帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的制作方法

專利名稱:帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，包括平臺主體、浮筒、支撐臂、電機、螺旋槳和控制模塊，若干個浮筒環形均布在平臺主體周圍，通過支撐臂與平臺主體固連；每個浮筒底部均設有一個與電機連接的螺旋槳，控制模塊設置在平臺主體內。本實用新型采用浮筒，使其對波浪擾動的抑制能力較好，能夠在一定波高范圍內保持姿態的穩定，穩定精度較高。整體體積較小，充氣式浮筒與平臺主體之間可拆卸，使得設備的攜帶、運輸等更加便捷。控制板上帶有傳感器，提高平臺的穩定精度的同時能夠測量平臺的搖擺角度，為平臺載體提供穩定的工作環境。
【專利說明】
帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺
技術領域
[0001]本實用新型屬于海洋平臺領域，具體涉及一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺O
【背景技術】
[0002]在海洋技術領域，目前的水面浮動平臺多為大型鉆井平臺、半潛平臺以及浮式碼頭等。除船舶、艦艇外，小型的浮式平臺較少出現，浮動平臺的穩定機構較少。而水面載體對工況的要求較高時，平臺須保證保持一定的自穩性。
[0003]中交四航局第二工程有限公司設計的半潛式深水作業平臺通過為平臺外加張力式錨泊裝置(配重塊)的方式，實現了半潛平臺的水面穩定，其他水上浮動平臺大都需要水底的固定裝置，依靠結構上的優化來進行機械式的調平。但是，平臺整體尺寸較大，且平臺精度較差不適合對穩定精度要求較高的設備或人員。
[0004]控制器的自穩程序及傳感器測量部件的發展為平臺的快速回正動作提供了技術基礎。
[0005]各種水面穩定平臺的主動控制手段如水上無人機、水路兩用飛行器等等，利用先進的控制程序調整浮體的姿態，雖然浮體的穩定性很好，但大都局限于有航速浮體的穩定，對于無航速水面平臺的穩定并不適用。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，在水面波浪的干擾下，平臺傳感器檢測到平臺的俯仰或橫滾位姿信息，通過調節四個電機轉速的大小來改變螺旋槳的轉速，實現升力的變化，依靠平臺的四個方位升力的不同，從而控制平臺的俯仰、橫滾等姿態。實現平臺的自主穩定功能，提高平臺的穩定精度的同時能夠測量平臺的搖擺角度，為平臺載體提供穩定的工作環境。
[0007]實現本實用新型目的的技術解決方案為:一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，包括平臺主體、浮筒、支撐臂、電機、螺旋槳和控制模塊，若干個浮筒環形均布在平臺主體周圍，通過支撐臂與平臺主體固連;每個浮筒底部均設有一個與電機連接的螺旋槳，控制模塊設置在平臺主體內。
[0008]所述平臺主體包括自上而下依次固連的上頂板、控制箱和配重模塊。
[0009]所述配重模塊為殼體結構，內部填裝重物，以平衡平臺搖晃時頂部的傾覆力矩，同時使得控制箱和配重模塊均在水面以下，上頂板浮在水面上。
[0010]所述控制箱內壁設有若干個卡槽，用于固定控制模塊。
[0011]控制模塊包括電源、控制板和驅動器，電源通過卡槽固定在控制箱內腔底部，驅動器通過卡槽固定在電源上方，控制板通過卡槽固定在驅動器上方，電源與控制板連接，向其供電，控制板和驅動器連接，驅動器與電機連接。
[0012]所述控制板上配置有傳感器，用于檢測到平臺主體的傾斜角度、加速度等參量，經過濾波、信息處理后與水平位置的參量對比，確定角度補償的數值，并將角度補償信號轉化為電流信號，傳給驅動器。
[0013]所述浮筒為充氣式圓筒，通過環箍與支撐臂連接固定。
[0014]浮筒部分還包括橡膠墊，橡膠墊位于環箍與浮筒之間，以緩沖主平臺I運動時對浮筒的磨損。
[0015]所述電機采用防水電機，固定在浮筒底部，其輸出軸與螺旋槳連接。
[0016]所述螺旋槳對稱分布在平臺的前后、左右四個方向，正反槳間隔放置，且四個螺旋槳大小、材質相同。
[0017]所述支撐臂為板式結構，中間留有走線槽，連接驅動器與電機的導線從走線槽穿過，防止導線外露造成的破損。
[0018]本實用新型與現有技術相比，其顯著優點在于:(I)采用浮筒，使其對波浪擾動的抑制能力較好，能夠在一定波高范圍內保持姿態的穩定，穩定精度較高。
[0019](2)整體體積較小，充氣式浮筒與平臺主體之間可拆卸，使得設備的攜帶、運輸等更加便捷。
[0020](3)控制板上帶有傳感器，提高平臺的穩定精度的同時能夠測量平臺的搖擺角度，為平臺載體提供穩定的工作環境。
【附圖說明】

[0021]圖1為本實用新型帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的整體結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的平臺主體和控制模塊結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的浮筒、電機和螺旋槳結構示意圖。
[0024]圖4為本實用新型帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的支撐臂結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
[0026]結合圖1至圖4，一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，為水上武器發射裝備或測試儀器等載體提供基本的水面支撐，減小波浪對平臺的擾動，為平臺的載體提供平穩的工作環境，包括平臺主體1、浮筒2、支撐臂3、電機4、螺旋槳5和控制模塊6，若干個浮筒2環形均布在平臺主體I周圍，通過支撐臂3與平臺主體I固連。每個浮筒2底部均設有一個與電機4連接的螺旋槳5，控制模塊6設置在平臺主體I內。
[0027]平臺主體I包括自上而下依次固連的上頂板7、控制箱8和配重模塊9。上頂板7用于為水上武器發射裝備或測試儀器等載體提供基本的水面支撐。
[0028]所述配重模塊9為殼體結構，內部填裝重物，以平衡平臺搖晃時頂部的傾覆力矩，同時使得控制箱8和配重模塊9均在水面以下，上頂板7浮在水面上。
[0029]所述控制箱內壁設有若干個卡槽，用于固定控制模塊6，減小控制模塊6在控制箱內的晃動。
[0030]控制模塊6包括電源10、控制板11和驅動器12，電源10通過卡槽固定在控制箱內腔底部，驅動器12通過卡槽固定在電源10上方，控制板11通過卡槽固定在驅動器12上方，電源10與控制板11連接，向其供電，控制板11和驅動器12連接，驅動器12與電機4連接。
[0031]所述控制板11上配置有傳感器，用于檢測到平臺主體I的傾斜角度、加速度等參量，經過濾波、信息處理后與水平位置的參量對比，確定角度補償的數值，并將角度補償信號轉化為電流信號，傳給驅動器12。
[0032]所述浮筒2為可充氣圓筒，通過環箍13與支撐臂3連接固定，環箍13與浮筒2之間添加橡膠墊14，以緩沖主平臺I運動時對浮筒2的磨損。
[0033]電機4采用防水電機，固定在浮筒2底部，其輸出軸與螺旋槳5連接。
[0034]所述螺旋槳5對稱分布在平臺的前后、左右四個方向，正反槳間隔放置，且螺旋槳大小、材質相同。
[0035]支撐臂3是浮筒2與平臺主體I之間的橋梁，為板式結構，中間留有走線槽，連接驅動器12與電機4的導線從走線槽穿過，防止導線外露造成的破損。支撐臂的一端連接平臺主體I的上頂板7，另一端連接所述浮筒的環箍13，支撐臂3與平臺主體I和浮筒2之間沒有相對運動。
[0036]本實用新型所述的帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺的工作過程如下:
[0037]對浮筒2充氣后，將帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺放置于水面，其漂浮于水面上，受到波浪的作用產生搖擺運動。這時電源1上電，控制模塊6開始工作，控制板11上的傳感器檢測到平臺主體I的傾斜角度、加速度等參量，經過濾波、信息處理后與水平位置的參量對比，確定角度補償的數值，并將角度補償信號轉化為電流信號，傳給驅動器12，驅動器12驅動電機4，使電機4帶動螺旋槳5轉動，抵消平臺主體I的搖擺力矩。
[0038]實施例1
[0039]結合圖1至圖4，一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，包括平臺主體1、浮筒2、支撐臂3、電機4、螺旋槳5和控制模塊6，四個浮筒2環形均布在平臺主體I周圍(呈十字形分布)，通過支撐臂3與平臺主體I固連。每個浮筒2底部均設有一個與電機4連接的螺旋槳5，控制模塊6設置在平臺主體I內。
[0040]平臺主體I包括自上而下依次固連的上頂板7、控制箱8和配重模塊9，三者之間可通過螺栓或螺紋固連，連接處設置密封圈，保證其密封性。
[0041]所述配重模塊9為殼體結構，內部填裝重物，以平衡平臺搖晃時頂部的傾覆力矩，同時使得控制箱8和配重模塊9均在水面以下，上頂板7浮在水面上。
[0042]所述控制箱內壁設有自上而下依次設置三組卡槽，用于固定控制模塊6，減小控制模塊6在控制箱內的晃動。
[0043]控制模塊6包括電源10、控制板11和驅動器12，電源10通過卡槽固定在控制箱內腔底部，驅動器12通過卡槽固定在電源10上方，控制板11通過卡槽固定在驅動器12上方，電源10與控制板11連接，向其供電，控制板11和驅動器12連接，驅動器12與電機4連接，驅動器12與電機4連接線從上頂板7上伸出，走線孔內灌注密封膠，進行密封。
[0044]所述控制板11上配置有傳感器，用于檢測到平臺主體I的傾斜角度、加速度等參量，經過濾波、信息處理后與水平位置的參量對比，確定角度補償的數值，并將角度補償信號轉化為電流信號，傳給驅動器12。
[0045]所述浮筒2為可充氣圓筒，通過環箍13與支撐臂3連接固定，環箍13與浮筒2之間添加橡膠墊14，以緩沖主平臺I運動時對浮筒2的磨損。
[0046]電機4采用防水電機，固定在浮筒2底部，其輸出軸與螺旋槳5連接。
[0047]所述螺旋槳5對稱分布在平臺的前后、左右四個方向，正反槳間隔放置，且四個螺旋槳大小、材質相同。
[0048]支撐臂3是浮筒2與平臺主體I之間的橋梁，為空心板式結構，中間留有走線孔，連接驅動器12與電機4的導線自上頂板7上伸出后從支撐臂3的走線孔穿過，防止導線外露造成的破損。支撐臂3的一端通過螺栓固定在平臺主體I的上頂板7邊緣，另一端通過螺栓與浮筒的環箍13固連，支撐臂3與平臺主體I和浮筒2之間沒有相對運動。
[0049]在水面波浪的干擾下，本實用新型的帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺具有自主穩定，不但提高了平臺主體I的穩定精度，同時還可以測量平臺主體I的搖擺角度，為平臺載體提供穩定的工作環境。
【主權項】
1.一種帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:包括平臺主體(I)、浮筒(2)、支撐臂(3)、電機(4)、螺旋槳(5)和控制模塊(6)，若干個浮筒(2)環形均布在平臺主體(I)周圍，通過支撐臂(3)與平臺主體(I)固連;每個浮筒(2)底部均設有一個與電機(4)連接的螺旋槳(5)，控制模塊(6)設置在平臺主體(I)內。2.根據權利要求1所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述平臺主體(I)包括自上而下依次固連的上頂板(7)、控制箱(8)和配重模塊(9)。3.根據權利要求2所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述配重模塊(9)為殼體結構，內部填裝重物，以平衡平臺搖晃時頂部的傾覆力矩，同時使得控制箱(8)和配重模塊(9)均在水面以下，上頂板(7)浮在水面上。4.根據權利要求2所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述控制箱內壁設有若干個卡槽，用于固定控制模塊(6)。5.根據權利要求1所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:控制模塊(6)包括電源(10)、控制板(11)和驅動器(12)，電源(10)通過卡槽固定在控制箱內腔底部，驅動器(12)通過卡槽固定在電源(10)上方，控制板(11)通過卡槽固定在驅動器(12)上方，電源(10)與控制板(11)連接，向其供電，控制板(11)和驅動器(12)連接，驅動器(12)與電機(4)連接。6.根據權利要求5所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述控制板(II)上配置有傳感器，用于檢測到平臺主體(I)的傾斜角度、加速度等參量，經過濾波、信息處理后與水平位置的參量對比，確定角度補償的數值，并將角度補償信號轉化為電流信號，傳給驅動器(12)。7.根據權利要求1所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述浮筒(2)為充氣式圓筒，通過環箍(13)與支撐臂(3)連接固定。8.根據權利要求1所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:電機(4)采用防水電機，固定在浮筒(2)底部，其輸出軸與螺旋槳(5)連接。9.根據權利要求1所述帶有穩定控制裝置的水面浮動平臺，其特征在于:所述支撐臂(3)為板式結構，中間留有走線槽，連接驅動器(12)與電機(4)的導線從走線槽穿過，防止導線外露造成的破損。
【文檔編號】B63B39/08GK205707198SQ201620266599
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】李豪杰, 姜翠環, 謝克峰, 李軻
【申請人】南京理工大學