CN200982914Y - 一种测量系泊船模运动的装置 - Google Patents

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孟祥玮
于宝海
郑宝友
陈汉宝
孙精石
周华兴
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Abstract

本实用新型涉及一种测量系泊船模运动的装置，包括上平台、下平台，上平台与岸边固接，下平台在船模的上方与船模固接，上平台固装六个带有收绳器的拉绳式位移传感器，拉绳式位移传感器通过信号线与数据采集与处理计算机相连，拉绳式位移传感器的拉绳穿过上平台上的拉绳孔与下平台铰接。本实用新型能够同时测量系泊船舶的六自由度运动量，克服了摄像测量不稳定的缺点，采用接触式测量；制作简单，测量精度高、操作简便。

Description

一种测量系泊船模运动的装置
技术领域
本实用新型涉及海船模型试验，特别是一种测量系泊船模运动的装置。
背景技术
系泊船舶在码头前沿的六自由度运动量是船舶耐波性研究的重要内容，对于码头结构设计、码头作业天数确定等具有重要意义。近年来随着我国港口事业发展，波浪模型试验中越来越重视船舶六自由度运动量的测量。船舶的六自由度运动量是指船舶在波浪作用下沿船上直角坐标系3轴的位移和绕3轴的转角。水工模型试验中，已有系泊船舶的六自由度运动量测量方法多种多样。主要有摄像测量技术、利用加速度传感器测量以及通过机械装置测量。摄像测量技术属于非接触测量，对船模运动干扰较小，但是测量系统受环境光线影响较大，导致测量精度有限；加速度传感器测量主要是测量船模的3个转角和3个运动加速度，再通过积分计算速度和位移，在计算位移时避免不了累计误差；机械装置测量有通过船模带动一套精密加工的运动系统进行测量的方法，精度较高，缺点是设备加工制作比较麻烦；拉绳式测量方法属于接触式测量，有资料显示，过去有人采用最多3根拉绳通过带动电位器或水位传感器测量船模沿3轴向位移，由于传感器和测量方法问题测量精度不高，并且不能测量角度。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种测量系泊船模运动的装置，能够同时测量系泊船舶的六自由度运动量，不受环境光线影响，没有累计误差，测量精度高。制作和使用都比较简单，成本低。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种测量系泊船模运动的装置，包括上平台、下平台，上平台与岸边固接，下平台在船模的上方与船模固接，上平台固装六个带有收绳器的拉绳式位移传感器，拉绳式位移传感器通过信号线与数据采集与处理计算机相连，拉绳式位移传感器的拉绳穿过上平台上的拉绳孔与下平台铰接。
所述的拉绳与下平台铰接处为六个孔，拉绳穿过后用螺栓固紧。
本实用新型具有的优点和积极效果是：能够同时测量系泊船舶的六自由度运动量，克服了摄像测量不稳定的缺点，采用接触式测量；制作简单，测量精度高、操作简便。
附图说明
图1为本实用新型一种测量系泊船模运动的装置的工作示意图；
图2为本实用新型一种测量系泊船模运动的装置的立体图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1，图中：3-拉绳位移传感器，包括31、32、33、34、35、36，详见图2，有电源线与电源连接，信号线与计算机连接；41-拉绳位移传感器的拉绳；42-数据采集与处理计算机；43-波浪中的船模；44-码头及岸模型；45-拉绳位移传感器信号线；46-拉绳位移传感器电源线；47-拉绳位移传感器电源；48-水及波浪。本实用新型利用六个拉绳位移传感器测量波浪模型试验中系泊船舶在码头前沿的六自由度运动量。拉绳位移传感器与岸边固定，位于船舶上方，六根拉绳从传感器拉出，固定于船身。船舶在风、浪、流作用下，发生六自由度运动，同时带动拉绳运动。拉绳位移传感器测量拉绳长度变化，传给信号处理计算机。计算机根据拉绳长度计算出船舶每时刻的姿态，以沿X、Y、Z轴的位移和绕X、Y、Z轴的转角形式表示。本实用新型主要用于海船模型试验。船舶六自由度运动量与六根绳子长度之间存在对应关系，可以证明在试验测量范围内这种关系是唯一的。当海船船模足够大(100kg以上)，而单个拉绳拉力不足0.2公斤，并且合力向上，可以忽略绳子对船模运动的影响。仪器测到的运动量，可以反映船模的真实运动。
请参见图2，图中：1-上平台，与岸边固接；31、32、33、34、35、36-拉绳式位移传感器，固定在上平台1，有电源线和信号线；11、12、13、14、15、16-拉绳孔，拉绳从孔口穿过与下平台2相连；2-下平台，与船模固接；21、22、23、24、25、26-拉绳与下平台铰接处，为6个孔，拉绳穿过以后用螺栓固紧。本实用新型一种测量系泊船模运动的装置，包括上平台1、下平台2，上平台1与岸边固接，下平台2在船模的上方与船模固接，上平台1固装六个带有收绳器的拉绳式位移传感器，拉绳式位移传感器通过信号线与数据采集与处理计算机相连，拉绳式位移传感器的拉绳穿过上平台上的拉绳孔与下平台铰接。所述的拉绳与下平台2铰接处为六个孔，拉绳穿过后用螺栓固紧。拉绳位移传感器的拉绳上面与岸固定，下面与船模连接。上面的传感器有收绳器，船模运动时，六根绳子永远处于拉直状态。已知上平台六个出绳孔相对于上平台的坐标，下平台六个铰接点相对于上平台的坐标，可以算出六根拉绳的的长度。已知六根拉绳的的长度以及下平台的初始位置，可以反算出下平台的新的位置。已知六个铰接点相对于船模重心的坐标，既可以求出船模重心相对于上平台的坐标以及船模姿态。本实用新型能够同时测量系泊船舶的六自由度运动量，采用接触式测量，克服了摄像测量不稳定的缺点，制作简单，测量精度高、操作简便。

Claims (2)

1、一种测量系泊船模运动的装置，其特征在于：该装置包括上平台(1)、下平台(2)，上平台(1)与岸边固接，下平台(2)在船模的上方与船模固接，上平台(1)固装六个带有收绳器的拉绳式位移传感器(3)，拉绳式位移传感器(3)通过信号线与数据采集与处理计算机相连，拉绳式位移传感器(3)的拉绳穿过上平台上的拉绳孔与下平台铰接。
2、根据权利要求1所述的一种测量系泊船模运动的装置，其特征在于：所述的拉绳与下平台铰接处为六个孔，拉绳穿过后用螺栓固紧。
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