一种船舶超限检测装置的制作方法

本申请涉及船舶航行领域，具体而言，涉及一种船舶超限检测装置。

背景技术：

为了保护船舶的螺旋桨，内河船舶普遍在造船时加入一种水下构件物，俗称“拖泥”，拖泥底部低于船底，所以船舶实际吃水应是从拖泥底部到满载水线的垂真距离，一般要大于船舶证书上所载的吃水，导致低水位期间船舶在船闸搁浅事故频繁发生。目前，主要采用对本地频繁过闸船舶逐一进行拖泥高度测量的方法，防止拖泥超限船舶进入船闸闸室发生托底搁浅事故。由于拖泥测量需要在指定地点由专业人员进行测量，周期长、费用高，而且对有过闸需求的外来船舶来说，此项规定非常不合适。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种船舶超限检测装置，以改善目前对船舶拖泥高度检测不便的问题。

本申请实施例提一种船舶超限检测装置，包括固定架、挡板和角度检测器。挡板转动连接于固定架，挡板具有竖向布置的第一状态和与竖向呈夹角的第二状态，挡板相对固定架转动能够在第一状态和第二状态之间切换。角度测量器用于获取挡板从第一状态切换至第二状态转动角度。

上述技术方案中，角度测量器能够测量挡板从第一状态转动至第二状态的转动角度，并根据挡板转动角度和余弦定理，从而计算出船舶底部的最低位置超过船闸闸室设计水深的高度。采用机械原理进行超限测量，发生无测的几率小，测量结果更加准确，可靠性也更高，而且安装方便，造价更低。

另外，本申请实施例的船舶超限检测装置还具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，船舶超限检测装置还包括弹性复位件，弹性复位件用于使挡板从第二状态切换至第一状态。

上述技术方案中，弹性复位件的设置便于挡板从第二状态复位至第一状态，便于进行下一次船舶超限检测。

在本申请的一些实施例中，弹性复位件包括弹簧。

上述技术方案中，弹性复位件为弹簧，弹簧是常用的弹性元件，成本低、安装方便。

在本申请的一些实施例中，角度测量器为扭矩测量器，扭矩测量器能够感知挡板转动并获取挡板从所述第一状态切换至第二状态的转动角度。

上述技术方案中，扭矩测量器既能感知挡板的转动，又能获取挡板的转动角度，当扭矩测量器感知到挡板转动后，相关部件如报警器等可以做出相应地动作，当扭矩测量器获取到挡板的转动角度后能够计算出船舶实际的超限值。

在本申请的一些实施例中，船舶超限检测装置还包括报警器，当挡板从第一状态向第二状态转动时，报警器工作。

上述技术方案中，当挡板从第一状态向第二状态转动的动作能够触发报警器报警，便于管理人员得知船舶触发了挡板，存在搁浅的风险，提前做出防搁浅准备。

在本申请的一些实施例中，角度测量器与报警器之间通过防水线缆连接。

上述技术方案中，线缆为防水线缆，能够保证角度测量器与报警器之间的通信连接和该船舶超限检测装置用电的安全性。

在本申请的一些实施例中，船舶超限检测装置还包括显示屏，显示屏与角度测量器电连接。

上述技术方案中，显示屏的设置能够显示一些重要的信息，使得管理人员能够更加直观的获取相关信息。

在本申请的一些实施例中，船舶超限检测装置还包括超限计算模块，超限计算模块用于根据角度测量器获取的挡板的转动角度值计算船舶的超限值。

上述技术方案中，通过超限计算模块根据挡板的转动角度计算船舶的超限值，计算效率更高，计算结果更加准确。

在本申请的一些实施例中，固定架为u形架，挡板位于固定架内并转动连接于固定架的相对的两侧壁。

上述技术方案中，u形的固定架便于挡板的安装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的船舶超限检测装置处于第一状态的示意图；

图2为本申请实施例提供的船舶超限检测装置处于第二状态的示意图；

图3为本申请实施例提供的船舶过闸前航行场景的俯视图；

图4为本申请实施例提供的船舶的船头驶过船舶超限检测装置的示意图；

图5为本申请实施例提供拖泥触碰船舶超限检测装置的挡板的示意图。

图标：100-船舶超限检测装置；10-固定架；20-挡板；200-船舶；210-船身；220-拖泥；300-船闸引航道；400-掉头航道；a-竖向；b-船闸的底部设计高度；c-航道水面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

船闸是一种重要的通航建筑物，由上、下游引航道与上、下游闸首连接闸室组成。闸室借助室内灌水或泄水来调整室中的水位，使船舶在上、下游水位之间作垂直的升降，从而通过集中的航道水位落差。在内河低水位时，常常发生过闸船舶搁浅事故，导致船闸停止运行，造成过闸船舶排队和积压。过闸船舶托底搁浅的主要原因是由船舶吃水的误差引起的。

判断船舶是否会出现搁浅，是通过船舶底部最低位置是否出现搁浅来判断。

为了保护螺旋桨，内河船舶普遍在造船时加入一种水下构件物，俗称“拖泥”，拖泥底部低于船身的底部，拖泥的底部即为船舶底部的最低位置。所以船舶实际吃水应是从“拖泥”底部到满载水线的垂真距离，一般要大于船舶证书上所载的吃水。拖泥大小主要与螺旋桨转速、桨叶数等有关，所以基本上每艘船舶所安装的拖泥大小都有区别。前期主要依靠船舶自行申报吃水，由于水下构件物(拖泥)技术数据不足，导致低水位期间船舶在船闸搁浅事故频繁发生。因此，针对以上问题亟需设计一种用于检测过闸船舶水下构件物(拖泥)是否超过船闸闸室设计水深要求的装置。

如图1、图2所示，本申请实施例提供一种船舶超限检测装置100，该船舶超限检测装置100包括固定架10、挡板20和角度检测器。挡板20转动连接于固定架10，挡板20具有竖向a布置的第一状态和与竖向a呈夹角的第二状态，挡板20相对固定架10转动能够在第一状态和第二状态之间切换。角度测量器用于获取挡板20从第一状态切换至第二状态转动角度。

安装时，固定架10固定于距离船闸入口预设距离处，预设距离应该至少保证船舶拖泥越过挡板20后，船舶能够实现掉头。固定架10竖向a布置，固定架10部分露出水面，固定架10的其他部分和挡板20位于水下。挡板20转动连接于固定架10，并使挡板20位于竖向a布置的第一状态，在第一状态下，挡板20的最高位置与船闸的底部设计高度b平齐。

挡板20本身的高度为l，则挡板20处于第一状态时挡板20在竖向a上的高度为l，挡板20从第一状态转动至第二状态转动的角度为a，当挡板20处于第二状态时，挡板20在竖向a上的高度为l1，则船舶底部的最低位置的超限值l2＝l-l1，其中，l1＝l*cos(a)。角度测量器能够测量挡板20从第一状态转动至第二状态的转动角度，并根据挡板20转动角度和余弦定理，从而计算出船舶的底部的最低位置超限值。采用机械原理进行超限测量，发生无测的几率小，测量结果更加准确，可靠性也更高，而且安装方便，造价更低。

基于此，船舶最大吃水的计算方法为h新＝h船 l1，其中，h船为船舶检验证书载明的吃水。若是h新>h闸室，h闸室为闸室底部的最低位置到水面的高度，则船舶存在在闸室搁浅的风险，船舶无法正常通过闸室，需要在船舶进入闸室之前掉头，进行卸货等减小船舶吃水深度的操作。

固定架10为u形架，挡板20位于固定架10内并转动连接于固定架10的相对的两侧壁。当挡板20处于第一状态时，挡板20容纳于固定架10的u形槽内。u形的固定架10便于挡板20的安装，抗水流冲击的能力更强。

在本实施例中，船舶超限检测装置100还包括弹性复位件，弹性复位件用于使挡板20从第二状态切换至第一状态。弹性复位件的设置便于挡板20从第二状态复位至第一状态，便于进行下一次船舶超限检测。

其中，弹性复位件包括弹簧。弹簧是常用的弹性元件，成本低、安装方便。在其他实施例中，弹性复位件也可以是其他弹性元件，比如，弹性复位件为扭簧。

在本实施例中，角度测量器为扭矩测量器，扭矩测量器能够感知挡板20转动并获取挡板20从所述第一状态切换至第二状态的转动角度。

船舶超限检测装置100还包括报警器，从第一状态向第二状态转动时，报警器工作。扭矩测量器既能感知挡板20的转动，又能获取挡板20的转动角度，当扭矩测量器感知到挡板20转动后，报警器报警，便于管理人员得知船舶触发了挡板20，存在搁浅的风险，提前做出防搁浅准备。当扭矩测量器获取到挡板20的转动角度后能够计算出船舶实际的超限值。

由于船舶超限检测装置100在水下工作，因此，角度测量器与报警器之间通过防水线缆连接。线缆为防水线缆，能够保证角度测量器与报警器之间的通信连接和该船舶超限检测装置100用电的安全性。

船舶超限检测装置100还包括显示屏，显示屏与角度测量器电连接。显示屏的设置能够显示一些重要的信息，使得管理人员能够更加直观的获取相关信息。

在本实施例中，船舶超限检测装置100还包括超限计算模块，超限计算模块用于根据角度测量器获取的挡板20的转动角度值计算船舶200的超限值。通过超限计算模块根据挡板20的转动角度计算船舶200的超限值，计算效率更高，计算结果更加准确。显示屏显示经超限计算模块计算出的超限值。在其他实施例中，显示屏也可以显示其他信息，如角度测量器检测的挡板20从第一状态转动至第二状态时转动的角度值。

在一些实施例中，该船舶超限检测装置100还可以不包括超限计算模块，当角度测量器检测到挡板20转动的角度后，可以通过人工计算、计算器等计算出船舶200的超限值。

本申请实施例还提供一种船舶超限检测方法，该超限检测方法包括：

将船舶超限检测装置100安装于距离船闸入口预设距离处，使挡板20的最高位置与船闸底部的最低位置平齐；船舶200底部最低位置驱动船舶超限检测装置100的挡板20从第一状态切换至第二状态；通过船舶超限检测装置100的角度测量器获取挡板20从所述第一状态切换至第二状态挡板20转动的转动角度；根据挡板20从第一状态切换至第二状态挡板20转动的转动角度获取船舶的超限值。

螺旋桨安装在船尾部分，则拖泥220也安装在船尾螺旋桨对应的下方，船舶200在进入船闸前先通过该船舶超限检测装置100，当船舶200通过船舶超限检测装置100所在位置时，存在下列几种情况：第一种，拖泥220前方的船身210的底部低于挡板20的最低位置，船身210会触动挡板20相对固定架10转动，则船舶200会在闸室搁浅；第二种，拖泥220前方的船身210部分能够通过挡板20，但是拖泥220的底部的高度低于挡板20的最高位置高度，则船舶200会在闸室搁浅；第三种，拖泥220的底部的高度高于挡板20的最高位置高度，船舶200能够进入并通过船闸。

如图3-图5所示，挡板20处于第一状态时的最高位置与船闸的底部设计高度b一致，航道水面c位于船闸的底部设计高度b的上方，拖泥220前方的船身210的底部高于挡板20的最高位置或者船身210的底部高度与挡板20的最高位置平齐，则船身210部分能够顺利通过挡板20所在位置，当船舶200继续向前行驶则，拖泥220触碰挡板20并驱动挡板20相对固定架10转动，扭矩测量器感知挡板20转动，并将信号传输至控制器，控制器控制报警器发出超限报警；同时扭矩测量器测量出挡板20的转动角度，并将信号传输至超限计算模块，由超限计算模块计算出拖泥220的超限值，并表征超限值的信号传输至显示屏，显示屏显示出船舶200超限值。通过警报器的超限警报，管理人员能够知道拖泥220的底部高度低于挡板20的最高位置的高度，船舶200在闸室内会搁浅，需要在进入船闸引航道300前沿掉头航道400掉头，进行减载等操作，根据显示屏上显示的超限值对船舶200进行减载，以减小船舶200的吃水。当船舶200减载后再次通过该船舶超限检测装置100，若是不触碰船舶超限检测装置100的挡板20，船舶200才可以沿船闸引航道300进入闸室。

该船舶超限检测方法采用了机械原理，发生误测的机率小，测量结果更加准确，可靠性也更高，而且安装方便、造价更低。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。