CN112456352B - 一种多自由度主动式波浪补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船用设备领域，目的是提供一种多自由度主动式波浪补偿装置，控制难度小、控制效率高、补偿效果好、钢丝绳受力较小不易损坏。所述补偿装置包括设置于供货船上的吊货机以及上部与所述吊货机的吊臂连接的绳驱动波浪补偿机构，所述绳驱动波浪补偿机构包括上层控制平台和下层抓取平台，所述上层控制平台和所述下层抓取平台之间通过k根可收放的钢丝绳连接，k为偶数且k≥8，有m根所述钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置且相对于接货船坐标系y轴位置对称，m为偶数且k/2≥m≥2；同时，有n根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置且相对于所述接货船坐标系x轴位置对称，n为偶数且k/2≥n≥2。

Description

一种多自由度主动式波浪补偿装置

技术领域

本发明涉及船用机械设备领域，特别是涉及一种多自由度主动式波浪补偿装置。

背景技术

海上并靠补给是船舶等海上浮动平台补充物资的重要方式，两艘船舶进行并靠补给时，需要在海上进行短暂的停泊，由于供货船和接货船的吨位、尺度、线型以及两船在波浪上相对位置的不同等因素，同时还要考虑风向、海浪方向等环境因素影响，两艘船舶之间会产生横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、艏摇六自由度的相对运动，并且这种相对运动会随着海况的升级而加剧，容易造成吊货机所吊货物滑移偏离正常着船点，严重时货物甚至会与甲板上层建筑物或者船体发生碰撞，造成不必要的事故，尤其是补给弹药等易燃易爆物品或其他易碎物品时，危险性更大。

为此，并靠补给时两艘船舶需要对自身的姿态和位置进行合适的调整，并结合波浪补偿技术，以更好的应对海洋因素对物资转移产生的影响。研究发现，最适合两艘船舶进行物资转移的姿态为迎浪停泊，在两艘船舶迎浪停泊时，由供货船吊货臂进行物资转移，供货船通过自身动力驱动，可以补偿吊货臂末端横荡、纵荡、艏摇三个自由度运动，吊货臂在吊货机的驱动下可以在三自由度上进行运动，即补偿其末端升沉、横摇、纵摇三个自由度运动，至此供货船吊货臂末端六个自由度补偿完毕，此时吊货臂末端可视为相对地面静止；同理，接货船的横荡、纵荡、艏摇三个自由度运动也可被自身动力装置补偿。因此，供货船吊货臂(及货物)最终主要需要补偿的自由度为接货船升沉、横摇、纵摇三个自由度运动，及横摇引起的微量横荡运动和纵摇引起的微量纵荡运动，共五个自由度运动。

现有的主动式波浪补偿装置如中国专利文献CN106744320A中公开了一种六自由度主动式波浪补偿吊装方法及吊装系统，其方法是在供货船的起重设备上设置八套由伺服电机驱动的钢丝绳牵引吊具系统组成的伺服系统和包括两台摄像机组成的双目视觉检测系统，由伺服电机根据控制参数控制钢丝绳的转速与方向，使负载相对基座的六自由度运动与接货船相对基座的六自由度运动一致。

这种补偿机构存在以下问题：如图1所示(图中坐标系为接货船坐标系，即接货船船体的长度方向在y轴上)，这种补偿机构属于绳驱动波浪补偿机构，在两艘船舶迎浪停泊时，该补偿装置的所有钢丝绳均与x、y、z轴成角度设置，也就是说每根钢丝绳在x、y、z方向上都会产生分力，不管需要对吊臂所吊货物进行哪个自由度的补偿，所有钢丝绳都需要参与精确控制，控制难度非常大，此外如果需要补偿的自由度在x轴(或y轴)方向上有分量，那么每根钢丝绳在水平面上产生的、与x轴(或y轴)方向垂直的分力，即y轴(或x轴)上的分力是无用分力，这无疑是一种控制力的浪费，大大减弱了控制效率和补偿效果，而且每根钢丝绳上的受力会很大，容易造成损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的主动式波浪补偿装置控制难度大、控制效率低、补偿效果差、而且钢丝绳受力过大易损坏，而提供一种控制难度小、控制效率高、补偿效果好、钢丝绳受力较小不易损坏的多自由度主动式波浪补偿装置。

本发明多自由度主动式波浪补偿装置，包括设置于供货船上的吊货机以及上部与所述吊货机的吊臂连接的绳驱动波浪补偿机构，所述绳驱动波浪补偿机构包括上层控制平台和下层抓取平台，所述上层控制平台和所述下层抓取平台之间通过k根可收放的钢丝绳连接，k为偶数且k≥8，其中有m根所述钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置且相对于接货船坐标系y轴位置对称，m为偶数且k/2≥m≥2；同时，有n根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置且相对于所述接货船坐标系x轴位置对称，n为偶数且k/2≥n≥2。

优选地，m＝4，有四根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置；同时，n＝4，有四根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置；

所述钢丝绳包括第一x轴钢丝绳、第二x轴钢丝绳、第三x轴钢丝绳、第四x轴钢丝绳、第一y轴钢丝绳、第二y轴钢丝绳、第三y轴钢丝绳和第四y轴钢丝绳；

所述第一x轴钢丝绳、所述第二x轴钢丝绳、所述第三x轴钢丝绳和所述第四x轴钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置，其中，所述第一x轴钢丝绳与所述第四x轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系y轴位置对称，所述第二x轴钢丝绳与所述第三x轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系y轴位置对称；

所述第一y轴钢丝绳、所述第二y轴钢丝绳、所述第三y轴钢丝绳和所述第四y轴钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置，其中，所述第一y轴钢丝绳与所述第四y轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系x轴位置对称，所述第二y轴钢丝绳与所述第三y轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系x轴位置对称。

优选地，所述上层控制平台具有长度相同的第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架，所述第一支撑架和所述第三支撑架沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二支撑架和所述第四支撑架沿所述接货船坐标系y轴设置；相应地，所述下层抓取平台具有长度相同的第一连接架、第二连接架、第三连接架和第四连接架，所述第一连接架和所述第三连接架沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二连接架和所述第四连接架沿所述接货船坐标系y轴设置；

所述第一支撑架上设置有第一x轴控线机构，所述上层控制平台的中央区域设置有第二x轴控线机构和第三x轴控线机构，所述第三支撑架上设置有第四x轴控线机构；

所述第一x轴钢丝绳自所述第一x轴控线机构伸出并从所述第一支撑架的外端向下连接所述第一连接架，所述第二x轴钢丝绳自所述第二x轴控线机构伸出并从接近所述上层控制平台下表面中心位置处向下连接所述第一连接架，所述第三x轴钢丝绳自所述第三x轴控线机构伸出并从接近所述上层控制平台下表面中心位置处向下连接所述第三连接架，所述第四x轴钢丝绳自所述第四x轴控线机构伸出并从所述第三支撑架的外端向下连接所述第三连接架；

所述第四支撑架上设置有第一y轴控线机构，所述上层控制平台的中央区域还设置有第二y轴控线机构和第三y轴控线机构，所述第二支撑架上设置有第四y轴控线机构；

所述第一y轴钢丝绳自所述第一y轴控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第四连接架，所述第二y轴钢丝绳自所述第二y轴控线机构伸出并从接近所述上层控制平台下表面中心位置处向下连接所述第四连接架，所述第三y轴钢丝绳自所述第三y轴控线机构伸出并从接近所述上层控制平台下表面中心位置处向下连接所述第二连接架，所述第四y轴钢丝绳自所述第四y轴控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第二连接架。

优选地，所述钢丝绳还包括第一顺时针旋转钢丝绳、第二顺时针旋转钢丝绳、第一逆时针旋转钢丝绳和第二逆时针旋转钢丝绳；

所述第二支撑架上还设置有第一顺时针旋转控线机构和第一逆时针旋转控线机构，所述第四支撑架上还设置有第二顺时针旋转控线机构和第二逆时针旋转控线机构；

所述第一顺时针旋转钢丝绳自所述第一顺时针旋转控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第一连接架，所述第一逆时针旋转钢丝绳自所述第一逆时针旋转控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第三连接架；所述第二顺时针旋转钢丝绳自所述第二顺时针旋转控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第三连接架，所述第二逆时针旋转钢丝绳自所述第二逆时针旋转控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第一连接架。

优选地，所述上层控制平台的中心位置和所述下层抓取平台的中心位置之间设置有一根刚性伸缩杆。

优选地，m＝2，有两根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置；同时，n＝2，有两根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置；

所述钢丝绳包括第一x轴钢丝绳、第二x轴钢丝绳、第一y轴钢丝绳和第二y轴钢丝绳；

所述第一x轴钢丝绳和所述第二x轴钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置，且所述第一x轴钢丝绳与所述第二x轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系y轴位置对称；

所述第一y轴钢丝绳和所述第二y轴钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置，且所述第一y轴钢丝绳与所述第二y轴钢丝绳相对于所述接货船坐标系x轴位置对称。

优选地，所述上层控制平台具有长度相同的第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架，所述第一支撑架和所述第三支撑架沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二支撑架和所述第四支撑架沿所述接货船坐标系y轴设置；相应地，所述下层抓取平台具有长度相同的第一连接架、第二连接架、第三连接架和第四连接架，所述第一连接架和所述第三连接架沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二连接架和所述第四连接架沿所述接货船坐标系y轴设置；

所述第一支撑架上设置有第一x轴控线机构，所述第三支撑架上设置有第二x轴控线机构；

所述第一x轴钢丝绳自所述第一x轴控线机构伸出并从所述第一支撑架的外端向下连接所述第一连接架，所述第二x轴钢丝绳自所述第二x轴控线机构伸出并从所述第三支撑架的外端向下连接所述第三连接架；

所述第四支撑架上设置有第一y轴控线机构，所述第二支撑架上设置有第二y轴控线机构；

所述第一y轴钢丝绳自所述第一y轴控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第四连接架，所述第二y轴钢丝绳自所述第二y轴控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第二连接架。

优选地，所述钢丝绳还包括第一斜挂钢丝绳、第二斜挂钢丝绳、第三斜挂钢丝绳和第四斜挂钢丝绳；

所述上层控制平台的中央区域设置有第一斜挂控线机构、第二斜挂控线机构、第三斜挂控线机构和第四斜挂控线机构；

所述第一支撑架和所述第二支撑架之间设置有第一连接支架，所述第二支撑架和所述第三支撑架之间设置有第二连接支架，所述第三支撑架和所述第四支撑架之间设置有第三连接支架，所述第四支撑架和所述第一支撑架之间设置有第四连接支架；

所述第一连接支架与所述第一支撑架之间设置有第四斜挂支架，所述第四斜挂支架与所述第二支撑架平行，所述第三连接支架与所述第三支撑架之间设置有第二斜挂支架，所述第二斜挂支架与所述第四支撑架平行，所述第二连接支架与所述上层控制平台的中央区域之间设置有第一斜挂支架，所述第一斜挂支架与所述第三支撑架平行，所述第四连接支架与所述上层控制平台的中央区域之间设置有第三斜挂支架，所述第三斜挂支架与所述第一支撑架平行；

所述第一斜挂钢丝绳自所述第一斜挂控线机构伸出并从所述第一斜挂支架上与所述上层控制平台的中央区域相隔一定距离处向下连接所述第一连接架，所述第二斜挂钢丝绳自所述第二斜挂控线机构伸出并从所述第二斜挂支架与所述第三连接支架的连接处向下连接所述第二连接架，所述第三斜挂钢丝绳自所述第三斜挂控线机构伸出并从所述第三斜挂支架上与所述上层控制平台的中央区域相隔一定距离处向下连接所述第三连接架，所述第四斜挂钢丝绳自所述第四斜挂控线机构伸出并从所述第四斜挂支架与所述第一连接支架的连接处向下连接所述第四连接架。

优选地，所述钢丝绳还包括第一顺时针旋转钢丝绳、第二顺时针旋转钢丝绳、第一逆时针旋转钢丝绳和第二逆时针旋转钢丝绳；

所述第二支撑架上还设置有第一顺时针旋转控线机构和第一逆时针旋转控线机构，所述第四支撑架上还设置有第二顺时针旋转控线机构和第二逆时针旋转控线机构；

所述第一顺时针旋转钢丝绳自所述第一顺时针旋转控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第一连接架，所述第一逆时针旋转钢丝绳自所述第一逆时针旋转控线机构伸出并从所述第二支撑架的外端向下连接所述第三连接架，所述第二顺时针旋转钢丝绳自所述第二顺时针旋转控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第三连接架，所述第二逆时针旋转钢丝绳自所述第二逆时针旋转控线机构伸出并从所述第四支撑架的外端向下连接所述第一连接架。

优选地，所述上层控制平台和所述下层抓取平台之间设置有两根位置交错的刚性伸缩杆；其中一根所述刚性伸缩杆的上端连接所述第二支撑架下表面且与各所述钢丝绳不干涉的位置，下端连接所述下层抓取平台上表面的第一连接区域；另一根所述刚性伸缩杆的上端连接所述第四支撑架下表面且与各所述钢丝绳不干涉的位置，下端连接所述下层抓取平台上表面的第二连接区域。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本发明的多自由度主动式波浪补偿装置，有m根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置，m为偶数且k/2≥m≥2(k为上层控制平台和下层抓取平台之间的钢丝绳总数)，同时，有n根钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置，n为偶数且k/2≥n≥2，使得本发明的多自由度主动式波浪补偿装置在补偿下层抓取平台x轴运动时，只需控制该m根钢丝绳，其他钢丝绳随动即可，同样在补偿下层抓取平台y轴运动时，只需控制该n跟钢丝绳，其他钢丝绳随动即可，控制难度小、控制效率高、补偿效果好，而且钢丝绳受力较小不易损坏。此外，由于在补偿下层抓取平台x轴运动或补偿下层抓取平台y轴运动时，只需控制相应轴布置的钢丝绳，其他钢丝绳随动不参与控制，使得该补偿装置能补偿的平移幅度更大，控制力更好。

2、本发明的多自由度主动式波浪补偿装置，可以在上层控制平台和下层抓取平台之间设置一根刚性伸缩杆或者两根位置交错的刚性伸缩杆，刚性伸缩杆与各钢丝绳无干涉，而且刚性伸缩杆在上层控制平台和下层抓取平台之间随动，保证下层抓取平台不会受上层控制平台的速度影响而出现摆动，确保下层抓取平台的平稳。

下面结合附图对本发明的多自由度主动式波浪补偿装置作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的波浪补偿装置的结构示意图；

图2为本发明多自由度主动式波浪补偿装置实施例一的整体示意图；

图3为本发明多自由度主动式波浪补偿装置吊货机的示意图；

图4为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图；

图5为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构的仰视图；

图6为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构的布线示意图；

图7为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构横荡补偿示意图；

图8为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构横摇补偿示意图；

图9为本发明实施例一中绳驱动波浪补偿机构横荡和横摇同时补偿示意图；

图10为本发明实施例二中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图；

图11为本发明实施例二中绳驱动波浪补偿机构的仰视图；

图12为本发明实施例二中绳驱动波浪补偿机构的布线示意图；

图13为本发明实施例三中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图一；

图14为本发明实施例三中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图二；

图15为本发明实施例三中绳驱动波浪补偿机构的仰视图；

图16为本发明实施例三中绳驱动波浪补偿机构的布线示意图；

图17为本发明实施例四中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图一；

图18为本发明实施例四中绳驱动波浪补偿机构的结构示意图二；

图19为本发明实施例四中绳驱动波浪补偿机构的仰视图；

图20为本发明实施例四中绳驱动波浪补偿机构的布线示意图。

图中附图标记表示为：

1-吊货机；101-吊臂，102-末端旋转电机及组件；

2-货物；

3-上层控制平台，301-第一支撑架，302-第二支撑架，303-第三支撑架，304-第四支撑架，305-第一连接支架，306-第二连接支架，307-第三连接支架，308-第四连接支架，309-第一斜挂支架，310-第二斜挂支架，311-第三斜挂支架，312-第四斜挂支架；

4-下层抓取平台，401-第一连接架，402-第二连接架，403-第三连接架，404-第四连接架，405-第一连接区域，406-第二连接区域；

501-第一x轴钢丝绳，502-第二x轴钢丝绳，503-第三x轴钢丝绳，504-第四x轴钢丝绳，505-第一y轴钢丝绳，506-第二y轴钢丝绳，507-第三y轴钢丝绳，508-第四y轴钢丝绳，509-第一顺时针旋转钢丝绳，510-第二顺时针旋转钢丝绳，511-第一逆时针旋转钢丝绳，512-第二逆时针旋转钢丝绳，513-第一斜挂钢丝绳，514-第二斜挂钢丝绳，515-第三斜挂钢丝绳，516-第四斜挂钢丝绳；

601-第一x轴控线机构，602-第二x轴控线机构，603-第三x轴控线机构，604-第四x轴控线机构，605-第一y轴控线机构，606-第二y轴控线机构，607-第三y轴控线机构，608-第四y轴控线机构，609-第一顺时针旋转控线机构，610-第二顺时针旋转控线机构，611-第一逆时针旋转控线机构，612-第二逆时针旋转控线机构，613-第一斜挂控线机构，614-第二斜挂控线机构，615-第三斜挂控线机构，616-第四斜挂控线机构；

7-刚性伸缩杆。

具体实施方式

实施例一

如图2所示，本发明的多自由度主动式波浪补偿装置包括设置于供货船上的吊货机1以及上部与吊货机1的吊臂101连接的绳驱动波浪补偿机构，图中坐标系为接货船坐标系，即接货船船体的长度方向在y轴上。如图3所示，吊臂101的端部设置有末端旋转电机及组件102，绳驱动波浪补偿机构可在末端旋转电机及组件102的驱动下实现绕z轴的旋转运动(360°旋转)，从而辅助补偿吊货平台及货物艏摇的自由度。

绳驱动波浪补偿机构包括上层控制平台3和下层抓取平台4，上层控制平台3和下层抓取平台4之间通过k根可收放的钢丝绳连接，k为偶数且k≥8，其中有m根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置且相对于接货船坐标系y轴位置对称，m为偶数且k/2≥m≥2；同时，有n根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置且相对于接货船坐标系x轴位置对称，n为偶数且k/2≥n≥2。

在本实施例中，k＝8，即上层控制平台3和下层抓取平台4之间通过八根可收放的钢丝绳连接；m＝4，有四根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置；同时，n＝4，有四根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置。

如图4-6所示，具体的，八根钢丝绳包括第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第三x轴钢丝绳503、第四x轴钢丝绳504、第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第三y轴钢丝绳507和第四y轴钢丝绳508。在这八根钢丝绳中，第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第三x轴钢丝绳503和第四x轴钢丝绳504在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置，其中，第一x轴钢丝绳501与第四x轴钢丝绳504相对于接货船坐标系y轴位置对称，第二x轴钢丝绳502与第三x轴钢丝绳503相对于接货船坐标系y轴位置对称。第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第三y轴钢丝绳507和第四y轴钢丝绳508在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置，其中，第一y轴钢丝绳505与第四y轴钢丝绳508相对于接货船坐标系x轴位置对称，第二y轴钢丝绳506与第三y轴钢丝绳507相对于接货船坐标系x轴位置对称。

上层控制平台3具有长度相同的第一支撑架301、第二支撑架302、第三支撑架303和第四支撑架304，第一支撑架301和第三支撑架303沿接货船坐标系x轴设置，第二支撑架302和第四支撑架304沿接货船坐标系y轴设置；相应地，下层抓取平台4具有长度相同的第一连接架401、第二连接架402、第三连接架403和第四连接架404，第一连接架401和第三连接架403沿接货船坐标系x轴设置，第二连接架402和第四连接架404沿接货船坐标系y轴设置。

本实施例中，为了对上层控制平台3进行加固，第一支撑架301和第二支撑架302之间设置有第一连接支架305，第二支撑架302和第三支撑架303之间设置有第二连接支架306，第三支撑架303和第四支撑架304之间设置有第三连接支架307，第四支撑架304和第一支撑架301之间设置有第四连接支架308。下层抓取平台4整体为与货物2(集装箱)匹配的长方体形态，第二连接架402和第四连接架404所在的边为长边，第一连接架401和第三连接架403所在的边为短边，第一连接架401、第二连接架402、第三连接架403和第四连接架404均水平突出于其各自所在的边。

第一支撑架301上设置有第一x轴控线机构601，上层控制平台3的中央区域设置有第二x轴控线机构602和第三x轴控线机构603，第三支撑架303上设置有第四x轴控线机构604。第一x轴控线机构601、第二x轴控线机构602、第三x轴控线机构603和第四x轴控线机构604均包括驱动电机(如绳索绞盘或电机绞盘)和滑轮组，驱动电机用于控制调节各钢丝绳的伸出长度，滑轮组用于将各钢丝绳导向至相应工作位置，由于这种控线机构为本领域常用结构，故本发明中不再赘述。

第一x轴钢丝绳501自第一x轴控线机构601伸出并从第一支撑架301的外端向下连接第一连接架401，第二x轴钢丝绳502自第二x轴控线机构602伸出并从接近上层控制平台3下表面中心位置处向下连接第一连接架401，第三x轴钢丝绳503自第三x轴控线机构603伸出并从接近上层控制平台3下表面中心位置处向下连接第三连接架403，第四x轴钢丝绳504自第四x轴控线机构604伸出并从第三支撑架303的外端向下连接第三连接架403。

第四支撑架304上设置有第一y轴控线机构605，上层控制平台3的中央区域还设置有第二y轴控线机构606和第三y轴控线机构607，第二支撑架302上设置有第四y轴控线机构608。

第一y轴钢丝绳505自第一y轴控线机构605伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第四连接架404，第二y轴钢丝绳506自第二y轴控线机构606伸出并从接近上层控制平台3下表面中心位置处向下连接第四连接架404，第三y轴钢丝绳507自第三y轴控线机构607伸出并从接近上层控制平台3下表面中心位置处向下连接第二连接架402，第四y轴钢丝绳508自第四y轴控线机构608伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第二连接架402。

为了控制下层抓取平台因风浪及补偿运动所产生的摆动现象，上层控制平台3的中心位置和下层抓取平台4的中心位置之间设置有一根刚性伸缩杆7。该刚性伸缩杆7可为带驱动的主动伸缩杆或者不带驱动的被动伸缩杆均可。

本实施例一的绳驱动波浪补偿机构能够实现横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇五个自由度的补偿，绳驱动波浪补偿机构安装到吊货机后，整体多自由度主动式波浪补偿装置能够实现五+一，即横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、艏摇六个自由度的补偿。

下面对本实施例一的多自由度主动式波浪补偿装置的补偿过程进行简要叙述：

如图7所示(图中坐标系为接货船坐标系)，以补偿横荡、左移为例，通过控制相应的控线机构调节钢丝绳长度，使第一x轴钢丝绳501缩短，第二x轴钢丝绳502伸长，第三x轴钢丝绳503缩短，第四x轴钢丝绳504伸长。

如图8所示，以补偿横摇、右翻为例，通过控制相应的控线机构调节钢丝绳长度，使第一x轴钢丝绳501缩短，第二x轴钢丝绳502缩短，第三x轴钢丝绳503伸长，第四x轴钢丝绳504伸长。

如图9所示，以同时补偿横荡和横摇、左移右翻为例，通过控制相应的控线机构调节钢丝绳长度，使第一x轴钢丝绳501缩短，第二x轴钢丝绳502伸长或缩短二者差值，第三x轴钢丝绳503伸长或缩短二者差值，第四x轴钢丝绳504伸长。

具体的补偿方法及钢丝绳的长度，需要依据实际补偿角度、距离有关、已知目标位置等现场数据进行实时计算。

实施例二

如图10-12所示，本实施例的多自由度主动式波浪补偿装置与实施例一的区别在于：

本实施例中，k＝12，即上层控制平台3和下层抓取平台4之间通过十二根可收放的钢丝绳连接；m＝4，有四根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置；同时，n＝4，有四根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置。

十二根钢丝绳包括第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第三x轴钢丝绳503、第四x轴钢丝绳504、第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第三y轴钢丝绳507、第四y轴钢丝绳508、第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512。

其中，第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第三x轴钢丝绳503、第四x轴钢丝绳504、第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第三y轴钢丝绳507和第四y轴钢丝绳508的设置方式与实施例一相同，此不赘述。

第二支撑架302上还设置有第一顺时针旋转控线机构609和第一逆时针旋转控线机构611，第四支撑架304上还设置有第二顺时针旋转控线机构610和第二逆时针旋转控线机构612。

第一顺时针旋转钢丝绳509自第一顺时针旋转控线机构609伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第一连接架401，第一逆时针旋转钢丝绳511自第一逆时针旋转控线机构611伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第三连接架403；第二顺时针旋转钢丝绳510自第二顺时针旋转控线机构610伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第三连接架403，第二逆时针旋转钢丝绳512自第二逆时针旋转控线机构612伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第一连接架401。

在本实施例的绳驱动波浪补偿机构中第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512几乎几乎不承受下层抓取平台和货物的重力，仅在旋转运动时发挥作用，其余时刻均随动，下层抓取平台和货物的重力基本上都由其他八根钢丝绳承受，控制第一顺时针旋转钢丝绳509和第二顺时针旋转钢丝绳510可带动下层抓取平台及货物顺时针旋转，控制第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512可带动下层抓取平台及货物逆时针旋转。

通过设置第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512，可以实现下层抓取平台及货物绕z轴的旋转运动(小于90°旋转)，从而辅助补偿吊货平台及货物艏摇的自由度。因此，本实施例二的绳驱动波浪补偿机构能够实现横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、艏摇六个自由度的补偿，绳驱动波浪补偿机构安装到吊货机后，在吊货臂对不规则货物进行定位时，有可能会需要超过90°的艏摇补偿，此时，吊货机的吊臂能够提供更大旋转角度(360°)的艏摇补偿。

在其他实施例中，第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512还可以设置在长方体下层抓取平台的短边侧，虽然力矩变小、控制效果欠佳，但是在某些应用场合仍能适用。

实施例三

如图13-16所示，本实施例的多自由度主动式波浪补偿装置与实施例一的区别在于：

本实施例中，k＝8，即上层控制平台3和下层抓取平台4之间通过八根可收放的钢丝绳连接；m＝2，有两根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置；同时，n＝2，有两根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置。

八根钢丝绳包括第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第一斜挂钢丝绳513、第二斜挂钢丝绳514、第三斜挂钢丝绳515和第四斜挂钢丝绳516。

其中，第一x轴钢丝绳501和第二x轴钢丝绳502在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置，且第一x轴钢丝绳501与第二x轴钢丝绳502相对于接货船坐标系y轴位置对称。第一y轴钢丝绳505和第二y轴钢丝绳506在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置，且第一y轴钢丝绳505与第二y轴钢丝绳506相对于接货船坐标系x轴位置对称。

上层控制平台3具有长度相同的第一支撑架301、第二支撑架302、第三支撑架303和第四支撑架304，第一支撑架301和第三支撑架303沿接货船坐标系x轴设置，第二支撑架302和第四支撑架304沿接货船坐标系y轴设置；相应地，下层抓取平台4具有长度相同的第一连接架401、第二连接架402、第三连接架403和第四连接架404，第一连接架401和第三连接架403沿接货船坐标系x轴设置，第二连接架402和第四连接架404沿接货船坐标系y轴设置。

为了对上层控制平台3进行加固，第一支撑架301和第二支撑架302之间设置有第一连接支架305，第二支撑架302和第三支撑架303之间设置有第二连接支架306，第三支撑架303和第四支撑架304之间设置有第三连接支架307，第四支撑架304和第一支撑架301之间设置有第四连接支架308。

在本实施例中，第一连接支架305与第一支撑架301之间设置有第四斜挂支架312，第四斜挂支架312与第二支撑架302平行，第三连接支架307与第三支撑架303之间设置有第二斜挂支架310，第二斜挂支架310与第四支撑架304平行，第二连接支架306与上层控制平台3的中央区域之间设置有第一斜挂支架309，第一斜挂支架309与第三支撑架303平行，第四连接支架308与上层控制平台3的中央区域之间设置有第三斜挂支架311，第三斜挂支架311与第一支撑架301平行。

第一支撑架301上设置有第一x轴控线机构601，第三支撑架303上设置有第二x轴控线机构602。第一x轴钢丝绳501自第一x轴控线机构601伸出并从第一支撑架301的外端向下连接第一连接架401，第二x轴钢丝绳502自第二x轴控线机构602伸出并从第三支撑架303的外端向下连接第三连接架403；

第四支撑架304上设置有第一y轴控线机构605，第二支撑架302上设置有第二y轴控线机构606。第一y轴钢丝绳505自第一y轴控线机构605伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第四连接架404，第二y轴钢丝绳506自第二y轴控线机构606伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第二连接架402。

上层控制平台3的中央区域设置有第一斜挂控线机构613、第二斜挂控线机构614、第三斜挂控线机构615和第四斜挂控线机构616。

第一斜挂钢丝绳513自第一斜挂控线机构613伸出并从第一斜挂支架309上与上层控制平台3的中央区域相隔一定距离处向下连接第一连接架401，第二斜挂钢丝绳514自第二斜挂控线机构614伸出并从第二斜挂支架310与第三连接支架307的连接处向下连接第二连接架402，第三斜挂钢丝绳515自第三斜挂控线机构615伸出并从第三斜挂支架311上与上层控制平台3的中央区域相隔一定距离处向下连接第三连接架403，第四斜挂钢丝绳516自第四斜挂控线机构616伸出并从第四斜挂支架312与第一连接支架305的连接处向下连接第四连接架404。

本实施例中，第一斜挂钢丝绳513、第二斜挂钢丝绳514、第三斜挂钢丝绳515和第四斜挂钢丝绳516用于在横荡或纵荡平移补偿时配合控制。

此外，在本实施例中，上层控制平台3和下层抓取平台4之间设置有两根位置交错的刚性伸缩杆7；其中一根刚性伸缩杆7的上端连接第二支撑架302下表面且与各钢丝绳不干涉的位置，下端连接下层抓取平台4上表面的第一连接区域405；另一根刚性伸缩杆7的上端连接第四支撑架304下表面且与各钢丝绳不干涉的位置，下端连接下层抓取平台4上表面的第二连接区域406。与之前实施例相同，刚性伸缩杆7可为带驱动的主动伸缩杆或者不带驱动的被动伸缩杆均可。

与实施例一和实施例二相比，设置四根斜挂钢丝绳和两根相互交错的刚性伸缩杆能够加强绳驱动波浪补偿机构的整体稳定性。本实施例三的绳驱动波浪补偿机构能够实现横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇五个自由度的补偿，绳驱动波浪补偿机构安装到吊货机后，整体多自由度主动式波浪补偿装置能够实现五+一，即横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、艏摇六个自由度的补偿。

实施例四

如图17-20所示，本实施例的多自由度主动式波浪补偿装置与实施例三的区别在于：

本实施例中，k＝12，即上层控制平台3和下层抓取平台4之间通过十二根可收放的钢丝绳连接；m＝2，有两根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置；同时，n＝2，有两根钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系y轴布置。

十二根钢丝绳包括第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第一y轴钢丝绳505、第二y轴钢丝绳506、第一斜挂钢丝绳513、第二斜挂钢丝绳514、第三斜挂钢丝绳515、第四斜挂钢丝绳516以及第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512。

其中，第一x轴钢丝绳501、第二x轴钢丝绳502、第一y轴钢丝绳505和第二y轴钢丝绳506的设置方式与实施例一相同，此不赘述。

第二支撑架302上还设置有第一顺时针旋转控线机构609和第一逆时针旋转控线机构611，第四支撑架304上还设置有第二顺时针旋转控线机构610和第二逆时针旋转控线机构612。

第一顺时针旋转钢丝绳509自第一顺时针旋转控线机构609伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第一连接架401，第一逆时针旋转钢丝绳511自第一逆时针旋转控线机构611伸出并从第二支撑架302的外端向下连接第三连接架403，第二顺时针旋转钢丝绳510自第二顺时针旋转控线机构610伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第三连接架403，第二逆时针旋转钢丝绳512自第二逆时针旋转控线机构612伸出并从第四支撑架304的外端向下连接第一连接架401。

在本实施例的绳驱动波浪补偿机构中第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512几乎几乎不承受下层抓取平台和货物的重力，仅在旋转运动时发挥作用，其余时刻均随动，下层抓取平台和货物的重力基本上都由其他八根钢丝绳承受，控制第一顺时针旋转钢丝绳509和第二顺时针旋转钢丝绳510可带动下层抓取平台及货物顺时针旋转，控制第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512可带动下层抓取平台及货物逆时针旋转。

通过设置第一顺时针旋转钢丝绳509、第二顺时针旋转钢丝绳510、第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512，可以实现下层抓取平台及货物绕z轴的旋转运动(小于90°旋转)，从而辅助补偿吊货平台及货物艏摇的自由度。因此，本实施例四的绳驱动波浪补偿机构能够实现横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、艏摇六个自由度的补偿，绳驱动波浪补偿机构安装到吊货机后，在吊货臂对不规则货物进行定位时，有可能会需要超过90°的艏摇补偿，此时，吊货机的吊臂能够提供更大旋转角度(360°)的艏摇补偿。

下面对本实施例四的多自由度主动式波浪补偿装置的补偿过程进行简要叙述：

以补偿艏摇、顺时针旋转为例，第一顺时针旋转钢丝绳509和第二顺时针旋转钢丝绳510缩短，第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512伸长。以补偿艏摇、逆时针旋转为例，第一逆时针旋转钢丝绳511和第二逆时针旋转钢丝绳512缩短，第一顺时针旋转钢丝绳509和第二顺时针旋转钢丝绳510伸长。

具体的补偿方法及钢丝绳的长度，需要依据实际补偿角度、距离有关、已知目标位置等现场数据进行实时计算。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多自由度主动式波浪补偿装置，包括设置于供货船上的吊货机(1)以及上部与所述吊货机(1)的吊臂(101)连接的绳驱动波浪补偿机构，其特征在于：所述绳驱动波浪补偿机构包括上层控制平台(3)和下层抓取平台(4)，所述上层控制平台(3)和所述下层抓取平台(4)之间通过k根可收放的钢丝绳连接，k为偶数且k≥8，其中有m根所述钢丝绳在水平面的投影沿接货船坐标系x轴布置且相对于接货船坐标系y轴位置对称，m为偶数且k/2≥m≥2；同时，有n根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置且相对于所述接货船坐标系x轴位置对称，n为偶数且k/2≥n≥2。

2.根据权利要求1所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：m＝4，有四根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置；同时，n＝4，有四根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置；

所述钢丝绳包括第一x轴钢丝绳(501)、第二x轴钢丝绳(502)、第三x轴钢丝绳(503)、第四x轴钢丝绳(504)、第一y轴钢丝绳(505)、第二y轴钢丝绳(506)、第三y轴钢丝绳(507)和第四y轴钢丝绳(508)；

所述第一x轴钢丝绳(501)、所述第二x轴钢丝绳(502)、所述第三x轴钢丝绳(503)和所述第四x轴钢丝绳(504)在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置，其中，所述第一x轴钢丝绳(501)与所述第四x轴钢丝绳(504)相对于所述接货船坐标系y轴位置对称，所述第二x轴钢丝绳(502)与所述第三x轴钢丝绳(503)相对于所述接货船坐标系y轴位置对称；

所述第一y轴钢丝绳(505)、所述第二y轴钢丝绳(506)、所述第三y轴钢丝绳(507)和所述第四y轴钢丝绳(508)在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置，其中，所述第一y轴钢丝绳(505)与所述第四y轴钢丝绳(508)相对于所述接货船坐标系x轴位置对称，所述第二y轴钢丝绳(506)与所述第三y轴钢丝绳(507)相对于所述接货船坐标系x轴位置对称。

3.根据权利要求2所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：

所述上层控制平台(3)具有长度相同的第一支撑架(301)、第二支撑架(302)、第三支撑架(303)和第四支撑架(304)，所述第一支撑架(301)和所述第三支撑架(303)沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二支撑架(302)和所述第四支撑架(304)沿所述接货船坐标系y轴设置；相应地，所述下层抓取平台(4)具有长度相同的第一连接架(401)、第二连接架(402)、第三连接架(403)和第四连接架(404)，所述第一连接架(401)和所述第三连接架(403)沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二连接架(402)和所述第四连接架(404)沿所述接货船坐标系y轴设置；

所述第一支撑架(301)上设置有第一x轴控线机构(601)，所述上层控制平台(3)的中央区域设置有第二x轴控线机构(602)和第三x轴控线机构(603)，所述第三支撑架(303)上设置有第四x轴控线机构(604)；

所述第一x轴钢丝绳(501)自所述第一x轴控线机构(601)伸出并从所述第一支撑架(301)的外端向下连接所述第一连接架(401)，所述第二x轴钢丝绳(502)自所述第二x轴控线机构(602)伸出并从接近所述上层控制平台(3)下表面中心位置处向下连接所述第一连接架(401)，所述第三x轴钢丝绳(503)自所述第三x轴控线机构(603)伸出并从接近所述上层控制平台(3)下表面中心位置处向下连接所述第三连接架(403)，所述第四x轴钢丝绳(504)自所述第四x轴控线机构(604)伸出并从所述第三支撑架(303)的外端向下连接所述第三连接架(403)；

所述第四支撑架(304)上设置有第一y轴控线机构(605)，所述上层控制平台(3)的中央区域还设置有第二y轴控线机构(606)和第三y轴控线机构(607)，所述第二支撑架(302)上设置有第四y轴控线机构(608)；

所述第一y轴钢丝绳(505)自所述第一y轴控线机构(605)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第四连接架(404)，所述第二y轴钢丝绳(506)自所述第二y轴控线机构(606)伸出并从接近所述上层控制平台(3)下表面中心位置处向下连接所述第四连接架(404)，所述第三y轴钢丝绳(507)自所述第三y轴控线机构(607)伸出并从接近所述上层控制平台(3)下表面中心位置处向下连接所述第二连接架(402)，所述第四y轴钢丝绳(508)自所述第四y轴控线机构(608)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第二连接架(402)。

4.根据权利要求3所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：所述钢丝绳还包括第一顺时针旋转钢丝绳(509)、第二顺时针旋转钢丝绳(510)、第一逆时针旋转钢丝绳(511)和第二逆时针旋转钢丝绳(512)；

所述第二支撑架(302)上还设置有第一顺时针旋转控线机构(609)和第一逆时针旋转控线机构(611)，所述第四支撑架(304)上还设置有第二顺时针旋转控线机构(610)和第二逆时针旋转控线机构(612)；

所述第一顺时针旋转钢丝绳(509)自所述第一顺时针旋转控线机构(609)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第一连接架(401)，所述第一逆时针旋转钢丝绳(511)自所述第一逆时针旋转控线机构(611)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第三连接架(403)；所述第二顺时针旋转钢丝绳(510)自所述第二顺时针旋转控线机构(610)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第三连接架(403)，所述第二逆时针旋转钢丝绳(512)自所述第二逆时针旋转控线机构(612)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第一连接架(401)。

5.根据权利要求2-4任一所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：所述上层控制平台(3)的中心位置和所述下层抓取平台(4)的中心位置之间设置有一根刚性伸缩杆(7)。

6.根据权利要求1所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：m＝2，有两根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置；同时，n＝2，有两根所述钢丝绳在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置；

所述钢丝绳包括第一x轴钢丝绳(501)、第二x轴钢丝绳(502)、第一y轴钢丝绳(505)和第二y轴钢丝绳(506)；

所述第一x轴钢丝绳(501)和所述第二x轴钢丝绳(502)在水平面的投影沿所述接货船坐标系x轴布置，且所述第一x轴钢丝绳(501)与所述第二x轴钢丝绳(502)相对于所述接货船坐标系y轴位置对称；

所述第一y轴钢丝绳(505)和所述第二y轴钢丝绳(506)在水平面的投影沿所述接货船坐标系y轴布置，且所述第一y轴钢丝绳(505)与所述第二y轴钢丝绳(506)相对于所述接货船坐标系x轴位置对称。

7.根据权利要求6所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：

所述上层控制平台(3)具有长度相同的第一支撑架(301)、第二支撑架(302)、第三支撑架(303)和第四支撑架(304)，所述第一支撑架(301)和所述第三支撑架(303)沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二支撑架(302)和所述第四支撑架(304)沿所述接货船坐标系y轴设置；相应地，所述下层抓取平台(4)具有长度相同的第一连接架(401)、第二连接架(402)、第三连接架(403)和第四连接架(404)，所述第一连接架(401)和所述第三连接架(403)沿所述接货船坐标系x轴设置，所述第二连接架(402)和所述第四连接架(404)沿所述接货船坐标系y轴设置；

所述第一支撑架(301)上设置有第一x轴控线机构(601)，所述第三支撑架(303)上设置有第二x轴控线机构(602)；

所述第一x轴钢丝绳(501)自所述第一x轴控线机构(601)伸出并从所述第一支撑架(301)的外端向下连接所述第一连接架(401)，所述第二x轴钢丝绳(502)自所述第二x轴控线机构(602)伸出并从所述第三支撑架(303)的外端向下连接所述第三连接架(403)；

所述第四支撑架(304)上设置有第一y轴控线机构(605)，所述第二支撑架(302)上设置有第二y轴控线机构(606)；

所述第一y轴钢丝绳(505)自所述第一y轴控线机构(605)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第四连接架(404)，所述第二y轴钢丝绳(506)自所述第二y轴控线机构(606)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第二连接架(402)。

8.根据权利要求7所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：所述钢丝绳还包括第一斜挂钢丝绳(513)、第二斜挂钢丝绳(514)、第三斜挂钢丝绳(515)和第四斜挂钢丝绳(516)；

所述上层控制平台(3)的中央区域设置有第一斜挂控线机构(613)、第二斜挂控线机构(614)、第三斜挂控线机构(615)和第四斜挂控线机构(616)；

所述第一支撑架(301)和所述第二支撑架(302)之间设置有第一连接支架(305)，所述第二支撑架(302)和所述第三支撑架(303)之间设置有第二连接支架(306)，所述第三支撑架(303)和所述第四支撑架(304)之间设置有第三连接支架(307)，所述第四支撑架(304)和所述第一支撑架(301)之间设置有第四连接支架(308)；

所述第一连接支架(305)与所述第一支撑架(301)之间设置有第四斜挂支架(312)，所述第四斜挂支架(312)与所述第二支撑架(302)平行，所述第三连接支架(307)与所述第三支撑架(303)之间设置有第二斜挂支架(310)，所述第二斜挂支架(310)与所述第四支撑架(304)平行，所述第二连接支架(306)与所述上层控制平台(3)的中央区域之间设置有第一斜挂支架(309)，所述第一斜挂支架(309)与所述第三支撑架(303)平行，所述第四连接支架(308)与所述上层控制平台(3)的中央区域之间设置有第三斜挂支架(311)，所述第三斜挂支架(311)与所述第一支撑架(301)平行；

所述第一斜挂钢丝绳(513)自所述第一斜挂控线机构(613)伸出并从所述第一斜挂支架(309)上与所述上层控制平台(3)的中央区域相隔一定距离处向下连接所述第一连接架(401)，所述第二斜挂钢丝绳(514)自所述第二斜挂控线机构(614)伸出并从所述第二斜挂支架(310)与所述第三连接支架(307)的连接处向下连接所述第二连接架(402)，所述第三斜挂钢丝绳(515)自所述第三斜挂控线机构(615)伸出并从所述第三斜挂支架(311)上与所述上层控制平台(3)的中央区域相隔一定距离处向下连接所述第三连接架(403)，所述第四斜挂钢丝绳(516)自所述第四斜挂控线机构(616)伸出并从所述第四斜挂支架(312)与所述第一连接支架(305)的连接处向下连接所述第四连接架(404)。

9.根据权利要求8所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：所述钢丝绳还包括第一顺时针旋转钢丝绳(509)、第二顺时针旋转钢丝绳(510)、第一逆时针旋转钢丝绳(511)和第二逆时针旋转钢丝绳(512)；

所述第二支撑架(302)上还设置有第一顺时针旋转控线机构(609)和第一逆时针旋转控线机构(611)，所述第四支撑架(304)上还设置有第二顺时针旋转控线机构(610)和第二逆时针旋转控线机构(612)；

所述第一顺时针旋转钢丝绳(509)自所述第一顺时针旋转控线机构(609)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第一连接架(401)，所述第一逆时针旋转钢丝绳(511)自所述第一逆时针旋转控线机构(611)伸出并从所述第二支撑架(302)的外端向下连接所述第三连接架(403)，所述第二顺时针旋转钢丝绳(510)自所述第二顺时针旋转控线机构(610)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第三连接架(403)，所述第二逆时针旋转钢丝绳(512)自所述第二逆时针旋转控线机构(612)伸出并从所述第四支撑架(304)的外端向下连接所述第一连接架(401)。

10.根据权利要求7-9任一所述的多自由度主动式波浪补偿装置，其特征在于：所述上层控制平台(3)和所述下层抓取平台(4)之间设置有两根位置交错的刚性伸缩杆(7)；其中一根所述刚性伸缩杆(7)的上端连接所述第二支撑架(302)下表面且与各所述钢丝绳不干涉的位置，下端连接所述下层抓取平台(4)上表面的第一连接区域(405)；另一根所述刚性伸缩杆(7)的上端连接所述第四支撑架(304)下表面且与各所述钢丝绳不干涉的位置，下端连接所述下层抓取平台(4)上表面的第二连接区域(406)。

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