[0001] 本发明涉及一种船舶分段对接位姿矫正装置及方法，属于船舶制造技术领域。

[0002] 船舶分段总装对接，作为船舶建造环节中至关重要的一步，任何一点出现偏差，都可能影响到分段对接的精度，对接精度的高低又在大程度上决定了船舶整体建造的质量和效率。目前我国的船舶分段总装对接大部分仍处于人工对接过程，通常情况下使用吊装设备将分段从运输工具上吊装起来，再将分段移动到船台或合拢处，用夹具将分段与相邻分段或船体结构夹紧固定，这一过程需要花费大量的人力和精力，并且对接精度较差，效率较低。

[0003] 现有中国公开专利CN107161280B一种船体分段对接设备，公开了技术方案该用于船体分段对接设备，包括“第二电磁铁、第一电磁铁、第一支杆、绝缘板、第一气缸”等，通过第一磁铁和第二磁铁通电产生磁性夹住船体，第三磁铁和第四磁铁通电产生磁性夹住分段，由于第一磁铁和第三磁铁与船体或总段的接触面位于同一平面内，使得分段向左位移时，能够直接对准总段的右侧。该船体分段对接设备，利用第二电磁铁、第一电磁铁、第一支杆、绝缘板、第一气缸等，来进行船舶分段对接工作，但是通过将四块磁铁分别吸附在船体和分段两侧，虽然能够确定其左右位移时的运动轨迹，无法确定船体甲板与分段甲板是否处于同一水平面，仍然无法完成总段与分段的对接，因此需要对此装置进行改进。

[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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。

[0041] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0042] 如图1至8所示，一种船舶分段对接位姿矫正装置，包括工作台1、船体总段2和船体分段3，所述工作台1和船体总段2以及船体分段3均通过可移动式安装在工作台1侧面的稳定装置4可拆卸式连接；还包括可移动的安装在工作台1上侧面的移动测量总成5，所述移动测量总成5包
括通过设置在工作台1上侧面的带齿导轨11滑动连接在工作台1上侧面的电动滑块51以及一端安装在电动滑块51侧面另一端与船体总段2或船体分段3上侧面接触的测量杆组件，所述电动滑块51内部设置有与带齿导轨11啮合的齿轮，所述齿轮通过设置在电动滑块51外侧的伺服电机52驱动转动。

[0043] 本发明通过设置工作台1、滑动安装在工作台1上侧的移动测量总成5以及稳定装置4，在预先调整好船体总段2或分段的高度前提下，通过稳定装置4，实现对船体宽度方向上的位姿定位，再通过测量船体总段2高度位姿状态，进行微调，实现对船体总段2和船体分段3的精确对接。

[0044] 所述工作台1侧面开设有水平向的滑槽12，所述稳定装置4可滑动的安装在滑槽12内，所述稳定装置4包括滑动安装在滑槽12内的绝缘体41和固定安装在绝缘体41侧面与船体总段2或船体分段3通过磁吸方式紧密贴合固定的电磁稳定块42，所述绝缘体41与滑槽12内的滑块固定连接，所述绝缘体41与电磁稳定块42通过任一相同方向端部铰接的至少两根连接杆43连接，所述绝缘体41底部与调姿小车固定连接，通过调姿小车进行支撑以及横向位置调整。

[0045] 通过调姿小车的移动带动稳定装置4移动，同时电磁稳定块42与绝缘体41之间存在上下方向的自由度，在船体总段2或分段接近贴合的过程中，以及船体总段2和分段高度调整过程中，通过随动方式保持与船体总段2和分段的贴合，实现对船体总段2和分段的支撑作用，保障宽度方向上的位姿稳定。

[0046] 所述移动测量总成5设置至少一个，所述测量杆组件包括与电动滑块51侧面垂直安装的横向伸缩机构53以及安装在横向伸缩机构53另一端的垂向伸缩机构54，所述垂向伸缩机构54靠近船体总段2或船体分段3一端设置有高度测量装置55，所述垂向伸缩机构54与高度测量装置55通过十字轴56铰接式连接。

[0047] 将高度测量装置55和垂向伸缩机构54通过十字轴56连接，能够实现高度测量装置55在与船体总段2或船体分段3上平面甲板接触时的贴合度，当甲板处于倾斜状态时也能紧贴甲板表面从而测量出准确的高度数据，为进一步的位姿矫正提供数据支持，提高矫正准确度。

[0048] 所述移动测量总成5设置为两个，测量时，所述高度测量装置55安装在船体总段2或船体分段3上侧面。

[0049] 设置两个测量总成，能够提供更多的测量方式，可根据测量需求选择更适合的测量方法。

[0050] 所述横向伸缩机构53包括固定套筒531，所述固定套筒531内设置有横向电动伸缩缸532，所述横向电动伸缩缸532的伸缩杆与垂向伸缩机构54固定连接，将垂向伸缩机构54推出或收回。

[0051] 通过横向伸缩机构53的动作，可以控制收回或伸出垂向伸缩机构54，切换工作和非工作或位置转移状态，避免一直伸出对其他工作造成的干涉。

[0052] 所述垂向伸缩机构54包括折弯套筒541，所述折弯套筒541一端与横向电动伸缩缸532的伸缩杆固定连接，另一端向船体总段2或船体分段3方向折弯部分内设置有垂向电动伸缩缸542和旋转电机543，所述旋转电机543输出端与垂向电动伸缩缸542端部固定连接，所述垂向电动伸缩缸542的伸缩杆通过十字轴56与高度测量装置55铰接。

[0053] 通过设置垂向电动伸缩缸542和旋转电机543，实现对高度测量装置55的上下升降以及方向转动，以适应不同数量的移动测量总成5匹配的不同测量方案。

[0054] 所述高度测量装置55包括测量杆551和设置在测量杆551上的至少三个高度检测传感器552，三个高度检测传感器552构建一个测量面，所述测量杆551设置为多边框结构，所述测量杆551为电磁吸附杆，所述垂向伸缩机构54与测量杆551重心位置通过十字轴56铰接。

[0055] 将测量杆551设置为边框结构，在边框结构上设置高度检测传感器552，使其组合构建一个测量面，通过不同高度检测传感器552的数据判断当前船体总段2或船体分段3的水平度，进而为下一步高度位姿调整提供数据支撑。

[0056] 任一所述高度测量装置55包括测量杆551和设置在测量杆551上的至少两个高度检测传感器552，所述测量杆551为电磁吸附杆，两个高度测量装置55的四个高度检测传感器552构建一个测量面。

[0057] 通过设置两个单独的移动测量总成5，在应用过程中，如若出现结构故障，仅需更换维修单独的部件即可，不用整体更换，同时也能达到精确测量的效果。

[0058] 所述移动测量总成5设置为两个，任一所述高度测量装置55包括测量杆551和设置在测量杆551上的至少三个高度检测传感器552，所述测量杆551设置为多边框结构，所述测量杆551为电磁吸附杆，测量时，所述高度测量装置55分别安装在船体总段2和船体分段3上侧面，分别构建船体总段2测量面以及船体分段3测量面。

[0059] 通过设置两个分别测量船体总段2和船体分段3的移动总成，在船体总段2高度位姿测量并调整完毕后，能够持续监测船体总段2的高度位姿，若船体总段2发生高度位姿变化，则可以实时调节船体总段2的高度位姿在稳定范围内，保障船段对接的准确度。

[0060] 一种根据权利要求1至9任意一项所述的船舶分段对接位姿矫正装置的控制方法，根据高度测量装置55具体结构以及测量总成数量分为以下工况：工况A、设置单个移动测量总成5，高度测量装置55中测量杆551设置为框结构，包
括至少三个安装在测量杆551上的高度检测传感器552；
测量当前船体总段2高度数据，取数据平均值，通过调姿小车调整船体总段2位姿
到达平均值高度，通过稳定装置4固定船体总段2位置，控制高度测量装置55脱离船体总段
2，移动至船体分段3，测量船体分段3高度数据，取数据平均值，通过调姿小车调整船体分段
3位姿与船体总段2高度相同；
工况B、设置两个移动测量总成5，任一高度测量装置55中测量杆551设置为单条杆
状结构，包括至少两个安装在测量杆551上的高度检测传感器552；
通过两个测量杆551上的高度检测传感器552测量当前船体总段2高度数据，取数
据平均值，通过调姿小车调整船体总段2位姿到达平均值高度，通过稳定装置4固定船体总段2位置，控制高度测量装置55脱离船体总段2，移动至船体分段3，测量船体分段3高度数据，取数据平均值，通过调姿小车调整船体分段3位姿与船体总段2高度相同；
工况C、设置两个移动测量总成5，两个高度测量装置55中测量杆551均设置为框结
构，包括至少三个安装在测量杆551上的高度检测传感器552；
先测量当前船体总段2高度数据，取数据平均值，通过调姿小车调整船体总段2位
姿到达平均值高度，通过稳定装置4固定船体总段2位置；
再测量船体分段3高度数据，取数据平均值，通过调姿小车调整船体分段3位姿与
船体总段2高度相同。

[0061] 所述工况A具体为：将船体总段2通过调姿小车运输至工作台1一侧，船体分段3通过调姿小车运输至
工作台1同侧另一端，使船体总段2和船体分段3的侧面与稳定装置4贴合，使稳定装置4中的电磁稳定块42通电产生磁性，将船体总段2位置固定；
启动工作台1上方的电动滑块51移动至船体总段2上方位置，控制横向伸缩机构53
中的横向电动伸缩缸532伸出带动垂向伸缩机构54向船体总段2方向伸出，到达船体总段2上侧面中部位置后，控制垂向伸缩机构54中的垂向电动伸缩缸542伸出带动高度测量装置
55向下移动至与船体总段2上侧面贴合，使测量杆551通电产生磁性，将测量杆551稳定安装在船体总段2上侧面；
记录此时高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn，计算得出船体总段2基准高度，
Y基准=( Y1+ Y2+ Y3+…Yn)/n
通过调姿小车将船体总段2调整至各高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn与
Y基准的差值△Y≤1mm；
控制测量杆551断电，使测量杆551与船体总段2上侧面断开吸附，控制垂向电动伸
缩缸542缩回，带动高度测量装置55上移，控制电动滑块51移动至船体分段3上方，重复相同步骤对船体分段3进行高度测量，得到船体分段3高度读数y1、y2、y3…yn；
通过调姿小车将船体分段3调整至各高度检测传感器552的读数y1、y2、y3…yn与
Y基准的差值△y≤1mm,即船体总段2与船体分段3位于同一基准高度。

[0062] 所述工况B具体为：将船体总段2通过调姿小车运输至工作台1一侧，船体分段3通过调姿小车运输至
工作台1同侧另一端，使船体总段2和船体分段3的侧面与稳定装置4贴合，使稳定装置4中的电磁稳定块42通电产生磁性，将船体总段2以及船体分段3位置固定；
启动工作台1上方的两个电动滑块51移动至船体总段2上方位置，控制横向伸缩机
构53中的横向电动伸缩缸532伸出带动垂向伸缩机构54向船体总段2方向伸出，到达船体总段2上侧面中部位置后，控制垂向伸缩机构54中的垂向电动伸缩缸542伸出带动高度测量装置55向下移动至与船体总段2上侧面贴合，其中任一测量杆551通过旋转电机543控制旋转
90°，与另一测量杆551呈垂直状态，使测量杆551通电产生磁性，将测量杆551稳定安装在船体总段2上侧面；
记录此时两个测量杆551上的高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn，计算得出
船体总段2基准高度，
Y基准=( Y1+ Y2+ Y3+…Yn)/n
通过调姿小车将船体总段2调整至各高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn与
Y基准的差值△Y≤1mm；
控制测量杆551断电，使测量杆551与船体总段2上侧面断开吸附，控制垂向电动伸
缩缸542缩回，带动高度测量装置55上移，同时将旋转过的测量杆551向任意方向通过旋转电机543控制旋转90°，与另一测量杆551呈平行状态，控制电动滑块51移动至船体分段3上方，重复相同步骤对船体分段3进行高度测量，得到船体分段3高度读数y1、y2、y3…yn；
通过调姿小车将船体分段3调整至各高度检测传感器552的读数y1、y2、y3…yn与
Y基准的差值△y≤1mm,即船体总段2与船体分段3位于同一基准高度。

[0063] 所述工况C具体为：将船体总段2通过调姿小车运输至工作台1一侧，船体分段3通过调姿小车运输至
工作台1同侧另一端，使船体总段2和船体分段3的侧面与稳定装置4贴合，使稳定装置4中的电磁稳定块42通电产生磁性，将船体总段2位置固定；
将靠近船体总段2一侧的电动滑块51移动至船体总段2上方，控制横向伸缩机构53
中的横向电动伸缩缸532伸出带动垂向伸缩机构54向船体总段2方向伸出，到达船体总段2上侧面中部位置后，控制垂向伸缩机构54中的垂向电动伸缩缸542伸出带动高度测量装置
55向下移动至与船体总段2上侧面贴合，使测量杆551通电产生磁性，将测量杆551稳定安装在船体总段2上侧面；
记录此时高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn，计算得出船体总段2基准高度，
Y基准=( Y1+ Y2+ Y3+…Yn)/n
通过调姿小车将船体总段2调整至各高度检测传感器552的读数Y1、Y2、Y3…Yn与
Y基准的差值△Y≤1mm；
将靠近船体分段3一侧的电动滑块51移动至船体分段3上方，重复相同步骤对船体
分段3进行高度测量，得到船体分段3高度读数y1、y2、y3…yn；
通过调姿小车将船体分段3调整至各高度检测传感器552的读数y1、y2、y3…yn与
Y基准的差值△y≤1mm,即船体总段2与船体分段3位于同一基准高度；
过程中吸附在船体总段2的高度检测传感器552实时监测船体总段2高度，当发生
变化时进行实时调节，保证船体总段2的位置度稳定在△Y≤1mm。

[0064] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0065] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。