大型液化天然气模块三维重载协调控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了大型液化天然气模块三维重载协调控制装置，它包括支撑平台，在支撑平台的前侧安装有一个行走机构，在支撑平台的后侧安装有两个行走机构，每一个行走机构均包括与支撑平台固定相连的行走液压缸，行走液压缸的液压杆底部连接有滚轮，在支撑平台上安装有一个液压杆沿竖直方向设置的主顶升液压缸和两个液压杆沿水平方向设置的副液压缸，两个副液压缸的液压杆彼此垂直设置，并且其中一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿竖直方向设置的销轴转动相连，另一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿水平方向设置的销轴固定相连，主顶升液压缸的液压杆用于支撑大型液化天然气模块。采用本装置满足对接的精度和效率。
【专利说明】
大型液化天然气模块三维重载协调控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及对接装置，尤其涉及大型液化天然气模块三维重载协调控制装 置。
【背景技术】
[0002]传统的对接技术比如船体分段制造对接主要是通过吊车来实现，但是大型液化天 然气模块具有体积大、质量重、结构复杂的特点，如果还是用吊车来进行对接不仅效率低， 精度也不高，并且实施过程中存在安全隐患，因此传统的方法已经难以满足现场需求;而且 大型液化天然气模块三维重载对接属于先进生产模式和先进制造技术，已被各国视为生产 线上最重要环节而争相研发。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服已有的缺点，提供一种尚精度和尚效率的对接的大型 液化天然气模块三维重载协调控制装置。
[0004] 本实用新型的大型液化天然气模块三维重载协调控制装置，它包括支撑平台，在 所述的支撑平台的前侧安装有一个行走机构，在所述的支撑平台的后侧安装有两个行走机 构，每一个行走机构均包括与支撑平台固定相连的行走液压缸，所述的行走液压缸的液压 杆沿竖直方向设置并且底部连接有滚轮，在所述的支撑平台上安装有一个液压杆沿竖直方 向设置的主顶升液压缸和两个液压杆沿水平方向设置的副液压缸，两个副液压缸的液压杆 彼此垂直设置，并且其中一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿竖直方向设 置的销轴转动相连，另一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿水平方向设置 的销轴固定相连，所述的主顶升液压缸的液压杆用于支撑大型液化天然气模块。
[0005] 采用本实用新型装置，通过为每一个自由度选择合适的液压缸就能实现上千吨的 大型液化天然气模块的三维对接，并且在保证现场对接安全的条件下满足对接的精度和效 率。
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型大型液化天然气模块三维重载协调控制装置的示意图；
[0007] 图2是本实用新型大型液化天然气模块三维重载协调控制装置的水平方向机构简 图；
[0008] 图3是本实用新型大型液化天然气模块三维重载协调控制装置的液压原理图；
[0009] 图4是本实用新型大型液化天然气模块三维重载协调控制装置的液压缸布置图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0011] 如附图所示本实用新型的大型液化天然气模块三维重载协调控制装置，它包括支 撑平台3，在所述的支撑平台3的前侧安装有一个行走机构4，在所述的支撑平台3的后侧安 装有两个行走机构，每一个行走机构4均包括与支撑平台3固定相连的行走液压缸5,所述的 行走液压缸5的液压杆沿竖直方向设置并且底部连接有滚轮，在所述的支撑平台上安装有 一个液压杆沿竖直方向设置的主顶升液压缸2和两个液压杆沿水平方向设置的副液压缸1， 两个副液压缸1的液压杆彼此垂直设置，并且其中一个副液压缸1的液压杆与主顶升液压缸 2的缸体通过沿竖直方向设置的销轴转动相连，另一个副液压缸1的液压杆与主顶升液压缸 2的缸体通过沿水平方向设置的销轴固定相连。所述的主顶升液压缸2的液压杆用于支撑大 型液化天然气模块。
[0012]下面再结合每一幅图对本发明加以详细说明：
[0013 ]如图1整个装置的上部调整模块由垂直方向的主顶升液压缸和水平方向的两个副 液压缸组成。同时为了满足自由度要求，在图2中对装置水平方向的机构简图进行了说明， 具体为将某一个方向的副液压缸与主顶升液压缸之间采用刚性连接，使该副液压缸只能在 水平面内平动；而将另一方向的副液压缸与主顶升液压缸之间采用轴承连接，使该副液压 缸可在平面内绕主顶升液压缸转动。从而通过两个副液压缸使主顶升液压缸能在水平面内 实现两个自由度的平动，同时再加上主顶升液压缸垂直方向的运动，最终使该装置实现三 个自由度的运动。所以可以通过控制主顶升液压缸和两个副液压缸的三个液压缸的伸缩量 来确定每一个调整装置的在待调整方向的位移。
[0014] 如图3所示，优选的三个行走液压缸5、两个副液压缸1和主顶升液压缸2的液压控 制结构为:一根主管路依次连接油箱1-1、过滤网1-2、液压栗1-3和单向阀1-5,位于所述的 单向阀1-5后端的主管路分为第一、第二支路，在液压栗1-3、单向阀1-5之间的主管路上通 过侧管连接有溢流阀1-4,所述的第一支路顺次连接三位四通电磁阀1-6的进油腔和左腔工 作腔后分为第三、第四支路，所述的第三支路通过第一分流集流阀1-7分别与第一、第二行 走液压缸5的无杆腔相连，所述的第一、第二行走液压缸5的有杆腔分别通过管线与三位四 通电磁阀1-6的右腔工作腔和第二分流集流阀的第一个进油口相连，所述的第四支路与第 三行走液压缸5的无杆腔相连，所述的第三行走液压缸5的有杆腔通过管路与第二分流集流 阀的第二个进油口相连，三位四通电磁阀1-6的右腔工作腔通过管路与第二分流集流阀的 出油口相连;所述的第二支路通过结构相同的三组油路分别与两个副液压缸1和主顶升液 压缸2相连，所述的三组油路均包括进油腔与第二支路相连的电液伺服阀1-13,所述的电液 伺服阀1-13的左腔工作腔通过第五支路依次连接第一液控单向阀和主顶升液压缸2的无杆 腔，所述的电液伺服阀1-13的右腔工作腔通过第六支路依次连接第二液控单向阀和主顶升 液压缸2的有杆腔，所述的第一液控单向阀的控制油路与第六支路相连通，所述的第二液控 单向阀的控制油路与第五支路相连通。
[0015] 系统工作过程中，液压栗1-3提供压力油液，首先需调整装置位置，将行走机构的 三个活塞杆伸长，因此起始三个电液伺服阀1-13处于中位，三位四通电磁阀1-6受控制得 电，给三个行走液压缸的无杆腔供油，并利用两个分流集流阀1-7来实现三个液压缸运动过 程中速度的同步，从而粗略地保证位移的同步性。待将装置放置好后，需将三个活塞杆收 回，因此三位四通电磁阀反向得电，给三个行走液压缸的有杆腔供油，同样利用两个分流集 流阀1-7来实现位移的同步性。
[0016] 本装置在使用过程中需同时采用多个，具体工作过程为:根据对接模块质量的大 小来选择在一次调整过程中需要使用本装置的数量，假设在一次调整过程中总共选用10个 该装置，将装置分为两列，每一列分别放置5个该装置，然后将对接的模块分段放在10个装 置的主顶升液压缸上，通过控制每一个液压缸的位移从而实现对接模块的上下、左右、前后 的位移以及相应的俯仰运动。
[0017] 如图4所示，由于在对接调整过程中涉及到六个自由度的调整，因此需要将对多个 装置组合起来完成对接，这就需要在特定地调整过程中知道每一液压缸的调整量。因此规 定将〇〇处的调整装置作为参照，则其他调整装置的位置可以由坐标变换得到，并可以得到 各个调整装置的调整偏差。
[0018] 因此，对Pcil进行坐标变换，其中Pcil为第i个装置主顶升液压缸的中心坐标，经坐标 变换得到在〇〇处第i个装置主顶升液压缸的调整前的坐标值P wlS:
[0019] 由刚休吝汝夺换可得齐次变换矩阵为：
[0020]
[0021]式中Ra为绕X、Y、Y轴旋转α的3乂3旋转变换矩阵，其中乂、￥、2轴坐标系满足笛卡尔 坐标系，且方向沿着第一个协调装置初始状态时各液压缸的方向。
[0022]其中绕Χ、Υ、Ζ的旋转矩阵分别为：
[0028] 式中P'wl为对接调整之后第i个装置的主顶升液压中心的坐标值，t3T1为第1个装置 的主顶升液压缸中心坐标相对于参考中心的坐标变换， 1T1为第i个装置的主顶升液压中心 相对于第1个装置的主顶升液压缸中心坐标的坐标变换。
[0029] 当整个协调控制为平移变换时，1Ti为：
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 其中，Ra为绕轴旋转α的3 X 3旋转变换矩阵。
[0034] 所以可以得到每个装置的调整量为：
[0035] Δ Pwi = P7wi-Pwi = ( 0T11Ti-E) Pwi 〇
【主权项】
1. 大型液化天然气模块三维重载协调控制装置，其特征在于:它包括支撑平台，在所述 的支撑平台的前侧安装有一个行走机构，在所述的支撑平台的后侧安装有两个行走机构， 每一个行走机构均包括与支撑平台固定相连的行走液压缸，所述的行走液压缸的液压杆沿 竖直方向设置并且底部连接有滚轮，在所述的支撑平台上安装有一个液压杆沿竖直方向设 置的主顶升液压缸和两个液压杆沿水平方向设置的副液压缸，两个副液压缸的液压杆彼此 垂直设置，并且其中一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿竖直方向设置的 销轴转动相连，另一个副液压缸的液压杆与主顶升液压缸的缸体通过沿水平方向设置的销 轴固定相连，所述的主顶升液压缸的液压杆用于支撑大型液化天然气模块。2. 根据权利要求1所述的大型液化天然气模块三维重载协调控制装置，其特征在于:三 个行走液压缸、两个副液压缸和主顶升液压缸的液压控制结构为:一根主管路依次连接油 箱、过滤网、液压栗和单向阀，位于所述的单向阀后端的主管路分为第一、第二支路，在液压 栗、单向阀之间的主管路上通过侧管连接有溢流阀，所述的第一支路顺次连接三位四通电 磁阀的进油腔和左腔工作腔后分为第三、第四支路，所述的第三支路通过第一分流集流阀 分别与第一、第二行走液压缸的无杆腔相连，所述的第一、第二行走液压缸的有杆腔分别通 过管线与三位四通电磁阀的右腔工作腔和第二分流集流阀的第一个进油口相连，所述的第 四支路与第三行走液压缸的无杆腔相连，所述的第三行走液压缸的有杆腔通过管路与第二 分流集流阀的第二个进油口相连，三位四通电磁阀的右腔工作腔通过管路与第二分流集流 阀的出油口相连;所述的第二支路通过结构相同的三组油路分别与两个副液压缸和主顶升 液压缸相连，所述的三组油路均包括进油腔与第二支路相连的电液伺服阀，所述的电液伺 服阀的左腔工作腔通过第五支路依次连接第一液控单向阀和主顶升液压缸的无杆腔，所述 的电液伺服阀的右腔工作腔通过第六支路依次连接第二液控单向阀和主顶升液压缸的有 杆腔，所述的第一液控单向阀的控制油路与第六支路相连通，所述的第二液控单向阀的控 制油路与第五支路相连通。
【文档编号】B23P19/04GK205437730SQ201521010659
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月8日
【发明人】卿文, 师莎莎, 叶洪伟
【申请人】天津博迈科海洋工程有限公司