[发明专利]对缸反向连通驱动双轴摇摆平台系统

说明书

本发明提供一种对缸反向连通驱动双轴摇摆运动平台系统，下摆框的两端与底板通过第一转动副连接，摇摆平台与下摆框通过第二转动副连接，第一和第二转动副轴线垂直相交，驱动油缸通过万向铰与底板连接，缸杆上端通过球铰与摇摆平台连接；四个驱动油缸以第一和第二转动副轴线交点为中心对称分布，分成两对，每对油缸的上腔和下腔反向连通，并通过伺服阀控制两个油缸一推一拉反向运动。四个油缸在两个输入信号控制下实现两推两拉直接驱动摇摆平台实现双轴摇摆运动。本发明解决了双轴摇摆平台两缸驱动作用力不对称和多缸驱动冗余控制问题，可串联移动模块和转动模块构成多轴运动平台，还可以进一步添加克令吊、舷桥和挖机等构成具有补偿功能的装备。

技术领域

本发明属于液压驱动领域，特别涉及一种对缸反向连通驱动双轴摇摆平台系统。

背景技术

目前，各国对海洋的重视程度越来越高，对海洋资源的开采方式也越来越多样化，由于船舶等作业平台在风浪涌作用下产生六维摇荡，这就需要多维运动平台提供一个稳定的作业平台，保障安全。目前，传统的六自由度Stewart平台应用较多，但这种六自由度并联机构，工作空间较小，控制复杂，应用中不能承担大载荷，特别是重偏载，无法满足大型大负载的工作需求。传统的两自由度摇摆平台多为内外框式串联结构，驱动多为回转马达驱动，难以实现大型化和承受重载；采用直线驱动器驱动结构或导致驱动作用力不对称，或导致冗余驱动，控制困难。

因此，研发一种结构驱动对称、承载能力强、工作空间大、容易控制，并可进一步根据需求串联添加功能的摇摆平台系统有重要意义。

发明内容

针对现有内外框串联摇摆平台在大型重偏载方面不足，本发明提出一种对缸反向连通驱动双轴摇摆平台系统，通过将四个驱动油缸每两个组成一对并形成对称布置，每对油缸上下腔反向连通，且四个驱动油缸直接连接底座和摇摆平台，实现了不需要冗余驱动控制，四缸对称直接并联驱动摇摆平台实现双轴摇摆运动，有效解决了现有内外框串联摇摆平台分级串联驱动承载小刚度差、两缸直接驱动作用力不对称和多缸直接驱动冗余驱动控制困难等问题，特别适用于大型、重偏载运动平台。

本发明的技术方案是提供一种对缸反向连通驱动双轴摇摆运动平台系统，其包括下摆框、摇摆平台、四个驱动油缸和伺服阀；

所述下摆框的两端通过第一转动副与底板连接，第一转动副的轴线平行于底板平面，所述摇摆平台通过第二转动副与下摆框连接，第二转动副的轴线与第一转动副的轴线垂直并相交，构成第一万向铰；摇摆平台的中心线通过第一万向铰的中心且垂直于第一转动副的轴线和第二转动副的轴线；

所述四个驱动油缸的缸筒下端分别通过万向铰座与底板连接，四个万向铰座相对于第一万向铰的中心对称布置在底板上，所述四个驱动油缸的缸杆上端分别通过球铰与摇摆平台连接，且各个球铰相对于所述摇摆平台的中心线对称布置；所述四个驱动油缸包括第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸和第四驱动油缸，且对称布置的两个驱动油缸组成一对，所述第一驱动油缸的上腔与所述第三驱动油缸的下腔通过第一油管连通，所述第一驱动油缸的下腔与所述第三驱动油缸的上腔通过第二油管连通，实现对缸反向连通；所述第二驱动油缸的上腔与所述第四驱动油缸的下腔通过第三油管连通，所述第二驱动油缸的下腔与所述第四驱动油缸的上腔通过第四油管连通，实现对缸反向连通；

所述伺服阀，包括第一伺服阀和第二伺服阀，所述的第一油管与所述第一伺服阀的A口连通，第二油管与所述第一伺服阀的B口连通，第一伺服阀的P口与液压油泵连通，第一伺服阀的T口与油箱连通；所述的第三油管与所述第二伺服阀的A口连通，第四油管与所述第二伺服阀的B口连通，第二伺服阀的P口与液压油泵连通，第二伺服阀的T口与所述油箱连通；第一伺服阀和第二伺服阀控制四个驱动油缸通过两推两拉直接并联驱动摇摆平台实现双轴摇摆运动。

可优选的是，所述摇摆平台上设有回转平台和回转驱动器，所述回转平台通过第三转动副与摇摆平台的上平面连接，第三转动副的轴线与摇摆平台的中心线重合，所述第三转动副通过回转驱动器驱动。