[发明专利]一种用于海洋工程水池假底布置的定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海洋工程技术领域的定位装置，尤其涉及一种用于海洋工程水池假底布置的定位装置。

背景技术

海洋工程水池是海洋工程研究的重要设备，主要担负着海洋结构物模型试验的任务，在海洋工程领域的研究中发挥着举足轻重的作用。为了模拟不同水深的海洋环境，海洋工程水池通常会安装整体可升降的大面积假底。通过假底的升降，可以调节不同的试验水深，从而模拟不同水深的海洋环境。

在模型试验中，假底用以模拟真实海洋环境中的海底。在实际海洋作业生产活动中，海洋结构物大多通过锚泊系统进行定位，其锚链的一端固定在海洋结构物上，另一端，固定在海底。在模型试验中，会将根据试验缩尺关系计算出锚链在假底上的坐标，并在该假底上找到对应的点，作为模型试验锚泊系统的海底锚泊点。

在模型试验准备阶段，需要在假底上找到各个锚链的锚泊点，并做好标记，便于试验时布置锚链。现有的定位方法通常是先将假底升出水面，然后在假底上量尺、划线、定位，找到锚泊点，并做相应标记。虽然这种方法简单、直观，但操作非常繁琐，通常需要由3-4人在假底上操作，效率低，且其精度也较低。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作快捷、定位精度高、工作效率高、工作稳定的用于海洋工程水池假底布置的定位装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于海洋工程水池假底布置的定位装置，包括：

激光发射系统，所述激光发射系统包括激光发射器，所述激光发射器用于提供激光光束；

旋转平台系统，所述旋转平台系统包括两自由度旋转台，所述两自由度旋转台用于搭载所述激光发射器，并使所述激光光束具有空间任意指向性；

控制与计算系统，所述控制与计算系统用于根据给定的坐标计算出所述两自由度旋转台需要转动的角度，并控制所述两自由度旋转台的转动，使所述激光发射器发出的所述激光光束能够准确地指示水池假底上给定的坐标。

进一步地，所述激光发射系统还包括激光控制器，所述激光控制器设置在所述激光发射器的内部，用于控制所述激光发射器的开关和所述激光光束的强度。

进一步地，所述两自由度旋转台包括第一旋转电机和第二旋转电机，所述第一旋转电机的旋转轴和所述第二旋转电机的旋转轴相互垂直，所述第一旋转电机和所述第二旋转电机能够分别沿各自对应的旋转轴360°旋转。

进一步地，所述旋转平台系统还包括转角位置传感器，所述转角位置传感器设置在所述两自由度旋转台的内部，所述转角位置传感器能够精确地测量实时的所述第一旋转电机和所述第二旋转电机的转动位置，并将所述转动位置传输给所述控制与计算系统。

进一步地，所述控制与计算系统包括控制终端、计算机和控制解算软件；所述控制终端用于控制所述计算机运行所述控制解算软件；所述控制解算软件具有的功能包括参数校验与标定、参数输入与解算、激光源控制、旋转台电机控制。

进一步地，所述参数校验与标定指的是所述控制解算软件通过对水池假底上已知坐标的标定，利用已知的坐标和对应的电机旋转角度，解算出所述两自由度旋转台自身的坐标与姿态参数。

进一步地，所述参数输入与解算指的是手动输入水池假底上需要指示的坐标后，所述控制解算软件能够自动解算出与之对应的所述第一旋转电机和所述第二旋转电机所需的旋转角度。

进一步地，所述激光源控制指的是所述控制解算软件对所述激光发射器实现远程手动或自动开启、关闭的控制。

进一步地，所述旋转台电机控制指的是所述控制解算软件能够手动或自动控制所述第一旋转电机和所述第二旋转电机到达任意方位角。

进一步地，所述激光发射器具有高精度、准直性好、可以远程控制等特点，同时所述激光发射器发射的激光能量保持在人可以安全接触的范围内，对人体无害。

进一步地，所述第一旋转电机和所述第二旋转电机均具有转动范围大、控制精度高、步长小等特点，同时具备一定的防尘防潮性能，适用于海洋工程水池的特殊工作环境。

本发明还提供了一种如上述任意一种定位装置对海洋工程水池假底进行定位的方法，包括如下步骤：

第一步，将所述旋转平台系统固定于水池假底顶部的固定位置，并保证所述两自由度旋转台中的第一旋转电机处于水平位置，从而使所述激光发射器发出的激光光束能够没有遮挡地覆盖水池假底的所有范围；