[发明专利]海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统

说明书

本发明公开了一种海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统，包括船姿检测单元、电液伺服控制系统、运动补偿执行机构和承载平台；所述船姿检测单元包括微惯导传感器和数据传输线路，所述电液伺服控制系统包括伺服电机和伺服控制器，所述运动补偿执行机构包括重载液压油缸、弹簧导轨和高阻尼弹簧，所述承载平台包括顶部动平台和底部静平台；所述运动补偿执行机构安装于所述顶部动平台和所述底部静平台之间；所述船姿检测单元固定于所述底部静平台；本发明海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统，补偿效率和精度高，拆装、维修方便，运行稳定性好，有较强的环境兼容性、使用寿命长，能保证运维人员的登乘安全。

技术领域

本发明涉及海洋风电运维与波浪作用补偿领域，具体说是涉及到一种海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统。

背景技术

由于海上风浪变幻莫测，运维船艏部护舷与导管架之间的摩擦力不够时，船艏在海浪的作用下不可避免产生升沉运动，使得工作人员登陆风机平台具有很大危险性。为了避免安全事故的发生，提高运维人员的登靠效率，设计发明了海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统。该发明加工制造简单，补偿效率和精度高，拆装、维修方便，运行稳定性好，同时具有较强的环境兼容性、使用寿命长等优点，进而保证运维人员的登乘安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种补偿因垂荡和纵摇运动产生升沉位移的海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统，该系统加工制造简单，补偿效率和精度高，拆装、维修方便，运行稳定性好，有较强的环境兼容性、使用寿命长，能保证运维人员的登乘安全。

本发明所采用的方案如下：

海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统，包括船姿检测单元、电液伺服控制系统、运动补偿执行机构和承载平台；所述船姿检测单元包括微惯导传感器和数据传输线路，所述电液伺服控制系统包括伺服电机和伺服控制器，所述运动补偿执行机构包括重载液压油缸、弹簧导轨和高阻尼弹簧，所述承载平台包括顶部动平台和底部静平台；所述运动补偿执行机构安装于所述顶部动平台和所述底部静平台之间；所述船姿检测单元固定于所述底部静平台。

进一步地，所述微惯导传感器由微加速度计和微陀螺仪组成，所述微惯导传感器通过螺栓固定在所述底部静平台中心位置，内部采用高性能卡尔曼滤波算法在不依靠外部信号输入的情况下通过测得的加速度和角速度信息自动计算出被测船舶的姿态变化情况并转化为电信号，动态精度为0.2°；所述数据传输线路采用RS232数据线，两端选择与所述微惯导传感器和所述电液伺服控制系统相匹配的接口进行连接，传输速率为19200b/s。

进一步地，所述伺服电机安装在IP68防护等级的铝合金箱体内部，根据负载与电机惯量比、加减速力矩等参数进行选配，保证响应灵敏、迅速；所述伺服控制器包括伺服放大器和伺服阀，通过对输入信号的转换与放大实现对所述运动补偿执行机构的控制。

进一步地，所述重载液压油缸安装在所述底部静平台中心，所述重载液压油缸最大行程为±300mm，缸体外侧装有高精度位移传感器；所述弹簧导轨有四个，分别位于所述底部静平台四角位置，所述弹簧导轨内部安装配套高阻尼弹簧，所述高阻尼弹簧的阻尼力小于所述重载液压缸压缩时的压力，导轨最大行程为±350mm；

进一步地，所述顶部动平台由铝合金踏板、护栏和扶梯组成，所述铝合金踏板边缘设置2个用于所述扶梯安装的圆孔和14个用于所述护栏的浅坑，所述护栏安装在所述铝合金踏板两侧，所述扶梯安装在所述铝合金踏板的两个圆孔上；所述底部静平台设置定位孔，用于与所述运动补偿执行机构进行固定安装。

本发明海上风力发电运维船二自由度波浪补偿辅助登乘系统所能取得的有益效果是：

1、船姿检测单元的微惯导传感器是一种高精密传感器，通过卡尔曼滤波算法进行数据前处理，对船姿的判断更加准确、灵敏。