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专利号: 2018108226396
申请人: 浙江海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.船用液压升降机运动过程模拟方法,其特征在于,包括步骤:

1)根据液压升降机平台的结构进行部件功能的划分,方法如下:

将主要驱动元件为S1和S2段,通过S2的伸缩带动其他杆件的运动;整个设备的旋转运动中心为A点,杆CA以A点为中心上下旋转,杆BD以O1为中心旋转,B点可在水平方向上滑动;

同理,CE段以C点为中心旋转,DF段以O2点为中心旋转;液压杆位于左右两侧可转动杆件的横梁上,所以G点与C点的旋转情况相同,H点与E点的旋转情况相同,S1、S2段分别以G点和H点为中心进行旋转并始终朝向对方的旋转中心点,以保障两部分模型的平行状态;

2)以固定连接杆件CA段的旋转变化角度θ为控制变量,各可转动部件以自身旋转中心建立局部坐标系,通过坐标系之间的矩阵变换以及旋转角度的控制即可实现升降机的运动模拟。

2.如权利要求1所述的、船用液压升降机运动过程模拟方法,其特征在于,上述步骤2)中控制变量变化θ角度前后,各点位置的计算方法具体如下:对于C点,设C点到A点的平移矩阵为TC,C点绕A点进行旋转变换的矩阵为SA,C点绕A点旋转的合变换矩阵为M,其中:(xA,yA,zA)为A点坐标,(xC,yC,zC)为C点未旋转前坐标,(xC′,yC′,zC′)为C点旋转θ角之后的坐标,则有:M=TC·SA·(-TC)    (3)

(xC′,yC′,zC′,1)=(xC,yC,zC,1)·TC·SA·(-TC)  (4)G点和O1点旋转变换后的位置求取与C点相同,而D点是在O1点的基础上进行反向旋转,即角度为-θ,计算公式与C点相同,以此类推可以求取所有节点的位置;

对于液压杆模型的方向控制,由于两者始终保持平行同步,所以旋转变化的角度值相等,G点和H点在控制变量的变化前后位置可根据公式(1)-(4)进行计算,当控制变量变化θ时,设液压杆模型围绕自身旋转中心变化角度β,计算公式为:其中, 为旋转前G、H两点连线的向量, 为旋转后G、H两点连线的向量。根据公式(5)计算出β值的大小,S1段模型围绕G点根据旋转矩阵进行β角度大小旋转,旋转方向与θ相反;S2段模型围绕H点进行β角度大小的旋转矩阵变换,旋转方向与θ相同;

同理可计算出上面的液压杆各运动部分的模型位置和方向,实现液压驱动的升降机整体模型的控制。