船舶靠帮补给装置可达空间分析及运动学仿真

发布时间：2022-01-12 22:12

　　针对当前海上船舶间靠帮补给装置存在的不足,提出一种混联式靠帮补给装置,使用串联式起重臂与并联式补偿装置的组合实现对目标船甲板的覆盖和对目标船姿态的补偿。根据设计的补偿装置结构参数分析装置的可达空间约束方程;利用工作空间极坐标搜索法,结合Matlab软件得到补偿装置的实际可达空间。使用三维设计软件对补偿装置进行建模,利用Adams软件的运动学分析模块对允许最大海况下满载的装置进行运动学分析,得到各驱动杆组的运动参数,可为装置的进一步设计与完善打下基础。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(09)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

船舶间靠帮补给装置示意

位姿补偿装置上平台铰点采用均匀圆周布局，6个铰点布置在上平台圆周半径的0°线、120°线和240°线的两侧。对于补偿装置动平台（下平台）铰点设置，由于集装箱外形尺寸等原因，为得到更佳的结构力学状态，并未采用常见的圆周均匀分布的方式布置，而是根据下平台的实际尺寸进行合理布置，位姿补偿装置上平台和动平台（下平台）的铰点分布方式见图2。位姿补偿装置的可达工作空间是判断其机构运动能否满足作业要求的重要指标。补偿装置的可达空间影响因素主要有各移动副的允许移动范围、各转动副允许转角范围和杆组间的运动干涉。下面根据这3个因素对设计的装置进行分析。

根据以上分析，利用Matlab求解得到位姿补偿装置的可达工作空间。图4为位姿补偿装置的可达空间在x Oz面、y Oz面和x Oy面的工作空间范围。采用非均匀圆周布局的位姿补偿装置，其上平台和下平台对应铰点间初始的杆长并不完全一致，得到的装置可达空间与均匀圆周布局的并联平台近似半球形的可达空间存在差异。对比3个方向上位姿补偿装置的可达范围值和可参考的允许海况下两船间的位置差值（纵荡±307 mm、横荡±675 mm和升沉±650 mm，数据参考补给装置适用的2种船舶在正迎浪和艏斜浪时各风、浪、流组合状态下的运动状态），两船间的位置差值均在可达范围内，位姿补偿装置在允许海况下作业时能实现对两船间位置差值的补偿。图4 位姿补偿装置可达空间各方向视图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单神经元PID的并联机构稳定控制研究[J]. 荣志刚,张硕,杨丽娜,雷阳,徐静.  信息技术. 2019(02)

博士论文
[1]六自由度并联波浪补偿系统设计与控制关键技术研究[D]. 胡永攀.国防科学技术大学 2015



本文编号：3585535