一种基于集装箱船的水弹性响应动态数据收集器

1.本发明涉及一种动态数据收集器，尤其涉及一种基于集装箱船的水弹性响应动态数据收集器。


背景技术：

2.集装箱船是以载运集装箱为主的运输船舶。其运货能力以吨位计算，或以装载的20英尺标准箱(teu)或40英尺标准箱(feu)的箱数表示。集装箱轮完全是一种新型的船。它没有内部甲板，机舱设在船尾，船体其实就是一座庞大的仓库，可达300米长，再用垂直导轨分为小舱。当集装箱下舱时，这些集装箱装置起着定位作用，船在海上遇到恶劣天气时，它们又可以牢牢地固定住集装箱。因为集装箱都是金属制成，而且是密封的，里面的货物不会受雨水或海水的侵蚀。集装箱船一般停靠专用的货运码头，用码头上专门的大型吊车装卸，其效率可达每小时1000-2400吨，比普通杂货船高30-70倍。因此为现代船运业所普遍采用。
3.而水弹性问题主要是关于流体动水压力和固体弹性系统的相互影响问题。把流体和固体弹性系统作为一个统一的动力系统加以考虑，并找到两者的耦合条件，是解决水弹性问题的重要关键。在水弹性作用过程中，流体的动压力是一种作用于弹性系统的外加载荷，动压力的大小取决于弹性系统振动的位移、速度和加速度；另一方面，流体动压力的作用又会改变弹性系统振动的位移、速度和加速度。因此在水运时，水弹性对船舶的作用将会严重影响船舶的稳定性，尤其在一些搭载较多集装箱的集装箱货船上，因此有必要对水弹性与船舶之间互相作用的数据进行收集，以合理应对水弹性对集装箱货船的影响。而目前还没有可以有效对水弹性的动态数据进行收集的设备。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明目的是提供一种基于集装箱船的水弹性响应动态数据收集器，解决了现有集装箱船关于水弹性响应没有合适的数据收集装置的问题。
5.技术方案：本发明包括数据收集器，所述数据收集器的上部和下部对称安装有套装机构，每个套装机构外侧均套有第一圆环，所述第一圆环上环形阵列有多个通孔，每个通孔内均设有第一滑环，所述第一滑环与通孔之间环形阵列连接有多个第二弹簧，每个第二弹簧与通孔内壁之间均连接有第二压力传感器，上下对应的第一滑环之间贯穿有竖杆，多个竖杆的顶部和底部均与底板连接，竖杆与第一滑环之间均套设有套筒，所述的套筒套设在竖杆上，套筒底部与底板之间的竖杆上套有第一弹簧，第一弹簧一端与套筒底部连接，另一端与第二圆环连接，第二圆环套在竖杆上，第二圆环与底板之间环形阵列连接有多个第一压力传感器。
6.所述的套装机构包括套环，套环内设有第二滑环，第二滑环与套环之间环形阵列连接有多个第三弹簧，每个第三弹簧与套环之间均连接有第三压力传感器，在水弹性作用下，方便通过数据收集器6上下两端朝向不同的摆动对数据进行监测收集。
7.所述的第二滑环中央留有方孔，上下两侧的方孔之间安装有数据收集器。
8.所述的套环外侧套设有第一圆环。
9.所述数据收集器的顶部和底部对称安装有限位机构。
10.所述的限位机构包括螺杆，螺杆下部插入数据收集器内，螺杆上连接有螺纹环，数据收集器四周环形阵列开有多个限位滑槽，限位滑槽内滑动连接有限位滑块，限位滑块与螺纹环之间转动连接有转杆，分别转动上下两侧的螺杆，带动两侧的螺纹环互相靠近，以推动转杆转动，使得各个限位滑块在限位滑槽内互相远离，直至滑出限位滑槽与各自一侧的第二滑环互相限位，进而便于对数据收集器进行拆装。
11.所述的限位滑块与各自一侧的第二滑环滑动限位，进而便于对数据收集器进行拆装。
12.所述的限位滑槽与数据收集器的端面之间贯穿的开设有滑道。
13.所述的转杆转动设置在滑道内。
14.有益效果：本发明可以通过上下两侧的套筒分别对各自一侧的第一弹簧作用，以及通过第一圆环与第二弹簧之间的作用，对竖直与水平方向产生的水弹性力进行检测，同时还可以通过第二滑环与第三弹簧之间的作用对第二滑环内直接安装的数据收集器水平方向的力进行直接的检测，并通过各个第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器对产生的弹性力进行检测；由于数据收集器的上下两端均阵列开设有限位滑槽，且限位滑槽内滑动设置有限位滑块，以及数据收集器的上下两端面均转动连接有螺杆，而螺杆的外侧面螺纹套设有螺纹环，螺纹环的外侧面与各个限位滑块之间均转动连接有转杆，这样可以方便在将上下两侧的第二滑环互相靠近的推动后，将数据收集器的两端分别套装在上下两侧第二滑环的内侧，然后通过转动数据收集器上下两端转动连接的螺杆，带动上下两侧螺杆外侧面螺纹套设的螺纹环互相靠近的移动，进而带动转杆推动各个限位滑块在限位滑槽内互相远离的滑动，直至滑出各自的限位滑槽，此时上下两端的各个限位滑块将会分别与上下两侧的第二滑环互相远离的一侧面互相卡位，进而可以灵活的对数据收集器进行安装与拆卸。
附图说明
15.图1为本发明的主剖视图；
16.图2为本发明的俯剖视图；
17.图3为本发明的数据收集器俯视图；
18.图4为图1中的a处放大图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步说明。
20.如图1至图4所示，本发明包括数据收集器6，数据收集器6的顶部和底部对称安装有限位机构，数据收集器6的上部和下部对称安装有套装机构。每个套装机构外侧均套有第一圆环4，第一圆环4上环形阵列有多个通孔5，每个通孔5内均设有第一滑环13，第一滑环13与通孔5之间环形阵列连接有多个第二弹簧14，每个第二弹簧14与通孔5内壁之间均连接有第二压力传感器12，如图2所示。上下对应的第一滑环13之间贯穿有竖杆2，多个竖杆2的顶部和底部均与底板1连接，竖杆2与第一滑环13之间均套设有套筒10，套筒10套设在竖杆2
上，套筒10底部与底板1之间的竖杆2上套有第一弹簧9，第一弹簧9一端与套筒10底部连接，另一端与第二圆环8连接，第二圆环8套在竖杆2上，第二圆环8与底板1之间环形阵列连接有多个第一压力传感器7。
21.如图2所示，套装机构包括套环3，套环3外侧套设有第一圆环4，套环3内设有第二滑环15，第二滑环15与套环3之间环形阵列连接有多个第三弹簧17，每个第三弹簧17与套环3之间均连接有第三压力传感器16。在水弹性作用下，方便通过数据收集器6上下两端朝向不同的摆动对数据进行监测收集。第二滑环15中央留有方孔18，上下两侧的方孔18之间安装有数据收集器6。
22.如图3和图4所示，限位机构包括螺杆21，螺杆21下部插入数据收集器6内，螺杆21上连接有螺纹环22，数据收集器6四周环形阵列开有多个限位滑槽19，且限位滑槽19与数据收集器6的端面之间贯穿的开设有滑道20，限位滑槽19内滑动连接有限位滑块23，限位滑块23与螺纹环22之间转动连接有转杆24，转杆24转动设置在滑道20内，每个限位滑块23均与各自一侧的第二滑环15滑动限位。将数据收集器6的上下两端套设在方孔18上后，可以分别转动上下两侧的螺杆21，带动两侧的螺纹环22互相靠近，以推动转杆24转动，使得各个限位滑块23在限位滑槽19内互相远离，直至滑出限位滑槽19与各自一侧的第二滑环15互相限位，进而便于对数据收集器6进行拆装。
23.工作原理：
24.使用时，通过上下两侧的套筒10分别对各自一侧的第一弹簧9作用，以及通过第一圆环13与第二弹簧14之间的作用，对竖直与水平方向产生的水弹性力进行检测，同时还可以通过第二圆环8与第三弹簧17之间的作用对第二滑环15内直接安装的数据收集器6水平方向的力进行直接的检测，并通过各个设置的第一压力传感器7、第二压力传感器12、第三压力传感器16对产生的弹性力进行检测；由于数据收集器6的上下两端均阵列开设有限位滑槽19，且限位滑槽19内滑动设置有限位滑块23，以及数据收集器6的上下两端面均转动连接有螺杆21，而螺杆21的外侧面螺纹套设有螺纹环22，螺纹环22的外侧面与各个限位滑块23之间均转动连接有转杆24，这样可以方便在将上下两侧的第二滑环15互相靠近的推动后，将数据收集器6的两端分别套装在上下两侧第二滑环15的内侧，然后通过转动数据收集器6上下两端转动连接的螺杆21，带动上下两侧螺杆21外侧面螺纹套设的螺纹环22互相靠近的移动，进而带动转杆24推动各个限位滑块23在限位滑槽19内互相远离的滑动，直至滑出各自的限位滑槽19，此时上下两端的各个限位滑块23将会分别与上下两侧的第二滑环15互相远离的一侧面互相卡位，进而可以灵活的对数据收集器6进行安装与拆卸。