CN110525606A - 一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法，所述辅助工装包括底盘、支撑管、螺纹套、竖直螺纹柱、卡装槽、卡槽内置块、固定座及旋转标靶，所述支撑管与底盘固定连接，所述螺纹套与支撑管固定连接，竖直螺纹柱与螺纹套螺纹连接，所述竖直螺纹柱的顶端设有卡装槽，卡槽内置块置于卡装槽内，所述卡装槽沿周向设置4个螺纹孔，前螺纹柱、后螺纹柱、左螺纹柱、右螺纹柱分别与螺纹孔螺纹连接，固定座的底端与卡槽内置块的顶端固定连接，旋转标靶的底端与固定座固定连接。本发明的辅助工装设置在船台两侧，通过旋转标靶的三维调整，将船台网格基准线转换为旋转标靶的三维坐标，实现高效精确数字化船体搭载定位，使用过程方便、精确。

Description

一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，具体涉及一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法。

背景技术

目前，船舶在船台上搭建及合拢的过程中，均采用在船台地面上划制网格基准线，利用全站仪对网格基准线进行测量，形成定位参考线，再将分段按照定位参考线进行精确摆放定位。船台上空间狭小，工况复杂，在划制网格线的过程中需要对场地进行全面清洁，才能划制成完整的网格基准线，划线过程耗时耗力。网格基准线在露天船台区域不容易保护，容易损耗擦除，船台区域工况复杂，全站仪测量地面的网格基准线时容易被其他物件遮挡。一条船建造完下水后，下一条船在船台上搭载时又需要重新划制网格基准线。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种船台船体数字化定位辅助工装，本发明能够将传统的船台网格基准线转化为具体靶的三维坐标，实现高效精确数字化船体搭载定位，使用过程方便、精确，一次投入可永久使用。此外，本发明还要提供一种船台船体数字化定位辅助工装的使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种船台船体数字化定位辅助工装，包括底盘、支撑管、螺纹套、竖直螺纹柱、卡装槽、卡槽内置块、前螺纹柱、后螺纹柱、左螺纹柱、右螺纹柱、固定座及旋转标靶，所述支撑管的底端与所述底盘的上端固定连接，所述螺纹套的底端与所述支撑管的顶端固定连接，所述竖直螺纹柱与所述螺纹套螺纹连接，所述竖直螺纹柱的顶端设置有卡装槽，所述卡槽内置块置于所述卡装槽内，所述卡装槽沿周向设置有4个螺纹孔，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱分别与所述螺纹孔螺纹连接，所述前螺纹柱的轴线与所述后螺纹轴的轴线位于同一条直线上，所述左螺纹柱的轴线与所述右螺纹柱的轴线位于同一条直线上，所述前螺纹柱的轴线与所述左螺纹柱的轴线垂直，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱置于所述卡装槽内的一端分别与所述卡槽内置块相抵触，所述固定座的底端与所述卡槽内置块的顶端固定连接，所述旋转标靶的底端与所述固定座的顶端固定连接。

作为优选的技术方案，所述旋转标靶包括安装架、旋转轴及标靶面，所述旋转轴与所述安装架通过轴连接，所述标靶面固定安装于所述旋转轴上，所述标靶面的中心开设有靶心，所述旋转轴与所述左螺纹柱、所述右螺纹柱平行。

作为优选的技术方案，所述竖直螺纹柱上下移动的范围为100mm，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱分别沿水平方向的移动范围为100mm。

作为优选的技术方案，所述支撑管上焊接有爬梯。

本发明的第二方面，提供一种船台船体数字化定位辅助工装的使用方法，采用上述的船台船体数字化定位辅助工装，包括以下步骤：

S1、按照船台中心线，将多个辅助工装对称布置在船台的两侧，同一侧两两相邻的辅助工装的间距相等，调节同一侧辅助工装靶心的连线与船台中心线平行；

S2、将首只分段按照船台中心线定位，首只分段的中线与船台中心线重合，通过全站仪对船台中心线上的多个点进行定位，全站仪将船台中心线旋转一个船台斜率的角度，将斜船台参数转化为平面船台参数，采用旋转后的坐标系，在首只分段上朝向全站仪的端面上选取多个测量点进行测量，对每个辅助工装的靶心进行测量，调整辅助工装，使得船体同一侧的辅助工装的靶心的竖坐标、纵坐标相同，记录每个辅助工装靶心的横坐标，记录靶心与首只分段上测量点之间的位置关系，将船体坐标转移至辅助工装上；

S3、利用全站仪对单边任意两个旋转标靶的靶心进行测量，通过全站仪将两个靶心测量数据进行转换，即将两个靶心的连线旋转一个船台斜率的角度，竖坐标移动至船台中心线的位置，横坐标移动到前期测量记录好的横坐标值，高度移动到前期记录好的纵坐标值，转换后船体坐标系建立完成，对搭载分段定位点进行测量，测量的具体数值与理论数值进行比较，通过数据偏差值在进行定位。

作为优选的技术方案，定期通过全站仪对旋转标靶的靶心位置进行测量，出现数据偏差对旋转标靶进行调整，将靶心调整到误差范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的辅助工装设置在船台两侧，通过旋转标靶的三维调整，将传统的船台网格基准线转换为旋转标靶的三维坐标，实现高效精确数字化船体搭载定位，使用过程方便、精确、一次投入永久使用。本发明具有适用广范、操作方便、高效和高精度的特点，规避了在船台地面上划制网格基准线产生的不利因素，在源头上减少现场测量划线工作量，提升了现场测量精确度和船体搭载定位效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明船台船体数字化定位辅助工装的结构示意图。

图2为本发明船台船体数字化定位辅助工装中卡装槽与卡槽内置块连接关系的主视图。

图3为本发明船台船体数字化定位辅助工装中卡装槽与卡槽内置块连接关系的左视图。

图4为本发明船台船体数字化定位辅助工装中卡装槽与卡槽内置块连接关系的俯视图。

图5为本发明船台船体数字化定位辅助工装中旋转标靶的结构示意图。

图6为本发明船台船体数字化定位辅助工装中螺纹套与竖直螺纹柱的结构示意图。

图7为本发明船台船体数字化定位辅助工装中底盘的结构示意图。

图8为本发明船台船体数字化定位辅助工装布置在船台上的结构示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为本发明首只分段船台搭载建立辅助工装坐标的结构示意图。

图11为本发明利用辅助工装进行分段搭载定位示意图。

其中，附图标记具体说明如下：底盘1、支撑管2、螺纹套3、旋转标靶4、爬梯5、卡装槽6、卡槽内置块7、左螺纹柱8、右螺纹柱9、前螺纹柱10、后螺纹柱11、固定座12、安装架13、旋转轴14、标靶面15、靶心16、竖直螺纹柱17、斜船台18、全站仪19。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图7所示，本实施例提供一种船台船体数字化定位辅助工装，包括底盘1、支撑管2、螺纹套3、竖直螺纹柱17、卡装槽6、卡槽内置块7、前螺纹柱10、后螺纹柱11、左螺纹柱8、右螺纹柱9、固定座12及旋转标靶4，支撑管2的底端与底盘1的上端固定连接，支撑管2上焊接有爬梯5。底盘1通过膨胀螺丝与地面固定连接。支撑管2按照现场需使用的高度来选取不同尺寸支撑管2高度，支撑管2通过切割来调整尺寸，支撑管2上焊接爬梯5，以此方面人员上去调整。螺纹套3的底端与支撑管2的顶端固定连接，竖直螺纹柱17与螺纹套3螺纹连接，竖直螺纹柱17的顶端设置有卡装槽6，卡槽内置块7置于卡装槽6内，卡装槽6沿周向设置有4个螺纹孔，前螺纹柱10、后螺纹柱11、左螺纹柱8、右螺纹柱9分别与螺纹孔螺纹连接，前螺纹柱10的轴线与后螺纹轴的轴线位于同一条直线上，左螺纹柱8的轴线与右螺纹柱9的轴线位于同一条直线上，前螺纹柱10的轴线与左螺纹柱8的轴线垂直，前螺纹柱10、后螺纹柱11、左螺纹柱8、右螺纹柱9置于卡装槽6内的一端分别与卡槽内置块7相抵触。固定座12的底端与卡槽内置块7的顶端固定连接，旋转标靶4的底端与固定座12的顶端固定连接。旋转标靶4包括安装架13、旋转轴14及标靶面15，旋转轴14与安装架13通过轴连接，标靶面15固定安装于旋转轴14上，标靶面15的中心开设有靶心16，旋转轴14与左螺纹柱8、右螺纹柱9平行，标靶面15可通过旋转轴14实现360度旋转。竖直螺纹柱17上下移动的范围为100mm，前螺纹柱10、后螺纹柱11、左螺纹柱8、右螺纹柱9分别沿水平方向的移动范围为100mm。

如图8-图11所示，本实施例的船台船体数字化定位辅助工装的使用方法，包括以下步骤：

按照船台中心线，将辅助工装对称布置在斜船台18两侧，两侧辅助工装布置在距船台中心线偏移一定尺寸的一条直线上(按照我厂船台规格，两侧旋转标靶4的靶心16距船台中心线20米)；辅助工装的前后按照10米的间距进行布置，高低按照斜船台18斜率布置(我厂船台斜率为1/20)，高低通过支撑管2进行切割调节到所需尺寸，旋转标靶4靶心16的精度位置通过螺纹杆调节，同一侧辅助工装靶心16的连线与船台中心线平行。

首只分段按照船台中心线定位，水平按照自身水平调整到位，首只分段的中线与船台中心线重合，分段定位结束后，通过全站仪19对船台中心线的多个点进行定位，在全站仪19里将船台中心线旋转一个船台斜率角度(我厂为1/20)，即将斜船台18参数转化为平面船台参数，再对首只分段端面和每一个工装旋转标靶4靶心16进行测量；通过辅助工装的三维调整功能将每个旋转标靶4的靶心16的竖坐标调整到居中统一尺寸，纵坐标调整到一致，记录好每个旋转标靶4的靶心16到首只分段端面的数值(每个旋转标靶4靶心16的横坐标值均不一样，做好记录)；通过以上横坐标、竖坐标、纵坐标的测量转换进而完成船体坐标转换到旋转标靶4上，即相当于在斜船台18两侧布置好了船体坐标系具体参考点，后续搭载分段定位即可直接对旋转标靶4靶心16进行测量建立船体坐标系，进而可直接对船体进行数字化直观定位。

利用全站仪19对单边任意两个旋转标靶4的靶心16进行测量，通过全站仪19将两个靶心16测量数据进行转换，即将两个靶心16的连线旋转一个船台斜率的角度，竖坐标移动至船台中心线的位置，横坐标移动到前期测量记录好的横坐标值，高度移动到前期记录好的纵坐标值，转换后船体坐标系建立完成，对搭载分段定位点进行测量，测量的具体数值与理论数值进行比较，通过数据偏差值在进行定位。

此外，还需要定期通过全站仪19对旋转标靶4的靶心16位置进行测量，出现数据偏差对旋转标靶4进行调整，将靶心16调整到误差范围内。

经试验表明，在斜船台18上实现一次布局该工装，即可实现永久应用，从而规避以上在船台地面上划制网格基准线的不利因素，在源头上减少现场测量划线工作量，并将传统的二维参数测量定位直接转换为船体三维坐标测量定位，提升了现场测量精确度、直观度和船体搭载定位效率。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (6)

1.一种船台船体数字化定位辅助工装，其特征在于，包括底盘、支撑管、螺纹套、竖直螺纹柱、卡装槽、卡槽内置块、前螺纹柱、后螺纹柱、左螺纹柱、右螺纹柱、固定座及旋转标靶，所述支撑管的底端与所述底盘的上端固定连接，所述螺纹套的底端与所述支撑管的顶端固定连接，所述竖直螺纹柱与所述螺纹套螺纹连接，所述竖直螺纹柱的顶端设置有卡装槽，所述卡槽内置块置于所述卡装槽内，所述卡装槽沿周向设置有4个螺纹孔，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱分别与所述螺纹孔螺纹连接，所述前螺纹柱的轴线与所述后螺纹轴的轴线位于同一条直线上，所述左螺纹柱的轴线与所述右螺纹柱的轴线位于同一条直线上，所述前螺纹柱的轴线与所述左螺纹柱的轴线垂直，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱置于所述卡装槽内的一端分别与所述卡槽内置块相抵触，所述固定座的底端与所述卡槽内置块的顶端固定连接，所述旋转标靶的底端与所述固定座的顶端固定连接。

2.如权利要求1所述的一种船台船体数字化定位辅助工装，其特征在于，所述旋转标靶包括安装架、旋转轴及标靶面，所述旋转轴与所述安装架通过轴连接，所述标靶面固定安装于所述旋转轴上，所述标靶面的中心开设有靶心，所述旋转轴与所述左螺纹柱、所述右螺纹柱平行。

3.如权利要求1所述的一种船台船体数字化定位辅助工装，其特征在于，所述竖直螺纹柱上下移动的范围为100mm，所述前螺纹柱、所述后螺纹柱、所述左螺纹柱、所述右螺纹柱分别沿水平方向的移动范围为100mm。

4.如权利要求1所述的一种船台船体数字化定位辅助工装，其特征在于，所述支撑管上焊接有爬梯。

5.一种船台船体数字化定位辅助工装的使用方法，采用权利要求1-4任一项所述的船台船体数字化定位辅助工装，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照船台中心线，将多个辅助工装对称布置在船台的两侧，同一侧两两相邻的辅助工装的间距相等，调节同一侧辅助工装靶心的连线与船台中心线平行；

S2、将首只分段按照船台中心线定位，首只分段的中线与船台中心线重合，通过全站仪对船台中心线上的多个点进行定位，全站仪将船台中心线旋转一个船台斜率的角度，将斜船台参数转化为平面船台参数，采用旋转后的坐标系，在首只分段上朝向全站仪的端面上选取多个测量点进行测量，对每个辅助工装的靶心进行测量，调整辅助工装，使得船体同一侧的辅助工装的靶心的竖坐标、纵坐标相同，记录每个辅助工装靶心的横坐标，记录靶心与首只分段上测量点之间的位置关系，将船体坐标转移至辅助工装上；

S3、利用全站仪对单边任意两个旋转标靶的靶心进行测量，通过全站仪将两个靶心测量数据进行转换，即将两个靶心的连线旋转一个船台斜率的角度，竖坐标移动至船台中心线的位置，横坐标移动到前期测量记录好的横坐标值，高度移动到前期记录好的纵坐标值，转换后船体坐标系建立完成，对搭载分段定位点进行测量，测量的具体数值与理论数值进行比较，通过数据偏差值在进行定位。

6.如权利要求5所述的一种船台船体数字化定位辅助工装的使用方法，其特征在于，定期通过全站仪对旋转标靶的靶心位置进行测量，出现数据偏差对旋转标靶进行调整，将靶心调整到误差范围内。