System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种救援船悬停方法以及结构技术_技高网

一种救援船悬停方法以及结构技术

技术编号:44089221 阅读:17 留言:0更新日期:2025-01-21 12:25
本发明专利技术公开了一种救援船悬停方法以及结构,属于船舶领域,船底设置多个转动安装的推进器;根据快艇的实时位置和悬停位置计算所需移动轨迹;根据实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据对快艇模型进行受力分析;根据受力分析结果以及所需移动轨迹分配多个推进器的推力大小以及方向;驱动件驱动推进器相对船底转动实现推进力方向的改变,推进器根据分配的推力大小进行推进;当快艇的实时位置与悬停位置重叠后,继续采集环境数据并受力分析,根据受力分析结果分配多个推进器的推力大小以及推力方向使快艇保持悬停,通过上述步骤,快艇底部的多个能够变向的推进器控制快艇在固定位置悬停,悬停控制精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶领域,尤其是涉及一种救援船悬停方法及实现上述方法的结构。


技术介绍

1、水面悬停是指在风浪流等持续扰动下,不借助锚泊系统,利用船舶本身的推进装置使船舶以一定的姿态保持在海面某目标位置,悬停技术在具有控制精度高、灵活性好的优点,因此在海洋石油钻井平台以及打捞救助船、工程供应船、消防船、快艇等各种船舶上获得广泛的应用,是维持海洋浮式作业平台和船舶正常工作的关键。

2、现有的救援船悬停方式只能通过尾部的推进器控制,控制精度低。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本专利技术的目的之一在于提供一种通过快艇底部的多个能够变向的推进器控制快艇在固定位置悬停的救援船悬停方法,并且悬停控制精度高。

2、为了克服现有技术的不足,本专利技术的目的之二在于提供一种通过快艇底部的多个能够变向的推进器控制快艇在固定位置悬停的救援船悬停结构,并且悬停控制精度高。

3、本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现:

4、一种救援船悬停方法,包括以下步骤:

5、结构设置:船底设置多个推进器,每一所述推进器转动安装于所述船底,驱动件驱动所述推进器相对所述船底转动以改变所述推进器的推进力方向;

6、位置数据采集:采集快艇的实时位置,获取快艇的悬停位置,根据实时位置和悬停位置计算所需移动轨迹;

7、环境数据采集:在所述船底以及船首分别设置底部传感器以及顶部传感器,所述底部传感器采集实时水流方向以及实时水流速度数据,所述顶部传感器采集实时风向以及实时风速数据;

8、建模受力分析:对快艇进行建模,根据实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据对快艇模型进行受力分析;

9、推力分配:根据受力分析结果以及所需移动轨迹分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向,所述推力大小以及所述推力方向的分配以所述快艇消耗功率最小为目标;

10、推力调节:根据所述推力大小以及所述推力方向的分配结果,所述驱动件驱动所述推进器相对所述船底转动实现推进力方向的改变,所述推进器根据分配的推力大小进行推进;

11、悬停点控制:当快艇的所述实时位置与所述悬停位置重叠后,继续采集环境数据并建模受力分析,根据受力分析结果分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向使所述快艇保持悬停。

12、进一步地,在所述环境数据采集步骤中,所述底部传感器的采集方向与水流方向平行,所述顶部传感器的采集方向与风向平行。

13、进一步地,在所述位置数据采集步骤中,所需移动轨迹呈直线形。

14、进一步地,在所述推力调节步骤中,将所需移动轨迹分割成多个参考点,通过对快艇的实时位置以及环境数据的实时采集,实时调整所述推力大小以及所述推力方向的分配。

15、进一步地,在所述建模受力分析步骤中,将所述实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据以及快艇建模数据合成为所需力和所需力矩的最终值,获取多个所述推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据,根据所需力和所需力矩的最终值、推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据以及所需移动轨迹分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向。

16、进一步地,所述多个所述推进器的推力大小以及推力方向分配包括以下步骤:

17、获取每个推进器的单位时间内最大推力变化量、最大可用推力、最小可用推力、单位时间内最大转向角变化量中的至少一个作为限定值;

18、在所述限定值的范围内随机选择虚拟值;

19、通过组合每个所选择的推进器的多个虚拟值来计算多个计算力和计算力矩,将所计算的力、所计算的力矩、所需的力和所需的力矩代入功率函数,选取功率函数最小值对应的虚拟值作为分配的推力大小以及推力方向。

20、进一步地,在所述结构设置步骤中,所述船底的推进器数量为四个。

21、本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现:

22、一种救援船悬停结构,用于实施上述任意一种救援船悬停方法,所述救援船悬停结构包括船体以及推进器,所述推进器的数量为多个,每一所述推进器转动安装于所述船体底部,所述救援船悬停结构还包括驱动件、gps模块、至少两传感器以及处理器,所述驱动件固定于所述船体并与所述推进器传动连接,所述驱动件驱动所述推进器相对所述船体转动以改变推力方向,所述gps模块获取所述船体的实时位置信息,一所述传感器安装于所述船体底部获取实时水流方向以及实时水流速度数据,一所述传感器安装于所述船体顶部获取实时风向以及实时风速数据,所述处理器根据悬停位置信息、实时位置信息、实时水流方向、实时水流速度数据、实时风向以及实时风速数据分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向并向所述推进器以及所述驱动件发送指令,所述驱动件驱动所述推进器相对所述船体转动执行所述推力方向指令,所述推进器执行所述推力大小指令。

23、进一步地,所述推进器为螺旋桨。

24、相比现有技术,本专利技术救援船悬停方法通过船底设置多个推进器,每一推进器转动安装于船底,驱动件驱动推进器相对船底转动以改变推进器的推进力方向;采集快艇的实时位置,获取快艇的悬停位置,根据实时位置和悬停位置计算所需移动轨迹;底部传感器采集实时水流方向以及实时水流速度数据,顶部传感器采集实时风向以及实时风速数据;对快艇进行建模,根据实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据对快艇模型进行受力分析;根据受力分析结果以及所需移动轨迹分配多个推进器的推力大小以及推力方向,推力大小以及推力方向的分配以快艇消耗功率最小为目标;根据推力大小以及推力方向的分配结果,驱动件驱动推进器相对船底转动实现推进力方向的改变,推进器根据分配的推力大小进行推进;当快艇的实时位置与悬停位置重叠后,继续采集环境数据并建模受力分析,根据受力分析结果分配多个推进器的推力大小以及推力方向使快艇保持悬停,通过上述步骤,快艇底部的多个能够变向的推进器控制快艇在固定位置悬停,悬停控制精度高。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种救援船悬停方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述环境数据采集步骤中,所述底部传感器的采集方向与水流方向平行,所述顶部传感器的采集方向与风向平行。

3.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述位置数据采集步骤中,所需移动轨迹呈直线形。

4.根据权利要求3所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述推力调节步骤中,将所需移动轨迹分割成多个参考点,通过对快艇的实时位置以及环境数据的实时采集,实时调整所述推力大小以及所述推力方向的分配。

5.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述建模受力分析步骤中,将所述实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据以及快艇建模数据合成为所需力和所需力矩的最终值,获取多个所述推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据,根据所需力和所需力矩的最终值、推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据以及所需移动轨迹分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向。

6.根据权利要求5所述的救援船悬停方法,其特征在于:所述多个所述推进器的推力大小以及推力方向分配包括以下步骤:

7.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述结构设置步骤中,所述船底的推进器数量为四个。

8.一种救援船悬停结构,用于实施如权利要求1-7任意一项所述的救援船悬停方法,所述救援船悬停结构包括船体以及推进器,其特征在于:所述推进器的数量为多个,每一所述推进器转动安装于所述船体底部,所述救援船悬停结构还包括驱动件、GPS模块、至少两传感器以及处理器,所述驱动件固定于所述船体并与所述推进器传动连接,所述驱动件驱动所述推进器相对所述船体转动以改变推力方向,所述GPS模块获取所述船体的实时位置信息,一所述传感器安装于所述船体底部获取实时水流方向以及实时水流速度数据,一所述传感器安装于所述船体顶部获取实时风向以及实时风速数据,所述处理器根据悬停位置信息、实时位置信息、实时水流方向、实时水流速度数据、实时风向以及实时风速数据分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向并向所述推进器以及所述驱动件发送指令,所述驱动件驱动所述推进器相对所述船体转动执行所述推力方向指令,所述推进器执行所述推力大小指令。

9.根据权利要求8所述的救援船悬停结构,其特征在于:所述推进器为螺旋桨。

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【技术特征摘要】

1.一种救援船悬停方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述环境数据采集步骤中,所述底部传感器的采集方向与水流方向平行,所述顶部传感器的采集方向与风向平行。

3.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述位置数据采集步骤中,所需移动轨迹呈直线形。

4.根据权利要求3所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述推力调节步骤中,将所需移动轨迹分割成多个参考点,通过对快艇的实时位置以及环境数据的实时采集,实时调整所述推力大小以及所述推力方向的分配。

5.根据权利要求1所述的救援船悬停方法,其特征在于:在所述建模受力分析步骤中,将所述实时水流方向、实时水流速度、实时风向以及实时风速数据以及快艇建模数据合成为所需力和所需力矩的最终值,获取多个所述推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据,根据所需力和所需力矩的最终值、推进器的位置数据以及所述推进器的深度数据以及所需移动轨迹分配多个所述推进器的推力大小以及推力方向。

6.根据权利要求5所述的救援船悬停方法,其特征在于:所述多个所述推进器的推力大小以及推力方向分配包...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐蕴颢王晓奎
申请(专利权)人:苏州腾伟电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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