一种浮筏双向位移监测装置及方法与流程

本发明涉及浮筏隔振技术领域，特别涉及一种浮筏双向位移监测装置及方法。

背景技术：

在船舶领域，采用浮筏隔振装置对机组等运转设备进行集成减振，可起到减振降噪的效果。浮筏隔振装置通常是指将不同机组分别通过减振器安装于公共框架上，再将此公共框架通过减振器安装于船体结构，利用公共框架的质量效应、减振器的弹性特性及阻尼特性在振动传递路径上实现振动的隔离及衰减。同时，由于公共框架与船体结构间新增了具有弹性特性的减振器，浮筏隔振装置的姿态会随受力状态及船体的姿态发生改变，通常表现为垂向、横向及纵向的位移，此位移值不仅与其上集成设备的运行安全性和性能息息相关，还影响减振器的安全性和使用寿命。

因此，有必要对浮筏隔振装置的位移进行监测。而浮筏隔振装置的位移通常为动态位移，目标结构位移方向多变、位移速度较快、中间状态不能保持，需要多个传感器对浮筏隔振装置的位移进行监测。

但是，由于船舶上的浮筏隔振装置安装部位通常空间狭小，环境恶劣，会影响位移监测传感器的设计及布放，最终导致无法监测浮筏隔振装置的位移。

技术实现要素：

本发明提供一种浮筏双向位移监测装置，解决了或部分解决了现有技术中对浮筏隔振装置安装部位通常空间狭小，无法安装多个传感器进行监测的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种浮筏双向位移监测装置包括：转盘、传感器、转轴及两个驱动球及两个记忆合金丝；所述转盘绕所述转轴在竖直面上转动；所述传感器设置在所述转盘的圆周面上；所述转盘上开设有两个轨道，两个所述轨道以所述转盘的圆心为对称中心呈中心对称，所述轨道的凹槽深度均由轨道的一端向另一端逐渐增大；两个所述驱动球与两个所述轨道一一对应，两个所述驱动球以所述转盘的圆心为对称中心呈中心对称，所述驱动球可滑动式地设置在相对应的轨道内；两个所述记忆合金丝与两个所述驱动球一一对应，所述记忆合金丝穿过所述转盘与相对应的驱动球连接。

进一步地，所述轨道的形状为弧形。

进一步地，所述轨道的弧度与所述转盘圆周面的弧度保持一致。

进一步地，两个所述记忆合金丝中的一个记忆合金丝的设置位置与所述轨道的凹槽深度最小处平齐；

两个所述记忆合金丝中的另一个记忆合金丝的设置位置与所述轨道的凹槽深度最大处平齐。

进一步地，两个所述轨道的凹槽深度最大处以所述转盘的圆心为对称中心呈中心对称；两个所述轨道的凹槽深度最小处以所述转盘的圆心为对称中心呈中心对称；所述传感器的位置与两个所述轨道中的一个轨道的凹槽深度最小处相对应。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种浮筏双向位移监测方法包括以下步骤：将两个记忆合金丝中的某一个记忆合金丝通电，所述记忆合金丝缩短，拉动相对应所述驱动球；所述驱动球在相对应的轨道内产生压力，使转盘相对于驱动球转动，所述驱动球由所述轨道的凹槽深度最小处到达所述轨道的凹槽深度最大处；所述转盘带动所述传感器到达监测位，所述传感器对所述浮筏的位移进行检测。

进一步地，当要对所述浮筏的垂向位移进行监测时；将两个记忆合金丝中的第一记忆合金丝通电，所述第一记忆合金丝缩短，拉动两个所述驱动球中相对应第一驱动球；所述第一驱动球在两个所述轨道中相对应的第一轨道内产生压力，使所述转盘相对于所述第一驱动球转动，所述第一驱动球由所述第一轨道的凹槽深度最小处到达所述第一轨道的凹槽深度最大处；所述转盘带动所述传感器到达垂向监测位，所述传感器对所述浮筏的垂向位移进行检测。

进一步地，所述第一驱动球产生的压力使所述转盘逆时针转动。

进一步地，当要对所述浮筏的横向位移进行监测时；将所述第一记忆合金丝断电，第一记忆合金丝伸长；将两个记忆合金丝中的第二记忆合金丝通电，所述第二记忆合金丝缩短，拉动两个所述驱动球中相对应第二驱动球；所述第二驱动球在两个所述轨道中相对应的第二轨道内产生压力，使所述转盘相对于所述第二驱动球转动；所述第二驱动球由所述第二轨道的凹槽深度最小处到达所述第二轨道的凹槽深度最大处，所述第一驱动球由所述第一轨道的凹槽深度最大处到达所述第一轨道的凹槽深度最小处处；所述转盘带动所述传感器到达横向监测位，所述传感器对所述浮筏的横向位移进行检测。

进一步地，所述第二驱动球产生的压力使所述转盘顺时针转动。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于转盘绕转轴在竖直面上转动，传感器设置在转盘的圆周面上，转盘上开设有两个轨道，两个轨道以转盘的圆心为对称中心呈中心对称，轨道的凹槽深度均由轨道的一端向另一端逐渐增大，两个驱动球与两个轨道一一对应，两个驱动球以转盘的圆心为对称中心呈中心对称，驱动球可滑动式地设置在相对应的轨道内，两个记忆合金丝与两个驱动球一一对应，记忆合金丝穿过转盘与相对应的驱动球连接，所以，可以通过记忆合金丝通电收缩拉动驱动球，使驱动球在凹槽内产生压力，使转盘相对于驱动球转动，驱动球由轨道的凹槽深度最小处到达轨道的凹槽深度最大处，转盘带动传感器到监测位，传感器对浮筏的位移进行检测，可以转换传感器探头的方向，通过单个位移传感器对浮筏的垂向和横向位移进行监测，对浮筏位移监测的环境适应性强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的浮筏双向位移监测装置主视图；

图2为图1的a向视图。

具体实施方式

参见图1-2，本发明实施例提供的一种浮筏双向位移监测装置包括：转盘1、传感器2、转轴3及两个驱动球4及两个记忆合金丝5。

转盘1绕所述转轴3在竖直面上转动。

传感器2设置在转盘1的圆周面上。

转盘1上开设有两个轨道6，两个轨道6以转盘1的圆心为对称中心呈中心对称，轨道5的凹槽深度均由轨道的一端向另一端逐渐增大。

两个驱动球4与两个轨道6一一对应，两个驱动球4以转盘1的圆心为对称中心呈中心对称，驱动球4可滑动式地设置在相对应的轨道6内。

两个记忆合金丝5与两个驱动球4一一对应，记忆合金丝穿过转盘1与相对应的驱动球4连接。

本申请具体实施方式由于转盘1绕转轴3在竖直面上转动，传感器2设置在转盘1的圆周面上，转盘1上开设有两个轨道6，两个轨道6以转盘1的圆心为对称中心呈中心对称，轨道5的凹槽深度均由轨道的一端向另一端逐渐增大，两个驱动球4与两个轨道6一一对应，两个驱动球4以转盘1的圆心为对称中心呈中心对称，驱动球4可滑动式地设置在相对应的轨道6内，两个记忆合金丝5与两个驱动球4一一对应，记忆合金丝穿过转盘1与相对应的驱动球4连接，所以，可以通过记忆合金丝5通电收缩拉动驱动球4，使驱动球4在凹槽内产生压力，使转盘1在转轴3上相对于驱动球4转动，驱动球4由轨道6的凹槽深度最小处到达轨道6的凹槽深度最大处，转盘1带动传感器2到监测位，传感器2对浮筏的位移进行检测，可以转换传感器探头的方向，通过单个位移传感器对浮筏的垂向和横向位移进行监测，对浮筏位移监测的环境适应性强。

详细介绍轨道6的结构。

轨道6的形状为弧形，轨道6的弧度与转盘1圆周面的弧度保持一致。

两个轨道6的凹槽深度最大处以转盘的中心线为对称轴相对称；两个轨道6的凹槽深度最小处以转盘的中心线为对称轴相对称。

传感器2的位置与两个轨道6中的一个轨道的凹槽深度最小处相对应，保证传感器2的监测范围。

详细介绍轨道记忆合金丝5的结构。

记忆合金丝5中的一个记忆合金丝的设置位置与轨道6的凹槽深度最小处平齐，

两个记忆合金丝5中的另一个记忆合金丝的设置位置与所述轨道的凹槽深度最大处平齐

保证记忆合金丝5可以带动驱动球由轨道6的凹槽深度最小处到达轨道6的凹槽深度最大处。

其中，形状记忆合金是一种兼具传感和驱动双重功能的新型材料，通过加热和冷却可对其变形过程产生的驱动力和动作行程进行控制，以往将形状记忆合金在驱动领域进行应用多是利用其形状记忆效应，如记忆合金弹簧、记忆合金梁等，此类结构需要对记忆合金单元进行训练学习，因此造价昂贵。而丝状niticu(镍钛铜)记忆合金价格通常不到1元，此类记忆合金丝在低温下表现为良好的弹性，可随外力拉伸，高温下诱发马氏体相变，输出回复力并产生回复变形。当记忆合金丝的伸缩率不大于5％时，此种往复过程可多达数十万次。因此，本申请记忆合金丝5采用的是丝状niticu记忆合金。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种浮筏双向位移监测方法包括以下步骤：

步骤1，将两个记忆合金丝5中的某一个记忆合金丝通电，记忆合金丝缩短，拉动相对应驱动球4。

步骤2，驱动球4在相对应的轨道6内产生压力，使转盘1相对于驱动球4转动，驱动球4由轨道6的凹槽深度最小处到达轨道6的凹槽深度最大处。

步骤3，转盘1带动传感器2到达监测位，传感器2对浮筏的位移进行检测。

详细介绍步骤2。

当要对浮筏的垂向位移进行监测时。

将两个记忆合金丝5中的第一记忆合金丝5-1通电，第一记忆合金丝5-1缩短，拉动两个驱动球4中相对应第一驱动球4-1。

第一驱动球4-1在两个轨道6中相对应的第一轨道6-1内产生压力，使转盘1相对于第一驱动球4-1转动，第一驱动球4-1由第一轨道6-1的凹槽深度最小处到达第一轨道6-1的凹槽深度最大处。

转盘1带动传感器2到达垂向监测位，传感器2对浮筏的垂向位移进行检测。

第一驱动球4-1产生的压力使转盘1逆时针转动。

当要对浮筏的横向位移进行监测时。

将第一记忆合金丝5-1断电，第一记忆合金5-1丝伸长。

将两个记忆合金丝中的第二记忆合金丝5-2通电，第二记忆合金丝5-2缩短，拉动两个驱动球4中相对应第二驱动球4-2。

第二驱动球4-2在两个轨道6中相对应的第二轨道6-2内产生压力，使转盘1相对于第二驱动球6-2转动。

第二驱动球4-2由所述第二轨道6-2的凹槽深度最小处到达第二轨道6-2的凹槽深度最大处，第一驱动球4-1由第一轨道6-1的凹槽深度最大处到达第一轨道6-1的凹槽深度最小处。

转盘1带动传感器2到达横向监测位，传感器2对浮筏的横向位移进行检测。

第二驱动球4-2产生的压力使转盘1顺时针转动。

为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。

参见图2，第一轨道6-1的凹槽深度的最小处为a,第一轨道6-1的凹槽深度的最大处为b，第一轨道6-1的凹槽深度由a处向b逐渐增大。第二轨道6-2的凹槽深度的最小处为d,第二轨道6-2的凹槽深度的最大处为c，第二轨道6-2的凹槽深度由d处向c逐渐增大。第一记忆合金丝5-1的设置位置与a处相对应，第二记忆合金丝5-2的设置位置与c处相对应，传感器2的设置位置与d处相对应。

当要对浮筏的垂向位移进行监测时。

将第一记忆合金丝5-1通电，第一记忆合金丝5-1缩短，拉动第一驱动球4-1。第一驱动球4-1在第一轨道6-1内产生压力，使转盘1绕转轴2相对于第一驱动球4-1转动，第一驱动球4-1由第一轨道6-1的a处到达第一轨道6-1的b处。此时，第二驱动球4-2位于第二轨道6-2的d处。

第一驱动球4-1产生的压力使转盘1逆时针转动，转盘1带动传感器2到达垂向监测位，传感器2对浮筏的垂向位移进行检测。

当要对浮筏的横向位移进行监测时。

将第一记忆合金丝5-1断电，第一记忆合金5-1丝伸长。将第二记忆合金丝5-2通电，第二记忆合金丝5-2缩短，拉动第二驱动球4-2。第二驱动球4-2在第二轨道6-2内产生压力，使转盘1相对于第二驱动球6-2转动。第二驱动球4-2由第二轨道6-2的d处到达第二轨道6-2的c处，第一驱动球4-1由第一轨道6-1的b处到达第一轨道6-1的凹槽a处。

第二驱动球4-2产生的压力使转盘1顺时针转动，转盘1带动传感器2到达横向监测位，传感器2对浮筏的横向位移进行检测。

通过两根记忆合金丝5可选择性控制单个传感器2对浮筏横向和垂向的位移进行监测，结构简单、集成性高、效率高，价格便宜，对浮筏位移监测的环境适应性强。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。