)当高度上升100mm后，停止，观测平台的实际水平状态，并与水平仪角度值(α，β)进行比较，此时水平仪角度值(α，β)应为0；(3)若平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，记录当前支腿A的高度H1，计算平台几何中心点的高度HC0，同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)；步骤二、高度设定：(1)继续调整平台高度至期望高度：给定一个期望高度，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行