基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法

摘要

本发明公开了一种基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，包括以下步骤：步骤S1、确定至少一个待测位置；步骤S2、在各所述待测位置，对各朝向全站仪的导轨角钢进行反射片的粘贴；步骤S3、通过全站仪对各个反射片的坐标进行测量；步骤S4、分别计算得到每个待测位置的各朝向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标；步骤S5、对称投影并得到相邻的各背向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标；步骤S6、计算各个箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度；步骤S7、对导轨进行调整。本发明在实体试箱前提前检测，提前暴露实体吊箱实验发生的问题，提高箱位精度合格率。通过投影对称的方式减少了全站仪的测量次数，提高了本发明的实现效率。

权利要求

1.一种基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，所述基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法包括以下步骤：

步骤S1、沿着搭载隔舱的高度方向，确定至少一个待测位置；

步骤S2、在各所述待测位置，对各朝向全站仪的导轨角钢进行反射片的粘贴，其中，在朝向全站仪的导轨角钢的横向直角边以及纵向直角边上均粘贴反射片；

步骤S3、通过全站仪对各个反射片的坐标进行测量；

步骤S4、在每一个待测位置中，根据各朝向全站仪的导轨角钢的横向直角边以及纵向直角边上的反射片的坐标，分别计算得到每个待测位置的各朝向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标；

步骤S5、在每个待测位置，根据导轨角钢的厚度以及各朝向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标，对称投影并得到相邻的各背向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标；

步骤S6、在每个待测位置中，根据同一个箱位所对应的各导轨角钢的转角点的坐标，分别计算各个箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度；

步骤S7、根据计算得到的各个箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度的精度，对导轨进行调整。

2.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，所述待测位置包括导轨的上口连接板所在的位置、导轨的中部硬挡区域连接板所在的位置，导轨的下口连接板所在的位置中的至少一个或者多个。

3.如权利要求2所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，所述待测位置至少包括导轨的上口连接板所在的位置以及导轨的中部硬挡区域连接板所在的位置。

4.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，步骤S2在搭载隔舱总组阶段进行，步骤S3在船坞阶段进行。

5.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，步骤S3中，根据集装箱船的长基准、宽基准得到各个反射片的对应坐标。

6.如权利要求5所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，集装箱船的长基准为搭载隔舱的100M.K线，船的宽基准为船体的中心线。

7.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，全站仪放置于集装箱船的双层底的内底中心。

8.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，横向直角边上的各反射片距离横向直角边的边缘的距离保持一致，纵向直角边上的各反射片距离纵向直角边的边缘的距离保持一致。

9.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，朝向全站仪的导轨角钢的转角点的横坐标等于对应的纵向直角边的反射片的横坐标，导轨角钢的转角点的纵坐标等于对应的横向直角边的反射片的纵坐标。

10.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，各箱位通过对应的四个导轨角钢的转角点确定，箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度由对应的四个导轨角钢的转角点计算得到。

11.如权利要求1所述的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特征在于，全站仪位于集装箱船的一侧，各箱位中远离全站仪一侧的导轨角钢为所述的朝向全站仪的导轨角钢。

说明书

基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法。

背景技术

[0002] 集装箱船建造完工后需对大舱箱位进行吊箱试验，以此来验证导轨间距和底锥位置是否满足吊箱精度要求。如果集装箱在试箱过程中卡住或无法顺利插入底锥，势必会进
行大量开刀修正，影响整个船坞和码头试箱周期。

[0003] 例如，一般使用两次试箱的方式检验船坞隔舱箱位精度。其步骤如下：

[0004] 1)船坞隔舱定位完毕后，使用标箱进行大舱试箱。

[0005] 2)对无法达到精度要求的标记并开刀修正。

[0006] 3)待大舱修正达到精度要求后，报船东试箱检验。

[0007] 由此进行试箱的周期为90天：第一次试箱自检45天和第二次试箱船东报验45天。上第一次试箱自检中由于导轨分段阶段安装精度问题和搭载吊装变形问题导致舱容小，大
量返工修正，造成吊机能耗浪费，修正工时长、修正费用多，影响试箱周期。

[0008] 如果进行试箱检查，需进行20英尺和40英尺试箱，有些集装箱船需要共计1512吊。每吊需时间60分钟(上下来回，4‑5人员定位和检查)，由此采用两次试箱需花费非常巨大的
时间成本和人力成本。

发明内容

[0009] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中实体试箱需要两次试箱，导致人力消耗较多，动能源消耗较多，效率不高，导致试箱周期长的缺陷，提供一种基于对称投影
的集装箱船模拟试箱方法。

[0010] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

[0011] 一种基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其特点在于，所述基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法包括以下步骤：

[0012] 步骤S1、沿着搭载隔舱的高度方向，确定至少一个待测位置；

[0013] 步骤S2、在各所述待测位置，对各朝向全站仪的导轨角钢进行反射片的粘贴，其中，在朝向全站仪的导轨角钢的横向直角边以及纵向直角边上均粘贴反射片；

[0014] 步骤S3、通过全站仪对各个反射片的坐标进行测量；

[0015] 步骤S4、在每一个待测位置中，根据各朝向全站仪的导轨角钢的横向直角边以及纵向直角边上的反射片的坐标，分别计算得到每个待测位置的各朝向全站仪的导轨角钢的
转角点的坐标；

[0016] 步骤S5、在每个待测位置，根据导轨角钢的厚度以及各朝向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标，对称投影并得到相邻的各背向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标；

[0017] 步骤S6、在每个待测位置中，根据同一个箱位所对应的各导轨角钢的转角点的坐标，分别计算各个箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度；

[0018] 步骤S7、根据计算得到的各个箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度的精度，对导轨进行调整。

[0019] 待测位置通过固定高度确定，因此无需检测各待测位置的反射片的高度方向的坐标。

[0020] 采用基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法之后，在船东的实体试箱之前就可以提前进行检测。检测过程只需要进行坐标测量和计算，不需要实体试箱。在集装箱船模拟试
箱推行下，许多在实体吊箱实验发生的问题提前暴露出来，通过精度详细的控制方案和隔
舱舷侧搭载装配及焊接顺序，使整个大舱箱位精度合格率由40％提升至90％。

[0021] 通过模拟试箱，可以提前预防。通过本方法可以准确控制精度，改善搭载隔舱导轨变形问题，底锥划线和定位不准确问题。改善前：隔舱高度方向和宽度方向均出现中拱和波
浪型的变形。改善后：搭载隔舱变形大幅减少，已控制在精度标准范围内，缩短船坞周期，促
使船东试箱检验顺利完成。

[0022] 由于光的直线传播的原因，无法直接通过一次或者较少次测量就获得所有反射片的坐标。本方案中的投影方法，将相邻朝向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标，通过对称投
影得到相邻的各背向全站仪的导轨角钢的转角点的坐标，由此只需要一次测量就能够得到
所有反射片的坐标，不仅能够提前试箱，而且大大减少了测量的工作量。

[0023] 较佳地，所述待测位置包括导轨的上口连接板所在的位置、导轨的中部硬挡区域连接板所在的位置，导轨的下口连接板所在的位置中的至少一个或者多个。

[0024] 较佳地，所述待测位置至少包括导轨的上口连接板所在的位置以及导轨的中部硬挡区域连接板所在的位置。

[0025] 较佳地，步骤S2在搭载隔舱总组阶段进行，步骤S3在船坞阶段进行。

[0026] 较佳地，步骤S3中，根据集装箱船的长基准、宽基准得各个反射片的对应坐标。

[0027] 较佳地，集装箱船的长基准为搭载隔舱的100M.K线，船的宽基准为船体的中心线。

[0028] 较佳地，全站仪放置于集装箱船的双层底的内底中心。

[0029] 较佳地，横向直角边上的各反射片距离横向直角边的边缘的距离保持一致，纵向直角边上的各反射片距离纵向直角边的边缘的距离保持一致。

[0030] 较佳地，朝向全站仪的导轨角钢的转角点的横坐标等于对应的纵向直角边的反射片的横坐标，导轨角钢的转角点的纵坐标等于对应的横向直角边的反射片的纵坐标。

[0031] 较佳地，各箱位通过对应的四个导轨角钢的转角点确定，箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度由对应的四个导轨角钢的转角点计算得到。

[0032] 较佳地，全站仪位于集装箱船的一侧，各箱位中远离全站仪一侧的导轨角钢为所述的朝向全站仪的导轨角钢。

[0033] 本发明的积极进步效果在于：采用本发明之后，在船东的实体试箱之前就可以提前进行检测，许多在实体吊箱实验发生的问题提前暴露出来，通过精度详细的控制方案和
隔舱舷侧搭载装配及焊接顺序，使整个大舱箱位精度合格率由40％提升至90％。改善后搭
载隔舱变形大幅减少，已控制在精度标准范围内，缩短船坞周期，促使船东试箱检验顺利完
成。通过投影对称的方式减少了全站仪的测量次数，提高了本发明的实现效率。

附图说明

[0034] 图1为本发明较佳实施例的集装箱船的导轨和箱位的俯视示意图。

[0035] 图2为本发明较佳实施例的集装箱船的导轨的主视示意图。

[0036] 图3为本发明较佳实施例的集装箱船的导轨角钢结构示意图。

[0037] 图4为本发明较佳实施例的全站仪测量示意图。

[0038] 图5为本发明较佳实施例的导轨角钢的转角点的坐标示意图。

[0039] 图6为本发明较佳实施例的箱位的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度的示意图。

[0040] 图7为本发明较佳实施例的全站仪位于中间位置测量示意图。

[0041] 图8为本发明较佳实施例的全站仪位于侧边位置测量示意图。

[0042] 图9为本发明较佳实施例的基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法的流程图。

具体实施方式

[0043] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

[0044] 如图1‑图9所示，本发明公开了一种基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法，其中，基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法包括以下步骤：

[0045] 步骤S1、沿着搭载隔舱的高度方向，确定至少一个待测位置；

[0046] 步骤S2、在各所述待测位置，对各朝向全站仪5的导轨角钢11进行反射片4的粘贴，其中，在朝向全站仪5的导轨角钢11的横向直角边以及纵向直角边上均粘贴反射片4；

[0047] 步骤S3、通过全站仪5对各个反射片4的坐标进行测量；

[0048] 步骤S4、在每一个待测位置中，根据各朝向全站仪5的导轨角钢11的横向直角边以及纵向直角边上的反射片4的坐标，分别计算得到每个待测位置的各朝向全站仪5的导轨角
钢11的转角点的坐标；

[0049] 步骤S5、在每个待测位置，根据导轨角钢11的厚度以及各朝向全站仪5的导轨角钢11的转角点的坐标，对称投影并得到相邻的各背向全站仪5的导轨角钢11的转角点的坐标；

[0050] 步骤S6、在每个待测位置中，根据同一个箱位2所对应的各导轨角钢11的转角点的坐标，分别计算各个箱位2的箱位2长度、箱位2宽度以及箱位2对角线；

[0051] 步骤S7、根据计算得到的各个箱位2的箱位长度、箱位宽度以及箱位对角线长度的精度，对导轨1进行调整。

[0052] 待测位置通过固定高度确定，因此无需检测各待测位置的反射片4的高度方向的坐标。

[0053] 采用基于对称投影的集装箱船模拟试箱方法之后，在船东的实体试箱之前就可以提前进行检测。检测过程只需要进行坐标测量和计算，不需要实体试箱。在集装箱船模拟试
箱推行下，许多在实体吊箱实验发生的问题提前暴露出来，通过精度详细的控制方案和隔
舱舷侧搭载装配及焊接顺序，使整个大舱箱位2精度合格率由40％提升至90％。

[0054] 通过模拟试箱，可以提前预防。通过本方法可以准确控制精度，改善搭载隔舱导轨1变形问题，底锥划线和定位不准确问题。改善前：隔舱高度方向和宽度方向均出现中拱和
波浪型的变形。改善后：搭载隔舱变形大幅减少，已控制在精度标准范围内，缩短船坞周期，
促使船东试箱检验顺利完成。

[0055] 如图2所示，本实施例的待测位置包括导轨1的上口连接板31所在的位置、导轨1的中部硬挡区域连接板32所在的位置，导轨1的下口连接板33所在的位置中的至少一个或者
多个。其中，尤其是对于导轨1的上口连接板31所在的位置以及导轨1的中部硬挡区域连接
板32所在的位置来说，由于具有一定的高度，常规方式无法测量，更需要通过基于对称投影
的集装箱船模拟试箱方法进行测量。因此，待测位置至少包括导轨1的上口连接板31所在的
位置以及导轨1的中部硬挡区域连接板32所在的位置。在实际实施中，也可以设置其他的不
同的待测位置进行测量。

[0056] 本实施例之中，步骤S3中，根据集装箱船的长基准、宽基准得各个反射片4的对应坐标。如图4所示，通过集装箱船的长基准可以确定反射片4在长度方向上的坐标，通过集装
箱船的宽基准可以确定反射片4在宽度方向上的坐标。

[0057] 本实施例之中，进一步可以将集装箱船的长基准设置为搭载隔舱的100M.K线，船的宽基准设置为船体的中心线。

[0058] 本实施例之中，为了更好地覆盖所有的反射片4，将全站仪5放置于集装箱船的双层底的内底中心。由此对反射片4进行测量。

[0059] 如图3所示，导轨角钢11的横向直角边上的各反射片4距离横向直角边的边缘的距离保持一致，纵向直角边上的各反射片4距离纵向直角边的边缘的距离保持一致。本实施例
中，反射片4中心距导轨1的导轨角钢11的边缘设置为20mm，用于船坞阶段模拟吊箱试验数
据采集。

[0060] 本实施例之中，本实施例的朝向全站仪5的导轨角钢11的转角点的横坐标等于对应的纵向直角边的反射片4的横坐标，导轨角钢11的转角点的纵坐标等于对应的横向直角
边4的反射片的纵坐标。

[0061] 具体如图3和图5所示，导轨角钢11的厚度为H/2。由此相邻的导轨角钢11之间的距离为H。横向直角边的反射片4位于图5中的a点，坐标(xb，yb)可以通过全站仪5测得。纵向直
角边的反射片4位于图5中的b点，坐标(xa，ya)可以通过全站仪5测得。导轨角钢11的转角点
位于图5中的c1点，坐标(xc1，yc1)虽然不可以通过全站仪5测得，但是导轨角钢11的转角点
的横坐标xc1等于对应的纵向直角边的反射片4的横坐标xa，导轨角钢11的转角点的横坐标
yc1等于对应的纵向直角边的反射片4的横坐标yb。由此即可得到导轨角钢11的转角点所在
的c1点的位置坐标。

[0062] 如图5所示，例如全站仪5从图中的右下方测量，则右侧的导轨角钢11朝向全站仪5设置，则此时导轨角钢11是背向全站仪5设置。这时，通过导轨角钢11的转角点所在的c1点
对称投影并得到相邻的背向全站仪5的导轨角钢11的转角点所在的T1点的坐标。

[0063] 其中，如图5所示，转角点所在的c1点(xc1，yc1)在前文中已知可以通过a点和b点计算得到。此时，T1点的横坐标与c1点的横坐标相差相邻的导轨角钢11之间的距离H，c1点的横
坐标为a点的横坐标xa，因此T1点的横坐标所设置的基准，计算为xa‑H或者xa+H，如图5所
示，若规定为由图中右侧向左侧坐标减小，则计算为xa‑H；若规定为由图中右侧向左侧坐标
增大，则计算为xa+H。T1点的纵坐标与c1点的纵坐标相同，也就是b点的纵坐标yb。由此，背向
全站仪5的导轨角钢11的转角点所在的T1点的坐标也可以得到。最终得到所有箱位2的四个
导轨角钢11的转角点的位置。

[0064] 如图5和图6所示，例如，在某一箱位2通过对应的四个导轨角钢11的转角点所在的c1、c2、c3、c4四个点确定，箱位2的箱位长度L1以及箱位长度L2、箱位宽度B1以及箱位宽度B2。
箱位对角线长度D1以及对角线长度D2由对应的四个导轨角钢11的转角点所在的c1、c2、c3、c4
四个点的坐标值通过简单的计算就可得到。

[0065] 步骤S6中，通过上述的各参数与标准值之间的差值来判断导轨1的扭曲程度，从而实现模拟试箱的作用。

[0066] 如图7和图8所示，本实施例中，将全站仪5设置为两侧和中间位置具有不同的数据处理难度。其中，如图7所示，全站仪5设置在中间的位置时，两侧均有导轨角钢11(图7中两
侧各显示了一组导轨1，即两个导轨角钢11，实际包括多组导轨，其原理相同，故省略显示)。
此时，两侧的朝向全站仪5的导轨角钢11的情况不同。位于图7中的全站仪5左侧的导轨角钢
11中，在左边的角钢11是背向全站仪5的，在右边的角钢11是朝向全站仪5的。但是，位于图7
中的全站仪5右的导轨角钢11中，在右边的角钢11是背向全站仪5的，在左边的角钢11是朝
向全站仪5的。

[0067] 因此，在图7所示的情况下，需要通过额外的导轨角钢所在位置的辨识分类，来确保获得的坐标数据与对应的导轨角钢11进行匹配。例如，全站仪5获得的坐标数据，在全站
仪5左侧的导轨角钢11中，应该对应每组导轨1右侧的导轨角钢11。在全站仪5右侧的导轨角
钢11中，应该对应每组导轨1左侧的导轨角钢11。

[0068] 本实施例中，也可以如图8所示的进一步优选设置为全站仪5位于集装箱船的一侧。如图6所示，各箱位2中远离全站仪5一侧的导轨角钢11(即每组导轨11中靠近全站仪5一
侧的导轨角钢11)为所述的朝向全站仪5的导轨角钢11。在这种情况下，图8的设置可以确保
坐标值对应相对于箱位或者导轨的同一侧的导轨角钢11，不需要区分导轨角钢11相对于全
站仪5所在的位置。

[0069] 本实施例中，步骤S2设置为在搭载隔舱总组阶段进行，步骤S3设置为在船坞阶段进行。

[0070] 本方案实施后，举例来说，首先以模拟试箱取代第一次试箱检查，节省试箱动能和工时费用50％，节省费用166万元。另外平均1个舱使用实体试箱需3天，20000TEU共24个舱，
如果“两次试箱”需144天，使用模拟试箱方案(模拟试箱1个舱4小时)扣除模拟试箱周期时
间14天，模拟试箱方案可节省58天试箱周期。模拟试箱节省费用166万元+58天试箱周期。

[0071] 推行模拟试箱，为企业节省了第一次吊箱费用。通过精度控制技术，提前预防，改善搭载隔舱导轨变形问题,底锥划线和定位不准确问题,提高第二次试箱检验一次成功率。

[0072] 同时计算过程可以借助于数据分析软件(例如excel表格自动计算)，实现测量数据一键导入自动分析，计算速度快，分析数据准确，超出偏差位置红色体现，结果直观，实用
性强，获得船东认可。

[0073] 综上所述：采用本发明之后，在船东的实体试箱之前就可以提前进行检测，许多在实体吊箱实验发生的问题提前暴露出来，通过精度详细的控制方案和隔舱舷侧搭载装配及
焊接顺序，使整个大舱箱位精度合格率由40％提升至90％。改善后搭载隔舱变形大幅减少，
已控制在精度标准范围内，缩短船坞周期，促使船东试箱检验顺利完成。通过投影对称的方
式减少了全站仪的测量次数，提高了本发明的实现效率。

[0074] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离
本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和
修改均落入本发明的保护范围。