(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211194646.9 (22)申请日 2022.09.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115292665 A (43)申请公布日 2022.11.04 (73)专利权人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 肖文生　李长江　谭利萍　樊良欢　 李泉　 (74)专利代理 机构 青岛智地领创专利代理有限 公司 37252 专利代理师 王鸣鹤 (51)Int.Cl. G06F 17/16(2006.01)G09B 25/00(2006.01) (56)对比文件 WO 20210 51950 A1,2021.0 3.25 审查员 姜晓盼 (54)发明名称 基于六自由度运动平台的一体化拆解装备 建模方法 (57)摘要 本发明公开了基于六自由度运动平台的一 体化拆解装 备建模方法， 属于 船上辅助设备技术 领域， 用于一体化拆解装备的模拟实验， 包括搭 建实验台架， 建立坐标系， 连接测量仪器， 连接工 控机与执行元件， 首先启动两个六自由度运动平 台， 输入含有相位差的五级海况横向波下半潜驳 船甲板的运动姿态响应， 然后启动举升电动缸控 制程序， 通过控制器来控制举升电动缸， 使举升 臂尖端刚刚贴上被抬举物体， 关闭举升电动缸， 测量举升电动缸和姿态传感器数据， 继而继续启 动举升电动缸使被抬举物体刚好被抬起， 关闭举 升电动缸， 测量举升电动缸和姿态传感器数据； 继续启动举升电动缸， 抬起被抬举物体， 被抬举 物体在坐标系下的空间位置数据， 记录姿态传感 器数据。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115292665 B 2022.12.30 CN 115292665 B 1.基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特 征在于， 包括： S1.搭建实验台架， 建立 坐标系， 连接测量仪器， 连接 工控机与执 行元件； 所述实验台架包括被抬举物体、 两个六自由度运动平台、 两个举升电动缸和两个举升 臂， 所述六自由度运动平台包括上平台、 下平台和六个平台电动缸， 平台电动缸的两端分别 铰连接上平台底部和下平台顶部， 所述举升臂通过举升电动缸设在上平台顶部， 被抬举物 体底部的两端分别设在两个 举升臂的顶部； S2.启动两个六自由度运动平台， 输入含有相位差的五级海况横向波下半潜驳船甲板 的运动姿态响应； S3.启动举升电动缸控制程序， 通过控制器来控制举升电动缸， 使举升臂尖端刚刚贴上 被抬举物体， 关闭举升电动缸， 测量举升电动缸和姿态传感器数据； S4.继续启动 举升电动缸使被抬举物体 刚好被抬 起， 关闭举升电动缸， 测量举升电动缸 和姿态传感器数据； S5.继续启动举升电动缸， 抬起被抬举物体， 被抬举物体在坐标系下的空间位置数据， 记录姿态传感器数据； S6.还原实验装置至S2状态， 改变两个六自由度运动平台的输入， 输入含有相位差的五 级海况纵向波下半潜驳 船甲板的运动姿态响应； S7.第二次执 行S2至S6； S8.还原实验装置至S2状态， 改变两个六自由度运动平台的输入， 输入含有相位差的五 级海况复合波下半潜驳 船甲板的运动姿态响应； S9.第三次执 行S2至S6 。 2.根据权利要求1所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 所述建立坐标系包括： 在六自由度运动平台上建立两个笛卡尔坐标系， 在上平台底部 所在平面建立动坐标系 ， 在下平台顶部所在平面建立惯性 坐标系 ； 动坐标系与惯性坐标系之间存在的变换矩阵即为六自由度运动平台的数学模型， 记为 变换矩阵 ， 动坐标系中的任 一向量 通过坐标变换转换为惯性坐标系中的 R， 即 ， 式中， 为动平台绕X轴的旋转角， 为动平台绕Y轴的旋转角， 为动平台绕Z轴的旋转 角，a1为上运动平台沿X轴正 方向的平移量， b为上运动平台沿Y轴正 方向的平移量， c1为上运 动平台沿Z轴正方向的平 移量。 3.根据权利要求2所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 平台电动缸的参数包括电动缸 行程和机 械传递量。 4.根据权利要求3所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 电动缸 行程包括： 六个平台电动缸的伸缩位移   的求解式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292665 B 2， ， 为旋转后的一个平台电动缸 上下铰点 之间的距 离， 为六自由度运动平台处于初 始状态下一个平台电动缸上下铰点 之 间的距离， 为旋转后上铰点在惯性坐标系中的坐标， 为下铰点在惯性坐标系中 的坐标。 5.根据权利要求3所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 机械传递量的表达式为 ， 式中， 为 机械传递量， 为电机轴上的扭转刚度系数， 、 分别为两个同步轮的齿数， l为丝杠螺 母螺距，J1、J2分别为两个同步轴的转动惯量， M为螺母、 内活塞杆及 负载折算后的质量矢量， D为直线运动速度阻尼系数， s为标准轴径。 6.根据权利要求5所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 使用相 似理论建模， 以长度、 力、 时间作为基本量纲， 再选定其他16个物理量的量纲， 共19个量纲组成量纲 矩阵和 矩阵。 7.根据权利要求6所述的基于六自由度运动平台的一体化拆解装备建模方法， 其特征 在于， 矩阵中各分量的相似准则为： ； 式中， 、 …… 分别表示 矩阵中的各分量， δ是线位移， L是长度，θ是角位移， A是 截面积，σ是应力，F是集中载荷， ε是应变，E是弹性模量， μ是泊松比， ρ是质量密度， T是时间， p是面载荷， m是质量， 是刚度，c是阻尼，f是频率，v是速度，a是加速度， g是重力加速度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292665 B 3