CN111174760A - 一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法 Download PDF

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柳卫东
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    • G01C15/004—Reference lines, planes or sectors

Abstract

本发明提供一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法，该测量装置的实验方框通过斜撑固定在底座上，在其两侧边框内侧和上边框内侧设置反光板，框架底部布置激光获取机构。实验方框下边框的中部转动连接有折角杆，该折角杆包括一体成型的上倾斜段和下竖直段，且其相接处通过转轴轴接于下边框，下竖直段悬空设置且其端部设置有配重物，上倾斜段的端部设置有激光发射器，且激光发射器的激光发射方向朝向实验方框的侧边框。采用本发明的船舶倾斜角度测量装置，能在有限空间里，将激光角度的变化进行多次放大，提高了实验的精度，简化了实验方法，同时，本发明装置结构简单，操作方便，可用于空间复杂狭小的船舶，提高了实验的可行性和操作便利性。

Description

一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法
技术领域
本发明属于船舶试验测量领域，更具体的说是涉及一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法。
背景技术
根据国际规范IS Code要求，新建船舶必须进行倾斜试验以确定船舶重心高度，以此作为稳性计算评估的基础。倾斜试验的测量精度关系着船舶的稳性安全，需要引起设计人员充分的重视。近几年，国内外也多次发生因稳性不足而造成的船舶倾覆惨剧。
倾斜试验的试验原理是通过测量移动确定重量而造成的船舶横倾角来计算船舶重心高度。常见的横倾角测量方法是使用摆锤来量取。但为保证试验精度，摆锤的悬挂高度有最低要求，常规摆锤悬挂高度为4至6米，而且通常摆锤悬挂在主甲板以下封闭舱室。这就限制了在舱室布置复杂、结构空间有限的船舶上试验的可行性。因此，设计一种适用于狭小空间的全新的船舶倾斜角度测量装置和测量方法是船舶设计人员急需解决的难题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明设计的目的在于提供一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法，以解决现有技术中狭小空间内难以检验甲板倾斜度的技术问题，本发明装置结构简单，操作方便，具有更广的应用范围。
实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船舶倾斜角度测量装置，包括底座，该底座通过撑架支撑有实验方框，实验方框的上边框内侧和两侧边框内侧均设有反光板，其下边框内侧设有激光获取机构，且实验方框下边框的中部转动连接有折角杆，该折角杆包括一体成型的上倾斜段和下竖直段，且其相接处通过转轴轴接于下边框，下竖直段悬空设置并且其端部设置有配重物，上倾斜段的端部设置有激光发射器，且激光发射器的激光发射方向朝向实验方框的侧边框。本发明装置通过配重物使激光发射器发出激光的角度不变，利用反光板反射激光，使得船舶倾斜前后，激光获取机构获取的激光坐标发生变化，从而计算出船舶倾斜角度。
具体地，转轴上安装有润滑轴承，减小折角杆相对实验方框转动时受到的摩擦力。
具体地，激光获取机构为感光刻度尺，便于直接获得船舶倾斜前后刻度尺上激光点的位置。
具体地，激光获取机构为感光纸，便于直接保存试验数据。
具体地，撑架由安装在底座上的四个斜撑构成。以固定实验方框。
具体地，上倾斜段与下竖直段的夹角角度为125°～145°，防止激光发射器发出激光的角度小于船舶倾斜角度时，激光无法反射至激光获取机构的情形。
具体地，实验方框呈正方形，其边长尺寸为1-3米，可用于空间复杂狭小的船舶，提高了实验的可行性和操作便利性。
具体地，实验方框的角隅处设置有角钢，减少实验方框的变形。
本发明还提供了一种上述船舶倾斜角度测量装置的测量方法，包括以下步骤：
1)将船舶倾斜角度测量装置放置在待测量船舶上，使得底座与船舶连续甲板贴合，并确保放置位置的甲板区域无梁拱和舷弧；
2)通过水平仪检查实验方框中上、下框架的水平度和两侧框架的垂直度，若其水平度和/或垂直度大于1度，对实验方框进行矫正，直至其偏差值不大于1度，并记录该偏差值；
3)通过拉线法检查反光板平整度，并对其矫正或更换直至反光板平整；
4)打开激光发射器，激光束经过上边框内侧和两侧边框的内侧的反光板的连续反射，激光照射到激光获取机构上，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量零点；
5)开始试验，船舶发生倾斜，底座、撑架和实验方框随着船舶一起发生倾斜，折角杆在配重物的作用下保持位置不变；
6)打开激光发射器，激光束与水平面夹角保持不变，与实验方框上反光板的夹角发生变化，经过连续反射，照射在激光获取机构上的位置发生变化，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量的测量点；
7)计算测量点与零点之间的距离差值，换算船舶倾斜角度。
如上所述，本发明的一种船舶倾斜角度测量装置及其测量方法，具有以下有益效果：
本发明的船舶倾斜角度测量装置，通过折角杆和实验方框之间的相对转动，将船舶倾斜角度转化为激光射线的偏移角度，通过反光板的多次反射，在有限空间里，将激光角度的变化进行多次放大，最终反映在刻度板上激光照射点的距离变化，将操作困难的角度测量转化为操作简单的距离测量，提高了实验的精度，简化了实验方法。同时，反光板的应用大大减小了实验对空间布置的要求，对于空间复杂狭小的船舶，提高了实验的可行性和操作便利性。
附图说明
图1为本发明的船舶倾斜角度测量装置的主视图示意图。
图2为本发明的船舶倾斜角度测量装置的俯视图示意图。
图3为本发明的船舶倾斜角度测量装置的折角杆的示意图。
图4为本发明的船舶倾斜角度测量装置的实验方框角隅处加强示意图。
图5为本发明的船舶倾斜角度测量装置实验方法示意图。
附图标记说明
实验方框1，撑架2、底座3、激光位置获取机构4、反光板5、折角杆6、角钢11、激光发射器61、转轴62、配重物63。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至5所示，本发明的一种船舶倾斜角度测量装置包括底座3，该底座3上通过撑架2支撑有实验方框1，实验方框1呈正方形，其边长尺寸为1-3米，本实施例优选为2米，实验方框1的角隅处设置有角钢11，且实验方框1的上边框内侧和两侧边框内侧均设有反光板5，其下边框内侧设有激光获取机构4，在本实施例中，激光获取机构4为感光刻度尺；在另一实施例中，激光获取机构4为感光纸；实验方框1下边框的中部转动连接有折角杆6，该折角杆6包括一体成型的上倾斜段和下竖直段，且其相接处通过转轴62轴接于下边框，转轴62上安装有润滑轴承，上倾斜段和下竖直段的夹角角度为125°～145°，本实施例优选为135°，下竖直段悬空设置并且其端部设置有配重物63，上倾斜段的端部设置有激光发射器61，且激光发射器61的激光发射方向朝向实验方框1的侧边框。
如图2所示，斜撑从4个方向将实验方框1与底座3连接固定，且实验方框1的下边框与底座3保持平行。当底座3发生倾斜时，实验方框1与斜撑随之一起倾斜，三者之间不发生位移和变形。
本发明还提供了一种上述船舶倾斜角度测量装置的测量方法，包括以下步骤：
1)将船舶倾斜角度测量装置放置在待测量船舶上，使得底座3与船舶连续甲板贴合，并确保放置位置的甲板区域无梁拱和舷弧；
2)通过水平仪检查实验方框1中上、下框架的水平度和两侧框架的垂直度，若其水平度和/或垂直度大于1度，对实验方框1进行矫正，直至其偏差值不大于1度，并记录该偏差值；
3)通过拉线法检查反光板5平整度，并对其矫正或更换直至反光板5平整；
4)打开激光发射器61，激光束经过实验方框1的上边框内侧和两侧边框内侧的反光板的连续反射，激光照射到激光获取机构4上，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量零点；
5)开始试验，船舶发生倾斜，底座3、撑架和实验方框1随着船舶一起发生倾斜，折角杆6在配重物63的作用下保持位置不变；
6)打开激光发射器61，激光束与水平面夹角保持不变，与实验方框1上反光板5的夹角发生变化，经过连续反射，照射在激光获取机构4上的位置发生变化，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量的测量点；
7)计算测量点与零点之间的距离差值，换算船舶倾斜角度。
如图5所示，点划线箭头为船舶未倾斜时激光的反射路线，实线箭头为船舶倾斜后的激光反射路线，通过获得二者在激光获取机构4上的位置计算出船舶倾斜角度。
综上所述，本发明的船舶倾斜角度测量装置，通过折角杆和实验方框之间的相对转动，将船舶倾斜角度转化为激光射线的偏移角度，通过反光板的多次反射，在有限空间里，将激光角度的变化进行多次放大，最终反映在刻度板上激光照射点的距离变化，将操作困难的角度测量转化为操作简单的距离测量，提高了实验的精度，简化了实验方法。同时，反光板的应用大大减小了实验对空间布置的要求，对于空间复杂狭小的船舶，提高了实验的可行性和操作便利性。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点并具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种船舶倾斜角度测量装置，包括底座(3)，其特征在于，所述底座(3)通过撑架(2)支撑有实验方框(1)，该实验方框(1)的上边框内侧和两侧边框内侧均设有反光板(5)，其下边框内侧设有激光获取机构(4)；所述实验方框(1)下边框的中部转动连接有折角杆(6)，该折角杆(6)包括一体成型的上倾斜段和下竖直段，且其相接处通过转轴(62)轴接于下边框，下竖直段悬空设置并且其端部设置有配重物(63)，上倾斜段的端部设置有激光发射器(61)，且激光发射器(61)的激光发射方向朝向实验方框(1)的侧边框。
2.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述转轴(62)上安装有润滑轴承。
3.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述激光获取机构(4)为感光刻度尺。
4.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述激光获取机构(4)为感光纸。
5.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述撑架(2)由安装在底座(3)上的四个斜撑构成。
6.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述实验方框(1)呈正方形，其边长尺寸为1～3米。
7.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述上倾斜段和下竖直段的夹角角度为125°～145°。
8.根据权利要求1所述的一种船舶倾斜角度测量装置，其特征在于，所述实验方框(1)的角隅处设置有角钢(11)。
9.一种如权利要求1至8所述任一项的船舶倾斜角度测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将船舶倾斜角度测量装置放置在待测量船舶上，使得底座(3)与船舶连续甲板贴合，并确保放置位置的甲板区域无梁拱和舷弧；
2)通过水平仪检查实验方框(1)中上、下框架的水平度和两侧框架的垂直度，若其水平度和/或垂直度大于1度，对实验方框(1)进行矫正，直至其偏差值不大于1度，并记录该偏差值；
3)通过拉线法检查反光板(5)平整度，并对其矫正或更换直至反光板(5)平整；
4)打开激光发射器(61)，激光束经过实验方框(1)上边框内侧和两侧边框内侧的反光板(5)的连续反射，激光照射到激光获取机构(4)上，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量零点；
5)开始试验，船舶发生倾斜，底座(3)、撑架(2)和实验方框(1)随着船舶一起发生倾斜，折角杆(6)在配重物(63)的作用下保持位置不变；
6)打开激光发射器(61)，激光束与水平面夹角保持不变，与实验方框(1)上反光板(5)的夹角发生变化，经过连续反射，照射在激光获取机构(4)上的位置发生变化，记录激光照射的坐标位置，作为本次测量的测量点；
7)计算测量点与零点之间的距离差值，换算船舶倾斜角度。
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