一种栈桥运动补偿测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种栈桥运动补偿测试系统及方法，包括：安装基座，用以搭载栈桥的一端；六自由度测试平台，用以搭载所述栈桥的另一端，并模拟船舶在海况下的响应运动；姿态传感器，设于所述六自由度测试平台上，用以实时采集所述六自由度测试平台的运动姿态；GPS定位接收器，设于所述栈桥上且位于靠近所述姿态传感器的端部，用以实时采集GPS输出的坐标位置信息，并转换为所述栈桥末端的XYZ坐标数据；测试系统控制器，获取所述GPS定位接收器转换的XYZ坐标数据，与期望坐标值进行比较，从而对测试所述栈桥的控制系统进行验证。本发明专利技术能够实现主动运动补偿和被动运动补偿多种类型栈桥的测试。的测试。的测试。

【技术实现步骤摘要】
一种栈桥运动补偿测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程领域中人员安全输送栈桥测试技术，更具体地说，涉及一种栈桥运动补偿测试系统及方法。

技术介绍

[0002]海上平台、风电运维等海上项目的人员转运，多数采用栈桥搭接输送。受风浪影响，栈桥必须具备补偿船舶的运动所造成的运动，才能保证人员可安全的运送工作，海上栈桥应具备被动补偿(在不使用任何外部系统或设备的情况下，栈桥可以调节船舶与海上设施、海上设施之间或船舶之间相对运动。)或主被动运动补偿(利用系统设备主动减少或消除船舶与海上设施、海上设施之间或船舶之间相对运动对栈桥结构的影响)功能。
[0003]具备运动补偿功能的栈桥在欧洲应用相对较早，对运动补偿的功能测试方面有相对丰富的经验，由于相关测试属于核心技术，都由栈桥生产厂商自行开发并掌握，并不公开。运动补偿栈桥的设计和应用在我国还处于起步阶段，对于栈桥的运动补偿功能和能力测试系统还处于空白。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种栈桥运动补偿测试系统及方法，能够实现主动运动补偿和被动运动补偿多种类型栈桥的测试。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种栈桥运动补偿测试系统及方法，包括：
[0007]安装基座，用以搭载栈桥的一端；
[0008]六自由度测试平台，用以搭载所述栈桥的另一端，并模拟船舶在海况下的响应运动；
[0009]姿态传感器，设于所述六自由度测试平台上，用以实时采集所述六自由度测试平台的运动姿态；
[0010]GPS定位接收器，设于所述栈桥上且位于靠近所述姿态传感器的端部，用以实时采集GPS输出的坐标位置信息，并转换为所述栈桥末端的XYZ坐标数据；
[0011]测试系统控制器，获取所述GPS定位接收器转换的XYZ坐标数据，与期望坐标值进行比较，从而对测试所述栈桥的控制系统进行验证。
[0012]较佳的，还包括用以安装所述六自由度测试平台的安装高度调节基座。
[0013]较佳的，所述姿态传感器采用MRU系列姿态传感器。
[0014]较佳的，本专利技术可对栈桥运动补偿系统实现直接测试和间接测试。
[0015]所述直接测试具体包括：
[0016]采用所述六自由度测试平台模拟船舶在海况下的响应运动，所述栈桥通过跟随所述六自由度测试平台的运动来测试搭接性能。
[0017]较佳的，所述间接测试具体包括：
[0018]通过给所述安装基座输入一组船舶运动数据，控制所述栈桥运动，通过所述GPS定位接收器采集GPS输出的坐标位置信息，并转换为所述栈桥末端的XYZ坐标数据，通过所述计算机将所述GPS定位接收器转换的XYZ坐标数据，与期望坐标值进行比较，从而对测试所述栈桥的控制系统进行验证。
[0019]较佳的，所述坐标位置信息包括经度、纬度和高程。
[0020]本专利技术所提供的一种栈桥运动补偿测试系统及方法，具有以下几点有益效果：
[0021]1)采用直接测试和间接测试相结合的方案减小硬件投入成本；
[0022]2)可实现主动运动补偿和被动运动补偿多种类型栈桥的测试；
[0023]3)可在工厂内完成测试，减小之前需要装船后才能测试的安全风险。
附图说明
[0024]图1是本专利技术栈桥运动补偿测试系统的布置示意图；
[0025]图2是图1中A位置的放大示意图。
具体实施方式
[0026]为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0027]结合图1和图2所示，本专利技术所提供的一种栈桥运动补偿测试系统，包括：
[0028]安装基座1，用以搭载栈桥2的一端；
[0029]六自由度测试平台3，用以搭载栈桥2的另一端，并模拟船舶在海况下的响应运动；
[0030]姿态传感器4，安装在六自由度测试平台3上，用以实时采集六自由度测试平台3的运动姿态，并取反后作为栈桥2的输入；
[0031]GPS定位接收器5，安装在栈桥2上且位于靠近姿态传感器4的端部，用以实时采集GPS输出的坐标位置信息(经度、纬度和高程)，并转换为栈桥2末端的XYZ坐标数据；
[0032]测试系统控制器，获取GPS定位接收器转换的XYZ坐标数据，与期望坐标值进行比较，从而对测试栈桥2的控制系统进行验证。
[0033]本专利技术栈桥运动补偿测试系统还包括用以安装六自由度测试平台3的安装高度调节基座6。
[0034]姿态传感器4采用MRU系列姿态传感器。
[0035]利用本专利技术可对栈桥运动补偿测试系统实现直接测试和间接测试，由于考虑到试验场地和试验成本的限制，本专利技术栈桥运动补偿测试系统采用直接测试和间接测试相结合方法。
[0036]其中，直接测试具体包括：
[0037]采用六自由度测试平台3模拟船舶在波浪下的运动而无需覆盖测试栈桥的所有极限海况，栈桥2的末端与六自由度测试平台3进行搭接，测试中，给定海况参数，通过仿真计算出目标船舶在该海况下的运动响应，作为六自由度平台3的输入参数，从而驱动六自由度平台3运动，姿态传感器4安装在六自由度测试平台3上，实时采集六自由度平台3的运动姿态，作为测试栈桥2的输入(取反)，栈桥2通过跟随六自由度测试平台3的运动来测试搭接性能，测试栈桥2的算法以及补偿功能。
[0038]采用直接测试易于检测，但对六自由度平台3的尺寸和负载能力有较高的要求(大型的六自由度平台3成本极高)，所以结合测试要求，再采用间接测试完成补偿性能的测试。
[0039]间接测试具体包括：
[0040]通过给安装基座1输入一组姿态传感器4测量的船舶运动数据(可由波普仿真得到)，通过在栈桥2末端安装GPS定位接收器5，实时采集坐标位置信息(经度，纬度，高程)，转换为栈桥2末端的XYZ坐标数据，与设计的期望坐标值进行比较，从而对测试栈桥2的控制系统进行验证。以一台安装在固定位置的GPS接收机为RTK发射基站，而栈桥2末端的GPS定位接收器5为RTK浮动站，记录栈桥2末端的位置和速度，把测试栈桥2预期的运动轨迹和记录轨迹进行对比，测试其运动是否满足要求。
[0041]实施例
[0042]直接实验：选取某些特定海况，海况数据包括有义波高、谱峰周期和浪向，有义波高选取为0.5m，浪向包含0度、15度、30度、150度和165度。直接实验的海况数据的选择如表1。
[0043]表1直接实验的海况数据
[0044]序号有义波高(m)谱峰周期(s)浪向(度)10.510.5020.571530.583040.5915050.510165
[0045]间接实验：间接实验用于测试栈桥运动补偿控制算法在正常海况和极限海况下的控制性能。根据目标工作场地的水文数据，间接实验的海况数据选择如表2。
[0046]表2间接实验的海况数据
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种栈桥运动补偿测试系统，其特征在于，包括：安装基座，用以搭载栈桥的一端；六自由度测试平台，用以搭载所述栈桥的另一端，并模拟船舶在海况下的响应运动；姿态传感器，设于所述六自由度测试平台上，用以实时采集所述六自由度测试平台的运动姿态；GPS定位接收器，设于所述栈桥上且位于靠近所述姿态传感器的端部，用以实时采集GPS输出的坐标位置信息，并转换为所述栈桥末端的XYZ坐标数据；测试系统控制器，获取所述GPS定位接收器转换的XYZ坐标数据，与期望坐标值进行比较，从而对测试所述栈桥的控制系统进行验证。2.根据权利要求1所述的栈桥运动补偿测试系统，其特征在于：还包括用以安装所述六自由度测试平台的安装高度调节基座。3.根据权利要求1所述的栈桥运动补偿测试系统，其特征在于：所述姿态传感器采用MRU系列姿态传感器。4.一种栈桥运动补偿测试方法，其特征在于：利用如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林，黄彦文，张钢，徐海兵，宋豫，程向阳，尹刚，孟旭，桂军，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：