原文传递
一种海上人员转运串并混联舷桥关键技术研究
| 论文题名： | 一种海上人员转运串并混联舷桥关键技术研究 |
| 关键词： | 舷桥;串并混联;构型设计;运动学模型 |
| 摘要： | 舰船在海上工作时，受到海风、海浪的影响，会产生横摇、纵摇、垂荡等六维摇荡运动，这种六维摇荡运动会对舰船与风电塔、钻井平台等之间的人员换乘带来安全隐患，尤其是在高海况下会制约舰船的作业窗口时间。本文针对国内外现有产品存在的大型、重偏载工况下驱动力是负载数倍的问题，机构复杂，伺服力不对称的问题，提出了一种对缸反向连通驱动双轴摇摆串并混联人员转运舷桥机构，主要研究内容如下： 根据现有海上人员转运产品存在的技术问题，结合舰船摇荡规律和课题要求，提出了一种对缸反向驱动的双轴摇摆并联平台，并以此为基础提出了一种串并混联人员转运舷桥方案。分析了串联舷桥和并联补偿平台的自由度特征，分别对串联机构和并联机构提出了多种方案，并分析确定了一种串并混联人员转运舷桥构型方案。该方案能够补偿舰船的±15°横摇和纵摇运动以及±200mm垂荡运动；舷桥回转变幅为360°，舷桥工作范围为3m~5m。 建立了4UPS/UP+RRPS串并混联人员转运舷桥在非惯性系下的运动学模型，基于舰船摇荡规律，对运动学模型进行了位置、速度和加速度分析，推导得出了并联补偿平台的Jacobian矩阵和Hessian矩阵。通过MATLAB编程得出了各分支驱动关节的位置、速度曲线和加速度的理论曲线，并且通过Simulink对运动学建模仿真得出了各分支驱动关节位置、速度和加速度的仿真曲线，对运动学建模进行了验证。 基于旋量表示的牛顿-欧拉法，结合达朗贝尔原理和虚功原理，建立了4UPS/UP+RRPS串并混联人员转运舷桥在非惯性系下的动力学模型；结合运动学分析得到的数据，通过MATLAB编程得到了各分支驱动关节的驱动力理论曲线，通过Simulink对三维模型仿真得出了各分支驱动关节的驱动力仿真曲线，对动力学模型进行了验证。 基于机械系统设计理论，详细设计了串并混联人员转运舷桥的机械结构，并校核了关键零部件的强度，成功研制出了并联补偿平台的原型样机，对缸反向连通驱动方式的可行性和合理性进行了验证。 |
| 作者： | 吕成祯 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 赵铁石 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
