用于测量作用在舵上的力的装置制造方法及图纸

为了在用于水上运输工具的动力学定位体系（１１）和／或自动驾驶装置系统（１１ａ）中减少转换滞后的问题，具有用于测量的作用于水上运输工具舵（１０）上力的装置（１２），其包括计算单元（２９），至少一个用于测量舵（１０）的物理量值的测量装置（２７、２８），具有用于将所测得的物理量的值传送到计算单元（２９）上的装置，其中配置计算单元（２９）用于基于所测得的物理大小的值来确定作用在舵（１０）上的力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量作用在舵上的力的装置。
技术介绍
基本公知的是，在航海领域中许多水上运输工具具有自动驾驶系统。它是自动控 制装置，其常常基于软件和经计算机作用所构成的，而使得水上运输工具在行驶期间保持 在预先给出的航向上。这种自动驾驶系统通常具有固定点-参比-传感器或其他种类的位 置测量装置，如GPS-接收机、回转罗盘仪，或类似仪器。此外，可提供给自动驾驶装置系统 其他的参数，其例如由在水上运输工具的局部测量装置测量和进一步输入。对于概念“水上 运输工具”在本专利中应理解为确定用于在水上或水中的推进运动(例如船、可移动的钻井 平台，等)的各种运输工具。此外，自动驾驶系统通常包括控制装置，它用于控制水上运输 工具的机动装置构成。特别对于船的机动装置，特别地可以包括由例如船螺旋舵的工作单 元和例如具有可调节的舵的舵装置的控制单元所构成的组合装置。对于这样的机动装置， 自动驾驶装置系统常常特别用于控制或调节舵而构成，从而基于输入自动驾驶装置系统的 参数和预先给出的规则系统可以计算水上运输工具的实际航向。此外，由现有技术获知一种用于水上运输工具的动力学的定位系统。它通常是用 于水上运输工具，特别是船的自动定位的计算机控制的系统。动力学定位或者可以绝对地 进行-也就是说水上运输工具在固定的点通过底部而保持-或者相对于一个运动物体，如 船或水下运输工具而进行。这种动力学定位例如常常应用在钻井平台的近海-油-工业或 其他的近海-水上运输工具。然而中间方式地也装备更多的具有动力学定位体系的船，例 如横向式运输船。此外，这些系统可具有附加的自动驾驶功能，从而使得水上运输工具保持 在经确定的预先给定的航向上。原则上水上运输工具也可具有动力学的定位系统和附加的 分开的自动驾驶装置系统。这种动力学定位系统通常包括固定点-参比-传感器或其他种 类的位置测量装置，如GPS-接收机、回转罗盘仪，或类似仪器。这些装置提供给动力学定位 系统水上运输定位数据。其他种类的装置可以是运动报警器，采用其报警器例如可确定滚 动或船的夯实情况。也如自动驾驶装置系统一样，动力学定位系统包括控制装置，其控制装 置基于导入动力学定位体系的参数和存放的规则系统用于控制机动装置而构成。在此，机 动装置的控制在通常情况下这样进行，即应保持预先给定的位置。常常地在包括舵机和驱 动单元的机动装置的情况下动力学位置系统能控制两个部件装置。不仅动力学定位体系而 且用于水上运输工具的自动驾驶装置系统在上位概念下可包括用于水上运输工具的自动 控制系统。此外，动力学定位系统通常还包括至少一种用于测量水上运输工具的物理量的测 量数据的测量装置或对水上运输工具起作用的物理量的测量数据的测量装置。自动驾驶装 置系统也可包括这种测量装置。在此，例如还已知的是，借助于作为风传感器所构成的测量 装置可确定在船上起作用的风强度。此外，另外的或附加的已知的是，采用合适的风装置能 确定波浪过程。只要提供至少一个测量装置和用于测量中央控制装置例如计算机的水上运输工具的定位数据的信息的装置，那么就能提供关于船的位置和尺寸和作用方向一些环境 力，其(可)影响水上运输工具的位置。基于这些参数以及在关于所期望的航向的信息上， 动力学的位置系统和/或集成在控制装置中的自动驾驶装置系统的计算单元基于一个或 多个预先给定的规则系统计算必需的控制参数，由此，控制装置将控制信号传到船或水上 运输工具的机动装置上并这样相应地对此有影响。在此，这样可保持水上运输工具的所期 望的航向或达到或保持预先给定的位置。水上运输工具的机动装置例如可包括转向装置和工作单元，特别是工作舵。转向 装置又通常包括舵和转向调节装置，特别是舵机。通过控制调节装置和工作单元可改变水 上运输工具或机动装置的推力和转向角并从而影响水上运输工具的运行方向和速度。假如现在确定从已知的自动驾驶装置系统或动力学的定位系统至经给定的时间 点，那么必须基于现有水上运输工具-和测量数据改变水上运输工具的航向或位置，虽然 控制机动装置和工作功率(推力)和/或转向角，然而常常不是处于最佳程度。在此，这样 水上运输工具的航向常常通过所期望的航向改变，或所期望的位置不直接达到，以致于又 必须相对控制。实际上，在此这样达到经常的控制或转向角的调节以及可能的在较短时间 内达到一定的工作舵的功率改变。这过程也称作为“转换滞后”且导致的是，机动装置需要 费用，或只是延缓调节所期望的航向或所期望的位置。换言之，这可导致机动装置的经提高 的利用或经提高的磨损和导致的是，从船进入了的航向常常不是最佳的。此外，在自动驾驶 装置系统的情况下通过常常的转向而提高必需的水上运输工具的必需的预驱动能。
技术实现思路
所以本专利技术的目的在于，这样改善水上运输工具的自动驾驶装置系统和/或动力 学的定位系统，即减小转换滞后。本专利技术的目的是这样实现的，用于水上运输工具特别是船 上测量作用在舵特别是完全摆动舵上的力特别是浮力和/或阻力的装置，该装置包括计算 单元，至少一个用于测量舵的物理量值的测量装置，和用于将所测得的物理量值传送到计 算单元的装置，其中配置计算单元用于根据所测得的物理量值来确定作用在舵上的力。通过具有在舵上起作用的与物理量相关联的力的值的测量而可以随时确定作用 在舵上的力。测量在舵上的物理量值以适合方式多次重复或以预先给定的可能重复的距离 而进行。特别适合的是，在操作时或在水上运输工具行驶时或水上运输工具停留时连续进 行测量。通过本装置可以确定舵的具体量值，即作用在舵上的力，并输入到动力学位置系统 或自动驾驶装置系统上，这些舵量值与其他的参数一起根据预先给定规则系统而使用并由 此能够更佳地确定最佳的舵角度改变的值或改善功率提高或降低的最佳程度，以便于避免 或至少减小转换滞后问题。概念“物理量”原则上可以是每个可定量确定的舵或舵装置的性能。其或者直接采 用至少一个测量装置(测量值)测量或可由从测量装置所测得的测量值所导出或计算出。 适合的是，计算借助计算单元而进行。然而测量装置也可自身地基于测量值用于测量或计 算物理量值而构成。计算单元例如可以是合适的计算机或类似装置且可由动力学定位系统 的一部分构成。有时这些值也称作为“物理-技术值”或“技术值”。这样的概念也包括在 本专利技术中。由测量装置所测量的或所检测的值传递到计算单元的装置可以为各种合适的装置。特别可以是通过电缆绳连接的或是无线数据传输的装置。其测量装置通常适合地直接 设置在舵上，其中计算单元通常在舵装置的外部设置在水上运输工具的底板上。在此，只要 例如电缆可以从舵引到计算单元，测量装置提供相应的发射器和计算单元提供相应的接收 器即可。在无线传输中也具有合适的发射器和接收器。计算单元又包括具有基于一个或多个经测得的物理量值的合适的规则系统，其可 根据作用在舵上的力确定或计算。原则上这些力是适合作用在舵上的力。优选地根据本发 明确定舵的浮力和/或阻力。在本专利技术中对于浮力特别涉及舵的动力学浮力。当物体(舵) 以确定的形式或位置相对于流体(水)运动时，通常形成这种力。流体或液体作用在物体 上的力通常分解成两个分力分解成动力学的浮力和摩擦阻力(阻力)，其浮力垂直于流动 方向或水上运输工具纵轴作用，其阻力沿流动方向或水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水上运输工具、特别是船上测量作用在舵（１０）、特别是完全摆动舵上的力、特别是浮力（２０）和／或阻力（２１）的装置（１２），该装置包括计算单元（２９），至少一个用于测量舵的物理量的值的测量装置（２７、２８），和用于将所测得的物理量的值传送到计算单元（２９）的装置，其中配置计算单元（２９）用于根据所测得的物理量的值来确定作用在舵（１０）上的力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迪克莱曼，
申请(专利权)人：贝克船舶系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]