CN218806434U - 一种船舶重心测量辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于船舶与海洋工程技术领域，具体地，涉及一种船舶重心测量辅助装置。船舶重心测量辅助装置包括：与船舶固定连接的固定机构；横梁，所述横梁的一端与所述固定机构连接，所述横梁的另一端延伸出船舶的范围；至少一个水箱，所述水箱可升降式设置在所述横梁的超出船舶的位置，其中，在所述水箱的上下两端分别设置有上阀门和下阀门，通过打开或者关闭上阀门和下阀门，控制所述水箱内的水量，进而控制所述水箱的重量。本实用新型能够快速对船舶施加向下的力，节省船舶倾斜试验所需要的时间，提高效率。

Description

一种船舶重心测量辅助装置

技术领域

本实用新型属于船舶与海洋工程技术领域，具体地，涉及一种船舶重心测量辅助装置。

背景技术

船舶或者移动式海洋平台在设计过程中设计的重量重心与船厂建造完成后的重量重心，往往存在偏差。船舶或者移动式海洋平台作为浮体，重量重心的精确确定对于航行安全至关重要，所以在船舶、海洋平台建造完工后，需要进行倾斜试验，以精确测定实际的重量重心。

倾斜试验的基本原理是利用船上物体的移动，对船舶不同位置施加向下的力，根据船舶的倾斜程度，测定出倾斜力矩和倾斜角度，然后根据有关公式计算出船舶的重心高度。

目前常规的倾斜试验方法是在船舶或者海洋平台上移动压铁，或者用泵移动压载水，根据移动的重量计算出移动力矩，利用船上安装的摆锤或U形管等仪器测定倾斜角度。这种方法存在很大的局限性，如果是采用压铁产生倾斜力矩的方式，这种方式需要使用大量的压铁，通常情况下，船厂的压铁储量不是很充足，无法根据需要即使拿出足够的压铁，而且在移动压铁的过程中，需要用吊机吊装到甲板内的设计位置，需要考虑到起重机在吊装过程中与船舶或者海洋平台上零部件的干涉问题，对起重机的位置要求很严，如果出现当前使用的起重机无法将压铁移动到船上的设计压铁位置的情况，试验将无法进行。而且很多船舶或者平台甲板上空场地少，经常无法满足倾斜试验需要的至少四处放置压铁的场地。

对于利用压载水产生力矩的方式，由于在测试的过程中需要多次调整各个位置的重量，所以需要多次使用压载泵对压载水进行输送。压载泵排量低，压载水传输很慢，极大的拖延了试验时间。特别是受压载舱泵的吸口高度影响，每次输送压载水舱内的舱底水总是无法彻底排除，残余的舱底水的精确测量非常困难，会对倾斜试验产生影响。此外，残余的舱底水还产生了自由液面，对重心高度的测量也有影响。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种船舶重心测量辅助装置，其能够快速对船舶施加向下的力，节省船舶倾斜试验所需要的时间，提高效率。

根据本实用新型，提供了一种船舶重心测量辅助装置，包括：

与船舶固定连接的固定机构；

横梁，所述横梁的一端与所述固定机构连接，所述横梁的另一端延伸出船舶的范围；

至少一个水箱，所述水箱可升降式设置在所述横梁的超出船舶的位置，其中，

在所述水箱的上下两端分别设置有上阀门和下阀门，通过打开或者关闭上阀门和下阀门，控制所述水箱内的水量，进而控制所述水箱的重量。

在一个具体的实施例中，在所述横梁上设置有多个定滑轮，在所述船舶上设置有电机，所述电机的输出轴通过绳索绕过所述定滑轮并与所述水箱连接。

在一个具体的实施例中，所述船舶重心测量辅助装置还包括支撑架，所述绳索通过所述支撑架与所述水箱连接，在所述支撑架上设置有至少一个用于固定所述水箱的固定卡。

在一个具体的实施例中，多个所述水箱分排设置在所述支撑架上，相邻两排所述水箱之间设置有人工通道，工作人员可以直接从船舶走到人工通道上。

在一个具体的实施例中，多个所述定滑轮沿着横梁的延伸方向依次设置，所述绳索绕过第一个定滑轮，并在后续多个定滑轮处分别设置分支，连接所述支撑架。

在一个具体的实施例中，所述固定机构包括固定底座和固定立柱，所述固定底座固定设置在所述船舶上，所述固定立柱的一端与所述固定底座固定连接，所述固定立柱的另一端与所述横梁连接。

在一个具体的实施例中，所述固定立柱与所述船舶之间通过钢丝绳加固。

在一个具体的实施例中，所述固定机构还包括用于支撑所述横梁的支撑柱，所述支撑柱位于所述固定立柱和所述水箱之间，通过钢丝绳与所述船舶的栏杆固定连接。

在一个具体的实施例中，所述横梁为可伸缩结构。

在一个具体的实施例中，在船舶上设置有至少四个所述船舶重心测量辅助装置，所述船舶重心测量辅助装置分别设置在所述船舶的船首左右两侧和船尾左右两侧。

与现有技术相比，本申请的优点如下。

本实用新型安装到船舶或者海洋平台上之后，能够通过水箱的升降以及水箱上的上阀门和下阀门的开闭，调整作用在船舶或者海洋平台上的压力。当需要加大重量时，将水箱的上、下阀门打开，并且使水箱下移，移动至海面之下灌满水之后，关闭水箱的上、下阀门，并使水箱向上移出水面，此时水箱内水的重量即为施加在船舶对应位置的压力。需要减小水箱重量时，打开下阀门排水即可。整个过程相比于现有的使用起重机移动压铁和使用泵移动压载水的方法，能够节省大量的操作时间。并且，由于水箱延伸出船舶至海面的上方，因此不需要太多的空间。此外，水箱内的水只通过水箱的上下移动以及上、下阀门的开关就能够装填和排放，相比于使用泵移动压载水的方式，速度更快，而且排水方便，能够将水箱内的水彻底排净。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的船舶重心测量辅助装置的一种实施例的示意图；

图2显示了根据本实用新型的船舶重心测量辅助装置的俯视结构示意图；

图3显示了根据本实用新型的船舶重心测量辅助装置在船舶上安装位置的示意图。

图中：1、固定机构；2、钢丝绳；3、栏杆；4、固定立柱；5、电机；6、横梁；7、固定底座；8、定滑轮；9、支撑架；10、固定卡；11、水箱；12、下阀门；13、上阀门；14、人工通道；15、支撑柱；20、船舶主体；100、船舶重心测量辅助装置。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等均是针对所参照的附图而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

本实用新型中的船舶包括海洋平台等具有漂浮载人功能的设备。

图1显示了根据本实用新型的船舶重心测量辅助装置100的结构。如图1所示，船舶重心测量辅助装置100包括固定机构1、横梁6和至少一个水箱11。其中，固定机构1固定设置在船舶主体20的上部。横梁6设置在固定机构1的顶部，并且横梁6的一端延伸出船舶主体20至海面的上方。水箱11通过可升降的方式设置在横梁6上，位于横梁6的延伸出船舶主体20的位置。通过这种设置，使水箱11下降之后能够沉浸到海面之下。在水箱11的上下两端分别设置有上阀门13和下阀门12，水箱11在下降的时候，上阀门13和下阀门12打开，从而使水箱浸入海面之后，海水能够自动进入水箱11内，实现水箱11的自动灌水，不需要额外使用水泵对海水进行泵送，节省能源。此外，通过这种方式向水箱11内灌水，速度比水泵更快，从而节省大量时间。而且，由于下阀门12设置在水箱11的底部，当需要将水箱11内的水排放干净时，只需要将下阀门12打开，水箱11内的海水就能够自动排出。这种排水方式同样不需要使用水泵，而且排放速度比使用水泵快。

当水箱11内灌水之后，水箱11的重量以及其他附属零件的重量就能够看做是作用在船舶主体上的向下的压力，通过控制水箱11内的水的含量，就能够控制作用在船舶主体上的压力。

在一个具体的实施例中，水箱11的升降通过电机5、定滑轮8和绳索完成。具体地，电机5固定设置在船舶主体20上，至少两个定滑轮8沿着横梁6依次设置，其中一个定滑轮8设置在电机5的上方，其余定滑轮8设置在水箱11的上方，绳索的一端通过缠绕轮(图中未示出)设置在电机5的输出轴上，绳索的另一端向上从电机5上方的定滑轮8的左部绕过，并向右延伸至水箱11上方的定滑轮8，然后向下与水箱11连接。通过这种设置，电机5的输出轴转动之后，可以通过缠绕或者放开绳索的方式，使水箱11执行上升或者下降的动作。

根据本实用新型，船舶重心测量辅助装置100还包括支撑架9，绳索通过支撑架9与水箱11连接，即，水箱11固定设置在支撑架9上，支撑架9再与绳索连接。在支撑架9的底部设置有至少一个用于固定水箱11的固定卡10。固定卡10的具体结构为现有技术，不是本实用新型的技术要点，在此不再赘述。通过设置这种设置，能够调整支撑架9上的水箱11的数量，从而控制船舶重心测量辅助装置100的最大重量。

根据本实用新型，在向水箱11内灌水的过程中，也可以只打开上阀门13，水箱11跟随支撑架9完全浸入海水内后，海水从上阀门13进入水箱11。

如图2所示，多个水箱11分排设置在支撑架9上，在本实施例中，设置有三排水箱，相邻两排水箱11之间设置有人工通道14，人工通道14的一端指向船舶主体20，即从图1中看，人工通道14是沿左右方向设置，工作人员可以直接从船舶走到人工通道14上，便于与水箱11以及上阀门13和下阀门12进行检修、调整。

根据本实用新型，支撑架9为框架结构，支撑架9和水箱11形成的整体结构密度大于海水，能够沉入海水中。

在一个具体的实施例中，上阀门13和下阀门12可以采用密闭塞封闭的机构构造成手动开关，也可以构造成电控自动开关。其具体结构不是本实用新型的技术要点，通过上阀门13和下阀门12能够开启或者关闭水箱11，从而控制海水进入、排出水箱11即可。

根据本实用新型，如图1所示，在本实施例中设置有四个定滑轮8，四个定滑轮8沿着横梁6的延伸方向依次设置，最左侧的定滑轮8位于电机5的上方，其余三个定滑轮8位于支撑架9的上方，绳索的一端与电机5的输出轴连接，绳索的另一端绕过第一个定滑轮8，并在后续三个定滑轮8的右侧处分别设置分支，这些分支均与支撑架9的上部连接。通过对支撑架9的上部多个点位使用绳索连接，能够使支撑架9在上升或者下降的过程中保持平稳。

在一个具体的实施例中，固定机构1包括固定底座7和固定立柱4。固定底座7的横截面尺寸大于固定立柱4的横截面尺寸，固定底座7固定设置在船舶主体20上，固定立柱4的下端与固定底座7固定连接，固定立柱4的上端与横梁6固定连接。通过这种设置，当水箱11灌满水并从海水中升起之后，船舶重心测量辅助装置100的重量通过固定机构1作用到船舶主体20上。

在一个优选的实施例中，固定立柱4与船舶主体20之间通过钢丝绳2进行加固。固定机构1还包括用于支撑横梁6的支撑柱15，支撑柱15位于固定立柱4和水箱11之间，并通过钢丝绳2与船舶主体20的栏杆3固定连接。支撑柱15的下端与船舶主体20连接，上端与横梁6连接，从而使船舶重心测量辅助装置100更加牢固。

在一个优选的实施例中，横梁6为可伸缩结构，其具体结构为现有技术，不是本实用新型的技术要点，在此不再赘述。横梁6在进行伸缩的过程中，能够带动右侧三个定滑轮8一起移动，从而带动支撑架9移动。通过这种设置，可以通过调节支撑架9与固定机构1之间的距离，适用于不同大小的船舶。此外，通过横梁6的伸缩，能够调整力臂的长短。

根据本实用新型，在测试的过程中，需要在船舶上设置有至少四个船舶重心测量辅助装置100。如图3所示，船舶重心测量辅助装置100分别设置在船舶主体20的船首左右两侧和船尾左右两侧。根据本实用新型的一个具体的实施例，提供了一种倾斜试验的方法，包括如下步骤。以下将图3上部称为“首部”，将图3所示的下部称为“尾部”。

1)在倾斜试验前，先根据有关试验公式(有关试验公式为现有技术)计算出试验所需最小倾角(1度-2度)时的倾斜力矩，按支撑架9的位置计算得到横梁6需要延伸的长度以及单个水箱的容积和水箱的数量。

2)取出四套船舶重心测量辅助装置100，按照图3所示位置，放在船舶主体20上选取好的四处舷侧位置(首尾部区域的左右舷各一套)，并将船舶重心测量辅助装置100组装。

3)船舶重心测量辅助装置100全部组装完毕之后，打开上阀门13，启动电机5，通过定滑轮8和绳索使支撑架9及水箱11降落到水中直到全部浸入，待水箱灌满水之后，控制电机5反转，使支撑架9和水箱11到水面以上，关闭上阀门13。试验用的船舶重心测量辅助装置100的水箱11都装满时，U形管或者摆锤读数，倾斜试验开始。

4)尾部左舷的水箱11的水通过打开下阀门12放掉，这时对试验用的U形管或者摆锤进行读数。然后首部左舷同样放掉水箱11的水，这时再进行读数。读完数后，电动降下首部、尾部左舷的支撑架9到水中，水箱11灌满水后升起再密闭。

5)按上步的工序，依次放掉尾部右舷水箱11的水，读数，再放掉首部右舷水箱11的水，再读数。然后电动降下尾部左舷、右舷的支撑架9到水中，水箱11灌满水后升起再密闭，再次读数。至此完成了一个循环。

6)第二循环：按照步骤4和步骤5再次进行试验，先放掉尾部右舷的水，读数；再放掉首部右舷的水，读数。电动降下首尾部右舷支撑架9，按以上步骤灌水升起。再放掉尾部左舷的水，读数；再放掉首部左舷的水，读数。电动降下首尾部左舷支撑架9，按以上步骤灌水升起，读数。

至此，倾斜试验完成。通过两个循环，八个灌排水的步骤，读取了试验所需的倾角变化数据。之后可以根据水箱11内水的总重量及每组水箱11和支撑架9整体的中心距离船的距离计算出的倾斜力臂得出倾斜力矩。然后根据有关公式计算出船舶重心高度。这些计算过程不是本实用新型的技术要点，在此不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶重心测量辅助装置，其特征在于，包括：

与船舶固定连接的固定机构(1)；

横梁(6)，所述横梁(6)的一端与所述固定机构(1)连接，所述横梁(6)的另一端延伸出船舶的范围；

至少一个水箱(11)，所述水箱(11)可升降式设置在所述横梁(6)的超出船舶的位置，其中，

在所述水箱(11)的上下两端分别设置有上阀门(13)和下阀门(12)，通过打开或者关闭上阀门(13)和下阀门(12)，控制所述水箱(11)内的水量，进而控制所述水箱(11)的重量。

2.根据权利要求1所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，在所述横梁(6)上设置有多个定滑轮(8)，在所述船舶上设置有电机(5)，所述电机(5)的输出轴通过绳索绕过所述定滑轮(8)并与所述水箱(11)连接。

3.根据权利要求2所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，所述船舶重心测量辅助装置还包括支撑架(9)，所述绳索通过所述支撑架(9)与所述水箱(11)连接，在所述支撑架(9)上设置有至少一个用于固定所述水箱(11)的固定卡(10)。

4.根据权利要求3所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，多个所述水箱(11)分排设置在所述支撑架(9)上，相邻两排所述水箱(11)之间设置有人工通道(14)，工作人员可以直接从船舶走到人工通道(14)上。

5.根据权利要求3所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，多个所述定滑轮(8)沿着横梁(6)的延伸方向依次设置，所述绳索绕过第一个定滑轮(8)，并在后续多个定滑轮(8)处分别设置分支，连接所述支撑架(9)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，所述固定机构(1)包括固定底座(7)和固定立柱(4)，所述固定底座(7)固定设置在所述船舶上，所述固定立柱(4)的一端与所述固定底座(7)固定连接，所述固定立柱(4)的另一端与所述横梁(6)连接。

7.根据权利要求6所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，所述固定立柱(4)与所述船舶之间通过钢丝绳加固。

8.根据权利要求7所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，所述固定机构(1)还包括用于支撑所述横梁(6)的支撑柱(15)，所述支撑柱(15)位于所述固定立柱(4)和所述水箱(11)之间，通过钢丝绳与所述船舶的栏杆固定连接。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，所述横梁(6)为可伸缩结构。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶重心测量辅助装置，其特征在于，在船舶上设置有至少四个所述船舶重心测量辅助装置，所述船舶重心测量辅助装置分别设置在所述船舶的船首左右两侧和船尾左右两侧。

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