带有稳定控制装置的水面浮动平台的制作方法

专利名称:带有稳定控制装置的水面浮动平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，包括平台主体、浮筒、支撑臂、电机、螺旋桨和控制模块，若干个浮筒环形均布在平台主体周围，通过支撑臂与平台主体固连；每个浮筒底部均设有一个与电机连接的螺旋桨，控制模块设置在平台主体内。本实用新型采用浮筒，使其对波浪扰动的抑制能力较好，能够在一定波高范围内保持姿态的稳定，稳定精度较高。整体体积较小，充气式浮筒与平台主体之间可拆卸，使得设备的携带、运输等更加便捷。控制板上带有传感器，提高平台的稳定精度的同时能够测量平台的摇摆角度，为平台载体提供稳定的工作环境。
【专利说明】
带有稳定控制装置的水面浮动平台
技术领域
[0001]本实用新型属于海洋平台领域，具体涉及一种带有稳定控制装置的水面浮动平台O
【背景技术】
[0002]在海洋技术领域，目前的水面浮动平台多为大型钻井平台、半潜平台以及浮式码头等。除船舶、舰艇外，小型的浮式平台较少出现，浮动平台的稳定机构较少。而水面载体对工况的要求较高时，平台须保证保持一定的自稳性。
[0003]中交四航局第二工程有限公司设计的半潜式深水作业平台通过为平台外加张力式锚泊装置(配重块)的方式，实现了半潜平台的水面稳定，其他水上浮动平台大都需要水底的固定装置，依靠结构上的优化来进行机械式的调平。但是，平台整体尺寸较大，且平台精度较差不适合对稳定精度要求较高的设备或人员。
[0004]控制器的自稳程序及传感器测量部件的发展为平台的快速回正动作提供了技术基础。
[0005]各种水面稳定平台的主动控制手段如水上无人机、水路两用飞行器等等，利用先进的控制程序调整浮体的姿态，虽然浮体的稳定性很好，但大都局限于有航速浮体的稳定，对于无航速水面平台的稳定并不适用。

【发明内容】

[0006]本实用新型的目的在于提供一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，在水面波浪的干扰下，平台传感器检测到平台的俯仰或横滚位姿信息，通过调节四个电机转速的大小来改变螺旋桨的转速，实现升力的变化，依靠平台的四个方位升力的不同，从而控制平台的俯仰、横滚等姿态。实现平台的自主稳定功能，提高平台的稳定精度的同时能够测量平台的摇摆角度，为平台载体提供稳定的工作环境。
[0007]实现本实用新型目的的技术解决方案为:一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，包括平台主体、浮筒、支撑臂、电机、螺旋桨和控制模块，若干个浮筒环形均布在平台主体周围，通过支撑臂与平台主体固连;每个浮筒底部均设有一个与电机连接的螺旋桨，控制模块设置在平台主体内。
[0008]所述平台主体包括自上而下依次固连的上顶板、控制箱和配重模块。
[0009]所述配重模块为壳体结构，内部填装重物，以平衡平台摇晃时顶部的倾覆力矩，同时使得控制箱和配重模块均在水面以下，上顶板浮在水面上。
[0010]所述控制箱内壁设有若干个卡槽，用于固定控制模块。
[0011]控制模块包括电源、控制板和驱动器，电源通过卡槽固定在控制箱内腔底部，驱动器通过卡槽固定在电源上方，控制板通过卡槽固定在驱动器上方，电源与控制板连接，向其供电，控制板和驱动器连接，驱动器与电机连接。
[0012]所述控制板上配置有传感器，用于检测到平台主体的倾斜角度、加速度等参量，经过滤波、信息处理后与水平位置的参量对比，确定角度补偿的数值，并将角度补偿信号转化为电流信号，传给驱动器。
[0013]所述浮筒为充气式圆筒，通过环箍与支撑臂连接固定。
[0014]浮筒部分还包括橡胶垫，橡胶垫位于环箍与浮筒之间，以缓冲主平台I运动时对浮筒的磨损。
[0015]所述电机采用防水电机，固定在浮筒底部，其输出轴与螺旋桨连接。
[0016]所述螺旋桨对称分布在平台的前后、左右四个方向，正反桨间隔放置，且四个螺旋桨大小、材质相同。
[0017]所述支撑臂为板式结构，中间留有走线槽，连接驱动器与电机的导线从走线槽穿过，防止导线外露造成的破损。
[0018]本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于:(I)采用浮筒，使其对波浪扰动的抑制能力较好，能够在一定波高范围内保持姿态的稳定，稳定精度较高。
[0019](2)整体体积较小，充气式浮筒与平台主体之间可拆卸，使得设备的携带、运输等更加便捷。
[0020](3)控制板上带有传感器，提高平台的稳定精度的同时能够测量平台的摇摆角度，为平台载体提供稳定的工作环境。
【附图说明】

[0021]图1为本实用新型带有稳定控制装置的水面浮动平台的整体结构示意图。
[0022]图2为本实用新型带有稳定控制装置的水面浮动平台的平台主体和控制模块结构示意图。
[0023]图3为本实用新型带有稳定控制装置的水面浮动平台的浮筒、电机和螺旋桨结构示意图。
[0024]图4为本实用新型带有稳定控制装置的水面浮动平台的支撑臂结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
[0026]结合图1至图4，一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，为水上武器发射装备或测试仪器等载体提供基本的水面支撑，减小波浪对平台的扰动，为平台的载体提供平稳的工作环境，包括平台主体1、浮筒2、支撑臂3、电机4、螺旋桨5和控制模块6，若干个浮筒2环形均布在平台主体I周围，通过支撑臂3与平台主体I固连。每个浮筒2底部均设有一个与电机4连接的螺旋桨5，控制模块6设置在平台主体I内。
[0027]平台主体I包括自上而下依次固连的上顶板7、控制箱8和配重模块9。上顶板7用于为水上武器发射装备或测试仪器等载体提供基本的水面支撑。
[0028]所述配重模块9为壳体结构，内部填装重物，以平衡平台摇晃时顶部的倾覆力矩，同时使得控制箱8和配重模块9均在水面以下，上顶板7浮在水面上。
[0029]所述控制箱内壁设有若干个卡槽，用于固定控制模块6，减小控制模块6在控制箱内的晃动。
[0030]控制模块6包括电源10、控制板11和驱动器12，电源10通过卡槽固定在控制箱内腔底部，驱动器12通过卡槽固定在电源10上方，控制板11通过卡槽固定在驱动器12上方，电源10与控制板11连接，向其供电，控制板11和驱动器12连接，驱动器12与电机4连接。
[0031]所述控制板11上配置有传感器，用于检测到平台主体I的倾斜角度、加速度等参量，经过滤波、信息处理后与水平位置的参量对比，确定角度补偿的数值，并将角度补偿信号转化为电流信号，传给驱动器12。
[0032]所述浮筒2为可充气圆筒，通过环箍13与支撑臂3连接固定，环箍13与浮筒2之间添加橡胶垫14，以缓冲主平台I运动时对浮筒2的磨损。
[0033]电机4采用防水电机，固定在浮筒2底部，其输出轴与螺旋桨5连接。
[0034]所述螺旋桨5对称分布在平台的前后、左右四个方向，正反桨间隔放置，且螺旋桨大小、材质相同。
[0035]支撑臂3是浮筒2与平台主体I之间的桥梁，为板式结构，中间留有走线槽，连接驱动器12与电机4的导线从走线槽穿过，防止导线外露造成的破损。支撑臂的一端连接平台主体I的上顶板7，另一端连接所述浮筒的环箍13，支撑臂3与平台主体I和浮筒2之间没有相对运动。
[0036]本实用新型所述的带有稳定控制装置的水面浮动平台的工作过程如下:
[0037]对浮筒2充气后，将带有稳定控制装置的水面浮动平台放置于水面，其漂浮于水面上，受到波浪的作用产生摇摆运动。这时电源1上电，控制模块6开始工作，控制板11上的传感器检测到平台主体I的倾斜角度、加速度等参量，经过滤波、信息处理后与水平位置的参量对比，确定角度补偿的数值，并将角度补偿信号转化为电流信号，传给驱动器12，驱动器12驱动电机4，使电机4带动螺旋桨5转动，抵消平台主体I的摇摆力矩。
[0038]实施例1
[0039]结合图1至图4，一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，包括平台主体1、浮筒2、支撑臂3、电机4、螺旋桨5和控制模块6，四个浮筒2环形均布在平台主体I周围(呈十字形分布)，通过支撑臂3与平台主体I固连。每个浮筒2底部均设有一个与电机4连接的螺旋桨5，控制模块6设置在平台主体I内。
[0040]平台主体I包括自上而下依次固连的上顶板7、控制箱8和配重模块9，三者之间可通过螺栓或螺纹固连，连接处设置密封圈，保证其密封性。
[0041]所述配重模块9为壳体结构，内部填装重物，以平衡平台摇晃时顶部的倾覆力矩，同时使得控制箱8和配重模块9均在水面以下，上顶板7浮在水面上。
[0042]所述控制箱内壁设有自上而下依次设置三组卡槽，用于固定控制模块6，减小控制模块6在控制箱内的晃动。
[0043]控制模块6包括电源10、控制板11和驱动器12，电源10通过卡槽固定在控制箱内腔底部，驱动器12通过卡槽固定在电源10上方，控制板11通过卡槽固定在驱动器12上方，电源10与控制板11连接，向其供电，控制板11和驱动器12连接，驱动器12与电机4连接，驱动器12与电机4连接线从上顶板7上伸出，走线孔内灌注密封胶，进行密封。
[0044]所述控制板11上配置有传感器，用于检测到平台主体I的倾斜角度、加速度等参量，经过滤波、信息处理后与水平位置的参量对比，确定角度补偿的数值，并将角度补偿信号转化为电流信号，传给驱动器12。
[0045]所述浮筒2为可充气圆筒，通过环箍13与支撑臂3连接固定，环箍13与浮筒2之间添加橡胶垫14，以缓冲主平台I运动时对浮筒2的磨损。
[0046]电机4采用防水电机，固定在浮筒2底部，其输出轴与螺旋桨5连接。
[0047]所述螺旋桨5对称分布在平台的前后、左右四个方向，正反桨间隔放置，且四个螺旋桨大小、材质相同。
[0048]支撑臂3是浮筒2与平台主体I之间的桥梁，为空心板式结构，中间留有走线孔，连接驱动器12与电机4的导线自上顶板7上伸出后从支撑臂3的走线孔穿过，防止导线外露造成的破损。支撑臂3的一端通过螺栓固定在平台主体I的上顶板7边缘，另一端通过螺栓与浮筒的环箍13固连，支撑臂3与平台主体I和浮筒2之间没有相对运动。
[0049]在水面波浪的干扰下，本实用新型的带有稳定控制装置的水面浮动平台具有自主稳定，不但提高了平台主体I的稳定精度，同时还可以测量平台主体I的摇摆角度，为平台载体提供稳定的工作环境。
【主权项】
1.一种带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:包括平台主体(I)、浮筒(2)、支撑臂(3)、电机(4)、螺旋桨(5)和控制模块(6)，若干个浮筒(2)环形均布在平台主体(I)周围，通过支撑臂(3)与平台主体(I)固连;每个浮筒(2)底部均设有一个与电机(4)连接的螺旋桨(5)，控制模块(6)设置在平台主体(I)内。2.根据权利要求1所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述平台主体(I)包括自上而下依次固连的上顶板(7)、控制箱(8)和配重模块(9)。3.根据权利要求2所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述配重模块(9)为壳体结构，内部填装重物，以平衡平台摇晃时顶部的倾覆力矩，同时使得控制箱(8)和配重模块(9)均在水面以下，上顶板(7)浮在水面上。4.根据权利要求2所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述控制箱内壁设有若干个卡槽，用于固定控制模块(6)。5.根据权利要求1所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:控制模块(6)包括电源(10)、控制板(11)和驱动器(12)，电源(10)通过卡槽固定在控制箱内腔底部，驱动器(12)通过卡槽固定在电源(10)上方，控制板(11)通过卡槽固定在驱动器(12)上方，电源(10)与控制板(11)连接，向其供电，控制板(11)和驱动器(12)连接，驱动器(12)与电机(4)连接。6.根据权利要求5所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述控制板(II)上配置有传感器，用于检测到平台主体(I)的倾斜角度、加速度等参量，经过滤波、信息处理后与水平位置的参量对比，确定角度补偿的数值，并将角度补偿信号转化为电流信号，传给驱动器(12)。7.根据权利要求1所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述浮筒(2)为充气式圆筒，通过环箍(13)与支撑臂(3)连接固定。8.根据权利要求1所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:电机(4)采用防水电机，固定在浮筒(2)底部，其输出轴与螺旋桨(5)连接。9.根据权利要求1所述带有稳定控制装置的水面浮动平台，其特征在于:所述支撑臂(3)为板式结构，中间留有走线槽，连接驱动器(12)与电机(4)的导线从走线槽穿过，防止导线外露造成的破损。
【文档编号】B63B39/08GK205707198SQ201620266599
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】李豪杰, 姜翠环, 谢克峰, 李轲
【申请人】南京理工大学