CN114260844B - 共形水声设备基阵架工装及基阵架安装定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共形水声设备基阵架工装及基阵架安装定位方法，包括：底部支撑部、中部支撑部和上部支撑部。底部支撑部具有适配基阵架底部的结构，用于支撑基阵架底部。中部支撑部具有适配基阵架中部的结构，中部支撑部固定于底部支撑部，中部支撑部用于支撑基阵架中部。上部支撑部具有适配基阵架上部的结构，上部支撑部固定于底部支撑部，上部支撑部用于支撑基阵架上部。本发明解决了基阵架在安装过程中容易变形和基阵架安装定位精度低的问题。

Description

共形水声设备基阵架工装及基阵架安装定位方法

技术领域

本发明涉及共形水声设备安装领域，特别是涉及共形水声设备基阵架工装及基阵架安装定位方法。

背景技术

共形水声设备是一种安装于船体围井中的高精度装备，其与船体结构共形。共形水声设备的安装精度要求高、安装工艺复杂。共形水声设备包括基阵架、水听器、隔振器和基座等。通常基阵架是敞开式曲面柔性结构。基阵架组装好后，再把水听器、隔振器和基座等安装到基阵架上形成共形水声设备。在共形水声设备的零件(水听器、隔振器和基座等)安装到基阵架的过程中以及基阵架安装到船体围井的过程中，均需要维持基阵的形状的稳定，否则容易导致共形水声设备的零件安装到基阵架和基阵架安装到船体围井的精度降低。例如，水听器在安装到基阵架上时须连续测量水听器的三维坐标，测量水听器的三维坐标需要在基阵架上设定稳定的基准坐标点，如果基阵架发生了变形，则在基阵架上无法形成稳定的测量基准坐标点，最终导致水听器的三维坐标无法测准。由于基阵架是敞开式曲面柔性结构，如不借助外部支撑，其形状容易发生变化。现有技术中尚未出现防止共形水声设备基阵架形变的工装。在基阵架安装到船体围井的过程中，需要对基阵架上的进行位移调节，目前通常采用行车进行调节，精度较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种共形水声设备基阵架工装，包括：底部支撑部、中部支撑部和上部支撑部。所述底部支撑部具有适配基阵架底部的结构，用于支撑所述基阵架底部。所述中部支撑部具有适配基阵架中部的结构，所述中部支撑部固定于所述底部支撑部，所述中部支撑部用于支撑所述基阵架中部。所述上部支撑部具有适配基阵架上部的结构，所述上部支撑部固定于所述底部支撑部，所述上部支撑部用于支撑所述基阵架上部。

优选地，所述底部支撑部具有托架结构，所述托架结构包括第一边、底边和第二边，所述第一边、所述底边和所述第二边依次连接，所述托架结构与所述基阵架底部抵接。

优选地，所述托架结构为U形，所述托架结构的两侧边分别为所述第一边和所述第二边，所述托架结构的圆弧边为所述底边。

优选地，所述中部支撑部包括至少两个宽承托，至少一个所述宽承托固定在所述第一边，至少一个所述宽承托固定在所述第二边，每个所述宽承托均与所述基阵架中部抵接。

优选地，固定于所述第一边的所述宽承托和固定于所述第二边的所述宽承托沿船中线面对称设置。

优选地，所述宽承托为L形，其一端固定于所述第一边或所述第二边，所述宽承托的另一端抵接所述基阵架中部。

优选地，所述中部支撑部还包括宽承托拉板，其一面固定于所述宽承托，所述宽承托拉板的另一面固定于所述第一边或所述第二边。

优选地，所述中部支撑部还包括细承托，其一端固定于所述底边，所述细承托的另一端与所述基阵架中部抵接。

优选地，所述细承托呈L形。

优选地，所述中部支撑部还包括细承托拉板，其一面固定于所述细承托，所述细承托拉板的另一面固定于所述底边。

优选地，所述上部支撑部包括至少两个保护结构，至少一个所述保护结构固定于所述第一边远离所述宽承托的一侧，至少一个所述保护结构固定于所述第二边远离所述宽承托的一侧，每个所述保护结构均与所述基阵架上部抵接。

优选地，固定于所述第一边的所述保护结构和固定于所述第二边的所述保护结构沿所述船中线面对称设置。

本发明还提供了一种共形水声设备基阵架安装定位方法，包括以下步骤：在船台处将上部支撑部和中部支撑部固定到底部支撑部上以组装成共形水声设备基阵架工装。将共形水声设备基阵架工装放置在移动调整装置上，通过移动调整装置对齐共形水声设备基阵架工装中心线和船艏艉线。在基阵架子组件上设置检测点。将基阵架子组件吊装到共形水声设备基阵架工装上，调整基阵架子组件让检测点满足安装要求后合拢成基阵架。通过移动调整装置运送共形水声设备基阵架工装进船舱并调整移动调整装置使检测点和船舱相应的刻线对齐。安装隔振器到基阵架上。安装基座，让基座与隔振器和船体结构同时连接。通过移动调整装置让共形水声设备基阵架工装和基阵架脱离接触。复测检测点是否满足安装要求，如不满足安装要求，则调整移动调整装置直到检测点满足安装要求。拆除上部支撑部和中部支撑部，通过移动调整装置将共形水声设备基阵架工装运出船艏部区域。

优选地，所述在基阵架子组件上设置检测点的步骤包括：

在基阵架子组件上法兰面外侧设置至少a1、a2、a3、a4和a5 5个检测点；以及

在基阵架子组件下法兰面内侧设置至少b1、b2和b3 3个检测点。

优选地，所述将基阵架子组件吊装到共形水声设备基阵架工装上，调整基阵架子组件让检测点满足安装要求后合拢成基阵架的步骤包括：测量检测点a1、a2、a3、a4、a5与基线之间的相对高度，保持相对高度偏差不超过±8mm。让检测点a4和a5相对船中线面对称，保持检测点a4、a5与船中线面的距离在3500.5±6mm的范围内。让检测点b2和b3相对船中线面对称，保持检测点b2、b3与船中线面的距离在1700.7±6mm的范围内。让检测点a1、b1位于船中线面上，保持检测点a1和b1的水平偏差为±5mm。

优选地，所述通过移动调整装置运送共形水声设备基阵架工装进船舱并调整移动调整装置使检测点和船舱相应的刻线对齐的步骤包括：调节移动调整装置，使检测点a4、a5和船舱相应肋位的刻线对齐，使检测点a1和b1分别与船中心线刻线对齐。

本发明的有益效果在于：在共形水声设备基阵架工装设置底部支撑部、中部支撑部和上部支撑部并让底部支撑部、中部支撑部和上部支撑部分别和基阵架的底部、中部和上部抵接，可以防止基阵架的底部、中部和上部发生大的形变，提高了共形水声设备的零件(水听器、隔振器和基座等)安装到基阵架的精度并能防止基阵架在安装到船体上时因为变形和船体围井发生干涉。通过在共形水声设备基阵架工装下设置移动调整装置，可以实现亚毫米级别地调节共形水声设备基阵架工装的铅垂方向和水平方向的位移，进而实现设置于共形水声设备基阵架工装上的基阵架的铅垂方向和水平方向的位移的精确调节，实现了基阵架安装到船体上过程中的精准定位。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明较佳的实施例并配合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例中，共形水声设备基阵架工装立体图；

图2是本发明实施例中，共形水声设备基阵架工装(含基阵架)分解图；

图3是本发明实施例中，托架结构立体图；

图4是本发明实施例中，共形水声设备基阵架工装应用示意图；

图5是本发明实施例中，宽承托立体图；

图6是本发明实施例中，细承托立体图；

图7是本发明实施例中，基阵架安装定位方法流程图；

图8是本发明实施例中，基阵架安装定位方法子流程图；

图9是本发明实施例中，基阵架安装定位方法子流程图。

附图标记说明：

1 共形水声设备基阵架工装

10 底部支撑部

10a 托架结构

100 第一边

101 底边

102 第二边

10b U形托架结构

11 上部支撑部

11a 保护结构

12 中部支撑部

120 宽承托

121 宽承托拉板

122 细承托

123 细承托拉板

2 基阵架

3 船中线面

S1-S10 步骤

S31-S32,S41-S44 子步骤

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公开的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于包覆不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

请同时参考图1和图2，在一实施例中提供了一种共形水声设备基阵架工装1，包括：底部支撑部10、中部支撑部12和上部支撑部11。底部支撑部10具有适配基阵架2底部的结构，用于支撑基阵架2底部。中部支撑部12具有适配基阵架2中部的结构，中部支撑部12固定于底部支撑部10，中部支撑部12用于支撑基阵架2中部。上部支撑部11具有适配基阵架2上部的结构，上部支撑部11固定于底部支撑部10，上部支撑部11用于支撑基阵架2上部。在共形水声设备基阵架工装1设置底部支撑部10、中部支撑部12和上部支撑部11并让底部支撑部10、中部支撑部12和上部支撑部11分别和基阵架2的底部、中部和上部抵接，可以防止基阵架2的底部、中部和上部发生大的形变，提高了共形水声设备的零件(水听器、隔振器和基座等)安装到基阵架2的精度并能防止基阵架2在安装到船体上时因为变形和船体围井发生干涉。

如图2所示，优选地，底部支撑部10包括托架结构10a(附图标记10a和10在本说明书中指的是同一结构，为了以示区别，分别予以标号，下同)，托架结构10a包括第一边100、底边101和第二边102，第一边100、底边101和第二边102依次连接，托架结构10a与基阵架2底部抵接。

如图3所示，优选地，托架结构10a为U形(U形托架结构以10b标记，附图标记10b和10a、10在本说明书中指的是同一结构，为了以示区别，分别予以标号，下同)，U形托架结构10b的两侧边分别为第一边100和第二边102，托架结构10b的圆弧边为底边101。顺船形底部外形设计的U形托架结构10b，可以在共形水声设备基阵架工装1进船舱安装的过程中，避开船体上的结构。

托架结构10b可以由若干底板、肘板、面板、拉板和筋板等焊接而成。托架结构10b顺船体底部外形设计，托架结构10b底部可以设置多台船台移动调整装置，移动调整装置可以是液压小车，船台移动调整装置可以实现亚毫米级别地调节托架结构10b的三维坐标。请同时参考图1和图2，优选地，中部支撑部12包括至少两个宽承托120，至少一个宽承托120固定在第一边100，至少一个宽承托120固定在第二边102，每个宽承托120均与基阵架2中部抵接。宽承托120可以通过螺栓连接或焊接的方式固定于第一边100或者第二边102。

如图4所示，优选地，固定于第一边100的宽承托120和固定于第二边102的宽承托120沿船中线面3对称设置。固定于第一边100的宽承托120和固定于第二边102的宽承托120沿船中线面3对称设置,可以让船中线面3两边的宽承托120与基阵架2的接触点在一条直线上并且该直线会与船中线面3垂直，防止宽承托120与基阵架2的接触点因为不共线导致基阵架2产生转矩使得基阵架2变形。

请同时参考图1、图2和图5，优选地，宽承托120为L形，其一端固定于第一边100或第二边102，宽承托120的另一端抵接基阵架2中部。宽承托120为L形可以让宽承托120避开船体结构及隔振器。

如图1所示，优选地，中部支撑部12还包括宽承托拉板121，其一面固定于宽承托120，宽承托拉板121的另一面固定于第一边100或第二边102。

宽承托拉板121可以由拉板和肘板焊接而成。宽承托拉板121安装在托架结构10a上，宽承托拉板121与宽承托120固定连接，平衡宽承托120受到的压力，防止宽承托120受基阵架2的压力后与基阵架2的连接崩断，起到固定宽承托120的作用。

请同时参考图1和图2，优选地，中部支撑部12还包括细承托122，其一端固定于底边101，细承托122的另一端与基阵架2中部抵接。细承托122可以通过螺栓连接或焊接的方式固定于底边101。

如图6所示，优选地，细承托122呈L形。细承托122为L形可以让细承托122避开船体结构及设备隔振器。

请同时参考图1和图2，优选地，中部支撑部12还包括细承托拉板123，其一面固定于细承托122，细承托拉板123的另一面固定于底边101。细承托拉板123安装在托架结构10a上，细承托拉板123与细承托122固定连接，平衡细承托122受到的压力，防止细承托122受基阵架2的压力后与基阵架2的连接崩断，起到固定细承托122的作用。

请同时参考图1和图2，优选地，上部支撑部11包括至少两个保护结构11a，至少一个保护结构11a固定于第一边100远离宽承托120的一侧，至少一个保护结构11a固定于第二边102远离宽承托120的一侧，每个保护结构11a均与基阵架2上部抵接。保护结构11a可以通过螺栓连接或焊接的方式固定于第一边100或者第二边102。

如图4所示，优选地，固定于第一边100的保护结构11a和固定于第二边102的保护结构11a沿船中线面3对称设置。固定于第一边100的保护结构11a和固定于第二边102的保护结构11a沿船中线面3对称设置,可以让船中线面3两边的保护结构11a与基阵架2的接触点在一条直线上并且该直线会与船中线面3垂直，防止保护结构11a与基阵架2的接触点因为不共线导致基阵架2产生转矩使得基阵架2变形。

保护结构11a可以由若干等边角钢、槽钢、肘板等焊接组成。保护结构11a起到固定连接基阵架2上部的作用，可以防止基阵架2倾斜，也能为现场高空作业提供安全施工平台。

如图7所示，在另一实施例提供了一种共形水声设备基阵架2安装定位方法，包括以下步骤：

S1：在船台处将上部支撑部11和中部支撑部12固定到底部支撑部10上以组装成共形水声设备基阵架工装1。

S2：将共形水声设备基阵架工装1放置在移动调整装置上，通过移动调整装置对齐共形水声设备基阵架工装1中心线和船艏艉线。移动调整装置可以设置于底部支撑架10的下方。移动调整装置可以实现升降和移动，在共形水声设备基阵架工装1设置移动调整装置，可以实现亚毫米级别地调节共形水声设备基阵架工装1的高度和位移。移动调整装置的数量可以是多台，优选地，移动调整装置的数量为4台，优选地，移动调整装置可以是液压小车。

S3：在基阵架子组件上设置检测点。

S4：将基阵架子组件吊装到共形水声设备基阵架工装1上，调整基阵架子组件让检测点满足安装要求后合拢成基阵架2。在共形水声设备基阵架工装1上合拢基阵架2，可以利用底部支撑部10、中部支撑部12和上部支撑部11的支撑作用，防止合拢过程中基阵架2变形。

S5：通过移动调整装置运送共形水声设备基阵架工装1进船舱并调整移动调整装置使检测点和船舱相应的刻线对齐。利用共形水声设备基阵架工装1搬运基阵架2到船体上进行安装，借助底部支撑部10、中部支撑部12和上部支撑部11的支撑作用，可以防止在搬运基阵架2的过程中基阵架2变形。

S6：安装隔振器到基阵架2上。

S7：安装基座，让基座与隔振器和船体结构同时连接。

S8：通过移动调整装置让共形水声设备基阵架工装1和基阵架2脱离接触。

S9：复测检测点是否满足安装要求，如不满足安装要求，则调整移动调整装置直到检测点满足安装要求。

S10：拆除上部支撑部11和中部支撑部12，通过移动调整装置将共形水声设备基阵架工装1运出船艏部区域。

如图8所示，优选地，步骤S3包括：

S31：在基阵架子组件上法兰面外侧设置至少a1、a2、a3、a4和a5 5个检测点；以及

S32：在基阵架子组件下法兰面内侧设置至少b1、b2和b3 3个检测点。a1到a5和b1到b3仅作为检测点的标号，为了方便，也可以采用其他标记方式。检测点数量越多，则检测结果越精确。

如图9所示，优选地，步骤S4包括：

S41：测量检测点a1、a2、a3、a4、a5与基线之间的相对高度，保持相对高度偏差不超过±8mm(mm为毫米，下同)。

S42：让检测点a4和a5相对船中线面3对称，保持检测点a4、a5与船中线面3的距离在3500.5±6mm的范围内。

S43：让检测点b2和b3相对船中线面3对称，保持检测点b2、b3与船中线面3的距离在1700.7±6mm的范围内。

S44：让检测点a1、b1位于船中线面3上，保持检测点a1和b1的水平偏差为±5mm。

优选地，步骤S5包括：调节移动调整装置，使检测点a4、a5和船舱相应肋位的刻线对齐，使检测点a1和b1分别与船中心线刻线对齐。

通过在共形水声设备基阵架工装1下设置移动调整装置，可以实现亚毫米级别地调节共形水声设备基阵架工装1的铅垂方向和水平方向的位移，进而实现设置于共形水声设备基阵架工装1上的基阵架2的铅垂方向和水平方向的位移的精确调节，实现了基阵架2安装到船体上过程中的精准定位。

以上对本发明实施例所提供的一种共形水声设备基阵架工装及基阵架安装定位方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依据本发明的精神与技术思想所做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 (13)

1.一种共形水声设备基阵架工装，其特征在于，包括：

底部支撑部，其具有适配基阵架底部的结构，用于支撑所述基阵架底部，其中，所述底部支撑部具有托架结构，所述托架结构包括第一边、底边和第二边，所述第一边、所述底边和所述第二边依次连接，所述托架结构与所述基阵架底部抵接；

中部支撑部，其具有适配基阵架中部的结构，所述中部支撑部固定于所述底部支撑部，所述中部支撑部用于支撑所述基阵架中部，其中，所述中部支撑部包括至少两个宽承托，

至少一个所述宽承托固定在所述第一边，至少一个所述宽承托固定在所述第二边，每个所述宽承托均与所述基阵架中部抵接；以及

上部支撑部，其具有适配基阵架上部的结构，所述上部支撑部固定于所述底部支撑部，所述上部支撑部用于支撑所述基阵架上部，其中，所述上部支撑部包括至少两个保护结构，至少一个所述保护结构固定于所述第一边远离所述宽承托的一侧，至少一个所述保护结构固定于所述第二边远离所述宽承托的一侧，每个所述保护结构均与所述基阵架上部抵接。

2.根据权利要求1所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述托架结构为U形，所述托架结构的两侧边分别为所述第一边和所述第二边，所述托架结构的圆弧边为所述底边。

3.根据权利要求1所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，固定于所述第一边的所述宽承托和固定于所述第二边的所述宽承托沿船中线面对称设置。

4.根据权利要求1所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述宽承托为L形，其一端固定于所述第一边或所述第二边，所述宽承托的另一端抵接所述基阵架中部。

5.根据权利要求1所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述中部支撑部还包括宽承托拉板，其一面固定于所述宽承托，所述宽承托拉板的另一面固定于所述第一边或所述第二边。

6.根据权利要求1所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述中部支撑部还包括细承托，其一端固定于所述底边，所述细承托的另一端与所述基阵架中部抵接。

7.根据权利要求6所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述细承托呈L形。

8.根据权利要求7所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，所述中部支撑部还包括细承托拉板，其一面固定于所述细承托，所述细承托拉板的另一面固定于所述底边。

9.根据权利要求3所述的共形水声设备基阵架工装，其特征在于，固定于所述第一边的所述保护结构和固定于所述第二边的所述保护结构沿所述船中线面对称设置。

10.一种共形水声设备基阵架安装定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

在船台处将上部支撑部和中部支撑部固定到底部支撑部上以组装成共形水声设备基阵架工装，其中，共形水声设备基阵架工装包括：底部支撑部具有适配基阵架底部的结构，用于支撑基阵架底部，其中，底部支撑部具有托架结构，托架结构包括第一边、底边和第二边，第一边、底边和第二边依次连接，托架结构与基阵架底部抵接；中部支撑部具有适配基阵架中部的结构，中部支撑部固定于底部支撑部，中部支撑部用于支撑基阵架中部，其中，中部支撑部包括至少两个宽承托，至少一个宽承托固定在第一边，至少一个宽承托固定在第二边，每个宽承托均与基阵架中部抵接；上部支撑部具有适配基阵架上部的结构，上部支撑部固定于底部支撑部，上部支撑部用于支撑基阵架上部，其中，上部支撑部包括至少两个保护结构，至少一个保护结构固定于第一边远离宽承托的一侧，至少一个保护结构固定于第二边远离宽承托的一侧，每个保护结构均与基阵架上部抵接；将共形水声设备基阵架工装放置在移动调整装置上，通过移动调整装置对齐共形水声设备基阵架工装中心线和船艏艉线；

在基阵架子组件上设置检测点；

将基阵架子组件吊装到共形水声设备基阵架工装上，调整基阵架子组件让检测点满足安装要求后合拢成基阵架；

通过移动调整装置运送共形水声设备基阵架工装进船舱并调整移动调整装置使检测点和船舱相应的刻线对齐；

安装隔振器到基阵架上；

安装基座，让基座与隔振器和船体结构同时连接；

通过移动调整装置让共形水声设备基阵架工装和基阵架脱离接触；

复测检测点是否满足安装要求，如不满足安装要求，则调整移动调整装置直到检测点满足安装要求；以及

拆除上部支撑部和中部支撑部，通过移动调整装置将共形水声设备基阵架工装运出船艏部区域。

11.根据权利要求10的共形水声设备基阵架安装定位方法，其特征在于，所述在基阵架子组件上设置检测点的步骤包括：

在基阵架子组件上法兰面外侧设置至少a1、a2、a3、a4和a5 5个检测点；以及

在基阵架子组件下法兰面内侧设置至少b1、b2和b3 3个检测点。

12.根据权利要求11的共形水声设备基阵架安装定位方法，其特征在于，所述将基阵架子组件吊装到共形水声设备基阵架工装上，调整基阵架子组件让检测点满足安装要求后合拢成基阵架的步骤包括：

测量检测点a1、a2、a3、a4、a5与基线之间的相对高度，保持相对高度偏差不超过±8mm；让检测点a4和a5相对船中线面对称，保持检测点a4、a5与船中线面的距离在3500.5±6mm的范围内；

让检测点b2和b3相对船中线面对称，保持检测点b2、b3与船中线面的距离在1700.7±6mm的范围内；以及

让检测点a1、b1位于船中线面上，保持检测点a1和b1的水平偏差为±5mm。

13.根据权利要求11的共形水声设备基阵架安装定位方法，其特征在于，所述通过移动调整装置运送共形水声设备基阵架工装进船舱并调整移动调整装置使检测点和船舱相应的刻线对齐的步骤包括：

调节移动调整装置，使检测点a4、a5和船舱相应肋位的刻线对齐，使检测点a1和b1分别与船中心线刻线对齐。

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