CN110532717B - 一种发散双斜切设备基座安装及建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及造船工艺技术领域，公开了一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，包括以下步骤：S1、采用电脑软件根据设计图纸对所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型进行建模；S2、在所述电脑软件中使用坐标转换功能旋转坐标系使所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型处于与设计安装状态倾斜角度相同的位置；S3、获取若干定位点的坐标。采用本发明技术方案的发散双斜切设备基座安装及建模方法，更便于确定发散双斜切设备基座各点的坐标，便于对发散双斜切设备基座进行建模，提高了设计建模的效率，同时也为现场施工和精度检测提供了参考。

Description

一种发散双斜切设备基座安装及建模方法

技术领域

本发明涉及造船工艺技术领域，特别是涉及一种发散双斜切设备基座安装及建模方法。

背景技术

目前，随着船舶动力系统的发展，目前采用电力驱动的船舶也越来越多，电力驱动的船舶常采用的如Z型全回转推进器作为动力源。全回转推进器具有360°全回转、可正反转、操纵性好等特点，而在安装布置时，为保证其具有较好水动力性能以及良好的推进效率，推进器的轴线尽量与外板线型保持接近垂直，以确保水流来流以正方向作用于螺旋桨，从而确保船舶获取最大的推进效率，因此推进器一般XZ面和YZ面(X轴为船长方向，Y为船宽方向，Z为高度方向)沿船长和船宽方向有角度布置，推进器倾斜布置意味着结构基座也相应倾斜布置，包括基座法兰面板、基座围井以及围井周围用于加强围井强度的发散结构，其中围井周围的发散结构需与全回转推进器本体的结构对位设计。在设计建模的过程中，基座法兰面板、基座围井以及围井周围的发散结构均需要精确设计，但因基座存在双斜切角度，且船用建模软件无法对模型进行旋转的原因，在建模和施工前均需采用三角函数、立体几何等相关知识进行繁琐的计算，以确定基座面板、围井、发散加强结构的空间位置坐标，其中尤其以围井周围发散结构空间设计定位计算最为繁琐和困难。

发明内容

本发明的目的是：提供一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，该发散双斜切设备基座安装及建模方法更便于确定发散双斜切设备基座各点的位置坐标，便于对发散双斜切设备基座进行建模，提高了设计建模的效率，同时也为现场施工和精度检测提供了参考。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，发散双斜切设备基座安装在船体上，发散双斜切设备基座的一侧安装有推进器，所述发散双斜切设备基座的另一侧安装有螺旋桨，所述发散双斜切设备基座包括围井、环设在所述围井外围的若干发散结构、用于安装所述推进器的推进器基座以及用于安装所述推进器基座的基座安装面板，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用电脑软件根据设计图纸在电脑软件默认的参考坐标系中对所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型进行建模；

S2、在所述电脑软件中使用坐标转换功能旋转所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型，使所述推进器的轴线与所述参考坐标系的X、Y、Z轴之间的夹角分别与理论设计的安装状态下所述推进器的轴线与所述船体的长度方向、宽度方向以及高度方向的夹角相同；

S3、获取用于确认所述围井的轴线位置的定位点、用于确认所述基座安装面板位置的定位点以及用于确认发散结构位置的定位点的坐标作为定位坐标；

用于确认所述围井的轴线位置的定位点包括：所述推进器的电机轴的轴心点和所述螺旋桨的旋转中心点；用于确认所述基座安装面板位置的定位点包括：所述推进器基座与所述推进器贴合面上的任意三点；用于确认所述发散结构位置的定位点包括：所述推进器基座与所述推进器贴合面与所述围井的轴线的交点、所述螺旋桨的旋转中心点和第一参考点；

S4、根据获取到的所述定位点的坐标定位并安装所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构。

优选的，获取所述第一参考点的坐标的步骤包括：

在所述推进器基座与所述推进器的贴合面上，以所述贴合面与所述围井的轴线的交点为圆心，沿所述围井的半径方向以圆心角为30°等间隔做12条参考线；

在各所述参考线上取任意一点，获取点的坐标即为所述第一参考点的坐标。

优选的，还包括以下步骤：

用全站仪检测获取所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构实际安装的位置点的坐标值；

将所述检测到的坐标值与所述定位点的坐标对比，确认坐标偏差是否超过坐标偏差阈值；

当坐标偏差超过坐标偏差阈值时，调整所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构的安装位置以减小坐标偏差。

优选的，还包括以下步骤：

使用船舶建模软件根据获取到的若干所述定位点的坐标值对所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构进行三维建模；

在所述船舶建模软件中设定所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构的尺寸参数，形成所述发散双斜切设备基座的三维模型。

本发明实施例一种发散双斜切设备基座安装及建模方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的发散双斜切设备基座安装及建模方法，通过利用电脑软件对影响发散双斜切设备基座位置的相关模型进行建立并旋转至与设计安装倾斜角度相同的位置，利用电脑软件直接读取相关的点的坐标，利用获取到的定位点的坐标为发散双斜切设备基座的安装提供参考，由此避免了利用三角函数及几何关系进行冗杂的计算，提高了工作人员安装施工的效率，同时避免了人工计算错误导致安装位置错误现象的发生。

附图说明

图1是本发明实施例中一种发散双斜切设备基座安装及建模方法的流程图；

图2是本发明实施例中围井轴线定位方法的示意图；

图3是本发明实施例中基座安装面板定位方法的示意图；

图4是本发明实施例中发散结构定位方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

推进器一般X’Z’面和Y’Z’面(X’轴为船长方向，Y’为船宽方向，Z’为高度方向)沿船长和船宽方向有角度布置，角度的设计主要基于船体线型，使推进器的轴线尽量与外板线型保持接近垂直，以确保水流以正方向作用于螺旋桨，从而确保船舶获取最大的推进效率，该倾斜角度通常设计为3°或5°

如图1至图4所示，本发明优选实施例的一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，发散双斜切设备基座的一侧安装有推进器，发散双斜切设备基座的另一侧安装有螺旋桨，发散双斜切设备基座包括围井、环设在围井外围的若干发散结构、用于安装推进器的推进器基座以及用于安装推进器基座的基座安装面板，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用电脑软件根据设计图纸在电脑软件默认的参考坐标系中对推进器、推进器基座以及螺旋桨的模型进行建模；

S2、在电脑软件中使用坐标转换功能旋转推进器、推进器基座以及螺旋桨的模型，使推进器的轴线与参考坐标系的X、Y、Z轴之间的夹角分别与理论设计的安装状态下推进器的轴线与船体的长度方向、宽度方向以及高度方向的夹角相同；

S3、获取用于确认围井的轴线位置的定位点、用于确认基座安装面板位置的定位点以及用于确认发散结构位置的定位点的坐标作为定位坐标；

其中，用于确认围井的轴线位置的定位点包括：推进器的电机轴的轴心点和螺旋桨的旋转中心点；用于确认基座安装面板位置的定位点包括：推进器基座与推进器贴合面上的任意三点；用于确认发散结构位置的定位点包括：推进器基座与推进器贴合面与围井的轴线的交点、螺旋桨的旋转中心点和第一参考点；

S4、根据获取到的定位点的坐标定位并安装推进器、螺旋桨、推进器基座、围井、基座安装面板以及发散结构。

基于以上技术方案，通过利用电脑软件对影响发散双斜切设备基座位置的相关模型进行建立并旋转至与设计安装倾斜角度相同的位置，利用电脑软件直接读取相关的点的坐标，利用获取到的定位点的坐标为发散双斜切设备基座的安装提供参考，由此避免了利用三角函数及几何关系进行冗杂的计算，提高了工作人员安装施工的效率，同时避免了人工计算错误导致安装位置错误现象的发生。

具体的，获取第一参考点的坐标的步骤包括：

在推进器基座与推进器的贴合面上，以贴合面与围井的轴线的交点为圆心，沿围井的半径方向以圆心角为30°做12条参考线；

在各参考线上取任意一点，获取点的坐标即为第一参考点的坐标。

进一步地，还包括以下步骤：

用全站仪检测获取推进器、螺旋桨、推进器基座、围井、基座安装面板以及发散结构实际安装的位置点的坐标值；

将检测到的坐标值与所述定位点的坐标对比，确认坐标偏差是否超过坐标偏差阈值；

当坐标偏差超过坐标偏差阈值时，调整推进器、螺旋桨、推进器基座、围井、基座安装面板以及发散结构的安装位置以减小坐标偏差。

优选的，还包括以下步骤：

使用船舶建模软件根据获取到的若干定位点的坐标值对推进器、螺旋桨、推进器基座、围井、基座安装面板以及发散结构进行三维建模；

在船舶建模软件中设定推进器、螺旋桨、推进器基座、围井、基座安装面板以及发散结构的尺寸参数，形成所述发散双斜切设备基座的三维模型。

本发明的工作过程为：在CAD制图软件中，根据设计图纸在电脑软件默认的参考坐标系中对推进器、推进器基座以及螺旋桨的模型进行建模；使用坐标转换功能旋转推进器、推进器基座以及螺旋桨的模型，使推进器的轴线与参考坐标系的X、Y、Z轴之间的夹角分别与理论设计的安装状态下推进器的轴线与船体的长度方向、宽度方向以及高度方向的夹角相同；获取此时安装在推进器上的电机上的电机轴的轴心点、螺旋桨的旋转中心点、推进器基座与推进器贴合面上的任意三点、推进器基座与推进器贴合面与围井的轴线的交点的坐标，并且在基座安装面板平面上，以推进器基座与推进器贴合面与围井的轴线的交点为圆心，沿围井的半径方向以圆心角为30°做等分线，在12条等分线上分别取点，从而获取12条等分线上的第一参考点。

围井的轴线与电机轴的轴心点和螺旋桨的旋转中心点的连线同轴，从而可以根据电机轴的轴心点和螺旋桨的旋转中心点确认围井轴线的位置；基座安装面板位置可通过三点确定一个平面的原理确认基座安装面板所在的平面，推进器基座与推进器贴合面上的任意三点即可对基座安装面板位置定位；发散结构所在的平面即在螺旋桨的旋转中心点、推进器基座与推进器贴合面与围井的轴线的交点分别与12个参考点所组成的12个平面上。然后使用SPD软件利用这些坐标点对发散双斜切设备基座的相关部件的位置进行限定，同时输入相关的模型的尺寸参数对模型分别进行定义以形成生产模型，建模后利用软件输出用于现场制造以及安装的信息。在发散双斜切设备基座安装前需“拉钢丝”以用于对基座安装面板位置进行定位，在现场安装过程中，利用获取的定位点的坐标点作为实际安装过程中的参考，以便在现场“拉钢丝”对围井的轴线进行定位。轴线确定后，通过所提取推进器基座与推进器贴合面与围井的轴线的交点的坐标以及轴线的位置，通过全站仪确定发散双斜切设备基座所在的法平面，发散双斜切设备基座法平面在生产现场确定后，将用于发散双斜切设备基座的实际定位安装。同时在发散双斜切设备基座安装平面定位后，可通过CAD模型提供发散双斜切设备基座任意平面的点坐标用以检测实际安装精度，确保基座安装精度满足设备的安装要求。在需要其他参考点的坐标时，可在CAD中获取相应点的坐标。

综上，本发明实施例提供一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，通过利用电脑软件对影响发散双斜切设备基座位置的相关模型进行建立并旋转至与设计安装倾斜角度相同的位置，利用电脑软件直接读取相关的点的坐标，利用获取到的定位点的坐标为发散双斜切设备基座的安装提供参考，由此避免了利用三角函数及几何关系进行冗杂的计算，提高了工作人员安装施工的效率，同时避免了人工计算错误导致安装位置错误现象的发生。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种发散双斜切设备基座安装及建模方法，发散双斜切设备基座安装在船体上，发散双斜切设备基座的一侧安装有推进器，所述发散双斜切设备基座的另一侧安装有螺旋桨，所述发散双斜切设备基座包括围井、环设在所述围井外围的若干发散结构、用于安装所述推进器的推进器基座以及用于安装所述推进器基座的基座安装面板，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用电脑软件根据设计图纸在电脑软件默认的参考坐标系中对所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型进行建模；包括以下步骤：使用船舶建模软件根据获取到的若干定位点的坐标值对所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构进行三维建模；

在所述船舶建模软件中设定所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构的尺寸参数，形成所述发散双斜切设备基座的三维模型；

S2、在所述电脑软件中使用坐标转换功能旋转所述推进器、所述推进器基座以及所述螺旋桨的模型，使所述推进器的轴线与所述参考坐标系的X、Y、Z轴之间的夹角分别与理论设计的安装状态下所述推进器的轴线与所述船体的长度方向、宽度方向以及高度方向的夹角相同；

S3、获取用于确认所述围井的轴线位置的定位点、用于确认所述基座安装面板位置的定位点以及用于确认发散结构位置的定位点的坐标作为定位坐标；

其中，用于确认所述围井的轴线位置的定位点包括：所述推进器的电机轴的轴心点和所述螺旋桨的旋转中心点；用于确认所述基座安装面板位置的定位点包括：所述推进器基座与所述推进器贴合面上的任意三点；用于确认所述发散结构位置的定位点包括：所述贴合面与所述围井的轴线的交点、所述螺旋桨的旋转中心点和第一参考点；

获取所述第一参考点的坐标的步骤包括：

在所述推进器基座与所述推进器的贴合面上，以所述贴合面与所述围井的轴线的交点为圆心，沿所述围井的半径方向以圆心角为30°等间隔做12条参考线；

在各所述参考线上取任意一点，获取点的坐标即为所述第一参考点的坐标；

S4、根据获取到的所述定位点的坐标定位并安装所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构；还包括以下步骤：

用全站仪检测获取所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构实际安装的位置点的坐标值；

将所述检测到的坐标值与所述定位点的坐标对比，确认坐标偏差是否超过坐标偏差阈值；

当坐标偏差超过坐标偏差阈值时，调整所述推进器、所述螺旋桨、所述推进器基座、所述围井、所述基座安装面板以及所述发散结构的安装位置以减小坐标偏差。

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