基于系揽墩间的系揽力测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于系揽墩间的系揽力测量装置，在数个并排布置的系缆墩上均布置系缆钩或系缆柱，用揽绳圈住两个及以上系缆钩或系揽柱，该测量装置位于揽绳上，包括面板，所述面板上设有上测量单元和下测量单元，缆绳与上测量单元连接，下测量单元通过连接绳与船舶连接。本发明专利技术的一种基于系揽墩间的系揽力测量装置及测量方法，充分利用并排布置的数个系揽墩监测系揽力，具有减少单个系揽墩上的受力的优点，且可以在揽绳无损伤的情况下，直接测量揽绳的拉力。

Measuring device and method of tie-up force based on tie-up piers

【技术实现步骤摘要】
基于系揽墩间的系揽力测量装置及测量方法
本专利技术涉及基于系揽墩间的系揽力测量装置及测量方法，属于测量领域。
技术介绍
调查资料表明，进入2011年后，关于系缆的安全事故数目不断增加，年平均发生数目在20起以上，且随着船舶货运的发展和传播航行量的增加，事故发生的概率在逐年增加。因此可以看出，在经济和贸易发展的同时，船舶系缆工作的安全形势日益严峻。在这样的大环境下，需要对系缆设施的各项指标进行精确的实时监控，提高安全系数和强化预警能力。系揽力作为系缆设施受力的评价的重要参数，其数值的高低和变化快慢程度都与船舶系缆安全直接相关，是安全工作的重点之一。现有系揽力的测量方式，主要针对单个系揽柱上的单根揽绳，使用所专利技术/设计的夹具，以通过横向挤压紧绷的系揽索，使其产生横向位移并由力传感器记录所需的挤压力，最后经过一系列换算得到揽绳的拉力。这样的测量方法和装置的设计思路虽然可以测量系揽力，但却存在自动化程度较低、实施难度较大和测量对象单一等缺点。首先，在船舶停靠时，通常会使用多条揽绳同时系住船只，这就需要工作人员使用装置逐条进行测量，或者使用具有实时监测功能的装置在每一条揽绳上进行布置，这样的做法缺乏经济考虑且不方便。其次，多个现有装置功能单一，港工建筑物的系揽柱或系缆沟通常为并排布置，其设置间距多为7～12m间，有可能从相隔较近的一组系缆点牵引出多条揽绳，而现有装置缺少对多股揽绳的集束能力，不能有效的执行系缆任务。最后，揽绳承受的系揽力可能随着周围极端环境的突然变化而急剧增加，如巨浪、飓风等，因此当系揽力超过阈值时，装置需具有报警功能。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于系揽墩间的系揽力测量装置及测量方法，充分利用并排布置的数个系揽墩监测系揽力，具有减少单个系揽墩上的受力的优点，且可以在揽绳无损伤的情况下，直接测量揽绳的拉力。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的基于系揽墩间的系揽力测量装置，在数个并排布置的系缆墩上均布置系缆钩或系缆柱，用揽绳圈住两个及以上系缆钩或系揽柱，该测量装置位于揽绳上，包括面板，所述面板上设有上测量单元和下测量单元，缆绳与上测量单元连接，下测量单元通过连接绳与船舶连接。作为优选，所述上测量单元包含第一上滑轮和第二上滑轮，在第一上滑轮和第二上滑轮的下方分别设有边铆孔，在两个边铆孔之间设有正铆孔，在正铆孔上面安装有角钢，角钢上插入第一螺栓，在边铆孔中插入第二螺栓，在正铆孔中插入第三螺栓，第三螺栓端部设有第一力传感器，缆绳依次穿过第一上滑轮和第二上滑轮；旋转第三螺栓，第一力传感器顶住缆绳，通过第一力传感器读取缆绳系缆力。边铆孔的上部高度与第一上滑轮和第二上滑轮的轮槽(凹槽)底部高度相差为单根揽绳的直径，可在揽绳紧绷状态时不会对滑轮造成额外的挤压力，且在揽绳较为松弛的时候揽绳不会掉出轮槽。作为优选，第三螺栓包含套筒和内螺杆，所述套筒设有外螺纹和内螺纹，第一力传感器安装在内螺杆端部，在内螺杆和套筒的端部均设有可插入钢制杆的通孔，通过钢制杆带动套筒和内螺杆旋转。相比单独采用螺栓，由于该部分有将装置固定在揽绳的某个位置以避免晃动的功能，采用套筒与内螺杆相结合的结构，可以避免长期使用单螺杆固定而对末端装配的力传感器的损耗。且该结构形式空间布置紧凑，易更换部件，方便模块化生产组装。作为优选，所述下测量单元包含下滑轮和弧形滑块，下滑轮和弧形滑块安装在安装板上，所述下滑轮和安装板通过下滑轮轴安装在面板上，弧形滑块与压缩材料连接，压缩材料与第二力传感器连接，连接绳套在弧形滑块上，连接绳通过挤压弧形滑块，从而将压力传递给压缩材料，通过第二力传感器测得连接绳的系缆力。弧形滑块是半曲凹槽式构件，底部有直杆直接插入方形护木，并于下滑轮刚接，可以整体跟随下滑轮转动，这样可以保证力传感器始终正对揽绳方向。第二力传感器埋入方形护木，揽绳的拉力通过绳槽弧形滑块底部的直杆，经过同样埋入护木的压缩材料传递至力传感器。作为优选，所述安装板的端部安装有夹具，连接绳穿过弧形滑块后在夹具处收束。作为优选，所述弧形滑块与电路上接触点连接，在安装板上安装有电路下接触点，电路上接触点和电路下接触点分别与报警器连接。作为优选，所述第一力传感器和第二力传感器均与无线发射模块连接，无线发射模块与无线接收模块连接，无线接收模块与中控室连接，将第一力传感器和第二力传感器的数值传输给中控室。作为优选，所述无线发射模块与手机信号连接，将第一力传感器和第二力传感器的数值传送给监控人。一种基于系揽墩间的系揽力测量装置的测量方法，包括以下步骤：(1)缆绳穿过第一上滑轮和第二上滑轮，两端分别与系缆柱连接，旋转第三螺栓，第一力传感器顶住缆绳；(2)安装第二力传感器，连接绳穿过弧形滑块，通过夹具处收束，连接绳的两端与船舶连接；(3)读取第一力传感器和第二力传感器的数值；(4)若电路上接触点和电路下接触点接触，报警器报警，连接绳或缆绳所受的力超过阈值。在本专利技术中，一种用于监测系揽墩所受系揽力的方法，包括所设计的监测装置，所述监测方法为使用所设计的装置，对环绕在多个系揽墩上的揽绳进行实时监测，并在系揽力达到阈值时进行预警，同时可以通过装置的滑轮调整最佳受力状态；所述装置由两个滑轮组、两个测力装置、一个预警装置和一个束绳装置。充分利用并排布置的数个系揽墩监测系揽力，具有减少单个系揽墩上的受力的优点，且可以在揽绳无损伤的情况下，直接测量揽绳的拉力，两个测力装置的数据可以互相校对，由此提高了监测精度，并能在系揽力超过阈值时报警，因此具有安全性高、实效性强的优势。本专利技术的原理是：按照本专利技术的方案将监测设备设置好之后，可以在揽绳上发生横向运动，这个时候揽绳是紧绷的，通过旋转钢制杆，将内螺栓向揽绳方向推进，力传感器受到挤压测出这一段揽绳的张力，换算出其系揽力。当船舶拉扯揽绳，系揽力通过弧形滑块传递至压缩材料上产生变形，电路上接触点和电路下接触点距离缩短，力达到阈值时电路上接触点和电路下接触点接触，电路连通，报警器发出警报。这样，就可以及时掌握揽绳的受力情况，当应力达到警戒值时，工作人员得到警报，提前采取措施，消除隐患，保障安全。在本专利技术中，两个测力装置的数据计算方法：当揽绳处于紧绷状态，且装置可以在揽绳上做横向运动时，读取第一力传感器和第二力传感器数据，分别记为ɑ，b。则系于系揽墩上的揽绳拉力为：则标定时，改变系揽墩的揽绳与系船揽绳的夹角，若上式恒成立，则装置的精度达到要求。有益效果：本专利技术的基于系揽墩间的系揽力测量装置，充分利用并排布置的数个系揽墩监测系揽力，具有减少单个系揽墩上的受力的优点，且可以在揽绳无损伤的情况下，直接测量揽绳的拉力，保障了测量精度。且由于有两个测力装置的数据，可以互相校对，由此提高了监测精度，同时测量系揽墩上揽绳的拉力、船体上揽绳的拉力，并能在系揽力超过阈值时报警，因此具有安全性高、实效性强的优势。附图说明图1为本专利技术的测试方法示意图。图2为本专利技术的正面实装图。图3为本专利技术背面实装图。图4为本专利技术的装置使用状态示意图。图5为本专利技术的上部测力系统的分解示意图。图6为本专利技术的上部测力系统的使用状态示意图。图7为本专利技术的下部测力与预警系统的使用状态示意图。图1中各个标记所对应的名称分别为：系揽墩(1-1)、系缆钩或系揽柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于系揽墩间的系揽力测量装置，在数个并排布置的系缆墩上均布置系缆钩或系缆柱，用揽绳圈住两个及以上系缆钩或系揽柱，该测量装置位于揽绳上，其特征在于：包括面板，所述面板上设有上测量单元和下测量单元，缆绳与上测量单元连接，下测量单元通过连接绳与船舶连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于系揽墩间的系揽力测量装置，在数个并排布置的系缆墩上均布置系缆钩或系缆柱，用揽绳圈住两个及以上系缆钩或系揽柱，该测量装置位于揽绳上，其特征在于：包括面板，所述面板上设有上测量单元和下测量单元，缆绳与上测量单元连接，下测量单元通过连接绳与船舶连接。2.根据权利要求1所述的基于系揽墩间的系揽力测量装置，其特征在于：所述上测量单元包含第一上滑轮和第二上滑轮，在第一上滑轮和第二上滑轮的下方分别设有边铆孔，在两个边铆孔之间设有正铆孔，在正铆孔上面安装有角钢，角钢上插入第一螺栓，在边铆孔中插入第二螺栓，在正铆孔中插入第三螺栓，第三螺栓端部设有第一力传感器，缆绳依次穿过第一上滑轮和第二上滑轮；旋转第三螺栓，第一力传感器顶住缆绳，通过第一力传感器读取缆绳系缆力。3.根据权利要求2所述的基于系揽墩间的系揽力测量装置，其特征在于：第三螺栓包含套筒和内螺杆，所述套筒设有外螺纹和内螺纹，第一力传感器安装在内螺杆端部，在内螺杆和套筒的端部均设有可插入钢制杆的通孔，通过钢制杆带动套筒和内螺杆旋转。4.根据权利要求1所述的基于系揽墩间的系揽力测量装置，其特征在于：所述下测量单元包含下滑轮和弧形滑块，下滑轮安装在安装板上，弧形滑块通过直杆插入在方形护木的凹槽内，凹槽正对下滑轮中心，方形护木与下滑轮固定连接，跟随下滑轮转动，所述下滑轮和安装板通过下滑轮轴安装在面板上，直杆与压缩材料连接，压缩材料与第二力传感器连接，连接绳套在弧形滑块上，连接绳通过挤压弧形滑块，从而将压力传递给压缩材料，通过第二力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊，胡少伟，叶宇霄，范向前，喻江，陈徐东，董茂干，明攀，刘妙燕，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32