船用测倾仪以及侧倾方法与流程

本发明涉及船用测倾仪技术领域，具体为船用测倾仪以及侧倾方法。

背景技术：

船是重要的水上交通工具，在石器时代就出现了最早的船——独木舟（把一根圆木中间挖空），然后，出现了有桨和帆的船，后来又出现了用蒸汽或柴油发动机提供动力的船，今天人们用太阳能和喷气式发动机作为船的动力，航行的速度令人吃惊，最高时速已经可以达到500千米以上了，利用机器推进的大船都可称为轮船，小一点的船叫小船（舟或艇），早期的轮船是木制的，在船两侧或尾部装有带桨板的轮子，用人力转动轮子，桨板向后拨水使船前进，现在的轮船，船身多用金属制成，以发动机作动力，并使用了螺旋桨，所有的船体都是中空的，因而重量较轻，能浮在水面上，船锚一般位于船头，也有前后都有船锚的，而螺旋桨则总是装在船尾，船在航行过程中，需要时刻检测其倾斜度，但现有的测倾仪检测结果不理想，为人们的使用带来不便，为此，我们提出船用测倾仪以及侧倾方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供船用测倾仪以及侧倾方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：船用测倾仪以及侧倾方法，包括安装套筒，所述安装套筒顶部的两端均开设有第一螺纹孔，且第一螺纹孔的内腔螺纹连接有第一紧固螺丝，安装套筒正表面的中端固定连接有外套杆，所述外套杆右侧的下端开设有第二螺纹孔，且第二螺纹孔的内腔螺纹连接有第二紧固螺丝，所述外套杆的内腔套接有内套杆，且内套杆内腔的下端固定连接有第一倾斜传感器，所述内套杆的底部固定连接有轴承座，且轴承座的底部固定连接有角度限位套筒，所述角度限位套筒左侧的中端开设有第三螺纹孔，且第三螺纹孔的内腔螺纹连接有第三紧固螺丝，所述轴承座内腔的下端固定连接有第一连接杆，且第一连接杆的底部固定连接有横杆，且横杆的内腔从左到右依次固定连接有处理器、存储器、无线信号发射器和第二倾斜传感器，所述横杆顶部的左端固定连接有角度测量杆，且横杆顶部的右端通过第二连接杆固定连接有显示器。

优选的，所述第一紧固螺丝、第二紧固螺丝和第三紧固螺丝的末端均固定连接有橡胶垫。

优选的，所述角度测量杆的末端为三角形结构，且角度测量杆的尖端处紧贴角度限位套筒的外表面。

优选的，所述安装套筒为“c”型结构，且安装套筒的内腔固定连接有防滑垫。

优选的，所述第二倾斜传感器和第一倾斜传感器分别为x、y方向设置，且x方向定义为以船中轴线为轴，左右摆动的方向；y方向定义为以船中部水平方向为轴，前后摆动的方向，即点头。

优选的，所述存储器采集数据的方式为堆栈方式，如：只以1000个采样值计算，有新的采样值输入则去除一个最早的采样值。

优选的，其方法包括以下步骤：

a、倾斜传感器每100毫秒检测一次，并持续检测4秒，得到40个数据，并通过显示器读取倾斜传感器数据；

b、计算摆动周期、摆动幅值和平均倾斜度；

c、过滤异常点；

d、在初始状态中，刚开机后，采样数低于一定阈值不显示数据。

优选的，所述步骤b包括：①、查询过零点（过零点的下一个数据为0或正负发生改变），第900毫秒6、第1900毫秒-2、第2900毫秒1和第3800毫秒-1为过零点；②、摆动周期等于相邻过零点差值取平均数乘以2，如上即为：{（1900-900）+（2900-1900）+（3800-2900）}/3*2=1933.3毫秒；③、摆动幅值计算：过零点之间绝对值最大值的平均值（可以去掉最大值取次大值）；④、平均倾斜度（每秒、每分钟）：每一固定周期内采样值的平均值。

优选的，所述步骤c中由于波浪、风等环境因素影响，船的倾斜角度变化情况并不会像上面检测值一样理想，而是会出现诸多异常值，因此会有两种方式，且两种方式结果不完全一样：①、过滤异常过零点：有4个过零点，1200毫秒8判定为异常，理由为过零点后应连续变大或变小；1400毫秒3判定为异常，理由为过零点后应连续变大或变小；1600毫秒1正常；2900毫秒-1正常；②、过滤异常点：-2、1、-7、-5、-17、21为异常点，理由为异常点影响数组连续变大或变小；移除异常点后，即不使用这些时刻的采样数值，再判断过零点从而得到：1400毫秒3、2900毫秒-1。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过计算摆动周期、摆动幅值和平均倾斜度以及过滤异常点和刚开机后，采样数低于一定阈值不显示数据等操作，可有效提高本测倾仪的测量精度，为人们的检测工作带来极大的便利，保障了航行的安全性。

2、本发明在外套杆的内腔套接了内套杆，并通过第二螺纹孔和第二紧固螺丝的作用，可满足人们对本测倾仪高度的调节需求，同时在轴承座内腔的下端固定连接了第一连接杆，并通过角度限位套筒、第三螺纹孔、第三紧固螺丝和角度测量杆的作用，可满足人们对横杆水平位置的调节需求，为人们对检测工作带来极大的便利。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作原理示意图；

图3为本发明步骤a中检测数据示意图；

图4为本发明步骤c中第一种检测数据示意图；

图5为本发明步骤c中第二种检测数据示意图；

图6为本发明图5中移除异常点后检测数据示意图。

图中：1安装套筒、2处理器、3第三紧固螺丝、4第一连接杆、5存储器、6角度测量杆、7无线信号发射器、8第二倾斜传感器、9横杆、10第二连接杆、11显示器、12角度限位套筒、13第一倾斜传感器、14第二紧固螺丝、15第一紧固螺丝、16外套杆、17内套杆、18轴承座。

具体实施方式

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。

请参阅图1-6，船用测倾仪以及侧倾方法，包括安装套筒1，安装套筒1为“c”型结构，且安装套筒1的内腔固定连接有防滑垫，安装套筒1顶部的两端均开设有第一螺纹孔，且第一螺纹孔的内腔螺纹连接有第一紧固螺丝15，安装套筒1正表面的中端固定连接有外套杆16，外套杆16右侧的下端开设有第二螺纹孔，且第二螺纹孔的内腔螺纹连接有第二紧固螺丝14，可满足人们对本测倾仪高度的调节需求，外套杆16的内腔套接有内套杆17，且内套杆17内腔的下端固定连接有第一倾斜传感器13，内套杆17的底部固定连接有轴承座18，且轴承座18的底部固定连接有角度限位套筒12，角度限位套筒12左侧的中端开设有第三螺纹孔，且第三螺纹孔的内腔螺纹连接有第三紧固螺丝3，第一紧固螺丝15、第二紧固螺丝14和第三紧固螺丝3的末端均固定连接有橡胶垫，轴承座18内腔的下端固定连接有第一连接杆4，且第一连接杆4的底部固定连接有横杆9，且横杆9的内腔从左到右依次固定连接有处理器2、存储器5、无线信号发射器7和第二倾斜传感器8，存储器5采集数据的方式为堆栈方式，如：只以1000个采样值计算，有新的采样值输入则去除一个最早的采样值，第二倾斜传感器8和第一倾斜传感器13分别为x、y方向设置，且x方向定义为以船中轴线为轴，左右摆动的方向；y方向定义为以船中部水平方向为轴，前后摆动的方向，即点头，横杆9顶部的左端固定连接有角度测量杆6，可满足人们对横杆9水平位置的调节需求，为人们对检测工作带来极大的便利，角度测量杆6的末端为三角形结构，且角度测量杆6的尖端处紧贴角度限位套筒12的外表面，且横杆9顶部的右端通过第二连接杆10固定连接有显示器11。

其方法包括以下步骤：

a、倾斜传感器每100毫秒检测一次，并持续检测4秒，得到40个数据，并通过显示器11读取倾斜传感器数据；

b、计算摆动周期、摆动幅值和平均倾斜度；

c、过滤异常点；

d、在初始状态中，刚开机后，采样数低于一定阈值不显示数据。

步骤b包括：①、查询过零点（过零点的下一个数据为0或正负发生改变），第900毫秒6、第1900毫秒-2、第2900毫秒1和第3800毫秒-1为过零点；②、摆动周期等于相邻过零点差值取平均数乘以2，如上即为：{（1900-900）+（2900-1900）+（3800-2900）}/3*2=1933.3毫秒；③、摆动幅值计算：过零点之间绝对值最大值的平均值（可以去掉最大值取次大值）；④、平均倾斜度（每秒、每分钟）：每一固定周期内采样值的平均值。

步骤c中由于波浪、风等环境因素影响，船的倾斜角度变化情况并不会像上面检测值一样理想，而是会出现诸多异常值，因此会有两种方式，且两种方式结果不完全一样：①、过滤异常过零点：有4个过零点，1200毫秒8判定为异常，理由为过零点后应连续变大或变小；1400毫秒3判定为异常，理由为过零点后应连续变大或变小；1600毫秒1正常；2900毫秒-1正常；②、过滤异常点：-2、1、-7、-5、-17、21为异常点，理由为异常点影响数组连续变大或变小；移除异常点后，即不使用这些时刻的采样数值，再判断过零点从而得到：1400毫秒3、2900毫秒-1。

使用时，通过计算摆动周期、摆动幅值和平均倾斜度以及过滤异常点和刚开机后，采样数低于一定阈值不显示数据等操作，可有效提高本测倾仪的测量精度，为人们的检测工作带来极大的便利，保障了航行的安全性，在外套杆16的内腔套接了内套杆17，并通过第二螺纹孔和第二紧固螺丝14的作用，可满足人们对本测倾仪高度的调节需求，同时在轴承座18内腔的下端固定连接了第一连接杆4，并通过角度限位套筒12、第三螺纹孔、第三紧固螺丝3和角度测量杆6的作用，可满足人们对横杆9水平位置的调节需求，为人们对检测工作带来极大的便利。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。