一种船用薄板大尺度变形量检测装置

1.本实用新型涉及一种检测装置，尤其是涉及一种船用薄板大尺度变形量检测装置。


背景技术：

2.随着科学技术的日益进步，船体的发展业越来越好，智能化技术普及率也越来越高，我国所用薄板船型，如邮轮、汽车滚装船、客滚船等，在焊接过程中会出现薄板有很大变形量的情况，在以往的船体薄板变形量检测中，都会用到人工以及采用水平尺和卷尺等进行测量。这些传统的方法消耗大量的人力物力，花大量的时间成本在上面，不仅效率较低，而且测量误差也比较大。在目前薄板的大尺度变形量检测方法中，并没有一项技术实现完全智能化。
3.专利cn202122608670.x公开了一种船舶甲板平整度检测装置，装置调节至水平位置后，使得伸缩连接杆的下端在重力作用下自然下伸，并且依靠滑轮支撑在待检测的甲板上，然后沿着连接导轨横移伸缩连接杆，伸缩连接杆下端则依靠滑轮沿着甲板移动，当滑轮接触到凹凸不平的甲板位置处时，则直接导致伸缩连接杆发生伸缩运动，即可通过观察伸缩连接杆的伸缩而确定当前位置为不平整位置，并且提示反馈机构同样自动产生反馈，方便提示使用者。但是，此装置仅仅解决的是薄板变形的相对量的大概检测，而且是实时发出提示，需要实时接收检测器所发出的提示去维修，不符合高精度化发展，无法能更好地节省人力。
4.专利cn202021502258.9公开了船舶甲板材平整度检验装置，包括对称设置的检验台，所述的检验台的底部设有支撑架，对称设置的检验台上设有限位滑槽、调节台，调节台之间设有多个输送辊，限位滑槽上设有检测结构。该技术方案解决的只是在船舶薄板焊接前的平整度检测，但是大部分的安全隐患都发生在薄板焊接完成后产生大变形之后造成的，各种板材之间也会产生高度差，该技术方案不能检测出薄板在焊接之后产生的变形量的检测。


技术实现要素：

5.实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种船用薄板大尺度变形量检测装置，提高测量精度，实现全自动化，降低时间成本和人工成本，避免造成更大的经济损失以及能更早的消除安全隐患，避免事故的发生。并提供了其检测方法。
6.技术方案：一种船用薄板大尺度变形量检测装置，包括上位机，还包括小车、智能探头、智能标记器、中间分析系统、竖直方向位置检测器，智能探头浮动安装于小车底部，智能标记器在智能探头一侧安装于小车上，中间分析系统安装于小车上部，小车的驱动系统、智能标记器分别与中间分析系统信号连接，小车在薄板上行走，竖直方向位置检测器与小车间隔设置并与其在同一水平面上，智能探头与薄板表面贴合，智能探头与竖直方向位置检测器信号连接，竖直方向位置检测器连接上位机。
7.进一步的，本装置还包括弹性杆，弹性杆竖直安装于小车上，其底端安装智能探头，智能探头包括光线发射器、智能触头，光线发射器与竖直方向位置检测器信号连接，智能触头与薄板表面贴合。弹性杆使得智能探头在竖向的位置可以有一个浮动范围，保证在经过凹凸不平的板面时不会产生干涉。
8.中间分析系统包括接收系统和输出系统，接收系统包括接收竖直方向位置检测器发出的竖直方向位置监测数据，并将接收到的数据和起初设定的薄板变形量的阈值的对比，通过对比分析，若薄板的变形量超出所设定的阈值范围，则中间分析系统会输出信号，输出信号端连接智能标记器，来实时标记薄板的变形情况。
9.最佳的，本装置还包括磁铁轮，磁铁轮安装于智能探头的相对两侧并与薄板表面接触。
10.信号触头在接触薄板的同时发射出平行光线以方便竖直位置检测器检测，并连接有橡胶的磁铁轮，磁块轮是为了方便吸附在薄板上减小误差，而且较小的磁力即可满足需求。
11.进一步的，本装置还包括倾角传感器，倾角传感器安装于小车上部并与上位机信号连接。
12.当薄板的变形量较大，引起薄板的倾角发生变化时，和上位机相连接的倾角传感器发出信号，检测出实时的倾角变化，根据倾角的倾斜角度的不同，上位机根据光线发出端的光线发出位置判定向哪边倾斜，再用公式计算实际形变量之后再将位置信息发送给中间分析系统和设定阈值进行对比。
13.进一步的，竖直方向位置检测器包括光敏电阻、光栅板、信号插头、位置信息发出端，光栅板竖直放置，其上沿竖向依次间隔连接有多个光敏电阻，光栅板通过信号插头连接上位机，光栅板上设有位置信息发出端，光敏电阻与智能探头信号连接，位置信息发出端与中间分析系统信号连接。
14.竖直方向位置检测器光敏电阻接收智能探头的信号探测实时位置，输出系统分为两部分，第一部分是将监测到的数据通过位置信息发出端发送给中间分析系统用于和设定阈值对比，第二部分用于将所测数据发送到上位机，上位机自动绘制薄板的变形量。
15.最佳的，智能标记器为激光打印装置。
16.最佳的，中间分析系统为plc或单片机。
17.一种上述的船用薄板大尺度变形量检测装置的检测方法，包括以下步骤：
18.步骤一：将小车放入舱室中，并放置竖直方向位置检测器，使两者在同一平面上；
19.步骤二：智能探头与地面贴合，小车开启并开始移动，竖直方向位置检测器与智能探头实时通信；
20.步骤三：当智能探头接触到不平整的地面时，竖直方向位置检测器接收到信号，并将数据发送个中间分析系统，中间分析系统发出指令暂停小车移动，中间分析系统将接收到的数据和初始设定的薄板变形量的阈值对比，若在阈值范围内，则发出指令重新启动小车，反之进入步骤四；
21.步骤四：中间分析系统将接收到的数据和初始设定的薄板变形量的阈值对比，分析出薄板的变形量超出所设定的阈值范围，中间分析系统启动智能标记器，智能标记器对该处地面进行标记后，重新启动小车继续移动；
22.步骤五：小车继续移动并重复步骤三或步骤四，直至走完整个舱室后停止。
23.有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型通过采用智能检测薄板的大尺度变形量，并将变形量传递给中间分析系统和所设定阈值对比，进行分析后超过阈值则进行物理标记，而且竖直方向位置检测器会将变形量传输给上位机，上位机再智能绘制薄板的变形量图。这样不仅方便工作人员实时查看薄板的变形量，再去通知检修人员及时进行检修，而且提高检测精度，降低人工成本，降低安全隐患。
附图说明
24.图1为本实用新型的方法流程图；
25.图2为本实用新型的结构示意图；
26.图3为小车遇到薄板变形角度较大时的示意图；
27.图4为竖直方向位置检测器的局部放大图；
28.图5为竖直方向位置检测器的左视图；
29.图6为小车的内部结构示意图；
30.图7为智能探头的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
32.一种船用薄板大尺度变形量检测装置，包括上位机，如图2～7所示，还包括小车、智能探头1、弹性杆2、磁铁轮3、智能标记器4、中间分析系统5、竖直方向位置检测器、倾角传感器10。
33.小车在薄板上行走，竖直方向位置检测器与小车间隔设置并与其在同一水平面上，智能探头1通过弹性杆2浮动安装于小车底部，智能探头1包括光线发射器101、智能触头102，智能触头102与薄板表面贴合，光线发射器101与竖直方向位置检测器信号连接，磁铁轮3安装于智能探头1的相对两侧并与薄板表面接触。
34.智能标记器4在智能探头1一侧安装于小车上，智能标记器4为激光打印装置或者其他具有自动印章功能的机器，中间分析系统5安装于小车上部，中间分析系统5为plc或单片机，小车的驱动系统、智能标记器4分别与中间分析系统5信号连接，智能探头1与薄板表面贴合，智能探头1与竖直方向位置检测器信号连接，竖直方向位置检测器连接上位机，倾角传感器10安装于小车上部并与上位机信号连接。
35.竖直方向位置检测器包括光敏电阻6、光栅板7、信号插头8、位置信息发出端9，光栅板7竖直放置，其上沿竖向依次间隔连接有多个光敏电阻6，光栅板7通过信号插头8连接上位机，光栅板7上设有位置信息发出端9，光敏电阻6与智能探头1信号连接，位置信息发出端9与中间分析系统5信号连接。
36.当小车行走在变形的薄板上面时，智能探头接触到变形板时，此时光线发射器会发射出光线，光敏电阻由于光栅的隔开只会接收到少部分平行光线，竖直方向位置检测器读出在此刻竖直方向的位置，考虑到薄板变形量大的情况会产生角度，如图3所示，当小车在斜坡上时，此时倾角传感器检测出此时的倾斜角度，竖直方向位置检测器收到光线信息
之后，通过角度和水平距离，利用余弦定理可以反算出来ac的长度，此时再根据倾斜的情况，竖直方向位置检测器将检测到的数据加上或者减去ac即为此时真实的位置信息(其中
①
为加上ac，
②
为减去ac，a为光线发出端，b为光线接收端)，并将位置信息通过位置信息发出端以信息形式发射给中间分析系统，接收到信息后，中间分析系统再将所收到的位置信息通过预先设定的阈值进行对比，若超出所设阈值，则发出指令，智能标记器进行工作，在此位置画三角形，若在阈值内，则此装置不工作，信号插头连接上位机，传递给上位机信息使其进行薄板位置变形图的智能绘制。
37.上述的船用薄板大尺度变形量检测装置的检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
38.步骤一：将小车放入舱室中，并放置竖直方向位置检测器，使两者在同一平面上；
39.步骤二：智能触头102与地面贴合，小车开启并开始移动，竖直方向位置检测器与光线发射器101实时通信；
40.步骤三：当智能探头1接触到不平整的地面时，竖直方向位置检测器接收到信号，并将数据发送个中间分析系统5，中间分析系统5发出指令暂停小车移动，中间分析系统5将接收到的数据和初始设定的薄板变形量的阈值对比，若在阈值范围内，则发出指令重新启动小车，反正进入步骤四；
41.步骤四：中间分析系统5将接收到的数据和初始设定的薄板变形量的阈值对比，分析出薄板的变形量超出所设定的阈值范围，中间分析系统5启动智能标记器4，智能标记器4对该处地面进行标记后，重新启动小车继续移动；
42.步骤五：小车继续移动并重复步骤三或步骤四，直至走完整个舱室后停止。
43.另外，考虑到智能标记器与智能探头之间具有一定间距，在进行加工矫平时，会以两者之间的连线为基准，在包含这两点的一个范围内进行矫平作业。
44.本装置适用于船体在隔绝各种信号的复杂环境下，利用视觉信标实现小车的路径规划，使小车在船体中实现自动寻迹检测薄板的变形量，通过物理方法测量薄板的绝对位置或者在有倾角时通过计算来确定此时薄板的绝对位置来进行薄板变形量的绘制，并且在变形量超过所设定的安全阈值之后会进行标记，不仅提高了测量精度，实现了全自动化，降低时间成本和人工成本，再加上进行物理标记方便提醒工作人员前来检修，避免造成更大的经济损失以及能更早的消除安全隐患，避免事故的发生。

技术特征：
1.一种船用薄板大尺度变形量检测装置，包括上位机，其特征在于：还包括小车、智能探头(1)、智能标记器(4)、中间分析系统(5)、竖直方向位置检测器，智能探头(1)浮动安装于小车底部，智能标记器(4)在智能探头(1)一侧安装于小车上，中间分析系统(5)安装于小车上部，小车的驱动系统、智能标记器(4)分别与中间分析系统(5)信号连接，小车在薄板上行走，竖直方向位置检测器与小车间隔设置并与其在同一水平面上，智能探头(1)与薄板表面贴合，智能探头(1)与竖直方向位置检测器信号连接，竖直方向位置检测器连接上位机。2.根据权利要求1所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：还包括弹性杆(2)，弹性杆(2)竖直安装于小车上，其底端安装智能探头(1)，智能探头(1)包括光线发射器(101)、智能触头(102)，光线发射器(101)与竖直方向位置检测器信号连接，智能触头(102)与薄板表面贴合。3.根据权利要求2所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：还包括磁铁轮(3)，磁铁轮(3)安装于智能探头(1)的相对两侧并与薄板表面接触。4.根据权利要求1所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：还包括倾角传感器(10)，倾角传感器(10)安装于小车上部并与上位机信号连接。5.根据权利要求1所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：竖直方向位置检测器包括光敏电阻(6)、光栅板(7)、信号插头(8)、位置信息发出端(9)，光栅板(7)竖直放置，其上沿竖向依次间隔连接有多个光敏电阻(6)，光栅板(7)通过信号插头(8)连接上位机，光栅板(7)上设有位置信息发出端(9)，光敏电阻(6)与智能探头(1)信号连接，位置信息发出端(9)与中间分析系统(5)信号连接。6.根据权利要求1所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：智能标记器(4)为激光打印装置。7.根据权利要求1所述的一种船用薄板大尺度变形量检测装置，其特征在于：中间分析系统(5)为plc或单片机。

技术总结
本实用新型公开了一种船用薄板大尺度变形量检测装置，装置包括小车、智能探头、智能标记器、中间分析系统、竖直方向位置检测器，智能探头浮动安装于小车底部，智能标记器在智能探头一侧安装于小车上，中间分析系统安装于小车上部，小车的驱动系统、智能标记器分别与中间分析系统信号连接，小车在薄板上行走，竖直方向位置检测器与小车间隔设置并与其在同一水平面上，智能探头与薄板表面贴合，智能探头与竖直方向位置检测器信号连接，竖直方向位置检测器连接上位机。本实用新型不仅方便工作人员实时查看薄板的变形量，再去通知检修人员及时进行检修，而且提高检测精度，降低人工成本，降低安全隐患。低安全隐患。低安全隐患。


技术研发人员：顾子鹏 王叶凡 翁俊杰 王永康 薛逸然 曹雯静 李蔚 程诗雅
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/9/20