详情

原文传递一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯及测量方法

专利名称：	一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯及测量方法
摘要：	一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯及测量方法，斜梯主体通过铰接轴与运维船上的波浪补偿舷梯末端铰接，波浪补偿舷梯末端侧面通过伸缩缸与斜梯主体连接，斜梯主体上设置倾角传感器，铰接轴的位置即为测量点；斜梯主体的下端安装万向轮且两者之间的测力传感器反馈着地压力大小，万向轮的竖向转轴上串接转角传感器用于测量万向轮的方向角；万向轮的横向轮轴上安装脉冲编码器用于测量万向轮的滚动距离；上述测量器件的信号由测量控制系统的数据处理单元接收，数据处理单元还接受舷梯偏转角，数据处理单元实时计算得出测量点的空间位置变化，实时自动反馈波浪补偿舷梯末端位置，提升波浪补偿舷梯的控制效果，减少运维操作人员、提高登程安全性。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国船舶科学研究中心;深海技术科学太湖实验室
发明人：	孙强;朱建良
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-11T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311019818.3
公开号：	CN117022553A
代理机构：	无锡华源专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	杨民
分类号：	B63B27/14;B63B17/00;G01D21/02;B;G;B63;G01;B63B;G01D;B63B27;B63B17;G01D21;B63B27/14;B63B17/00;G01D21/02
申请人地址：	214082 江苏省无锡市滨湖区山水东路222号;
主权项：	1.一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：包括括斜梯主体(301)，所述斜梯主体(301)的上端下部设置铰接轴(303)，所述斜梯主体(301)通过所述铰接轴(303)与运维船上的波浪补偿舷梯(1)末端铰接，波浪补偿舷梯(1)末端侧面通过伸缩缸(304)与所述斜梯主体(301)的上端侧面连接，所述斜梯主体(301)的长度方向与铅垂线之间的角度为倾斜角(α)，所述斜梯主体(301)上设置用于实时检测所述倾斜角(α)的倾角传感器(306)，所述波浪补偿舷梯(1)的安装端与所述运维船连接，所述波浪补偿舷梯(1)具有伸缩功能和相对于所述运维船的俯仰和回转功能，所述铰接轴(303)的位置即为测量点(507)；所述斜梯主体(301)的下端安装万向轮(310)，所述万向轮(310)与待登程的平台(2)之间的接触压力为着地压力(403)，所述斜梯主体(301)的下端和所述万向轮(310)之间设置有测力传感器(305)，所述测力传感器(305)反馈着地压力(403)大小，所述万向轮(310)的竖向转轴上串接转角传感器(309)，所述转角传感器(309)用于测量万向轮(310)的方向角；所述万向轮(310)的横向轮轴上安装脉冲编码器(311)，所述脉冲编码器(311)用于测量万向轮(310)的滚动距离；还包括测量控制系统，所述测量控制系统包括接收并处理倾角传感器(306)、测力传感器(305)、转角传感器(309)和脉冲编码器(311)信号的数据处理单元(312)，所述数据处理单元(312)还接受来自所述运维船的舷梯偏转角(β)，所述数据处理单元(312)实时计算得出所述测量点(507)的空间位置变化。 2.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：设定所述伸缩缸(304)的初始伸长量为50％。 3.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：所述伸缩缸(304)的伸缩范围保证倾斜角(α)的变化范围为50°-60°。 4.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：所述测力传感器(305)为两分量形式，测力传感器(305)的一个分量为垂直于斜梯主体(301)的长度方向，测力传感器(305)的另一个分量为平行于斜梯主体(301)的长度方向。 5.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：所述数据处理单元(312)用于接收测力传感器(305)的信号，并控制所述伸缩缸(304)的伸长量；数据处理单元(312)用于接收倾斜角(α)和舷梯偏转角(β)数据，结合斜梯主体(301)的长度计算得到测量点(507)的空间方位；数据处理单元(312)用于处理转角传感器(309)和脉冲编码器(311)的数据，用于确定万向轮(310)的移动轨迹。 6.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：所述波浪补偿舷梯(1)末端的顶部和底部安装有摄像头，所述摄像头用于确认所述万向轮(310)在风机桩登程平台(2)上的接触点位置。 7.如权利要求1所述的一种用于舷梯末端空间位置测量的斜梯，其特征在于：所述万向轮(310)为防滑型。 8.一种利用权利要求1所述的用于舷梯末端空间位置测量的斜梯的测量方法，其特征在于：所述包括以下步骤：布放斜梯主体(301)启动测量功能：打开伸缩缸(304)的阀控组件(3122)，伸缩缸(304)伸长后斜梯主体(301)绕铰接轴(303)转动至布放状态，斜梯主体(301)在波浪补偿舷梯(1)的带动下使万向轮(310)向平台(2)中心位置移动至最佳安全位置(O)，万向轮(310)所在位置为原始参考点，测量点(507)的位置为最佳作业位置(P)，启动测量控制系统；建立测量空间坐标系：原始参考点为空间坐标系原点(50101)，斜梯主体(301)所在平面与平台(2)所在平面的交线为空间坐标系的X轴(50102)，空间坐标系的Y轴(50103)位于平台(2)所在平面且垂直于空间坐标系的X轴(50102)，空间坐标系的Z轴(502)通过空间坐标系原点(50101)且垂直于平台(2)；建立动态向量测量系统：在空间坐标系生成平面向量(505)、斜梯空间向量(506)和舷梯末端空间向(508)量，平面向量(505)代表万向轮(310)的位置变化，平面向量(505)起始端为空间坐标系原点(50101)，平面向量(505)的末端为万向轮(310)，转角传感器(309)和脉冲编码器(311)的实时测量数据拟合后得到实时的平面向量(505)；斜梯空间向量(506)代表斜梯主体(301)的实时位置，斜梯空间向量(506)的起始端为万向轮(310)，斜梯空间向量(506)的末端为测量点(507)，斜梯空间向量(506)的长度为斜梯主体(301)的长度，斜梯空间向量(506)与XOY平面的夹角为倾斜角(α)的余角，斜梯空间向量(506)与YOZ平面的夹角为舷梯偏转角(β)；舷梯末端空间向(508)量代表测量点(507)的位置变化，舷梯末端空间向(508)量的起始端为空间坐标系原点(50101)，舷梯末端空间向(508)量的末端为测量点(507)，舷梯末端空间向(508)量为平面向量(505)与斜梯空间向量(506)之和，舷梯末端空间向(508)量用于数据处理单元(312)确定测量点(507)的实时位置；测量点(507)的位置调整：数据处理单元(312)将测量点(507)的实时位置反馈给波浪补偿舷梯(1)的控制系统，通过调整波浪补偿舷梯(1)的伸缩长度、俯仰角和回转角，迫使测量点(507)不断接近或返回最佳作业位置(P)；着地压力(403)的实时调整：数据处理单元(312)检测测力传感器(305)的输出着地压力(403)，着地压力(403)的幅值小于着地压力下限，则控制斜梯伸缩缸(304)伸长，增加斜梯主体(301)的下压力度；着地压力(403)的幅值大于着地压力上限，则控制斜梯伸缩缸(304)收缩，减小斜梯主体(301)的下压力度。 9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于：布放斜梯主体(301)启动测量功能步骤中，启动测量控制系统时，首先启动测力传感器(305)、倾角传感器(306)、转角传感器(309)、脉冲编码器(311)以及数据处理单元(312)，测力传感器(305)获取着地压力(403)，然后数据处理单元(312)根据着地压力(403)的大小调整伸缩缸(304)的长度，使着地压力(403)的大小保持在合力范围内，万向轮(310)的转角传感器(309)、脉冲编码器(311)、舷梯偏转角(β)清零后启动测量功能，倾角传感器(306)实时测量斜梯主体(301)的倾斜角(α)。