Система управления степенью производимого монтажа в судовом плавучем доке
Изобретение относится к области судостроения и касается, в частности, монтажа блоков остова корабля в судовом плавучем доке. Предложена система управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, которая включает в себя: узел наблюдения, включающий в себя датчик осадки, расположенный в доке и измеряющий степень изгибания днища дока, и узел фотографирования, расположенный снаружи дока и измеряющий состояние боковых стенок дока; узел измерения, который размещается в доке и измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, в реальном времени; узел управления степенью монтажа, который размещается в доке и управляет степенью проведения монтажа в доке, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке; и контроллер, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени монтажа на основе информации, измеренной посредством узла наблюдения и узла измерения, и управляет узлом управления степенью монтажа, чтобы управлять степенью проведения монтажа в доке согласно результату анализа. Технический результат заключается в повышении эффективности проведения монтажных работ в судовом плавучем доке. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе управления степенью производимого монтажа в судовом плавучем доке, а более конкретно к системе управления степенью производимого монтажа в судовом плавучем доке, при этом конструкция собирается в судовом плавучем доке, непрерывное наблюдение за плавучим доком может выполняться на основе жестких внутренних стенок, так что степень монтажа может управляться и монтаж внутренних блоков может эффективно выполняться.
Предшествующий уровень техники
Доки - это оборудование, устанавливаемое на судоверфи или в порту с тем, чтобы строить или ремонтировать корабль. Доки могу классифицироваться на два типа доков, такие как сухой док, который выкапывается в земле с длиной, шириной и глубиной, с которыми корабль может заходить внутрь и выходить наружу, в месте, которое находится рядом с морем с достаточной глубиной воды, соединяет землю с морем, усиливает боковые стенки и дно сухого дока с помощью железобетонных или шпунтовых свай и устанавливает ворота дока на входе сухого дока, и плавучий док, который является выполненным из стали боксом, имеющим вогнутое поперечное сечение, имеет много резервуаров внутри плавучего дока, помещает воду в резервуары с тем, чтобы затапливать его, проводит корабль в вогнутый узел бокса и затем откачивает воду из резервуаров с помощью насоса и плавает в состоянии, когда в него загружен корабль.
Фиг. 1 - это вид плавучего дока согласно родственному уровню техники.
Плавучий док является выполненным из стали боксом, имеющим вогнутое поперечное сечение, и имеет множество резервуаров внутри плавучего дока. Плавучий док подает воду в резервуары с тем, чтобы затапливать их, проводит корабль в вогнутый узел бокса и затем откачивает воду из резервуаров с помощью насоса и, таким образом, плавает в состоянии, когда корабль погружен. Т.е. когда корабль изготавливается в плавучем доке и резервуары заполняются водой и, таким образом, корабль плывет, может быть выполнена работа по доставке корабля.
Плавучий док, главным образом, изготавливается и используется так, что корабль может непосредственно ремонтироваться в море без проведения корабля к морскому побережью.
Док является местом, где корабль изготавливается посредством монтажа больших блоков остова корабля, собранных на заводе. Когда большие блоки остова корабля монтируются в части большого дока для производства большого корабля в состоянии, когда большой док плавает в море, возникает явление, в котором нагрузка концентрируется в соответствующей части и док перекашивается. Степень прямолинейности корабля, требуемая, когда корабль строится, находится в диапазоне основной погрешности. Блоки остова корабля, смонтированные в доке, необходимо собирать, в то же время поддерживая степень прямолинейности. Когда большие блоки остова корабля поэтапно монтируются в доке, вследствие деформации плавучего дока, вызванной сконцентрированной нагрузкой, которая возникает в плавучем доке, как описано выше, на уровне техники принимается во внимание, что большой корабль не может быть построен в плавучем доке посредством поэтапного монтажа и сборки блоков остова корабля, как в сухом доке.
Сущность изобретения
Техническая задача
Настоящее изобретение направлено на разработку системы управления степенью производимого монтажа в судовом плавучем доке, при этом конструкция изготавливается в судовом плавучем доке, постоянное наблюдение за плавучим доком может выполняться на основе жестких внутренних стенок, так что степень монтажа может управляться и степень монтажа внутренних блоков может эффективно осуществляться.
Решение задачи
Задача решается системой управления степенью монтажа в судовом плавучем доке, включающей в себя: узел наблюдения, включающий в себя датчик осадки, расположенный в доке и измеряющий степень изгибания днища дока, и узел фотографирования, расположенный снаружи дока и измеряющий состояние боковых стенок дока; узел измерения, который размещается в доке и измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, в реальном времени; узел управления степенью монтажа, который размещается в доке и управляет степенью монтажа дока, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке; и контроллер, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени монтажа на основе информации, измеренной посредством узла наблюдения и узла измерения, и управляет узлом управления степенью монтажа, чтобы управлять степенью монтажа дока согласно результату анализа.
Контроллер может включать в себя узел преобразования координат, который преобразует информацию, измеренную посредством узла наблюдения и узла измерения, в единую систему координат, и узел анализа, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени монтажа на основе информации о координатах, преобразованной посредством узла преобразования координат.
Узел измерения может измерять положение наземной маркировки и значение уровня поддержки в доке, прежде чем блоки остова корабля монтируются в доке, и в то время, как блоки остова корабля монтируются в доке, узел измерения может измерять блоки остова корабля, так что блоки остова корабля упорядочиваются, и после того как блоки остова корабля смонтированы в доке, узел измерения может измерять позицию, где блоки остова корабля смонтированы.
Один или более узлов измерения могут быть расположены в доке, и каждый узел измерения может измерять состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, с помощью локальной модели координат (LCS), которая основывается на положении каждого узла измерения, и каждый узел измерения может измерять общую точку, которая размещается снаружи дока, так что узел преобразования координат может преобразовывать в координаты информацию блоков остова корабля, измеренную посредством узла измерения.
Узел фотографирования может захватывать изображение части боковых стенок дока и может захватывать изображение дока с помощью глобальной модели координат (GCS), которая основывается на внутренних стенках дока, и датчик осадки может измерять степень изгиба днища дока с помощью GCS, которая основывается на внутренних стенках дока.
Узел фотографирования может захватывать изображение общей точки, которая размещается снаружи дока, так что изображение, захваченное посредством узла фотографирования, может преобразовываться по координатам посредством узла преобразования координат.
Узел преобразования координат может преобразовывать координаты информации дока, наблюдаемого посредством узла наблюдения, и координаты информации блоков остова корабля, измеренные посредством узла измерения, в единую систему координат.
Контроллер может управлять узлом управления степенью монтажа, так что информация, измеренная посредством узла наблюдения и узла измерения, следует предварительно определенному эталонному значению степени монтажа.
Узел управления степенью монтажа может управлять балластировкой поверхности днища дока согласно управлению контроллера.
Преимущества изобретения
Как описано выше, плавучий док постоянно наблюдается на основе жестких внутренних стенок дока, и степень монтажа внутренних блоков в доке управляется так, что состояние плавучего дока может более точно захватываться и может быть более точно выполнена одновременно балластировка дока.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает концептуальный вид плавучего дока согласно родственному уровню техники.
Фиг. 2 - вид в изометрии системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - блок-схема конфигурации системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - вид в изометрии узла наблюдения системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 - вид в изометрии узла электронного измерения расстояния системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 - схематичный вид операции управления степенью монтажа системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Далее в данном документе варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны в деталях со ссылкой на присоединенные чертежи.
Сначала конфигурация системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения будет описана со ссылкой на фиг. 2 и 3. Фиг. 2 - это вид в изометрии системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг. 3 - это блок-схема конфигурации системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Система управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя узел 50 электронного измерения расстояния, т.е. узел измерения, узел 100 наблюдения, контроллер 200 и узел 300 управления степенью монтажа.
Узел 50 электронного измерения расстояния измеряет состояние блоков остова корабля, которые размещаются в доке 1 и монтируются в доке 1, в реальном времени. Узел 50 электронного измерения расстояния измеряет расстояние между объектами, которые должны быть измерены, с помощью электронных волн, таких как лазер, тем самым улавливая состояние объектов, которые должны быть измерены, такие как трехмерные (3D) позиции объектов, которые должны быть измерены. Здесь объекты, которые должны быть измерены, являются блоками остова корабля, смонтированными в доке 1.
Узел измерения может включать в себя устройство измерения 3D-положения, которое может измерять 3D-положения блоков остова корабля, или радар, а также узел 50 электронного измерения расстояния.
Узел 100 наблюдения включает в себя датчик 110 осадки и узел 130 фотографирования. Узел 100 наблюдения захватывает текущую ситуацию в доке 1.
Датчик 110 осадки размещается в доке 1 и измеряет степень изгиба поверхности 3 днища дока 1.
Узел 130 фотографирования включает в себя одну или более камер. Также один или более фотографирующих узлов 130 размещаются на внешней поверхности 7 дока 1 и измеряют состояние боковых стенок 5 дока 1.
Контроллер 200 включает в себя узел 230 преобразования координат и узел 270 анализа. Также контроллер 200 может использовать способ проводной или беспроводной связи с тем, чтобы принимать информацию, измеренную посредством узла 100 наблюдения и узла 50 электронного измерения расстояния. Т.е. аспекты настоящего изобретения не ограничиваются одним из способов, таким как локальная вычислительная сеть (LAN), беспроводной широкополосный доступ в Интернет (WiBro) и Bluetooth, и все способы могут быть применены к настоящему изобретению.
Узел 230 преобразования координат преобразует информацию, измеренную посредством узла 100 наблюдения и узла 50 электронного измерения расстояния, в единую систему координат.
Узел 270 анализа анализирует текущую ситуацию в доке 1 и текущую ситуацию со степенью монтажа на основе информации, преобразованной посредством узла 230 преобразования координат.
Также контроллер 200 управляет узлом 300 управления степенью монтажа, чтобы управлять степенью монтажа дока 1.
Узел 300 управления степенью монтажа размещается в доке 1. Также узел 300 управления степенью монтажа управляет степенью монтажа дока 1, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке 1. Подробно, узел 300 управления степенью монтажа изменяет состояние поверхности 3 днища дока 1 или боковых стенок 5 дока 1 согласно управляющим сигналам контроллера 200.
Далее операция наблюдения за плавучим доком 1 с помощью узла 100 наблюдения, т.е. одна из конфигураций системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения, будет описана со ссылкой на фиг. 4. Фиг. 4 - это вид в изометрии узла наблюдения системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Узел 100 наблюдения предоставляет информацию, используемую, чтобы понимать: состояние дока 1 перед тем, как блоки остова корабля монтируются в доке 1, состояние дока 1, в то время как блоки остова корабля монтируются в доке 1, и состояние дока 1, после того как блоки остова корабля смонтированы в доке 1, соответственно.
Также узел 100 наблюдения предоставляет информацию о состоянии днища дока 1 для управления степенью монтажа, после того как блоки остова корабля смонтированы в доке 1.
Узел 130 фотографирования, включенный в узел 100 наблюдения, захватывает изображение боковых стенок 5 дока 1. Узел 130 фотографирования захватывает изображение частичной поверхности боковых стенок 5 дока 1. Например, узел 130 фотографирования захватывает изображение поверхностей в четырех точках краев боковых стенок 5. Поверхностями в четырех точках краев боковых стенок 5 являются 35-1, 35-2, 35-3 и 35-4, как иллюстрировано на фиг. 4.
Также могут быть размещены один или более узлов 130 фотографирования. Узел 130 фотографирования может включать в себя два узла фотографирования, как иллюстрировано на фиг. 4. Когда размещаются два узла 130 фотографирования, как иллюстрировано на фиг. 4, один узел 130a фотографирования захватывает изображение поверхностей 35-1 и 35-2 в двух точках, включенных в одну боковую стенку. Также другой узел 130b фотографирования захватывает изображение поверхностей 35-3 и 35-4 в двух точках, включенных в другую боковую стенку.
Также узел 130 фотографирования захватывает изображение боковых стенок 5 дока 1 в предварительно определенном цикле. Т.е. узел 130 фотографирования непрерывно захватывает изображение боковых стенок 5 дока 1 в предварительно определенном цикле и предоставляет информацию, используемую для того, чтобы наблюдать за изменением в состоянии дока 1.
Также узел 130 фотографирования захватывает изображение дока 1 с помощью глобальной модели координат (GCS), которая основывается на внутренних стенках дока 1.
Также узел 130 фотографирования захватывает изображение общей точки 53, которая размещается на внешней стороне 7 дока 1, так что захваченное изображение может быть преобразовано по координатам посредством узла 230 преобразования координат контроллера 200.
Хотя узел 100 наблюдения дока 1 наблюдает за доком 1 с помощью системы камер, узел 100 наблюдения может наблюдать за доком 1, создавая прикладную систему, использующую оборудование 3D-измерения длинного расстояния, такое как внутренняя система глобального позиционирования (iGPS) или узел электронного измерения расстояния. В этом случае часть, соответствующая узлу излучения конфигурации измерительного оборудования, может быть установлена в относительно устойчивом месте (внутренние стенки), и датчик, соответствующий светоприемному узлу, может быть, главным образом, установлен в месте, где измерение должно выполняться, таким образом составляя прикладную систему.
Датчик 110 осадки, включенный в узел 100 наблюдения, устанавливается на поверхности 3 днища дока 1. Также один или более датчиков 110 осадки могут быть расположены вместо этого на поверхности 3 днища дока 1. Также один или более датчиков 110 осадки могут быть установлены на поверхности 3 днища дока 1 с регулярными интервалами.
Также датчик 110 осадки измеряет степень изгиба поверхности 3 днища дока 1 с помощью GCS, которая основана на внутренних стенках дока 1.
Как описано выше, информация, собранная посредством узла 100 наблюдения, преобразуется в единую систему координат с помощью узла 230 преобразования координат, включенного в контроллер 200, так что интегрированное управление текущей ситуацией может выполняться. В деталях, поскольку информация о доке, собранная посредством датчика 110 осадки и узла 130 фотографирования, имеет локальную модель координат (LCS), информация о доке преобразуется в GCS, которая является системой координат, основанной на захваченной общей точке.
Информация о системе координат, преобразованная таким образом, опять преобразуется в информацию, которая указывает текущую ситуацию дока 1, с помощью узла 270 анализа контроллера 20.
Далее операция захвата состояния блоков остова корабля, смонтированных в доке 1, с помощью узла 50 электронного измерения расстояния системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения будет описана со ссылкой на фиг. 5.
Фиг. 5 - это вид в изометрии узла электронного измерения расстояния системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Также узел 50 электронного измерения расстояния подвергается следующим подробным процедурам с тем, чтобы захватывать состояние блоков 9 остова корабля, смонтированных в доке 1.
Сначала, до того как блоки 9 остова корабля монтируются в доке 1, измеряется позиция наземной маркировки для наземной маркировки, которая является ориентирной линией, указанной на доке 1 в вертикальной и горизонтальной линиях, и значение уровня поддержки. В то время как блоки 9 остова корабля монтируются в доке 1, блоки 9 остова корабля измеряются, так что блоки 9 остова корабля могут быть упорядочены. В конце, после того как блоки 9 остова корабля смонтированы в доке 1, измеряется позиция, где блоки 9 остова корабля смонтированы.
Контроллер 200 может захватывать текущую ситуацию и условия, в которых блоки 9 остова корабля монтируются в доке 1, на основе информации, измеренной посредством этой процедуры.
Подробно, один или более узлов 50 электронного измерения расстояния могут быть расположены в доке 1. На фиг. 5 два узла 50 электронного измерения расстояния устанавливаются в доке 1. Как иллюстрировано на фиг. 5, каждый из узлов 50a и 50b электронного измерения расстояния, которые размещаются в доке 1, измеряют состояние блоков 9 остова корабля, смонтированных в доке 1, с помощью LCS, которая основывается на позиции каждого из узлов 50a и 50b электронного измерения расстояния.
Поскольку информация о состоянии, измеренная таким образом, является информацией, основанной на позиции каждого из узлов 50a и 50b электронного измерения расстояния, информация о состоянии должна быть преобразована в систему координат, так что интегрированная текущая ситуация монтажа и текущая ситуация дока 1 могут быть проанализированы.
Для этого узел 50 электронного измерения расстояния измеряет общую точку 55, которая размещается на внешней стороне 7 дока 1, так что измеренная информация о блоках 9 остова корабля может быть преобразована в координаты посредством узла 230 преобразования координат контроллера 200.
Далее операция управления степенью монтажа в доке 1 на основе информации дока 1 и блоков 9 остова корабля, собранной посредством узла 100 наблюдения и узла 50 электронного измерения расстояния, будет описана со ссылкой на фиг. 6. Фиг. 6 - это схематичный вид операции управления степенью монтажа системы управления степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Сначала, когда блоки 9 остова корабля монтируются в доке 1, поверхность 3 днища дока 1 изменяется, как в (1) на фиг. 6. Это состояние захватывается посредством узла 100 наблюдения и узла 50 электронного измерения расстояния аналогично процедуре анализа степени, показанной в (1) на фиг. 6.
Следующей процедурой является процедура управления степенью монтажа, в которой узел 270 анализа контроллера 200 анализирует изменение в текущей ситуации дока 1 и текущей ситуации степени монтажа на основе уже сохраненной CAD-информации поверхности 3 днища дока 1. Эта процедура показана в (2) на фиг. 6.
После того как процедура управления степенью монтажа закончена, узел 270 анализа выполняет моделирование до того, как управление степенью монтажа фактически выполняется. Эта процедура показана в (3) на фиг. 6.
Последнее, контроллер 200 передает управляющие сигналы узлу 300 управления степенью монтажа на основе данных анализа, по которым выполняется моделирование, и узел 300 управления степенью монтажа управляет степенью монтажа согласно управляющим сигналам контроллера 200. Подробно, узел 300 управления степенью монтажа приводит в движение поверхность 3 днища дока 1, так что смоделированная степень монтажа может поддерживаться. Т.е. узел 300 управления степенью монтажа управляет балластировкой поверхности 3 днища дока 1 согласно управляющим сигналам контроллера 200. Управление балластировкой выполняется таким способом, что балластная вода из балластного резервуара управляется так, что поверхность 3 днища дока 1 может быть сбалансирована. Эта процедура показана в (2) на фиг. 6.
Несмотря на то что изобретение показано и описано со ссылкой на его конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от духа и области применения изобретения, заданной прилагаемой формулой изобретения.
1. Система управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, содержащая:
узел наблюдения, содержащий датчик осадки, расположенный в доке и измеряющий степень изгиба днища дока, и узел фотографирования, расположенный снаружи дока и измеряющий состояние боковых стенок дока;
узел измерения, который размещается в доке и измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, в реальном времени;
узел управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, который размещается в доке и управляет степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке; и
контроллер, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени проведения монтажа в судовом плавучем доке на основе информации, измеренной посредством узла наблюдения и узла измерения, и управляет узлом управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, чтобы управлять степенью монтажа в судовом плавучем доке согласно результату анализа.
2. Система по п. 1, при этом контроллер содержит узел преобразования координат, который преобразует информацию, измеренную посредством узла наблюдения и узла измерения, в единую систему координат, и узел анализа, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени проведения монтажа на основе информации координат, преобразованной посредством узла преобразования координат.
3. Система по п. 1, при этом узел измерения выполнен с возможностью измерения позиции наземной маркировки и значения уровня поддержки в доке, производимого до монтажа блоков остова корабля в доке, а также с возможностью измерения блоков остова корабля для их упорядочивания в процессе монтажа блоков остова корабля и с возможностью измерения, после формирования блоков остова корабля, позиции, в которой смонтированы блоки остова корабля.
4. Система по п. 1, при этом один или более узлов измерения размещаются в доке, и
каждый узел измерения измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, с помощью локальной модели координат (LCS), которая основывается на позиции каждого узла измерения, и
каждый узел измерения измеряет общую точку, которая размещена снаружи дока, так что узел преобразования координат преобразует по координатам информацию блоков остова корабля, измеренную посредством узла измерения.
5. Система по п. 1, при этом узел фотографирования захватывает изображение части боковых стенок дока и захватывает док с помощью глобальной модели координат (GCS), которая основывается на внутренних стенках дока, и
датчик осадки измеряет степень изгиба днища дока с помощью GCS, которая основывается на внутренних стенках дока.
6. Система по п. 2, при этом узел фотографирования захватывает изображение общей точки, которая размещена снаружи дока, так что изображение, захваченное узлом фотографирования, преобразуется по координатам посредством узла преобразования координат.
7. Система по п. 2, при этом узел преобразования координат преобразует координаты информации дока, наблюдаемого посредством узла наблюдения, и координаты информации блоков остова корабля, измеренных посредством узла измерения, в единую систему координат.
8. Система по п. 1, при этом контроллер управляет узлом управления степенью монтажа, так что информация, измеренная посредством узла наблюдения и узла измерения, следует предварительно определенному эталонному значению степени монтажа.
9. Система по пп. 1-8, при этом узел управления степенью монтажа управляет балластировкой поверхности днища дока согласно управлению контроллера.
