用于支撑舰首炮的并联机构平台装置

摘要

本发明公开一种用于支撑舰首炮的并联机构平台装置，将并联机构应用到舰首炮的支撑平台上，得到了一种刚度大、承载能力强、精度高、误差小的用于支撑舰首炮的并联机构平台装置，能够快速响应外力冲击，从而保持舰首炮发射的稳定性与准确性。应用到的并联机构是由上下两个平台以及六根杆组成的，六根杆通过球铰与动、静平台相连接。其中上平台为静平台，上平台的稳定可以大大提高舰首炮发射的准确性；下平台为动平台，与舰船本体相连，在风浪等载荷的冲击下，无论动平台的摇摆再剧烈，通过六根杆的调节与控制，能够始终保持静平台的平稳。

主权项

一种用于支撑舰首炮的并联机构平台装置，其特征在于：该并联机构平台装置安装于舰船本体上并用以承载舰首炮；包括用以承载舰首炮的静平台、与舰船本体相连的动平台以及连接静平台与动平台的六根杆，该六根杆通过球铰与动平台以及静平台相连接；杆的驱动采用由传感器、液压缸、液压阀及控制系统组成的液压伺服系统来实现；设动坐标系O‑XYZ建在动平台上，静坐标系O'‑X'Y'Z'固定于静平台上；在动坐标系中的任一向量R'可以通过坐标变换方法变换到静坐标系中；坐标变换公式R＝[T]R'+P其中：T为静平台姿态的方向余弦矩阵，P为动坐标系原点在固定坐标系中的坐标；向量为驱动杆在静平台上的端点在静坐标系中的位置坐标；向量为驱动杆在动平台上的端点在静坐标系中的位置坐标；并设向量表示在动平台上的端点在动坐标系中的坐标；其中${\overrightarrow{a}}_i=\left[\begin{array}{c}{a}_{ix}\\ a_{iy}\\ 0\end{array}\right];{\overrightarrow{b}}_i^{\prime }=\left[\begin{array}{c}{b}_{ix}\\ b_{iy}\\ 0\end{array}\right];$动坐标系的原点在静坐标系的位置坐标为$P=\left[\begin{array}{c}{X}_P\\ Y_P\\ Z_P\end{array}\right],$变换矩阵$T=\left[\begin{array}{ccc}{l}_x& m_x& o_x\\ l_y& m_y& o_y\\ l_z& m_z& o_z\end{array}\right],$各参数分别表示动坐标系坐标轴相对静坐标系坐标轴的方向余弦；所以，驱动杆在动平台上的端点在静坐标系中的坐标表示为${\overrightarrow{b}}_i=\left[\begin{array}{c}{l}_x{b}_{ix}+m_x{b}_{iy}+X_P\\ l_y{b}_{ix}+m_y{b}_{iy}+Y_P\\ l_z{b}_{ix}+m_z{b}_{iy}+Z_P\end{array}\right];$因此，6个驱动器杆长矢量可在静坐标系中表示为其中i＝1,2,3,4,5,6从而得到机构的位置求解计算方程其中i＝1,2,3,4,5,6；其中，与分别表示支撑杆的各两个端点坐标向量；所述动平台会与舰船一样失去稳定性产生摇摆晃动而改变姿态，产生位移、速度、加速度变化，设置传感器将位移、速度、加速度数据传到控制系统，控制系统将动平台数据和静平台的姿态、位移及速度计加速度数据结合起来得出相应的结论和判断，对伺服电机控制器发出相应的命令，由伺服阀控制器来驱动6根连杆的杆长变化，通过调整6根杆长间接调整静平台的位姿而使静平台相对稳定。