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专利号: 2024110857630
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、根据位移传感器检测捕获行程,执行S2;

S2、对捕获行程进行行程判定,当捕获行程为短行程时,执行S3;当捕获行程为中行程或长行程时,执行S4;

S3、匀速开启机械臂进、回油路上的控制阀口,当机械臂加速至额定速度,执行工况一策略;

S4、根据中行程或长行程设置各阶段的缓冲时间和匀速运动缓冲长度,执行S5;

S5、根据各阶段的缓冲时间和匀速运动缓冲长度求得各阶段对应速度的各阶段缓冲起点位移,执行S6;

S6、通过位移传感器和速度传感器对机械臂进行实时位移与实时速度监测,执行S7;

S61、对机械臂的实时位移进行高速缓冲点判定,当机械臂不处于高速缓冲点时,返回S6进行参数监测;当机械臂处于高速缓冲点时,执行S62;

S62、对机械臂的实时速度进行高速区间判定,当机械臂处于高速区间时,执行工况二策略;当机械臂不处于高速区间时,执行S63;

S63、对机械臂的实时位移进行中速缓冲点判定,当机械臂不处于中速缓冲点时,返回S6;当机械臂处于中速缓冲点时,执行S64;

S64、对机械臂的实时速度进行中速区间判定,当机械臂处于中速区间时,执行工况三策略;当机械臂不处于中速区间时,执行S65;

S65、对机械臂的实时位移进行低速缓冲点判定,当机械臂不处于低速缓冲点时,返回S6;当机械臂处于低速缓冲点时,执行工况四策略;

所述工况一策略的机械臂捕获过程包含机械臂起步与加速运行阶段和匀速运行缓冲阶段;

所述工况二策略的机械臂捕获过程包含机械臂起步、加速运行、高速运行阶段、匀减速缓冲制动阶段和匀速运行缓冲阶段;

所述工况三策略的机械臂捕获过程包含机械臂起步、加速运行阶段、匀减速缓冲制动阶段和匀速运行缓冲阶段;

所述工况四策略的机械臂捕获过程包含机械臂起步、加速运行阶段、匀减速缓冲制动阶段和匀速运行缓冲阶段;

S7、基于各阶段缓冲起点位移和各阶段对应速度,对机械臂的实时位移进行缓冲点判定、对机械臂的实时速度进行缓冲速度区间判定,并根据缓冲点判定和缓冲区间判定执行相应的制动策略。

2.根据权利要求1所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,工况一策略如下:机械臂以额定速度匀速运行,待机械臂到达制动位置后,关闭进、回油路上的控制阀口进行刹车;

工况二策略如下:机械臂进行工况二匀减速缓冲时间下的匀减速缓冲制动,将速度依次从高速区间降低至中速区间、低速区间,最后降低到额定速度以满足当前系统误差要求;

工况三策略如下:机械臂进行工况三匀减速缓冲时间下的匀减速缓冲制动,将速度从中速区间降低至低速区间,最后降低到额定速度以满足当前系统误差要求;

工况四策略如下:机械臂进行工况四匀减速缓冲时间下的匀减速缓冲制动,将速度从低速区间降低到额定速度以满足当前系统误差要求;

工况二匀减速缓冲时间>工况三匀减速缓冲时间>工况四匀减速缓冲时间。

3.根据权利要求1所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,当缓冲起点在v‑s特性曲线中机械臂起步阶段时,捕获行程为短行程,当缓冲起点在v‑s特性曲线中机械臂加速运行阶段时,捕获行程为中行程,当缓冲起点在v‑s特性曲线中机械臂高速运行时,捕获行程为长行程。

4.根据权利要求1所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,S4具体包括如下步骤:根据中行程或长行程设置各阶段的缓冲时间和匀速运动缓冲长度;

建立液压弹射系统v‑s特性曲线坐标系,制动初始速度vx与缓冲起点位移sx的关系式在坐标系中所对应的直线为制动控制线,制动控制线表达式如下:(4)

制动控制线与机械臂v‑s特性曲线的交点为缓冲起点A,缓冲起点A的坐标为(sx,vx);所述v‑s特性曲线为机械臂采用匀减速制动模式下的速度‑位移关系曲线,由于缓冲起点A的vx与设定的减速加速度为已知值,则可通过上式求解出当前工况所需缓冲时间t,L为机械臂捕获行程;

其中,匀速运动缓冲长度d设置为0.1m。

5.根据权利要求1所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,S5具体包括如下步骤:根据各阶段的缓冲时间和匀速运动缓冲长度求得各阶段对应速度的各阶段缓冲起点位移;

而后经速度‑位移关系曲线随时间积分,即可得出制动缓冲长度x如下所示;机械臂捕获行程为L,制动初始速度为vx,匀减速过程耗时为t,匀速运动过程长度为d,制动缓冲长度x为:(1)

机械臂捕获行程为L,制动缓冲起点A的位移为sx,则:

(2)

缓冲起点A的位移sx为:

(3)。

6.根据权利要求1所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法,其特征在于,所述高速缓冲点、中速缓冲点和低速缓冲点为预设值;所述高速缓冲点速度v的范围为1.8m/s<v<

2.5m/s;所述中速缓冲点速度v的范围为1.1m/s<v<1.8m/s;所述低速缓冲点速度v的范围为0.4m/s<v<1.1m/s,工况一中的机械臂速度v的范围为v<0.4m/s;在此速度下捕获的机械臂制动精度误差在工艺要求的可接受范围内,无需设置速度缓冲点。

7.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,所述程序运行时,执行所述权利要求1至6中任一项权利要求所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法。

8.一种电子装置,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器通过所述计算机程序运行执行所述权利要求1至

6中任一项权利要求所述的船载直升机快速夹持装置捕获方法。