CN115507744A - 一种船用设备导轨精度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于导轨精度测量装置技术领域，具体涉及一种船用设备导轨精度测量装置，该测量装置包括连接于导轨的测量平台、连接于所述导轨且能够沿所述导轨移动的自行走小车以及连接于船舶主基准平台上的第一动态水平倾斜测量模块；所述测量平台包括平尺、第二动态水平倾斜测量模块以及三维坐标测量模块，所述平尺和所述第二动态水平倾斜测量模块的安装底面处于同一平面；所述自行走小车上设置有与所述三维坐标测量模块配合的激光靶球，用于反射所述三维坐标测量模块所发出的激光束。本发明有效解决了船舶位于船台、船坞内及水上三种状态下快速、准确的对导轨精度进行测量的技术难题。

Description

一种船用设备导轨精度测量装置
技术领域
本发明属于导轨精度测量装置技术领域，具体涉及一种船用设备导轨精度测量装置。
背景技术
为方便在船舶上装卸货物，通常会在船舶上安装一对具有竖直导轨的大型钢架结构。由于结构庞大，导轨精度只能在车间总装时采用专用测量仪器和测量工装靠人工进行测量和调整，确保精度控制在设计要求范围内。
但是，目前的测量方法存在以下缺点：
（1）费时费力，调试难度大，效率低；
（2）对环境条件及船体的姿态要求苛刻，即使在船台上测量也必须在晚上进行，以减少白天因太阳直射造成热胀冷缩而导致的导轨安装精度失真的现象；
（3）在船坞内船舶处于半坐墩状态时，由于对船体的姿态要求高，无法获得完整的测量数据；
（4）不具备在船舶航行状态下进行导轨方位和垂直精度测量的能力。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种船用设备导轨精度测量装置，连接在船舶主基准平台的第一动态水平倾斜测量模块与设置于测量平台的第二动态水平倾斜测量模块配合，确定一个测量基准平面；设置于测量平台的三维坐标测量模块与能够沿导轨移动的自行走小车上的激光靶球配合，确定待测导轨相对于测量基准平面的垂直精度和方位精度；该测量装置有效解决了船舶位于船台、船坞内及水上三种状态下快速、准确的对导轨精度进行测量的技术难题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种船用设备导轨精度测量装置，该测量装置包括连接于导轨的测量平台、连接于所述导轨且能够沿所述导轨移动的自行走小车以及连接于船舶主基准平台上的第一动态水平倾斜测量模块；
所述测量平台包括平尺、第二动态水平倾斜测量模块以及三维坐标测量模块，所述平尺和所述第二动态水平倾斜测量模块的安装底面处于同一平面；
所述自行走小车上设置有与所述三维坐标测量模块配合的激光靶球，用于反射所述三维坐标测量模块所发出的激光束。
优选地，所述测量平台还包括支撑框架，由第一支撑台、与所述第一支撑台平行的第二支撑台以及连接所述第一支撑台和所述第二支撑台的支腿组成；所述第二支撑台垂直连接于所述导轨；所述平尺和所述第二动态水平倾斜测量模块的安装底面处在所述第一支撑台远离所述第二支撑台的侧面。
优选地，所述第二支撑台上设置有缺口，所述缺口的位置与连接在所述第一支撑台靠近所述第二支撑台的侧面的所述三维坐标测量模块对应。
优选地，所述第一支撑台两端设置有把手。
优选地，所述自行走小车包括用于抵紧所述导轨的表面以表征所述导轨走向的测量块以及用于调节所述测量块位置的微调机构，所述激光靶球设置于所述测量块上。
优选地，所述微调机构包括第一滑轨以及滑动连接于所述第一滑轨且延伸方向与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述测量块滑动连接在所述第二滑轨上。
优选地，所述自行走小车还包括车架、连接于所述车架两端的磁轮组件以及设置于所述车架内部的旋转驱动模块，所述微调机构设置于所述车架上靠近所述测量平台的一侧。
优选地，所述磁轮组件包括与所述旋转驱动模块连接的主动磁轮以及从动磁轮。
优选地，所述自行走小车还包括设置于所述车架内的控制模块，用于控制所述微调机构和所述旋转驱动模块工作。
采用本发明技术方案的有益效果为：
本发明能够在船舶位于船台、船坞内及水上三种状态下快速、准确的对导轨精度进行测量，提高了导轨装配的精度、效率以及稳定性，显著减少人力物力投入。通过在测量平台上设置平尺和第二动态水平倾斜测量模块，与在船舶的主基准平台上设置的第一动态水平倾斜测量模块配合，可实时精密测量船舶两个不同位置处与大地水平面夹角的差值，进而确定一个测量基准平面，这就解除了目前只能在车间总装时人工测量导轨精度的限制；通过在测量平台设置三维坐标测量模块，与能够沿导轨移动的自行走小车上的激光靶球配合，通过移动自行走小车在导轨上的位置测量多个位置的坐标，确定待测导轨相对于基准平面的垂直精度和方位精度。
附图说明
图1为一种船用设备导轨精度测量装置的实施例工作状态示意图；
图2为图1中A向示意图；
图3为图1中B向示意图；
图4为一种船用设备导轨精度测量装置的实施例测量平台示意图；
图5为一种船用设备导轨精度测量装置的实施例自行走小车示意图；
图6为一种船用设备导轨精度测量装置的实施例微调机构示意图。
其中，图1-6中，1-测量平台，11-第一支撑台，111-把手，12-支脚，13-第二支撑台，131-缺口，14-三维坐标测量模块，15-第二动态水平倾斜测量模块，16-平尺，2-自行走小车，21-车架，22-测量块，23-激光靶球，24-微调机构，241-第一滑轨，242-第二滑轨，25-旋转驱动模块，26-控制模块，27-电池模块，28-从动磁轮，29-主动磁轮，3-导轨。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例，并不限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，
具体实施例如下：
实施例1，如图1-6所示，一种船用设备导轨精度测量装置，该测量装置包括测量平台1、自行走小车2以及第一动态水平倾斜测量模块（图中未示出）。
测量平台1在使用时连接在导轨3上。测量平台1包括平尺16、第二动态水平倾斜测量模块15以及三维坐标测量模块14。具体地，平尺16和第二动态水平倾斜测量模块15的安装底面处在同一平面上。
在本实施例中，平尺16设置有两个，两个平尺16平行设置，第二动态水平倾斜测量模块15处于两个平尺16之间。
在本实施例中，第一动态水平倾斜测量模块和第二动态水平倾斜测量模块15均采用基于惯性/卫星组合导航系统的测量设备。第一动态水平倾斜测量模块放置在待测船舶的主基准平台上，第二动态水平倾斜测量模块15通过测量平台1连接在导轨3上，可实时精密测量船舶两个不同位置处与大地水平面夹角的差值，用来确定一个测量基准平面。
在本实施例中，三维坐标测量模块14可以采用激光跟踪仪，能够集合激光测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等先进技术，对空间运动目标(靶球)进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
三维坐标测量模块14在测量平台1上能够360°旋转，实现坐标的确定。
自行走小车2可移动的连接在导轨3上，能够沿导轨3往复移动。自行走小车2上设置有激光靶球23，在自行走小车1沿导轨3移动时激光靶球23能够表征导轨3的实际走向。激光靶球23与测量平台1上的三维坐标测量模块14配合，用于反射三维坐标测量模块14所发出的激光束。
本实施例一种船用设备导轨精度测量装置在使用时，测量平台1连接在导轨3的顶端，通过安装底面处于同一平面的平尺16和第二动态水平倾斜测量模块15，配合第一动态水平倾斜测量模块，确定第二动态水平倾斜测量模块15在测量平台1上的安装底面相对于待测船舶主基准平台的位置关系。进而，通过测量平台1上的三维坐标测量模块14确定自身坐标系相对于待测船舶主基准平台的位置关系。三维坐标测量模块14利用自身发出的激光束搜寻自动行走小车2上的激光靶球23，从而获取激光靶球23相对于三维坐标测量模块14的位置关系，进而获取激光靶球23相对于待测船舶主基准平台的位置关系。自动行走小车2带动激光靶球23沿导轨3移动，便可以获取整个导轨3相对于待测船舶主基准平台的位置关系，进而得到导轨3相对于待测船舶主基准平台的安装精度。因此，对导轨3的精度检测不再局限于车间总装的过程中，还可以在船舶位于船台、船坞内及水上三种状态下快速、准确的对导轨3精度进行测量，提升导轨3装配的精度、效率以及稳定性，显著减少人力物力投入。
进一步地，测量平台1还包括由第一支撑台11、第二支撑台13以及支脚12组成的支撑框架。具体地，第一支撑台11与第二支撑台13上下平行设置，第一支撑台11和第二支撑台13之间通过支脚12连接，构成一个支撑平尺16、第二动态水平倾斜测量模块15以及三维坐标测量模块14的支撑框架。平尺16和第二动态水平倾斜测量模块15安装在第一支撑台11上，第二动态水平倾斜测量模块15处在第一支撑台11的中间位置，且安装底面与第一支撑台11的上侧面处于同一平面。在连接导轨3时，测量平台1通过第二支撑台13垂直连接在导轨3的顶端。
进一步地，三维坐标测量模块14安装在第一支撑台11的下侧面，并为了三维坐标测量模块14的激光束能够照向导轨3方向，在第二支撑台13上对应三维坐标测量模块14的位置设置有V型缺口131。
在其他实施例中，缺口可以采用圆形、方形等形状，以能够实现供激光束通过为准，其他结构在此不再赘述。
进一步地，在第一支撑台11的两端设置有把手111，方便使用者使用过程中移动、操作测量平台1。
进一步地，自行走小车2包括测量块22以及微调机构24。具体地，测量块22在检测导轨3时抵紧在导轨3上，进而能够表征导轨3的实际走向。测量块22连接在微调机构24上，通过微调机构24调整位置。激光靶球23连接在测量块22上，随着测量块22同步移动。
进一步地，微调机构24包括第一滑轨241以及第二滑轨242。具体地，第一滑轨241设置有平行的两个，第二滑轨242设置一个，第二滑轨242滑动连接在两个第一滑轨241上。第二滑轨242的延伸方向与第一滑轨241的延伸方向相互垂直。测量块22滑动连接在第二滑轨242上。基于此，能够实现在垂直的两个方向上调节测量块22的位置，进而便于调整测量块22抵紧导轨3。
进一步地，自行走小车2还包括车架21、磁轮组件以及旋转驱动模块25。具体地，车架21采用长方向的箱体结构。磁轮组件设置两个，分别处于车架21的两端。旋转驱动模块25设置于车架21内部，磁轮组件通过旋转驱动模块25驱动。自行走小车2通过磁轮组件磁力吸附在导轨3上，方便使用者将自行走小车2在导轨3上的连接。
在本实施例中，旋转驱动模块采用电机。
更具体地，微调机构24设置在车架21上，且处于车架21靠近测量平台1的一侧。
需要说明的是，磁轮组件选择强力磁铁，磁轮组件与吸附平面间的磁吸附力FB、支撑力FN（FB=FN）均很大，磁轮组件与吸附平面间的最大静摩擦力f大于重力（f=μFN＞G），依靠静摩擦力f使自行走装置吸附于平面上且不坠落。
在自行走小车2连接导轨3时，磁轮组件贴合在导轨3上，通过磁力吸附，旋转驱动模块启动并对磁轮组件施加力矩，力矩使磁轮组件不发生滚动，以保证自行走小车维持一定高度不变。
进一步地，磁轮组件包括主动磁轮29以及从动磁轮28，保证自行走小车2行走过程中的稳定性。主动磁轮29与处于车架21内的旋转驱动模块25连接。
进一步地，在自行走小车2的车架21内还设置有控制模块26以及电源模块27。电源模块27进行供电，通过控制模块26可以远程控制自行走小车2的移动。
在其他实施例中，在车架上设置步进电机，用于驱动微调机构对测量块位置的调节，并通过控制模块对步进电机控制，实现对自行走小车的全方位的远程控制，其他结构在此不再赘述。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，该测量装置包括连接于导轨的测量平台、连接于所述导轨且能够沿所述导轨移动的自行走小车以及连接于船舶主基准平台上的第一动态水平倾斜测量模块；
所述测量平台包括平尺、第二动态水平倾斜测量模块以及三维坐标测量模块，所述平尺和所述第二动态水平倾斜测量模块的安装底面处于同一平面；
所述自行走小车上设置有与所述三维坐标测量模块配合的激光靶球，用于反射所述三维坐标测量模块所发出的激光束。
2.根据权利要求1所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述测量平台还包括支撑框架，由第一支撑台、与所述第一支撑台平行的第二支撑台以及连接所述第一支撑台和所述第二支撑台的支腿组成；所述第二支撑台垂直连接于所述导轨；所述平尺和所述第二动态水平倾斜测量模块的安装底面处在所述第一支撑台远离所述第二支撑台的侧面。
3.根据权利要求2所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述第二支撑台上设置有缺口，所述缺口的位置与连接在所述第一支撑台靠近所述第二支撑台的侧面的所述三维坐标测量模块对应。
4.根据权利要求3所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述第一支撑台两端设置有把手。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述自行走小车包括用于抵紧所述导轨的表面以表征所述导轨走向的测量块以及用于调节所述测量块位置的微调机构，所述激光靶球设置于所述测量块上。
6.根据权利要求5所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述微调机构包括第一滑轨以及滑动连接于所述第一滑轨且延伸方向与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述测量块滑动连接在所述第二滑轨上。
7.根据权利要求6所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述自行走小车还包括车架、连接于所述车架两端的磁轮组件以及设置于所述车架内部的旋转驱动模块，所述微调机构设置于所述车架上靠近所述测量平台的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述磁轮组件包括与所述旋转驱动模块连接的主动磁轮以及从动磁轮。
9.根据权利要求8所述的一种船用设备导轨精度测量装置，其特征在于，所述自行走小车还包括设置于所述车架内的控制模块，用于控制所述微调机构和所述旋转驱动模块工作。
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