CN209326928U - 一种基于运动补偿的波浪测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶与海洋工程的检测技术领域的一种基于运动补偿的波浪测量装置，包括控制单元、测量单元、连接架，控制单元包括有计算机；测量单元包括测波雷达、定座、运动传感器、下支铰座、伸缩驱动元件、上支铰座；运动传感器安装在定座上，上支铰座至少设有三个且以定座的轴线为准环向均布；下支铰座至少设有三个且以定座的轴线为准周向均布；伸缩驱动元件至少设有三组且以定座的轴线为准环向均布，每一组有两个伸缩驱动元件，每一组的两个伸缩驱动元件上端与其中一个上支铰座铰接，每一组中两个伸缩驱动元件下端分别与邻近的两个下支铰座铰接。以抵消结构物摆动所致的测量误差，显著提高测波雷达的检测精确度。

Description

一种基于运动补偿的波浪测量装置

技术领域

本实用新型涉及船舶与海洋工程的检测技术领域，具体来说，是波浪测量装置。

背景技术

船舶与海洋工程实测技术在船舶与海洋工程技术领域中发挥着至关重要的作用，对海洋结构物的实时监测可以有效降海上作业风险，保障人员设备安全等。另外对于船舶与海洋工程的科研研究提供有利数据，促进科研进展。其中，对于海洋结构物周围波浪的测量是实测重要的组成部分。

目前，对波浪的测量操作是利用固定在结构物舷侧的测量机构来进行的，由于结构物本身受波浪、风等因素影响会产生摆动，使得测量机构也随着结构物一起进行摆动，导致测量机构测量出来的波浪参数与真实的波浪参数相比偏差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于运动补偿的波浪测量装置，以抵消结构物摆动所致的测量误差，显著提高测波雷达的检测精确度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于运动补偿的波浪测量装置，包括控制单元、处于结构物舷侧位置的测量单元，还包括固定安装在结构物舷侧的连接架，所述测量单元包括测波雷达，所述控制单元包括有计算机；

所述测量单元包括定座、运动传感器、下支铰座、伸缩驱动元件、上支铰座，所述定座固定安装在连接架上，所述定座为平置的圆台结构；

所述运动传感器安装在定座上，所述运动传感器与计算机连接，所述测波雷达处于定座的正下方位置；

所述上支铰座至少设有三个且以定座的轴线为准环向均布；

所述下支铰座至少设有三个且以定座的轴线为准周向均布，所述下支铰座的数量与上支铰座的数量相等；

所述伸缩驱动元件至少设有三组且以定座的中心轴线为准环向均布，每一组有两个伸缩驱动元件，每一组的两个伸缩驱动元件上端与其中一个上支铰座铰接，每一组中两个伸缩驱动元件下端分别与邻近的两个下支铰座铰接。

进一步地，所述上支铰座、下支铰座均设有三个，所述伸缩驱动元件的组数为三组。

进一步地，所有下支铰座和所有上支铰座在俯视方向上的投影以定座的中心轴线为准环向等角分布，且所有下支铰座环向排列所形成的虚拟圆直径小于所有上支铰座环向排列所形成的虚拟圆直径。

进一步地，所述运动传感器贴装在定座的下侧面。

进一步地，所述运动传感器贴装在定座的下侧面圆心位置。

进一步地，所述伸缩驱动元件设置为液压缸，所述控制单元包括液压系统，所述液压系统设置有与计算机连接的、用于控制液压系统运行的液压电控部，所述液压系统与所有伸缩驱动元件配套安装。

本实用新型的有益效果在于：能够利用运动传感器实时采集定座、结构物的运动信号，控制单元根据采集到的结构物运动信号驱使所有伸缩驱动元件进行相应的伸缩，以及时微调测波雷达，使得测波雷达在检测时的实际位置与结构物静止状态下测波雷达的位置相比偏差很小，以抵消结构物摆动所致的测量误差，形成良好的运动补偿效果，可以直接采集到真实的波浪参数。

附图说明

图1是本实用新型的立体示意图一。

图2是本实用新型的立体示意图二。

图3是本实用新型的立体示意图三。

图4是本实用新型的组装示意图。

图5是上支铰座、下支铰座、运动传感器在俯视方向上的投影位置示意图。

图6是本实用新型的电控关系示意图。

图7是本实用新型的液压系统布置简图。

图中，1连接架，2定座，3运动传感器，4测波雷达，5下支铰座，6伸缩驱动元件，7上支铰座，8结构物舷侧，9计算机，10液压系统，10a液压电控部，10b油泵，10c换向阀，10d溢流阀，10e油箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

结合图1-6所示，一种基于运动补偿的波浪测量装置，包括控制单元、处于结构物舷侧8位置的测量单元，还包括固定安装在结构物舷侧8的连接架1，测量单元包括测波雷达4，控制单元包括有计算机9。

上述测量单元包括定座2、运动传感器3、下支铰座5、伸缩驱动元件6、上支铰座7，定座2固定安装在连接架1上，定座2为平置的圆台结构，伸缩驱动元件6为液压缸。

上述运动传感器3安装在定座2的下侧面圆心位置，相当于运动传感器3安装在定座2的质心位置，检测精度可以得到保证，运动传感器3与计算机9连接，测波雷达4处于定座2的正下方位置。

上述上支铰座7设有三个且以定座2的轴线为准环向均布。

上述下支铰座5设有三个且以定座2的轴线为准周向均布。

上述伸缩驱动元件6设有三组且以定座2的中心轴线为准环向均布，每一组有两个伸缩驱动元件6，每一组的两个伸缩驱动元件6上端与其中一个上支铰座7铰接，每一组中两个伸缩驱动元件6下端分别与邻近的两个下支铰座5铰接，相当于每个下支铰座5与两个伸缩驱动元件6相铰接，使得测波雷达4的每一个下支铰座5能够同时受到两个伸缩驱动元件6的操控作用，增强了操控的稳定性。

所有下支铰座5和所有上支铰座7在俯视方向上的投影以定座2的中心轴线为准环向等角分布,且所有下支铰座5环向排列所形成的虚拟圆直径小于所有上支铰座7环向排列所形成的虚拟圆直径。这样布置可使得伸缩驱动元件6始终处于倾斜状态，由于伸缩驱动元件6设置为液压缸，使得伸缩驱动元件6的活塞杆所受的轴向载荷明显减轻，延长伸缩驱动元件6的使用寿命；而且由于三个上支铰座7以定座2的轴线为准环向均布，三个下支铰座5以定座2的轴线为准环向均布，所有下支铰座5和所有上支铰座7在俯视方向上的投影以定座2的中心轴线为准环向等角分布，因此，所有伸缩驱动元件6的铰接点也是以定座2的中心轴线为准环向等角分布，使得测波雷达4的受载作用点分布处于均匀状态，从而使得每个伸缩驱动元件6的伸缩动作处于良好的受控状态，以保证运动补偿的效果。

在检测波浪参数(比如波峰、波谷、频率)时，运动传感器3实时采集定座2、结构物的运动信号，控制单元的计算机9根据运动传感器3测得的数据进行处理，并输出相应的信号给液压电控部10a，以及时调控六个伸缩驱动元件6的伸缩量，以使得测波雷达4能够产生相应的位置变动，相当于测波雷达4在检测时的实际位置与结构物静止状态下测波雷达4的位置相比偏差很小，从而抵消结构物摆动所致的测量误差，形成良好的运动补偿效果。

结合图6-7所示，上述控制单元包括液压系统10，液压系统10设置有与计算机9连接的、用于控制液压系统10运行的液压电控部10a，液压系统10与所有伸缩驱动元件6配套安装。

上述液压系统10包括油泵10b、油箱10e，油泵10b的进油端接通油箱10e，液压系统10还包括六个与伸缩驱动元件6一一配套的换向阀10c，油泵10b、换向阀10c受液压电控部10a控制，油泵10b的出油端分六路分别通过六个换向阀10c通往六个伸缩驱动元件6的有杆腔，每个伸缩驱动元件6的出油管路均配置溢流阀10d，每个伸缩驱动元件6的出油管路依次通过溢流阀10d、换向阀10c后接向油箱10e。在控制伸缩驱动元件6的伸缩量之时，根据运动传感器3测得的定座2、结构物的运动信号，利用计算机9进行分析处理后输出控制信号给液压电控部10a，利用液压电控部10a调控六个换向阀10c的通路，也控制油泵10b的输出时长，从而达到控制六个伸缩驱动元件6的伸缩量的目的，考虑到伸缩驱动元件6为液压缸，荷载能力较高，能够很好地承载测波雷达4的重量。

以上是本实用新型的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于运动补偿的波浪测量装置，包括控制单元、处于结构物舷侧(8)位置的测量单元，其特征在于：还包括固定安装在结构物舷侧(8)的连接架(1)，所述测量单元包括测波雷达(4)，所述控制单元包括有计算机(9)；

所述测量单元包括定座(2)、运动传感器(3)、下支铰座(5)、伸缩驱动元件(6)、上支铰座(7)，所述定座(2)固定安装在连接架(1)上，所述定座(2)为平置的圆台结构；

所述运动传感器(3)安装在定座(2)上，所述运动传感器(3)与计算机(9)连接，所述测波雷达(4)处于定座(2)的正下方位置；

所述上支铰座(7)至少设有三个且以定座(2)的轴线为准环向均布；

所述下支铰座(5)至少设有三个且以定座(2)的轴线为准周向均布，所述下支铰座(5)的数量与上支铰座(7)的数量相等；

所述伸缩驱动元件(6)至少设有三组且以定座(2)的中心轴线为准环向均布，每一组有两个伸缩驱动元件(6)，每一组的两个伸缩驱动元件(6)上端与其中一个上支铰座(7)铰接，每一组中两个伸缩驱动元件(6)下端分别与邻近的两个下支铰座(5)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动补偿的波浪测量装置，其特征在于：所述上支铰座(7)、下支铰座(5)均设有三个，所述伸缩驱动元件(6)的组数为三组。

3.根据权利要求2所述的一种基于运动补偿的波浪测量装置，其特征在于：所有下支铰座(5)和所有上支铰座(7)在俯视方向上的投影以定座(2)的中心轴线为准环向等角分布，且所有下支铰座(5)环向排列所形成的虚拟圆直径小于所有上支铰座(7)环向排列所形成的虚拟圆直径。

4.根据权利要求1所述的一种基于运动补偿的波浪测量装置，其特征在于：所述运动传感器(3)贴装在定座(2)的下侧面。

5.根据权利要求4所述的一种基于运动补偿的波浪测量装置，其特征在于：所述运动传感器(3)贴装在定座(2)的下侧面圆心位置。

6.根据权利要求3所述的一种基于运动补偿的波浪测量装置，其特征在于：所述伸缩驱动元件(6)设置为液压缸，所述控制单元包括液压系统(10)，所述液压系统(10)设置有与计算机(9)连接的、用于控制液压系统(10)运行的液压电控部(10a)，所述液压系统(10)与所有伸缩驱动元件(6)配套安装。