CN116045809A - 应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法，其中装置包括一旋转构件、一伸缩杆、一第一基座平台和一第二基座平台；所述伸缩杆包括一固定杆和一活动杆；所述固定杆垂直固定于所述旋转构件上；所述第一基座平台连接于所述固定杆；所述第二基座平台连接于所述活动杆；所述旋转构件呈中空管状。本发明的一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法，可解决现有技术中，测量作业精度不高、测量结果受个人主观因素影响较大、测量效率低下的问题。

Description

应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法

技术领域

本发明涉及船舶尾管照光找中装置及方法技术领域，尤其涉及一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法。

背景技术

尾管是船舶轴系的主要结构件之一，主要起到支撑尾轴以及密封的作用。在轴系安装前，需进行尾管对中作业，以确保轴系可以准确穿过尾管，作业公差要求较高。

激光跟踪仪是一台以激光为测距手段配以反射标靶的仪器，它同时配有绕两个轴转动的测角机构，形成一个完整球坐标测量系统。可以用它来测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。

现有技术中，申请公布日为2019年04月02日，专利申请号为201811630602.X的中国专利，描述了一种船舶尾管的管心找中机构及找中方法。该发明设计了一种找中机构，包括调整圈，调节螺杆；调整圈径向设有调节螺杆和调节螺栓；调整圈内圆心处设有定心座；定心座设有固定轴；固定轴内设有转换轴；转换轴上布置靶架；靶架上设有百分表。使用时通过调节螺杆将调整圈布置在尾管内壁中，将靶架上的百分表顶针贴近尾管内壁，转动靶架，观察百分表读数变化，通过调节螺栓对定心座进行位置调整，最终靶架旋转一周，在尾管内壁上、下、左、右四个位置处百分表读数差值小于0.05mm时，即判定定心座中心即为尾管管心。

目前，上述找中机构和找中方法在船舶建造行业应用较为广泛，但仍存在着一些不足之处。主要包括：(1)作业精度不高，从测量原理上来说靶架旋转过程中，百分表的读数容易受尾管内壁平整度影响；(2)测量结果受个人主观因素影响较大，百分表的读数、调节圈的固定位置，调节螺栓的准确性都跟操作者的状态和工作经验紧密相连；(3)测量效率低下，上述找中方法在知道尾管内壁各处测量差值后，调节螺栓的调整全凭操作者经验，具体调节量无法准确获知，只能在调节后再次测量，如此反复操作，直到尾管找中完成。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置及方法，可解决现有技术中，测量作业精度不高、测量结果受个人主观因素影响较大、测量效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置，包括一旋转构件、一伸缩杆、一第一基座平台和一第二基座平台；所述伸缩杆包括一固定杆和一活动杆；所述固定杆垂直固定于所述旋转构件上；所述第一基座平台连接于所述固定杆；所述第二基座平台连接于所述活动杆；所述旋转构件呈中空管状。

优选地，所述伸缩杆还包括一弹簧；所述固定杆中空形成一安装腔体，所述活动杆的第一端设置于所述安装腔体内，所述安装腔体对所述活动杆的第一端限位；所述弹簧压设于所述活动杆的第一端与所述安装腔体内壁之间。

优选地，所述活动杆的第二端倒圆。

本发明的一种基于本发明所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法，包括步骤：

S1：在一尾管的开口端端部布置申请号为201811630602.X的船舶尾管的管心找中机构，并将所述应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置通过旋转构件安装于所述船舶尾管的管心找中机构的固定轴上替代所述船舶尾管的管心找中机构的转换轴、靶架和百分表；

S2：在所述第一基座平台和所述第二基座平台上分别磁吸固定一标靶基座，在所述第一基座平台的所述标靶基座上磁吸固定一第一反射标靶，在所述第二基座平台的所述标靶基座上磁吸固定一第二反射标靶；绕所述固定轴匀速转动所述伸缩杆，确认在转动过程中，所述标靶基座、所述第一反射标靶和第二反射标靶不出现松动和脱落的现象，同时所述伸缩杆端部与所述尾管内壁始终保持抵触；

S3：在合适位置放置一激光跟踪仪并开启，连接激光跟踪仪与一移动终端，确认在测量全程中所述第一反射标靶和第二反射标靶始终位于所述激光跟踪仪的视野范围内，且所述移动终端能够正常接收所述激光跟踪仪的测量数据；

S4：调整所述激光跟踪仪的激光发射头，使所述激光发射头发射的激光锁定在所述第一反射标靶上；

S5：缓慢转动所述伸缩杆一周，转动过程确保所述激光跟踪仪发射的激光能跟随所述第一反射标靶移动，如中途出现激光脱离所述第一反射标靶，则需重新进行当前步骤；

S6：调整所述激光跟踪仪的所述激光发射头，使所述激光发射头发射的激光锁定在所述第二反射标靶上；

S7：缓慢转动所述伸缩杆一周，转动过程确保所述激光跟踪仪发射的激光能跟随所述第二反射标靶移动，如中途出现激光脱离所述第二反射标靶，则需重新进行当前步骤；

S8：操作所述移动终端利用找中算法对两次测量数据进行拟合并找出所述第一反射标靶移动路径对应的第一圆心和所述第二反射标靶移动路径对应的第二圆心的距离得出相应的调整方案，并根据所述调整方案对所述船舶尾管的管心找中机构的调节螺杆进行调整。

优选地，所述移动终端装载所述找中算法。

优选地，所述找中算法包括一激光跟踪仪通信模块、一标靶位置测量模块，一中心计算模块和一调整方案推算模块；

所述激光跟踪仪通信模块用于连接所述移动终端与所述激光跟踪仪，确保两者间稳定的数据传输；

所述标靶位置测量模块用于控制所述激光跟踪仪对所述第一反射标靶和所述第二反射标靶进行定位、跟踪和测量，获取所述第一反射标靶和所述第二反射标靶的标靶位置数据并进行数据存储；

所述中心计算模块用于分析处理所述标靶位置数据，计算出所述第一圆心和所述第二圆心之间的距离；

所述调整方案推算模块用于基于所述中心计算模块的计算结果，分析后给出具体的所述调整方案。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

伸缩杆与旋转构件的配合，可实现伸缩杆抵触尾管内壁并通过旋转构件绕固定轴的旋转；第一基座平台和第二基座平台用于连接标靶基座，在伸缩杆旋转后，第一基座平台的路径为绕固定轴的圆，第二基座平台的路径为与尾管同心的圆；为计算两圆心的偏移量提供了硬件基础。本发明采用的找中装置和找中方法将现有技术中采用的百分表测量方式替换为激光跟踪仪测量并配备专用算法进行测量结果处理，提高了测量精度；将测量结果进行了精确地算法处理，极大地避免了个人主观因素对测量结果的影响；同时能够减少人工调整时间，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的侧视图；

图2为本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的正视图；

图3为本发明实施例的伸缩杆的结构示意图；

图4为本发明实施例的伸缩杆的截面图；

图5为本发明实施例的旋转构件的截面图；

图6为专利工装中替换上本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的正视图；

图7为专利工装中替换上本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的侧视图；

图8为本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的使用状态图；

图9为本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法的根据测量结果拟合推算圆心的示意图；

图10为本发明实施例的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图图1～图10，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1～图10，本发明实施例的一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置1，包括一旋转构件2、一伸缩杆3、一第一基座平台6和一第二基座平台7；伸缩杆3包括一固定杆4和一活动杆5；固定杆4垂直固定于旋转构件2上；第一基座平台6连接于固定杆4；第二基座平台7连接于活动杆5；旋转构件2呈中空管状。

伸缩杆3还包括一弹簧8；固定杆4中空形成一安装腔体，活动杆5的第一端设置于安装腔体内，安装腔体对活动杆5的第一端限位；弹簧8压设于活动杆5的第一端与安装腔体内壁之间。

活动杆5的第二端倒圆。

本发明的一种基于本发明的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置1的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法，包括步骤：

S1：在一尾管9的开口端端部布置申请号为201811630602.X的船舶尾管的管心找中机构10，并将应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置1通过旋转构件2安装于船舶尾管的管心找中机构10的固定轴上替代船舶尾管的管心找中机构10的转换轴、靶架和百分表；

S2：在第一基座平台6和第二基座平台7上分别磁吸固定一标靶基座，在第一基座平台6的标靶基座上磁吸固定一第一反射标靶13，在第二基座平台7的标靶基座上磁吸固定一第二反射标靶14；绕固定轴匀速转动伸缩杆3，确认在转动过程中，标靶基座、第一反射标靶13和第二反射标靶14不出现松动和脱落的现象，同时伸缩杆3端部与尾管9内壁始终保持抵触；

S3：在合适位置放置一激光跟踪仪11并开启，连接激光跟踪仪11与一移动终端12，确认在测量全程中第一反射标靶13和第二反射标靶14始终位于激光跟踪仪11的视野范围内，且移动终端12能够正常接收激光跟踪仪11的测量数据；

S4：调整激光跟踪仪11的激光发射头，使激光发射头发射的激光锁定在第一反射标靶13上；

S5：缓慢转动伸缩杆3一周，转动过程确保激光跟踪仪11发射的激光能跟随第一反射标靶13移动，如中途出现激光脱离第一反射标靶13，则需重新进行当前步骤；

S6：调整激光跟踪仪11的激光发射头，使激光发射头发射的激光锁定在第二反射标靶14上；

S7：缓慢转动伸缩杆3一周，转动过程确保激光跟踪仪11发射的激光能跟随第二反射标靶14移动，如中途出现激光脱离第二反射标靶14，则需重新进行当前步骤；

S8：操作移动终端12利用找中算法对两次测量数据进行拟合并找出第一反射标靶13移动路径对应的第一圆心15和第二反射标靶14移动路径对应的第二圆心16的距离得出相应的调整方案，并根据调整方案对船舶尾管的管心找中机构10的调节螺杆进行调整。

本实施例中，移动终端12采用单片机并装载找中算法。本发明移动终端12，除单片机外，还包括移动平板、手机、笔记本电脑等能够搭载找中算法的其他设备。

找中算法包括一激光跟踪仪通信模块、一标靶位置测量模块，一中心计算模块和一调整方案推算模块；

激光跟踪仪通信模块用于连接移动终端12与激光跟踪仪11，确保两者间稳定的数据传输；

标靶位置测量模块用于控制激光跟踪仪11对第一反射标靶13和第二反射标靶14进行定位、跟踪和测量，获取第一反射标靶13和第二反射标靶14的标靶位置数据并进行数据存储；

中心计算模块用于分析处理标靶位置数据，计算出第一圆心15和第二圆心16之间的距离；实际使用时，伸缩杆3绕固定轴旋转一周后，激光跟踪仪11可记录下一个反射标靶的移动路径数据，本发明中，第一反射标靶13移动路径为一个以固定轴中心为圆心的圆；第二反射标靶14移动路径为一个以尾管9内壁中心为圆心的圆；通过中心计算模块可以计算出第一反射标靶13和第二反射标靶14移动路径的圆心，从而得出第一圆心15和第二圆心16之间的距离。

调整方案推算模块用于基于中心计算模块的计算结果，分析后给出具体的调整方案。实际使用时，根据中心计算模块计算得出第一圆心15和第二圆心16之间的距离，分析给出船舶尾管的管心找中机构10中两个方向的调节螺杆具体的调整量。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置，其特征在于，包括一旋转构件(2)、一伸缩杆(3)、一第一基座平台(6)和一第二基座平台(7)；所述伸缩杆(3)包括一固定杆(4)和一活动杆(5)；所述固定杆(4)垂直固定于所述旋转构件(2)上；所述第一基座平台(6)连接于所述固定杆(4)；所述第二基座平台(7)连接于所述活动杆(5)；所述旋转构件(2)呈中空管状。

2.根据权利要求1所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置，其特征在于，所述伸缩杆(3)还包括一弹簧(8)；所述固定杆(4)中空形成一安装腔体，所述活动杆(5)的第一端设置于所述安装腔体内，所述安装腔体对所述活动杆(5)的第一端限位；所述弹簧(8)压设于所述活动杆(5)的第一端与所述安装腔体内壁之间。

3.根据权利要求2所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置，其特征在于，所述活动杆(5)的第二端倒圆。

4.一种基于权利要求3所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法，包括步骤：

S1：在一尾管(9)的开口端端部布置申请号为201811630602.X的船舶尾管的管心找中机构(10)，并将所述应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中装置(1)通过旋转构件(2)安装于所述船舶尾管的管心找中机构(10)的固定轴上替代所述船舶尾管的管心找中机构(10)的转换轴、靶架和百分表；

S2：在所述第一基座平台(6)和所述第二基座平台(7)上分别磁吸固定一标靶基座，在所述第一基座平台(6)的所述标靶基座上磁吸固定一第一反射标靶(13)，在所述第二基座平台(7)的所述标靶基座上磁吸固定一第二反射标靶(14)；绕所述固定轴匀速转动所述伸缩杆(3)，确认在转动过程中，所述标靶基座、所述第一反射标靶(13)和第二反射标靶(14)不出现松动和脱落的现象，同时所述伸缩杆(3)端部与所述尾管(9)内壁始终保持抵触；

S3：在合适位置放置一激光跟踪仪(11)并开启，连接激光跟踪仪(11)与一移动终端(12)，确认在测量全程中所述第一反射标靶(13)和第二反射标靶(14)始终位于所述激光跟踪仪(11)的视野范围内，且所述移动终端(12)能够正常接收所述激光跟踪仪(11)的测量数据；

S4：调整所述激光跟踪仪(11)的激光发射头，使所述激光发射头发射的激光锁定在所述第一反射标靶(13)上；

S5：缓慢转动所述伸缩杆(3)一周，转动过程确保所述激光跟踪仪(11)发射的激光能跟随所述第一反射标靶(13)移动，如中途出现激光脱离所述第一反射标靶(13)，则需重新进行当前步骤；

S6：调整所述激光跟踪仪(11)的所述激光发射头，使所述激光发射头发射的激光锁定在所述第二反射标靶(14)上；

S7：缓慢转动所述伸缩杆(3)一周，转动过程确保所述激光跟踪仪(11)发射的激光能跟随所述第二反射标靶(14)移动，如中途出现激光脱离所述第二反射标靶(14)，则需重新进行当前步骤；

S8：操作所述移动终端(12)利用找中算法对两次测量数据进行拟合并找出所述第一反射标靶(13)移动路径对应的第一圆心(15)和所述第二反射标靶(14)移动路径对应的第二圆心(16)的距离得出相应的调整方案，并根据所述调整方案对所述船舶尾管的管心找中机构(10)的调节螺杆进行调整。

5.根据权利要求4所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法，其特征在于，所述移动终端(12)装载所述找中算法。

6.根据权利要求5所述的应用激光跟踪仪的船舶尾管照光找中方法，其特征在于，所述找中算法包括一激光跟踪仪通信模块、一标靶位置测量模块，一中心计算模块和一调整方案推算模块；

所述激光跟踪仪通信模块用于连接所述移动终端(12)与所述激光跟踪仪(11)，确保两者间稳定的数据传输；

所述标靶位置测量模块用于控制所述激光跟踪仪(11)对所述第一反射标靶(13)和所述第二反射标靶(14)进行定位、跟踪和测量，获取所述第一反射标靶(13)和所述第二反射标靶(14)的标靶位置数据并进行数据存储；

所述中心计算模块用于分析处理所述标靶位置数据，计算出所述第一圆心(15)和所述第二圆心(16)之间的距离；

所述调整方案推算模块用于基于所述中心计算模块的计算结果，分析后给出具体的所述调整方案。

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