[發明專利]一種用于潛水器載體框架承載試驗時的變形測量方法

有效

• 申請號: 202210857097.2
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115183693B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 陳鵬;余俊;李玲瓏;李艷青;葉聰
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 楊曉敏

本發明涉及一種用于潛水器載體框架承載試驗時的變形測量方法，將載體框架吊裝于起吊工裝上，在載體框架上固定剛性坐標架，并配置加載系統；在加載前和加載時，利用激光跟蹤儀同步采集載體框架測點和剛性坐標架測點的三維坐標，根據圖形學的三維空間坐標變換方法，基于加載時剛性坐標架的測量值結合加載前的測量值獲得載體框架的中間解算值，即載體框架僅平移和偏轉帶來的位移值，然后再由加載時載體框架的測量值結合中間解算值，獲得載體框架的變形值；上述方式能夠準確獲取承載時載體框架的變形值，并能夠用于多個位置的測算，以全面評估框架整體變形情況，大大提高并保證了載體框架變形測量的精度。

技術領域

本發明涉及潛水器技術領域，尤其是一種用于潛水器載體框架承載試驗時的變形測量方法。

背景技術

潛水器載體框架建造完成后，須進行極限承載試驗，以驗證設計可靠性和制造質量。

現有技術中，承載試驗時載體框架變形量的測量方法通常為：載體框架被懸掛半空并調整為水平狀態，在起吊點附件安裝一激光光源，光源發射的水平光線照射到框架外垂直布置的標有刻度的白紙上；框架底部通過懸掛重物或者液壓油缸的方式施加垂直向下的極限載荷，測量加載前和加載時白紙上光源移動的距離，即為框架的變形量。

現有用于測量載體框架變形量的方法，存在一定的不足：第一，起吊狀態的載體框架在載荷作用下，會發生不同程度的偏轉和移動，導致測量的變形量并非框架自身的變形量，而是疊加了整個起吊系統(載體框架和起吊工況)的偏轉和移動的位移值；第二，該方法僅能獲取框架艏部的縱傾量，數據單一，無法獲取框架在各個位置的變形量。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的用于潛水器載體框架承載試驗時的變形測量方法，從而能夠準確獲取承載時載體框架的變形值，并能夠用于多個位置的測算，以全面評估框架整體變形情況，大大提高并保證了載體框架變形測量的精度。

本發明所采用的技術方案如下：

一種用于潛水器載體框架承載試驗時的變形測量方法，包括如下步驟：

將載體框架吊裝于起吊工裝上，并安裝加載系統；

將剛性坐標架固定于載體框架前側面上，在剛性坐標架相互垂直的三個坐標臂端部分別固定激光靶球一，在載體框架底部水平梁上沿著長度方向間隔固定激光靶球二；

在載體框架前方設定角度處固定激光跟蹤儀，由激光跟蹤儀建立坐標系，并讀取所有激光靶球一、激光靶球二的三維坐標，形成加載前剛性坐標架上所有激光靶球一的坐標矩陣G，加載前載體框架上所有激光靶球二的坐標矩陣T；

由加載系統向載體框架施加向下的載荷并保持載荷的施加，待載體框架穩定時，再次由激光跟蹤儀讀取所有激光靶球一、激光靶球二的三維坐標，形成加載時剛性坐標架上所有激光靶球一的坐標矩陣G′，加載時載體框架上所有激光靶球二的坐標矩陣T′；

由G、G′和T獲得T″，T″為載體框架僅發生偏轉和平移、而不發生自身形變時所有激光靶球二的坐標矩陣；

由T′和T″獲得載體框架形變情況下，所有激光靶球二的變形量矩陣D，實現變形的測量。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述剛性坐標架的其中一個坐標臂垂直于載體框架的前側面布設，該坐標臂向后延伸有安裝臂，安裝臂端部與載體框架固定。

所述剛性坐標架的另外兩個坐標臂分別呈豎直和水平布設，三個坐標臂端部的前側面上分別固定激光靶球一。

加載前載體框架底部水平梁與水平布設的坐標臂相互平行設置。

所述加載系統為懸掛的重物或是液壓油缸的驅動。