本發(fā)明涉及一種船舶分段對(duì)接位姿矯正裝置及方法，屬于船舶制造。

背景技術(shù)：

1、船舶分段總裝對(duì)接，作為船舶建造環(huán)節(jié)中至關(guān)重要的一步，任何一點(diǎn)出現(xiàn)偏差，都可能影響到分段對(duì)接的精度，對(duì)接精度的高低又在大程度上決定了船舶整體建造的質(zhì)量和效率。目前我國(guó)的船舶分段總裝對(duì)接大部分仍處于人工對(duì)接過(guò)程，通常情況下使用吊裝設(shè)備將分段從運(yùn)輸工具上吊裝起來(lái)，再將分段移動(dòng)到船臺(tái)或合攏處，用夾具將分段與相鄰分段或船體結(jié)構(gòu)夾緊固定，這一過(guò)程需要花費(fèi)大量的人力和精力，并且對(duì)接精度較差，效率較低。

2、現(xiàn)有中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利cn107161280b一種船體分段對(duì)接設(shè)備，公開(kāi)了技術(shù)方案該用于船體分段對(duì)接設(shè)備，包括“第二電磁鐵、第一電磁鐵、第一支桿、絕緣板、第一氣缸”等，通過(guò)第一磁鐵和第二磁鐵通電產(chǎn)生磁性?shī)A住船體，第三磁鐵和第四磁鐵通電產(chǎn)生磁性?shī)A住分段，由于第一磁鐵和第三磁鐵與船體或總段的接觸面位于同一平面內(nèi)，使得分段向左位移時(shí)，能夠直接對(duì)準(zhǔn)總段的右側(cè)。該船體分段對(duì)接設(shè)備，利用第二電磁鐵、第一電磁鐵、第一支桿、絕緣板、第一氣缸等，來(lái)進(jìn)行船舶分段對(duì)接工作，但是通過(guò)將四塊磁鐵分別吸附在船體和分段兩側(cè)，雖然能夠確定其左右位移時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，無(wú)法確定船體甲板與分段甲板是否處于同一水平面，仍然無(wú)法完成總段與分段的對(duì)接，因此需要對(duì)此裝置進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種船舶分段對(duì)接位姿矯正裝置及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、技術(shù)方案：一種船舶分段對(duì)接位姿矯正裝置，包括工作臺(tái)、船體總段和船體分段，所述工作臺(tái)和船體總段以及船體分段均通過(guò)可移動(dòng)式安裝在工作臺(tái)側(cè)面的穩(wěn)定裝置可拆卸式連接；

3、還包括可移動(dòng)的安裝在工作臺(tái)上側(cè)面的移動(dòng)測(cè)量總成，所述移動(dòng)測(cè)量總成包括通過(guò)設(shè)置在工作臺(tái)上側(cè)面的帶齒導(dǎo)軌滑動(dòng)連接在工作臺(tái)上側(cè)面的電動(dòng)滑塊以及一端安裝在電動(dòng)滑塊側(cè)面另一端與船體總段或船體分段上側(cè)面接觸的測(cè)量桿組件，所述電動(dòng)滑塊內(nèi)部設(shè)置有與帶齒導(dǎo)軌嚙合的齒輪，所述齒輪通過(guò)設(shè)置在電動(dòng)滑塊外側(cè)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

4、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置工作臺(tái)、滑動(dòng)安裝在工作臺(tái)上側(cè)的移動(dòng)測(cè)量總成以及穩(wěn)定裝置，在預(yù)先調(diào)整好船體總段或分段的高度前提下，通過(guò)穩(wěn)定裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體寬度方向上的位姿定位，再通過(guò)測(cè)量船體總段高度位姿狀態(tài)，進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體總段和船體分段的精確對(duì)接。

5、所述工作臺(tái)側(cè)面開(kāi)設(shè)有水平向的滑槽，所述穩(wěn)定裝置可滑動(dòng)的安裝在滑槽內(nèi)，所述穩(wěn)定裝置包括滑動(dòng)安裝在滑槽內(nèi)的絕緣體和固定安裝在絕緣體側(cè)面與船體總段或船體分段通過(guò)磁吸方式緊密貼合固定的電磁穩(wěn)定塊，所述絕緣體與滑槽內(nèi)的滑塊固定連接，所述絕緣體與電磁穩(wěn)定塊通過(guò)任一相同方向端部鉸接的至少兩根連接桿連接，所述絕緣體底部與調(diào)姿小車(chē)固定連接，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)進(jìn)行支撐以及橫向位置調(diào)整。

6、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)的移動(dòng)帶動(dòng)穩(wěn)定裝置移動(dòng)，同時(shí)電磁穩(wěn)定塊與絕緣體之間存在上下方向的自由度，在船體總段或分段接近貼合的過(guò)程中，以及船體總段和分段高度調(diào)整過(guò)程中，通過(guò)隨動(dòng)方式保持與船體總段和分段的貼合，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體總段和分段的支撐作用，保障寬度方向上的位姿穩(wěn)定。

7、所述移動(dòng)測(cè)量總成設(shè)置至少一個(gè)，所述測(cè)量桿組件包括與電動(dòng)滑塊側(cè)面垂直安裝的橫向伸縮機(jī)構(gòu)以及安裝在橫向伸縮機(jī)構(gòu)另一端的垂向伸縮機(jī)構(gòu)，所述垂向伸縮機(jī)構(gòu)靠近船體總段或船體分段一端設(shè)置有高度測(cè)量裝置，所述垂向伸縮機(jī)構(gòu)與高度測(cè)量裝置通過(guò)十字軸鉸接式連接。

8、將高度測(cè)量裝置和垂向伸縮機(jī)構(gòu)通過(guò)十字軸連接，能夠?qū)崿F(xiàn)高度測(cè)量裝置在與船體總段或船體分段上平面甲板接觸時(shí)的貼合度，當(dāng)甲板處于傾斜狀態(tài)時(shí)也能緊貼甲板表面從而測(cè)量出準(zhǔn)確的高度數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步的位姿矯正提供數(shù)據(jù)支持，提高矯正準(zhǔn)確度。

9、所述移動(dòng)測(cè)量總成設(shè)置為兩個(gè)，測(cè)量時(shí)，所述高度測(cè)量裝置安裝在船體總段或船體分段上側(cè)面。

10、設(shè)置兩個(gè)測(cè)量總成，能夠提供更多的測(cè)量方式，可根據(jù)測(cè)量需求選擇更適合的測(cè)量方法。

11、所述橫向伸縮機(jī)構(gòu)包括固定套筒，所述固定套筒內(nèi)設(shè)置有橫向電動(dòng)伸縮缸，所述橫向電動(dòng)伸縮缸的伸縮桿與垂向伸縮機(jī)構(gòu)固定連接，將垂向伸縮機(jī)構(gòu)推出或收回。

12、通過(guò)橫向伸縮機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，可以控制收回或伸出垂向伸縮機(jī)構(gòu)，切換工作和非工作或位置轉(zhuǎn)移狀態(tài)，避免一直伸出對(duì)其他工作造成的干涉。

13、所述垂向伸縮機(jī)構(gòu)包括折彎套筒，所述折彎套筒一端與橫向電動(dòng)伸縮缸的伸縮桿固定連接，另一端向船體總段或船體分段方向折彎部分內(nèi)設(shè)置有垂向電動(dòng)伸縮缸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出端與垂向電動(dòng)伸縮缸端部固定連接，所述垂向電動(dòng)伸縮缸的伸縮桿通過(guò)十字軸與高度測(cè)量裝置鉸接。

14、通過(guò)設(shè)置垂向電動(dòng)伸縮缸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高度測(cè)量裝置的上下升降以及方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)不同數(shù)量的移動(dòng)測(cè)量總成匹配的不同測(cè)量方案。

15、所述高度測(cè)量裝置包括測(cè)量桿和設(shè)置在測(cè)量桿上的至少三個(gè)高度檢測(cè)傳感器，三個(gè)高度檢測(cè)傳感器構(gòu)建一個(gè)測(cè)量面，所述測(cè)量桿設(shè)置為多邊框結(jié)構(gòu)，所述測(cè)量桿為電磁吸附桿，所述垂向伸縮機(jī)構(gòu)與測(cè)量桿重心位置通過(guò)十字軸鉸接。

16、將測(cè)量桿設(shè)置為邊框結(jié)構(gòu)，在邊框結(jié)構(gòu)上設(shè)置高度檢測(cè)傳感器，使其組合構(gòu)建一個(gè)測(cè)量面，通過(guò)不同高度檢測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前船體總段或船體分段的水平度，進(jìn)而為下一步高度位姿調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。

17、任一所述高度測(cè)量裝置包括測(cè)量桿和設(shè)置在測(cè)量桿上的至少兩個(gè)高度檢測(cè)傳感器，所述測(cè)量桿為電磁吸附桿，兩個(gè)高度測(cè)量裝置的四個(gè)高度檢測(cè)傳感器構(gòu)建一個(gè)測(cè)量面。

18、通過(guò)設(shè)置兩個(gè)單獨(dú)的移動(dòng)測(cè)量總成，在應(yīng)用過(guò)程中，如若出現(xiàn)結(jié)構(gòu)故障，僅需更換維修單獨(dú)的部件即可，不用整體更換，同時(shí)也能達(dá)到精確測(cè)量的效果。

19、所述移動(dòng)測(cè)量總成設(shè)置為兩個(gè)，任一所述高度測(cè)量裝置包括測(cè)量桿和設(shè)置在測(cè)量桿上的至少三個(gè)高度檢測(cè)傳感器，所述測(cè)量桿設(shè)置為多邊框結(jié)構(gòu)，所述測(cè)量桿為電磁吸附桿，測(cè)量時(shí)，所述高度測(cè)量裝置分別安裝在船體總段和船體分段上側(cè)面，分別構(gòu)建船體總段測(cè)量面以及船體分段測(cè)量面。

20、通過(guò)設(shè)置兩個(gè)分別測(cè)量船體總段和船體分段的移動(dòng)總成，在船體總段高度位姿測(cè)量并調(diào)整完畢后，能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)船體總段的高度位姿，若船體總段發(fā)生高度位姿變化，則可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)船體總段的高度位姿在穩(wěn)定范圍內(nèi)，保障船段對(duì)接的準(zhǔn)確度。

21、一種船舶分段對(duì)接位姿矯正裝置的控制方法，其特征在于：根據(jù)高度測(cè)量裝置具體結(jié)構(gòu)以及測(cè)量總成數(shù)量分為以下工況：

22、工況a、設(shè)置單個(gè)移動(dòng)測(cè)量總成，高度測(cè)量裝置中測(cè)量桿設(shè)置為框結(jié)構(gòu)，包括至少三個(gè)安裝在測(cè)量桿上的高度檢測(cè)傳感器；

23、測(cè)量當(dāng)前船體總段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體總段位姿到達(dá)平均值高度，通過(guò)穩(wěn)定裝置固定船體總段位置，控制高度測(cè)量裝置脫離船體總段，移動(dòng)至船體分段，測(cè)量船體分段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體分段位姿與船體總段高度相同；

24、工況b、設(shè)置兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量總成，任一高度測(cè)量裝置中測(cè)量桿設(shè)置為單條桿狀結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)安裝在測(cè)量桿上的高度檢測(cè)傳感器；

25、通過(guò)兩個(gè)測(cè)量桿上的高度檢測(cè)傳感器測(cè)量當(dāng)前船體總段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體總段位姿到達(dá)平均值高度，通過(guò)穩(wěn)定裝置固定船體總段位置，控制高度測(cè)量裝置脫離船體總段，移動(dòng)至船體分段，測(cè)量船體分段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體分段位姿與船體總段高度相同；

26、工況c、設(shè)置兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量總成，兩個(gè)高度測(cè)量裝置中測(cè)量桿均設(shè)置為框結(jié)構(gòu)，包括至少三個(gè)安裝在測(cè)量桿上的高度檢測(cè)傳感器；

27、先測(cè)量當(dāng)前船體總段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體總段位姿到達(dá)平均值高度，通過(guò)穩(wěn)定裝置固定船體總段位置；

28、再測(cè)量船體分段高度數(shù)據(jù)，取數(shù)據(jù)平均值，通過(guò)調(diào)姿小車(chē)調(diào)整船體分段位姿與船體總段高度相同。

29、所述工況a具體為：

30、將船體總段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)一側(cè)，船體分段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)同側(cè)另一端，使船體總段和船體分段的側(cè)面與穩(wěn)定裝置貼合，使穩(wěn)定裝置中的電磁穩(wěn)定塊通電產(chǎn)生磁性，將船體總段位置固定；

31、啟動(dòng)工作臺(tái)上方的電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體總段上方位置，控制橫向伸縮機(jī)構(gòu)中的橫向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)垂向伸縮機(jī)構(gòu)向船體總段方向伸出，到達(dá)船體總段上側(cè)面中部位置后，控制垂向伸縮機(jī)構(gòu)中的垂向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)高度測(cè)量裝置向下移動(dòng)至與船體總段上側(cè)面貼合，使測(cè)量桿通電產(chǎn)生磁性，將測(cè)量桿穩(wěn)定安裝在船體總段上側(cè)面；

32、記錄此時(shí)高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn，計(jì)算得出船體總段基準(zhǔn)高度，

33、y基準(zhǔn)=(?y1+?y2+?y3+…yn)/n

34、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體總段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm；

35、控制測(cè)量桿斷電，使測(cè)量桿與船體總段上側(cè)面斷開(kāi)吸附，控制垂向電動(dòng)伸縮缸縮回，帶動(dòng)高度測(cè)量裝置上移，控制電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體分段上方，重復(fù)相同步驟對(duì)船體分段進(jìn)行高度測(cè)量，得到船體分段高度讀數(shù)y1、y2、y3…yn；

36、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體分段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm,即船體總段與船體分段位于同一基準(zhǔn)高度。

37、所述工況b具體為：

38、將船體總段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)一側(cè)，船體分段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)同側(cè)另一端，使船體總段和船體分段的側(cè)面與穩(wěn)定裝置貼合，使穩(wěn)定裝置中的電磁穩(wěn)定塊通電產(chǎn)生磁性，將船體總段以及船體分段位置固定；

39、啟動(dòng)工作臺(tái)上方的兩個(gè)電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體總段上方位置，控制橫向伸縮機(jī)構(gòu)中的橫向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)垂向伸縮機(jī)構(gòu)向船體總段方向伸出，到達(dá)船體總段上側(cè)面中部位置后，控制垂向伸縮機(jī)構(gòu)中的垂向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)高度測(cè)量裝置向下移動(dòng)至與船體總段上側(cè)面貼合，其中任一測(cè)量桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)90°，與另一測(cè)量桿呈垂直狀態(tài)，使測(cè)量桿通電產(chǎn)生磁性，將測(cè)量桿穩(wěn)定安裝在船體總段上側(cè)面；

40、記錄此時(shí)兩個(gè)測(cè)量桿上的高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn，計(jì)算得出船體總段基準(zhǔn)高度，

41、y基準(zhǔn)=(?y1+?y2+?y3+…yn)/n

42、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體總段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm；

43、控制測(cè)量桿斷電，使測(cè)量桿與船體總段上側(cè)面斷開(kāi)吸附，控制垂向電動(dòng)伸縮缸縮回，帶動(dòng)高度測(cè)量裝置上移，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)過(guò)的測(cè)量桿向任意方向通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)90°，與另一測(cè)量桿呈平行狀態(tài)，控制電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體分段上方，重復(fù)相同步驟對(duì)船體分段進(jìn)行高度測(cè)量，得到船體分段高度讀數(shù)y1、y2、y3…yn；

44、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體分段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm,即船體總段與船體分段位于同一基準(zhǔn)高度。

45、所述工況c具體為：

46、將船體總段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)一側(cè)，船體分段通過(guò)調(diào)姿小車(chē)運(yùn)輸至工作臺(tái)同側(cè)另一端，使船體總段和船體分段的側(cè)面與穩(wěn)定裝置貼合，使穩(wěn)定裝置中的電磁穩(wěn)定塊通電產(chǎn)生磁性，將船體總段位置固定；

47、將靠近船體總段一側(cè)的電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體總段上方，控制橫向伸縮機(jī)構(gòu)中的橫向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)垂向伸縮機(jī)構(gòu)向船體總段方向伸出，到達(dá)船體總段上側(cè)面中部位置后，控制垂向伸縮機(jī)構(gòu)中的垂向電動(dòng)伸縮缸伸出帶動(dòng)高度測(cè)量裝置向下移動(dòng)至與船體總段上側(cè)面貼合，使測(cè)量桿通電產(chǎn)生磁性，將測(cè)量桿穩(wěn)定安裝在船體總段上側(cè)面；

48、記錄此時(shí)高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn，計(jì)算得出船體總段基準(zhǔn)高度，

49、y基準(zhǔn)=(?y1+?y2+?y3+…yn)/n

50、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體總段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm；

51、將靠近船體分段一側(cè)的電動(dòng)滑塊移動(dòng)至船體分段上方，重復(fù)相同步驟對(duì)船體分段進(jìn)行高度測(cè)量，得到船體分段高度讀數(shù)y1、y2、y3…yn；

52、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)將船體分段調(diào)整至各高度檢測(cè)傳感器的讀數(shù)y1、y2、y3…yn與y基準(zhǔn)的差值△y≤1mm,即船體總段與船體分段位于同一基準(zhǔn)高度；

53、過(guò)程中吸附在船體總段的高度檢測(cè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船體總段高度，當(dāng)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證船體總段的位置度穩(wěn)定在△y≤1mm。

54、有益效果：本發(fā)明通過(guò)設(shè)置工作臺(tái)、滑動(dòng)安裝在工作臺(tái)上側(cè)的移動(dòng)測(cè)量總成以及穩(wěn)定裝置，在預(yù)先調(diào)整好船體總段或分段的高度前提下，通過(guò)穩(wěn)定裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體寬度方向上的位姿定位，再通過(guò)測(cè)量船體總段高度位姿狀態(tài)，進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體總段和船體分段的精確對(duì)接。

55、通過(guò)調(diào)姿小車(chē)的移動(dòng)帶動(dòng)穩(wěn)定裝置移動(dòng)，同時(shí)電磁穩(wěn)定塊與絕緣體之間存在上下方向的自由度，在船體總段或分段接近貼合的過(guò)程中，以及船體總段和分段高度調(diào)整過(guò)程中，通過(guò)隨動(dòng)方式保持與船體總段和分段的貼合，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體總段和分段的支撐作用，保障寬度方向上的位姿穩(wěn)定。

56、將高度測(cè)量裝置和垂向伸縮機(jī)構(gòu)通過(guò)十字軸連接，能夠?qū)崿F(xiàn)高度測(cè)量裝置在與船體總段或船體分段上平面甲板接觸時(shí)的貼合度，當(dāng)甲板處于傾斜狀態(tài)時(shí)也能緊貼甲板表面從而測(cè)量出準(zhǔn)確的高度數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步的位姿矯正提供數(shù)據(jù)支持，提高矯正準(zhǔn)確度。