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一种用于船厂中的智能监测系统

阅读：917发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种用于船厂中的智能监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于船厂中的智能监测系统，属于船舶建造监测技术领域。该系统包括设置在纵梁上的纵向驱动装置和设置在横梁上的横向驱动装置、顶部监测设备、底部监测设备、地底导航磁钉，底部监测设备上的磁导航传感器检测磁钉的磁信号并通过计算机处理终端控制在导航磁钉的一定轨迹下运动，通过计算机处理终端控制纵梁、横梁的移动实现顶部监测设备移动。该智能监测系统通过底部监测设备、顶部监测设备的配合，可将船厂内各个环境下的建造过程进行监测，提升船厂内建造过程透明度；并且智能监测过程人员要求低、不需要进行复杂操作、效率高、安全性好。，下面是一种用于船厂中的智能监测系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于船厂中的智能监测系统，智能监测系统包括设置在纵梁（1）上的纵向驱动装置（2）和设置在横梁（3）上的横向驱动装置（4），在横梁（3）的两端分别固定连接位于纵梁（1）上的两个纵向驱动装置（2）的纵向壳体（2a），其特征是：智能监测系统还包括顶部监测设备、多个底部监测设备（7）和地底导航磁钉（8）；所述纵梁（1）上设有纵向轨道（1a）和纵向齿条（2d），由纵向电机（2g）经纵向减速器（2f）、纵向轴（2e）驱动的纵向驱动齿轮（2c）与纵向齿条（2d）啮合、纵向滚轮（2b）位于纵向轨道（1a）的滑槽中；
所述横梁（3）上设有横向轨道（3a）和横向齿条（4d），由横向电机（4g）经横向减速器（4f）、横向轴（4e）驱动的横向驱动齿轮（4c）与横向齿条（4d）啮合、横向滚轮（4b）位于横向轨道（3a）的滑槽中；
所述顶部监测设备包含上升降装置（5）和上工业相机（6），上升降装置（5）的上丝杠（5c）连接上工业相机（6），中空连接杆（5b）通过连接盘（5a）固定在横向驱动装置（4）的端部；
所述上升降装置（5）的中空连接杆（5b）的下端通过滚动轴承（5d）连接与上丝杠（5c）匹配的上丝母（5e），上丝母（5e）的外周设有与由上步进电机（5h）驱动的上齿轮（5f）啮合的齿；
所述地底导航磁钉（8）敷设于地面基础中，底部监测设备（7）通过磁导航传感器（7n）实时传递位置信息并通过计算机处理终端控制底部监测设备（7）的运动；
所述底部监测设备（7）、顶部监测设备通过网络通信技术与计算机处理终端连接，底部监测设备（7）上的下工业相机（7a）、顶部监测设备上的上工业相机（6）拍摄照片通过网络通信技术传递给计算机处理终端，利用图像识别技术判断以达到智能监测。
2.根据权利要求1所述的一种用于船厂中的智能监测系统，其特征是：所述底部监测设备（7）的底座通过下升降装置连接下平台板（7b），下平台板（7b）上设有下工业相机（7a）和红外感应设备（7c），底座上设有磁导航传感器（7n）以及由行走电机（7h）驱动的麦克纳姆轮（7k）。
3.根据权利要求1所述的一种用于船厂中的智能监测系统，其特征是：所述下升降装置的底座上设有空心立管，空心立管的上端通过滚动轴承连接与下丝杠（7d）匹配的下丝母（7e），下丝母（7e）的外周设有与由下步进电机（7g）驱动的下齿轮（7f）啮合的齿。
4.根据权利要求1所述的一种用于船厂中的智能监测系统，其特征是：所述底部监测设备（7）上的四个麦克纳姆轮（7k）通过计算机控制终端控制驱动对应行走电机（7h）的正转、反转及动力供给，实现底部监测设备（7）的全向移动。

说明书全文

一种用于船厂中的智能监测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于船厂中的智能监测系统，属于船舶建造监测技术领域。

背景技术

[0002] 近年来，随着国家“中国制造2025”战略的实施，工业智能化升级已成为各大工业行业为提升产能的有力推手。对船舶制造业而言，构建船厂已成为行业升级转型的有效途径。而在船厂内部，存在着很多监测过程，比如建造进度的监测、安全的监测等。就建造进度的监测而言，由于船厂的发展要求，传统监测方法存在着一些弊端。比如，需要专门的人员监测、存在着大量数据需要人工处理、安全性不佳等。而在船厂的要求下，人员的减少、数据的处理、安全的保障等弊端必须得以解决。如何在保证船厂正常运营的情况下解决传统监测的弊端是现阶段需要解决的主要问题。

发明内容

[0003] 本发明针对上述船舶建造过程中传统监测方法需要专门人员监测、数据处理繁杂、安全性能不佳等问题，提出一种用于船厂中的智能监测系统，以用于船厂构建时实现智能监测的作用。

[0004] 本发明采用的技术方案是：一种用于船厂中的智能监测系统，智能监测系统包括设置在纵梁上的纵向驱动装置和设置在横梁上的横向驱动装置，在横梁的两端分别固定连接位于纵梁上的两个纵向驱动装置的纵向壳体，智能监测系统还包括顶部监测设备、多个底部监测设备和地底导航磁钉；所述纵梁上设有纵向轨道和纵向齿条，由纵向电机经纵向减速器、纵向轴驱动的纵向驱动齿轮与纵向齿条啮合、纵向滚轮位于纵向轨道的滑槽中。

[0005] 所述横梁上设有横向轨道和横向齿条，由横向电机经横向减速器、横向轴驱动的横向驱动齿轮与横向齿条啮合、横向滚轮位于横向轨道的滑槽中。

[0006] 所述顶部监测设备包含上升降装置和上工业相机，上升降装置的上丝杠连接上工业相机，中空连接杆通过连接盘固定在横向驱动装置的端部。

[0007] 所述上升降装置的中空连接杆的下端通过滚动轴承连接与上丝杠匹配的上丝母，上丝母的外周设有与由上步进电机驱动的上齿轮啮合的齿。

[0008] 所述地底导航磁钉敷设于地面基础中，底部监测设备通过磁导航传感器实时传递位置信息并通过计算机处理终端控制底部监测设备的运动。

[0009] 所述底部监测设备、顶部监测设备通过网络通信技术与计算机处理终端连接，底部监测设备上的下工业相机、顶部监测设备上的上工业相机拍摄照片通过网络通信技术传递给计算机处理终端，利用图像识别技术判断以达到智能监测。

[0010] 所述底部监测设备的底座通过下升降装置连接下平台板，下平台板上设有下工业相机和红外感应设备，底座上设有磁导航传感器以及由行走电机驱动的麦克纳姆轮。

[0011] 所述下升降装置的底座上设有空心立管，空心立管的上端通过滚动轴承连接与下丝杠匹配的下丝母，下丝母的外周设有与由下步进电机驱动的下齿轮啮合的齿。

[0012] 所述底部监测设备上的四个麦克纳姆轮通过计算机控制终端控制驱动对应行走电机的正转、反转及动力供给，实现底部监测设备的全向移动。

[0013] 本发明的有益效果是：这种用于船厂中的智能监测系统包括设置在纵梁上的纵向驱动装置、设置在横梁上的横向驱动装置、纵向壳体、顶部监测设备、底部监测设备、地底导航磁钉，顶部监测设备、底部监测设备利用图像识别技术，通过计算机处理终端进行相应处理，从而实现建造进度的监测、安全的监测。通过计算机处理终端控制驱动每个麦克纳姆轮对应行走电机的正转、反转及动力供给，实现底部监测设备在地底导航磁钉的一定轨迹下的全向移动，通过红外感应设备探测运行过程中障碍识别，并通过计算机处理终端做出调整。通过计算机处理终端控制船厂作业车间顶部纵梁和横梁的移动以及上升降装置的垂向移动，实现顶部监测设备在预定范围内的三维运动。该智能监测系统通过底部监测设备、顶部监测设备的配合，可将船厂内各个环境下的建造过程进行监测，提升船厂内建造过程透明度；并且智能监测过程人员要求低、不需要进行复杂操作、效率高、安全性好。附图说明

[0014] 图1是一种用于船厂中的智能监测系统的主视图。

[0015] 图2是一种用于船厂中的智能监测系统的俯视图。

[0016] 图3是一种用于船厂中的智能监测系统的侧视图。

[0017] 图4是图1中的A放大图。

[0018] 图5是图3中的B放大图。

[0019] 图6是图5中的C放大图。

[0020] 图7是图2中的D-D视图。

[0021] 图8是底部监测设备的主视图。

[0022] 图9是底部监测设备的俯视图。

[0023] 图10是系统工作流程示意图。

[0024] 图11是系统数据库架构示意图。

[0025] 图中：1、纵梁，1a、纵向轨道，2、纵向驱动装置，2a、纵向壳体，2b、纵向滚轮，2c、纵向驱动齿轮，2d、纵向齿条，2e、纵向轴，2f、纵向减速器，2g、纵向电机，3、横梁，3a、横向轨道，4、横向驱动装置，4a、横向壳体，4b、横向滚轮，4c、横向驱动齿轮，4d、横向齿条，4e、横向轴，4f、横向减速器，4g、横向电机，5、上升降装置，5a、连接盘，5b、中空连接杆，5c、上丝杠，5d、滚动轴承，5e、上丝母，5f、上齿轮，5g、档板，5h、上步进电机，6、上工业相机，7、底部监测设备，7a、下工业相机，7b、下平台板，7c、红外感应设备，7d、下丝杠，7e、下丝母，7f、下齿轮，
7g、下步进电机，7h、行走电机，7k、麦克纳姆轮，7n、磁导航传感器，8、地底导航磁钉。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0027] 图1、2、3、4、5、6、7示出了智能监测系统三视图及相关剖视放大图。这种用于船厂中的智能监测系统包括智能监测系统包括设置在纵梁1上的纵向驱动装置2、设置在横梁3上的横向驱动装置4、顶部监测设备、多个底部监测设备7和地底导航磁钉8，在横梁3的两端分别固定连接位于纵梁1上的两个纵向驱动装置2的纵向壳体2a。

[0028] 纵梁1上设有纵向轨道1a和纵向齿条2d，由纵向电机2g经纵向减速器2f、纵向轴2e驱动的纵向驱动齿轮2c与纵向齿条2d啮合、纵向滚轮2b位于纵向轨道1a的滑槽中。横梁3上设有横向轨道3a和横向齿条4d，由横向电机4g经横向减速器4f、横向轴4e驱动的横向驱动齿轮4c与横向齿条4d啮合、横向滚轮4b位于横向轨道3a的滑槽中。

[0029] 顶部监测设备包含上升降装置5和上工业相机6，上升降装置5的上丝杠5c连接上工业相机6，中空连接杆5b通过连接盘5a固定在横向驱动装置4的端部，顶部监测设备通过网络通信技术与计算机处理终端连接，顶部监测设备上的上工业相机6拍摄照片通过网络通信技术传递给计算机处理终端，利用图像识别技术判断以达到智能监测。

[0030] 上升降装置5的中空连接杆5b的下端通过滚动轴承5d连接与上丝杠5c匹配的上丝母5e，上丝母5e的外周设有与由上步进电机5h驱动的上齿轮5f啮合的齿。上步进电机5h经上齿轮5f驱动上丝母5e转动，因为中空连接杆5b是一个中空管，上丝杠5c在上丝母5e的驱动下会伸入或伸出中空管，实现上工业相机6升降。

[0031] 地底导航磁钉8敷设于地面基础中，底部监测设7通过磁导航传感器7n实时传递位置信息并通过计算机处理终端控制底部监测设备7的运动。

[0032] 图8、9示出了底部监测设备的主视图及俯视图。底部监测设备7的底座通过下升降装置连接下平台板7b，下平台板7b上设有下工业相机7a和红外感应设备7c，底座上设有磁导航传感器7n以及由行走电机7h驱动的麦克纳姆轮7k。

[0033] 下升降装置的底座上设有空心立管，空心立管的上端通过滚动轴承连接与下丝杠7d匹配的下丝母7e，下丝母7e的外周设有与由下步进电机7g驱动的下齿轮7f啮合的齿。下步进电机7g经下齿轮7f驱动下丝母7e转动，因为空心立管是一个中空管，下丝杠7d在下丝母7e的驱动下会伸入或伸出中空管，实现下工业相机7a升降。

[0034] 底部监测设备7上的四个麦克纳姆轮7k通过计算机控制终端控制驱动对应行走电机7h的正转、反转及动力供给，实现底部监测设备7的全向移动。

[0035] 底部监测设备7通过网络通信技术与计算机处理终端连接，底部监测设备7上的下工业相机7a拍摄照片通过网络通信技术传递给计算机处理终端，利用图像识别技术判断以达到智能监测。

[0036] 图10示出了本监测系统工作流程图。本系统中工作过程中，通过底部监测设备、顶部监测设备的对作业车间所需环境进行拍照采集图像，并通过网络通信技术保存至计算机处理终端的数据库中，通过数据库中预设程序进行相应数据处理，完成相关工程项目，并将数据反馈至数据库中。

[0037] 图11示出了本监测系统数据库架构示意图。本系统工作过程中及已进行工程项目数据均存储至数据库中，数据库预设管理端及工作端，通过账户确定权限，管理端具有修改用户权限及信息、工程权限及信息、日志维护等功能，工作端拟采用如：进度监测、重量估算、焊缝监测等功能，通过数据导入，按照一定权限进入相应功能区，通过预设程序对采集的图像数据进行分析处理，实现对应工程目的。

[0038] 实施例1：船舶建造进度监测在船舶建造过程中，通过计算机处理终端控制多个底部检测设备按照预敷设地底磁钉路线运动并按照预设频率控制下工业相机拍摄船厂车间底部照片，同时在运动过程中利用红外感应设备进行碰撞检测，进行避碰处理，通过控制行走电机的正反转来驱动麦克纳姆轮的全向移动，并控制下升降装置的升降，调节下工业相机的图像采集范围；与此同时，计算机控制终端控制顶部检测设备协调运作，通过控制横向驱动装置、纵向驱动装置驱动对应横梁、纵梁及控制上升降装置的运作，改变监测系统内上工业相机位置，并进行相应图像采集工作。通过上工业相机、下工业相机拍摄记录船舶中间产品如：组立、分段的建造进度，分析所拍摄的图片，利用图像处理技术，确定工作进度，协调各部门沟通，从而提高建造过程透明度。

[0039] 实施例2：船舶钢料重量估算在船舶建造过程中，通过在钢料堆放车间预设本监测系统，在计算机处理终端的控制箱利用多个底部检测设备拍摄堆放钢料图像，利用图像识别技术，获取规则钢板的三维尺寸，并进行相应计算，求解堆放钢料重量；通过在加工车间预设顶部检测设备，拍摄各手续加工后钢板余量图形，通过图像处理技术，估算钢板余量的重量，通过计算机处理终端的存储，为后续船舶重量重心估算提供相应数据。

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