一种组装单元体用稳态调节控制系统的制作方法

本发明涉及自动控制，尤其涉及一种组装单元体用稳态调节控制系统。

背景技术：

1、随着我国运输技术水平不断上升，组装单元体的运输逐渐增多，转运移动中常常采用叠放方式，原有承载平台调节系统因其具有单一性，无法根据实时荷载调整工作状态，不足以胜任现有多种工程情况的工作任务，因此需发明一种新型承载平台调节系统。

2、目前常用的承载平台调节系统为中国专利申请公开号为cn112596541a公开了一种公开了一种自移动式胎架机构控制系统，其自移动小车承载胎架本体实现胎架的自动行驶到目标位置；小车底盘上设置电源模块、组合导航模块、小车固定模块、驱动转向模块、通信模块和主控模块；组合导航模块用于采集小车实时位置信息、姿态信息和环境特征信息，并传输给主控模块；通信模块将上位机输入的指令传输给主控模块以对小车自动行驶、自动固定和胎架自动升降进行控制；本发明的控制系统及控制方法，利用多传感器融合方法可实现胎架自动导航移动，定位精准，利用电控永磁铁实现自动固定，免除人工安装，成本低廉、稳定性好，大大提高船舶分段建造过程中胎架的布置效率与精度，降低工人的劳动强度。

3、但是，上述系统在实际工作时，亟待解决的问题是只实现承载平台自动导航移动，无法根据实时荷载分布情况及时调整承载平台的工作状态，造成承载平台稳定性差的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种组装单元体用稳态调节控制系统，用以克服现有技术中无法根据实时荷载分布情况及时调整承载平台的工作状态，造成承载平台稳定性差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种组装单元体用稳态调节控制系统，包括：

3、承载平台；

4、底部支撑模块，其设置在承载面上，用以维持所述承载平台的整体稳定；

5、检测计算模块，其按预设位置设置在所述承载平台下端，用以检测所述承载平台空载和荷载时的压力分布确定承载平台重心和荷载重心，计算承载平台重心和荷载重心间的重心距离，以及，根据重心距离判断承载平台的工况类型；

6、伸缩调节模块，其分别与所述底部支撑模块和所述检测计算模块相连，用以根据所述重心距离，调整伸缩调节的液压动力以调节承载平台的水平度调整所述荷载在承载平台上的重心位置；

7、顶升支撑模块，其分别与所述伸缩调节模块和所述检测计算模块相连，用以根据所述重心距离控制千斤顶的工作动力以通过调节承载平台的水平度调整所述荷载在承载平台上的重心位置；

8、调节控制模块，其与所述顶升支撑模块、所述检测计算模块和所述承载平台相连，用以通过设置在所述承载平台下方的纵向调节机构调节承载平台的纵向位置和设置在承载平台下方的纵向调节机构垂直的横向调节机构调节承载平台的横向位置，对承载平台的位置进行调整以减小所述重心距离；

9、水平度调整模块，其与伸缩调节模块和所述顶升支撑模块相连，用以根据所述重心距离和荷载重心偏离承载平台重心的方向确定所述水平度；

10、其中，所述水平度为承载平台平面与水平面所夹锐角。

11、进一步地，所述检测计算模块，包括：

12、压力传感器，其按预设位置设置在所述承载平台下端，用以检测所述承载平台空载和荷载时的压力分布，并生成压力信息；

13、计算传输器，其与所述压力传感器相连，接收所述压力信息，并根据压力信息计算出所述承载平台的重心、所述荷载的重心以及承载平台的重心和荷载的重心间的重心距离，并将距离信息传至所述底部支撑模块、所述伸缩调节模块、所述顶升支撑模块和所述调节控制模块。

14、其中，承载平台空载时，根据压力分布计算出的重心为承载平台重心。

15、进一步地，所述伸缩调节模块包括：

16、第一伸缩臂和第二伸缩臂，其分别与所述底部支撑模块相连，其中，第一伸缩臂和第二伸缩臂形状结构均相同，用以通过伸缩臂的伸缩运动顶升或降低承载平台的高度，并将承载平台的荷载传至底部支撑模块；

17、横杆，其设置在所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂对应位置之间，用以使第一伸缩臂与第二伸缩臂的对应位置组成连接；

18、第一液压缸，其包括横向第一液压缸和纵向第一液压缸，且第一伸缩臂与第二伸缩臂平行设置，横向第一液压缸与所述第一伸缩臂相连，用以为所述第一伸缩臂提供横向伸缩运动的动力，纵向第一液压缸与所述第二伸缩臂相连，用以为所述第二伸缩臂提供纵向伸缩运动的动力；

19、第一控制箱，其分别与所述第一液压缸以及所述检测计算模块相连，用以根据所述水平度信息控制第一液压缸的工作状态；

20、其中，所述第一液压缸的工作状态包括开启和关闭。

21、进一步地，所述液压顶升模块包括：

22、千斤顶，其按预设支点设置在所述承载平台下方，用以顶举承载平台以及调节承载平台水平度；

23、第二液压缸，其与所述千斤顶相连，用以提供千斤顶顶举所需的动力；

24、第二控制箱，其与所述第二液压缸、所述水平检测模块相连，用以根据所述水平度信息控制第二液压缸的工作状态；

25、其中，所述第二液压缸的工作状态包括开启、关闭和输出不同的液压力。

26、其中，对于各所述千斤顶与对应的所述预设支点对应设置，且预设置点的位置与所述承载平台的结构有关。

27、进一步地，所述检测计算模块还包括用以对所述距离信息进行判定的距离判定器；

28、所述距离判定器与所述第一控制箱、所述第二控制箱和设置在所述位移修正模块用以控制纵向调节机构及横向调节机构运动的第三控制箱相连，以向第一控制箱、第二控制箱和第三控制箱传输判定信息；

29、其中，若所述重心距离小于等于所述预设第一距离，则所述距离判定器判定所述承载平台为标准工况；

30、若所述重心距离大于所述预设第一距离，且重心距离小于等于预设第二距离，则所述距离判定器判定所述承载平台为第一工况；

31、若所述重心距离大于所述预设第二距离，则所述距离判定器判定所述承载平台为第二工况。

32、进一步地，所述调节控制模块包括：

33、纵向滑轨，其与所述纵向调节机构相连，用以架设所述纵向调节机构，提供纵向调节机构的滑动轨道；

34、横向滑轨，其与所述横向调节机构相连，用以架设所述横向调节机构，提供横向调节机构的滑动轨道；

35、第三控制箱，其用以根据所述水平度信息调节纵向调节机构或横向调节机构的工作状态。

36、进一步地，所述调节控制模块仅在所述第一工况下工作，通过移动纵向调节机构和横向调节机构，改变承载平台在所述顶升支撑模块上的位置，以减小重心距离；

37、其中，调节控制模块根据纵向调节机构与横向调节机构的位移量确定是否对纵向调节机构或横向调节机构进行自锁；

38、其中，若纵向调节机构的位移量超过其纵向调节最大位移量，则调节控制模块对纵向调节机构进行自锁；

39、若横向调节机构的位移量超过其横向调节最大位移量，则调节控制模块对横向调节机构进行自锁。

40、进一步地，所述第一控制箱在所述第二工况的条件下根据所述水平度调整所述第一液压缸的输出压力调整所述第一伸缩臂和所述第二伸缩臂的伸缩高度；

41、并且，所述第二控制箱在所述第二工况的条件下根据所述水平度调整所述第二液压缸的输出压力调整所述千斤顶的顶升高度；

42、以通过调整所述承载平台的水平度使荷载重心发生移动以减小所述重心距离；

43、其中，所述调节中各所述千斤顶的液压工作动力能够独立调节。

44、进一步地，所述承载平台上设置有阻尼模块，包括：

45、弹簧阻尼器，其设置在所述承载平台各边中点处，单个弹簧阻尼器的一端与承载平台相连，另一端与承载平台上的荷载接触但不相连，用以吸收所述第二工况下荷载的倾斜动能。

46、进一步地，水平度调整模块根据荷载重心偏离承载平台重心的方向将所述水平度分解在由第一伸缩臂和第二伸缩臂调整的第一方向以及与第一方向垂直的第二方向，其中：

47、在第二方向的水平度θ2由下式确定：

48、g×sinθ2＝g×cosθ2×λ+k×y2，

49、式中，g为荷载重力，λ为荷载与承载平台的摩擦系数，k为弹簧的劲度系数，y2为重心距离分解在所述第二方向上的距离；

50、千斤顶高度差δh2由以下公式确定：

51、δh2＝l2×tanθ2，

52、式中，δh2＝h2-h1，h2为高位千斤顶的高度，h1为低位千斤顶的高度，高位千斤顶和低位千斤顶由荷载重心偏离承载平台重心的方向分解在第二方向上的方向分量确定，l2为高位千斤顶和低位千斤顶间的距离；

53、在第一方向的水平度θ1由下式确定：

54、g×sinθ1＝g×cosθ1×λ+k×y1，

55、式中，g为荷载重力，λ为荷载与承载平台的摩擦系数，k为弹簧的劲度系数，y1为重心距离分解在所述第一方向上的距离；

56、伸缩臂高度差δh1由以下公式确定：

57、δh1＝l1×tanθ1，

58、式中，δh1＝h3-h4，h3为高位伸缩臂，h4为低位伸缩臂，高位伸缩臂与低位伸缩臂由荷载重心偏离承载平台重心的方向分解在第一方向上的方向分量确定，l1为高位伸缩臂和低位伸缩臂间的水平距离。

59、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置底部支撑模块、检测计算模块、伸缩调节模块、调节控制模块和水平度调整模块在上述模块的相互配合下，利用实时调整伸缩臂和千斤顶运行状态的方式，改变承载平台重心位置，运载不同组装单元体，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

60、进一步地，顶升支撑模块和调节伸缩模块可在承载平台处于第二工况时，各千斤顶可以不同顶升力进行工作，通过调节第二液压缸的功率，调节各千斤顶的工作状态，减小第二工况带来的重心距离，避免发生侧翻，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

61、进一步地，调节控制模块改变传统承载平台结构固定无法移动的缺陷，可在搭建完成后，对顶升过程中荷载与承载平台产生的重心位置的误差进行修正，减小第一工况带来的重心距离，避免发生侧翻，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

62、进一步地，纵向滑轨与横向滑轨采用一级灰铸铁铸成，具有易于铸造和切削加工，成本低，表面采取淬火处理，耐磨性和减震性好，荷载能力强的优点，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

63、进一步地，调节控制模块采用位移自锁策略，当位移量超出预设最大位移量时，触发自锁模式，即纵向调节机构和横向调节机构只能减小其位移量，无法继续增大位移，起到安全保护作用，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

64、进一步地，阻尼模块对第二工况下荷载的重心移动进行控制，避免荷载因惯性滑动从承载平台上掉落，起到安全保护作用，从而进一步提高承载平台顶升或降低过程中的运动稳定性，增强承载平台调节系统的抗倾倒能力。

技术特征：

1.一种组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述检测计算模块，包括：

3.根据权利要求2所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述伸缩调节模块包括：

4.根据权利要求3所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述液压顶升模块包括：

5.根据权利要求4所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述检测计算模块还包括用以对所述距离信息进行判定的距离判定器；

6.根据权利要求5所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述调节控制模块包括：

7.根据权利要求6所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述调节控制模块仅在所述第一工况下工作，通过移动纵向调节机构和横向调节机构，改变承载平台在所述顶升支撑模块上的位置，以减小重心距离；

8.根据权利要求7所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述第一控制箱在所述第二工况的条件下根据所述水平度调整所述第一液压缸的输出压力调整所述第一伸缩臂和所述第二伸缩臂的伸缩高度；

9.根据权利要求8所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，所述承载平台上设置有阻尼模块，包括：

10.根据权利要求9所述的组装单元体用稳态调节控制系统，其特征在于，水平度调整模块根据荷载重心偏离承载平台重心的方向将所述水平度分解在由第一伸缩臂和第二伸缩臂调整的第一方向以及与第一方向垂直的第二方向，其中：

技术总结
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种组装单元体用稳态调节控制系统，包括：承载平台；底部支撑模块，用以维持承载平台的整体稳定；检测计算模块，计算承载平台重心和荷载重心间的重心距离，以及，根据重心距离判断承载平台的工况类型；伸缩调节模块，调整伸缩调节的液压动力以调节承载平台的水平度调整荷载在承载平台上的重心位置；顶升支撑模块，用以调整荷载在承载平台上的重心位置；调节控制模块，用以对承载平台的位置进行调整以减小重心距离；水平度调整模块，用以确定水平度；本发明系统可实时调整伸缩臂和千斤顶的运行状态，改变单元体的重心位置，运载不同组装单元体，从而进一步提高顶升或降低过程中的稳定性，增强承载平台调节系统的平衡稳定性能。

技术研发人员：王世磊,王荣,贠杰,何新华,杜金泽
受保护的技术使用者：北京城建集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23