阅读说明：本技术 一种纯电动船舶液体电池组装固定装置 (Pure electric ships liquid battery equipment fixing device ) 是由 谭银朝 王海全 岳昌华 郑蔚 王星淘 刘胜 巩方超 于 2020-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种纯电动船舶液体电池组装固定装置,包括液体电池组、固定机构以及减震机构,固定机构包括基板和龙门卡板,基板上表面设置有容纳液体电池组的凹槽,至少一个龙门卡板将液体电池组固定于凹槽内；凹槽和龙门卡板内壁均设置有橡胶垫；减震机构包括自由度调节底座以及自由度控制器,自由度调节底座底部固定于船舶上,固定机构固定于自由度调节底座顶部,自由度控制器包括第一姿态传感器、第二姿态传感器、采集模块、微处理器以及自适应滤波器,第一姿态传感器设置于固定机构下表面中心,第二姿态传感器设置于第一姿态传感器正下方的船舶上；通过巧妙的设计从而保证液体电池组的放电效率和使用寿命。(The invention provides a liquid battery assembling and fixing device for a pure electric ship, which comprises a liquid battery pack, a fixing mechanism and a damping mechanism, wherein the fixing mechanism comprises a substrate and a gantry clamping plate, the upper surface of the substrate is provided with a groove for accommodating the liquid battery pack, and at least one gantry clamping plate fixes the liquid battery pack in the groove; rubber pads are arranged on the inner walls of the groove and the gantry clamping plate; the damping mechanism comprises a freedom degree adjusting base and a freedom degree controller, the bottom of the freedom degree adjusting base is fixed on a ship, the fixing mechanism is fixed at the top of the freedom degree adjusting base, the freedom degree controller comprises a first attitude sensor, a second attitude sensor, an acquisition module, a microprocessor and an adaptive filter, the first attitude sensor is arranged in the center of the lower surface of the fixing mechanism, and the second attitude sensor is arranged on the ship right below the first attitude sensor; thereby guarantee the discharge efficiency and the life of liquid battery group through ingenious design.)

一种纯电动船舶液体电池组装固定装置

技术领域

本发明属于液体电池技术领域，具体涉及一种纯电动船舶液体电池组装固定装置。

背景技术

纯电动船舶上电源大部分是液体电池组，现有对液体电池组固定的装置，都是利用螺栓把液体电池组固定在船舶上，当船舶在运行时，会产生震动，震动也会传递到液体电池组上，导致液体电池组内的液体晃动，降低液体电池组的放电效率，也减少液体电池组的使用寿命。

专利一种纯电动船舶液体电池组固定装置(申请号为CN201610775330.7)，公开了一种纯电动船舶液体电池组固定装置，包括左龙门卡板、调节螺纹孔排、风扇装置、右龙门卡板、安装板、固定盒、左卡槽、固定螺纹孔、右卡槽、弹簧件以及吸振橡胶块，两个安装板对称安装在左龙门卡板和右龙门卡板之间，两个调节螺纹孔排对称安装在左龙门卡板和右龙门卡板前后两端，安装板中间位置上设有风扇装置，吸振橡胶块通过三个弹簧件与固定盒相连接，固定盒内壁左部对称加工有两个左卡槽，两个右卡槽对称设置在固定盒内壁右部，左龙门卡板下部与两个左卡槽装配在一起，右龙门卡板下部与两个右卡槽安装在一起，本发明使用方便，便于安装或拆卸，提高散热效果，加大使用寿命，增加减震效果。

但是，上述申请仅能解决船体内部的轻微振动，没办法克服船舶在行驶过程中摇摆带来的大幅振动，没办法有效降低液体电池组内的液体晃动，液体电池组的放电效率和使用寿命依旧存在隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯电动船舶液体电池组装固定装置，以解决现有的船舶在运行过程中，振动和摇摆造成液体电池组放电效率和使用寿命的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种纯电动船舶液体电池组装固定装置，包括液体电池组、固定机构以及减震机构，所述固定机构包括基板和龙门卡板，所述基板上表面设置有容纳液体电池组的凹槽，至少一个所述龙门卡板将液体电池组固定于凹槽内；所述凹槽和龙门卡板内壁均设置有橡胶垫；所述减震机构包括自由度调节底座以及自由度控制器，所述自由度调节底座底部固定于船舶上，所述固定机构固定于自由度调节底座顶部，所述自由度控制器包括第一姿态传感器、第二姿态传感器、采集模块、微处理器以及自适应滤波器，所述第一姿态传感器设置于固定机构下表面中心，所述第二姿态传感器设置于第一姿态传感器正下方的船舶上；所述第一姿态传感器和第二姿态传感器分别连接至采集模块提供采集信号，所述采集模块连接至微处理器提供采集数据，所述自适应滤波器连接至微处理器提供滤波数据，所述微处理器连接至自由度调节底座提供控制数据。

优选的，所述龙门卡板上设置有把手。

优选的，所述龙门卡板的底部穿过基板向下，所述基板的外壁设置有紧固件用于固定基板与龙门卡板。

优选的，所述自由度控制器还包括无线模块，所述无线模块通过网络连接监控终端，所述监控终端为电脑或手机。

优选的，所述自由度调节底座包括脚座和电动推杆，四个所述脚座分别设置于基板四个边线的中部下方，所述基板底部四周分别设置有支撑座，每个所述支撑座上均连接至两个电动推杆一端，两个所述电动推杆的另一端分别连接至支撑座两侧的脚座；所述电动推杆与支撑座之间通过万向轴连接，所述电动推杆与脚座之间通过铰链连接；每个所述电动推杆分别通过导线连接至微处理器。

优选的，所述自由度调节底座包括六边形下板、圆形上板以及六个伸缩气缸，所述上板的上表面固定于基板底部，所述上板的下表面圆周均匀设置有三个第一支座，所述下板的上表面圆周均匀设置有三个第二支座，每个所述第一支座左斜端面通过一根伸缩气缸与相邻的第二支座左斜端面连接，每个所述第二支座右斜端面通过一根伸缩气缸与相邻的第二支座右斜端面连接；所述伸缩气缸与第一支座之间通过万向轴连接，所述伸缩气缸与第二支座之间通过铰链连接；每个所述伸缩气缸分别通过导线连接至微处理器。

优选的，所述采集模块包括信号放大器和AD转换器用于接收第一姿态传感器和第二姿态传感器采集到的姿态模拟量采集信号，并进行放大和模数转换成数字量的采集数据，所述采集数据通过微处理器的串口输入，所述自适应滤波器通过串口接收采集数据进行滤波生成滤波数据并返回微处理器，所述微处理器根据滤波数据生成控制数据并传输至自由度调节底座。

优选的，所述自适应滤波器将采集数据进行滤波生成滤波数据，包括以下步骤：

S1、设定一个有限的时域，在该时域内从采集数据中取出一组数值x1、x2…xn作为观测值，n为正整数；

S2、对该组观测值进行滑动平均并得到预测值F(x)；

S3、对该组观测值进行线性拟合，设拟合直线为：G(x)＝kx+b；

S4、将该组观测值作为X轴坐标值，再从采集数据中取一组数值作为Y轴坐标值，得到一组坐标点(x，y)，对上述坐标点进行拟合得到斜率为：

同时可以得出

S5、将k和b带入G(x)＝kx+b，获得拟合直线；

S6、对预测值预测值F(x)和拟合值G(x)进行比较：

当F(x)<G(x)：取G(x)的值，表示滤波接近预测值，但是在拟合范围内，所以取拟合值为滤波数据；

当F(x)>G(x)：取F(x)的值，表示预测值超出拟合范围，取预测值为滤波数据。

本发明的有益效果是：

本发明一种纯电动船舶液体电池组装固定装置，通过在固定机构上设置橡胶垫从而减小轻微振动对液体电池组的影响，通过设置自由度调节底座从而克服船舶摇摆对液体电池组的影响，综上，克服船舶在行驶过程中摇摆带来的大幅振动和船舶自身的微小振动，有效降低液体电池组内的液体晃动，保证液体电池组的放电效率和使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施例结构示意图；

图2是本发明一种实施例结构仰角示意图；

图3是本发明另一种实施例结构示意图；

图4是本发明自由度控制器连接示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，纯电动船舶液体电池组装固定装置，包括液体电池组1、固定机构2以及减震机构3，固定机构2包括基板21和龙门卡板22，基板21上表面设置有容纳液体电池组1的凹槽，至少一个龙门卡板22将液体电池组1固定于凹槽内，龙门卡板22的底部穿过基板21向下，基板21的外壁设置有紧固件用于固定基板21与龙门卡板22；龙门卡板22上设置有把手，设置把手主要是方面工作人员操作龙门卡板22，凹槽和龙门卡板22内壁均设置有橡胶垫。

减震机构3包括自由度调节底座4以及自由度控制器，自由度调节底座4底部固定于船舶上，固定机构2固定于自由度调节底座4顶部，自由度调节底座4包括脚座41和电动推杆42，四个脚座41分别设置于基板21四个边线的中部下方，基板21底部四周分别设置有支撑座43，每个支撑座43上均连接至两个电动推杆42一端，两个电动推杆42的另一端分别连接至支撑座43两侧的脚座；电动推杆42与支撑座43之间通过万向轴连接，电动推杆42与脚座41之间通过铰链连接；每个电动推杆42分别通过导线连接至微处理器。

如图4所示，自由度控制器包括第一姿态传感器31、第二姿态传感器32、采集模块、微处理器以及自适应滤波器，第一姿态传感器31设置于固定机构2下表面中心，第二姿态传感器32设置于第一姿态传感器31正下方的船舶上；第一姿态传感器31和第二姿态传感器32分别连接至采集模块提供采集信号，采集模块连接至微处理器提供采集数据，自适应滤波器连接至微处理器提供滤波数据，微处理器连接至自由度调节底座4提供控制数据，具体过程为：采集模块包括信号放大器和AD转换器用于接收第一姿态传感器31和第二姿态传感器32采集到的姿态模拟量采集信号，并进行放大和模数转换成数字量的采集数据，采集数据通过微处理器的串口输入，自适应滤波器通过串口接收采集数据进行滤波生成滤波数据并返回微处理器，微处理器根据滤波数据生成控制数据并传输至自由度调节底座4；自由度调节底座4进行动作保证液体电池组1的自由度不发生变化，从而保证及时船舶晃动，也不会影响液体电池组1内的液体晃动，从而保证液体电池组1的放电效率和使用寿命。

除此之外，自由度控制器还包括无线模块，无线模块通过网络连接监控终端，监控终端为电脑或手机；第二姿态传感器32是安装在船舶上的，用来采集船舶晃动数据从而反馈给自由度调节底座进行动作；第一姿态传感器31是安装在固定机构2上，用来采集液体电池组1晃动数据从而反馈给监控终端，从而判断自由度调节底座4的工作效果。

实施例2

如图3所示，纯电动船舶液体电池组装固定装置，包括液体电池组1、固定机构2以及减震机构3，固定机构2包括基板21和龙门卡板22，基板21上表面设置有容纳液体电池组1的凹槽，至少一个龙门卡板22将液体电池组1固定于凹槽内，龙门卡板22的底部穿过基板21向下，基板21的外壁设置有紧固件用于固定基板21与龙门卡板22；龙门卡板22上设置有把手，设置把手主要是方面工作人员操作龙门卡板22，凹槽和龙门卡板22内壁均设置有橡胶垫。

减震机构3包括自由度调节底座4以及自由度控制器，自由度调节底座4底部固定于船舶上，固定机构2固定于自由度调节底座4顶部，自由度调节底座4包括六边形下板45、圆形上板44以及六个伸缩气缸46，上板44的上表面固定于基板21底部，上板44的下表面圆周均匀设置有三个第一支座47，下板15的上表面圆周均匀设置有三个第二支座18，每个第一支座47左斜端面通过一根伸缩气缸46与相邻的第二支座18左斜端面连接，每个第二支座18右斜端面通过一根伸缩气缸46与相邻的第二支座18右斜端面连接；伸缩气缸46与第一支座47之间通过万向轴连接，伸缩气缸46与第二支座48之间通过铰链连接；每个伸缩气缸46分别通过导线连接至微处理器。

如图4所示，自由度控制器包括第一姿态传感器31、第二姿态传感器32、采集模块、微处理器以及自适应滤波器，第一姿态传感器31设置于固定机构2下表面中心，第二姿态传感器32设置于第一姿态传感器31正下方的船舶上；第一姿态传感器31和第二姿态传感器32分别连接至采集模块提供采集信号，采集模块连接至微处理器提供采集数据，自适应滤波器连接至微处理器提供滤波数据，微处理器连接至自由度调节底座4提供控制数据，具体过程为：采集模块包括信号放大器和AD转换器用于接收第一姿态传感器31和第二姿态传感器32采集到的姿态模拟量采集信号，并进行放大和模数转换成数字量的采集数据，采集数据通过微处理器的串口输入，自适应滤波器通过串口接收采集数据进行滤波生成滤波数据并返回微处理器，微处理器根据滤波数据生成控制数据并传输至自由度调节底座4；自由度调节底座4进行动作保证液体电池组1的自由度不发生变化，从而保证及时船舶晃动，也不会影响液体电池组1内的液体晃动，从而保证液体电池组1的放电效率和使用寿命。

除此之外，自由度控制器还包括无线模块，无线模块通过网络连接监控终端，监控终端为电脑或手机；第二姿态传感器32是安装在船舶上的，用来采集船舶晃动数据从而反馈给自由度调节底座进行动作；第一姿态传感器31是安装在固定机构2上，用来采集液体电池组1晃动数据从而反馈给监控终端，从而判断自由度调节底座4的工作效果。

以上两个实施例均采用自适应滤波器进行滤波，通过预测平滑和拟合的方式，做值域分解比起传统滤波器更了提高数据的准确度且能保证数据的平滑性，从而使得自由度调节底座工作更加平滑稳定；自适应滤波器将采集数据进行滤波生成滤波数据，包括以下步骤：

S1、设定一个有限的时域，在该时域内从采集数据中取出一组数值x1、x2…xn作为观测值，n为正整数；

S2、对该组观测值进行滑动平均并得到预测值F(x)；

S3、对该组观测值进行线性拟合，设拟合直线为：G(x)＝kx+b；

S4、将该组观测值作为X轴坐标值，再从采集数据中取一组数值作为Y轴坐标值，得到一组坐标点(x，y)，对上述坐标点进行拟合得到斜率为：

同时可以得出

S5、将k和b带入G(x)＝kx+b，获得拟合直线；

S6、对预测值预测值F(x)和拟合值G(x)进行比较：

当F(x)<G(x)：取G(x)的值，表示滤波接近预测值，但是在拟合范围内，所以取拟合值为滤波数据；

当F(x)>G(x)：取F(x)的值，表示预测值超出拟合范围，取预测值为滤波数据。

上述图中标记为：

1液体电池组

2固定机构 21基板 22龙门卡板

3减震机构 31第一姿态传感器 32第二姿态传感器

4自由度调节底座

41脚座 42电动推杆 43支撑柱 44上板 45下板 46伸缩气缸 47第一支座 48第二支座。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。