一种航海标绘装置及使用方法转让专利
申请号 : CN202110996407.4
文献号 : CN113561683B
文献日 : 2022-02-22
发明人 : 于化鹏 , 庹洲慧 , 李子圆 , 王重阳 , 方宇晨
申请人 : 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种航海标绘装置,其特征在于,包括底层方形面板、中层活动转盘、上层标绘转盘、旋转尺以及活动标尺,所述底层方形面板、中层活动转盘以及上层标绘转盘的中心分别设有安装孔,所述旋转尺一端设有安装孔,中心轴依次穿过底层方形面板、中层活动转盘、上层标绘转盘以及旋转尺的安装孔,使得中层活动转盘、上层标绘转盘以及旋转尺能够绕中心轴自由旋转;所述活动标尺一端通过一铰链轴活动安装在所述旋转尺上,使得该活动标尺可通过该铰链轴沿所述旋转尺长度方向移动,并可以该铰链轴为转轴相对所述旋转尺旋转;所述旋转尺沿中心线纵向设有第一矩形槽孔;所述活动标尺包括活动主标尺,该活动主标尺一端通过所述铰链轴固定连接圆盘形顶端部分,所述铰链轴安装在所述第一矩形槽孔中。
2.根据权利要求1所述的航海标绘装置,其特征在于,所述底层方形面板上表面的一角部沿45°向中心设有里程读数指示箭头,且以方形面板中心为圆心设有一圈对数形式的速度刻度。
3.根据权利要求1所述的航海标绘装置,其特征在于,所述中层活动转盘采用透明材料制成,以该转盘中心为圆心设置5圈对数形式的刻度,从外向内沿径向依次为里程刻度、压强刻度、小时时间刻度、深度刻度以及分钟时间刻度。
4.根据权利要求1所述的航海标绘装置,其特征在于,所述上层标绘转盘上以该转盘中心为起点,以等角度间隔设有若干离心射线辅助线,并且该转盘中心为圆心,等距离间隔设有同心圆辅助线,其中一条射线辅助线为0°射线辅助线,在0°射线辅助线与各同心圆交点以N1:1比例尺标注距离数值,在90°射线辅助线与各同心圆交点以N2:1比例尺标注距离数值。
5.根据权利要求4所述的航海标绘装置,其特征在于,以0°射线辅助线为参考,在第一角度At设置时间/深度读数指示线,以该时间/深度读数指示线为中线在该上层标绘转盘上设置第一扇环形开窗,作为时间/深度窗;以0°射线辅助线为参考,在第二角度As设置速度/密度读数指示线,以该速度/密度读数指示线为中线在该上层标绘转盘上设置第二扇环形开窗,作为速度/密度窗;其中,所述第一角度与第二角度相差90°。
6.根据权利要求5所述的航海标绘装置,其特征在于,所述第一扇环形开窗、第二扇环形开窗为开口或覆盖透明材料的开口,所述上层标绘转盘其他部分不透明。
7.根据权利要求1所述的航海标绘装置,其特征在于,沿所述活动主标尺中心线纵向设有第二矩形槽孔;所述顶端部分以铰链轴中心为圆心,在上表面边缘按等间隔设置0°至
360°刻度,0°刻度线与活动标尺中心线重合;所述铰链轴中心设有用于插入木杆铅笔的通孔。
8.一种利用权利要求5或6所述的航海标绘装置进行航海标绘的方法,其特征在于,该方法包括:利用以下(1)‑(3)中至少一项进行航海标绘:(1)利用所述的旋转尺的第一矩形槽孔及其距离刻度和数值作为本船航向、航行里程的作图尺;
(2)利用所述的旋转尺、铰链轴、活动标尺构成航海三角尺规,可在上层标绘转盘上表面以任意矢量方向直尺作两点画线,且旋转尺中心线角度方向确定时,以顶端部分边缘角度刻度为量角器,利用铰链轴、活动主标尺构成平行尺,铰链轴中心确定时,以铰链轴、活动主标尺构成上层标绘转盘移动式圆规,且以顶端部分边缘角度刻度为量角器,旋转尺中心线与活动主标尺中心线夹角确定时,旋转尺与活动主标尺可构成任意角度三角尺;
(3)利用底层方形面板、中层活动转盘、上层标绘转盘的时间/深度读数指示线和时间/深度窗、速度/密度读数指示线和速度/密度窗构成航速、航行里程以及航行时间计算尺,从而根据航速、航行里程以及航行时间中的任意两项,利用对数计算尺解算出另一项。
9.一种利用权利要求5或6所述的航海标绘装置进行航海深度转换的方法,其特征在于,利用底层方形面板、中层活动转盘、上层标绘转盘的时间/深度读数指示线和透明的时间/深度窗、速度/密度读数指示线和透明的速度/密度窗构成密度、深度以及压强计算尺,根据密度、压强利用对数计算尺计算出对应的航行深度。
说明书 :
一种航海标绘装置及使用方法
技术领域
背景技术
保证我船可以在各种局势下安全航行。过程中,用到的舰操图有内外两圈度数标注、距离方
位的辅助线、坐标轴上各种比例尺标识,比例尺主要作用是做距离和时间的换算。
画方位线或航向线、量取方位线度数或航向线度数,人们在使用航海平行尺绘图时难以进
行角度测量,因此一般需要量角器来进行配合。航海三角板则包括两把相同的三角板,每把
三角板上标有0°~180°和倒刻的180°~360°的刻度,其原理是平行定位移动原理和两点一
线原理。
程中会产生比较大的误差,画出的线的双向性容易导致判断错误,两个刻度可能导致将度
数读错,使用方法复杂难学,还需要同时备两把三角板,收藏取用也不方便。此外,绘图时,
需要同时使用多种绘图工具,携带不方便、制图效率低下。多个绘图工具也会带来绘算占用
空间大、存储难度大、易丢失、展开和收藏困难的问题。
发明内容
绘转盘的中心分别设有安装孔,所述旋转尺一端设有安装孔,中心轴依次穿过底层方形面
板、中层活动转盘、上层标绘转盘以及旋转尺的安装孔,使得中层活动转盘、上层标绘转盘
以及旋转尺能够绕中心轴自由旋转;所述活动标尺一端通过一铰链轴活动安装在所述旋转
尺上,使得该活动标尺可通过该铰链轴沿所述旋转尺长度方向移动,并可以该铰链轴为转
轴相对所述旋转尺旋转。
度刻度以及分钟时间刻度。
条射线辅助线为0°射线辅助线,在0°射线辅助线与各同心圆交点以N1:1比例尺标注距离数
值,在90°射线辅助线与各同心圆交点以N2:1比例尺标注距离数值。
窗;以0°射线辅助线为参考,在第二角度As设置速度读数/密度指示线,以该速度/密度读数
指示线为中线在该上层标绘转盘上设置第二扇环形开窗,作为速度/密度窗;其中,所述第
一角度与第二角度相差90°。
链轴安装在所述第一矩形槽孔中。
重合;所述铰链轴中心设有用于插入木杆铅笔的通孔。
缘角度刻度为量角器,利用铰链轴、活动主标尺构成平行尺,铰链轴中心确定时,以铰链轴、
活动主标尺构成上层标绘转盘移动式圆规,且以顶端部分边缘角度刻度为量角器,旋转尺
中心线与活动主标尺中心线夹角确定时,旋转尺与活动主标尺可构成任意角度三角尺;
行里程以及航行时间中的任意两项,利用对数计算尺解算出另一项。
时间/深度窗、速度/密度读数指示线和透明速度/密度窗构成密度、深度以及压强计算尺,
根据密度、压强利用对数计算尺计算出对应的航行深度。
方位、距离绘算,因其绘算原理、方法与纸质绘算相同,所以操作者不需训练即可熟练掌握
其使用方法。
电源,必要时可作为备用设备,且存放时占用空间较小,便于设备存放且不易丢失。
附图说明
请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本申请的范围和精神。同
样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
形面板1、中层活动转盘2以及上层标绘转盘3的中心分别设有安装孔,所述旋转尺4一端设
有安装孔,中心轴6依次穿过底层方形面板1、中层活动转盘2、上层标绘转盘3以及旋转尺4
的安装孔,使得中层活动转盘2、上层标绘转盘3以及旋转尺4能够绕中心轴自由旋转。所述
活动标尺5的一端通过一铰链轴活动安装在所述旋转尺4上,使得该活动标尺5可通过该铰
链轴沿所述旋转尺5长度方向(径向或纵向)移动,并可以该铰链轴为转轴相对所述旋转尺5
旋转。
公式K1*loga =360作速度与角度的转换,K1为转换系数,a是对数底。
为R2)、压强(单位为帕斯卡,量程为b3,转换系数为K3,半径为R3)、时间(单位为小时,量程
为b4,转换系数为K4,半径为R4)、深度(单位为米,量程为b5,转换系数为K5,半径为R5)以及
时间(单位为分,量程为b6,转换系数为K6,半径为R6)。
则可用公式Ki*loga =360(i=2,3,4,5,6)作变量与角度的转换。
择一条射线辅助线为0°线,以0°线开始,沿顺时针方向,其他各射线辅助线角度递增,360°
线与0°线重合。在0°线与各同心圆交点以N1:1比例尺标注距离数值,在90°线与各同心圆交
点以N2:1比例尺标注距离数值。
内径为Rt1,外径为Rt2,圆心角为Qt,即扇环所在角度为At‑0.5×Qt至At+0.5×Qt。当从上
方观察时,通过该时间/深度窗可以看到中层活动转盘2上的时间刻度。其中,Rt1与Rt2数值
根据分、小时刻度受所在的半径R6、R4选择。
外径为Rs2,圆心角为Qs,即扇环所在角度为As‑0.5×Qs至As+0.5×Qs。当从上方观察时,通
过速度/密度窗34可以看到底层方形面板1上的速度刻度。其中,Rs1与Rs2数值根据速度刻
度所在的半径Rd选择。
上层标绘转盘3上90°线的N2:1比例尺一致的距离数值,且该旋转尺表面的刻度线与上层标
绘转盘3的同心圆重合(相切)。
中转动及沿矩形槽孔滑动。根据本发明的实施例,所述铰链轴53位于所述活动主标尺51与
顶端部分52之间,使得当该铰链轴安装在所述矩形槽孔41中时,所述圆盘形顶端部分52位
于旋转尺4上方,所述活动主标尺51位于旋转尺4下方。
L41内(即到第一矩形槽孔的近旋转中心边缘)厚度为H41,在L41至L4距离区间(即第一矩形
槽孔的近旋转中心边缘至旋转尺末端)厚度为H42。活动主标尺51总长为L5,厚度H5,则H42+
H5=H41,且L5+L41=L4,从而便于标绘装置收藏,且活动标尺不易受损或折断。
等固定连接。
52边缘角度刻度为量角器,利用铰链轴53、活动主标尺51构成平行尺,铰链轴中心确定时,
以铰链轴53、活动主标尺51构成上层标绘转盘3移动式圆规,且以顶端部分52边缘角度刻度
为量角器,旋转尺4中心线与活动主标尺51中心线夹角确定时(例如90°),旋转尺4与活动主
标尺51可构成任意角度三角尺(例如丁字尺)。
速、航行里程以及航行时间中的任意两项,即可利用对数计算尺解算出另一项。
盘2、上层标绘转盘3的时间/深度读数指示线31和透明时间/深度窗32、速度/密度读数指示
线33和透明速度/密度窗34构成密度、深度以及压强计算尺,从而根据密度、压强即可利用
对数计算尺计算出对应航行深度。
程为100,对数底为2(本计算尺中所有刻度均以2为底)。
所有转换系数均为36,半径为110mm)、压强(帕斯卡,量程为29694×10 ,半径为107mm)、时
间(小时,量程为1000,半径为72mm)、深度(米,量程为1200,半径为49mm)、时间(分,量程为
1000,半径为39mm)标有5圈对数形式的刻度。
则,在0°线与同心圆交点以2:1比例尺标注距离数值,在90°线与同心圆交点以1:1比例尺标
注距离数值。以0°线为参考,在角度At=306°标有时间/深度读数指示线,沿时间/深度读数
指示线两侧设有时间窗,时间窗扇环内径Rt1与中层活动转盘中时间(分)刻度半径相同,即
Rt1=39mm,外径Rt2与中层活动转盘中时间(小时)刻度半径相同,即Rt2=72mm,圆心角Qt
=24°,即扇环所在角度为306°‑0.5×24°=294°至306°+0.5×24°=318°,以0°线为参考,
在角度As=216°标有速度读数指示线,沿速度读数指示线两侧设有标有速度窗,速度窗扇
环内径Rs1与底层方形面板中速度刻度半径相同,即Rs1=26.5mm,外径Rs2略小于中层活动
转盘中深度刻度半径,Rs2=48.5mm,圆心角为Qs=24°,即扇环所在角度为216°‑0.5×24°
=204°至216+0.5×24°=228°。角度At减去角度As等于90°,除透明时间窗、透明速度窗外,
其余部分不透明,且其余部分转盘表面采用磨砂方式制作,用于铅笔绘算,如图4所示。旋转
尺的旋转中心端,与底层方形面板中心、中层活动转盘中心、上层标绘转盘中心以直径Xd=
4mm贯穿孔用铆钉连接,尺表面标有与上层标绘转盘上90°线的1:1比例尺一致的距离数值,
且尺表面刻度线与上层标绘转盘的同心圆重合,距离数值标注在沿活动标尺中心线纵向矩
形槽孔的纵向边缘,该矩形槽孔距离旋转尺中心最近边距CX1=10mm,最远边距CX2=83mm,
矩形槽孔宽度DX=4mm,旋转尺总长L4=91.5mm,从旋转中心端开始,距离L41=8.45mm内厚
度为H41=3.25mm,在8.45mm至91.5mm距离区间厚度为H42=1.5mm。
主标尺中心线重合,铰链轴中心做直径为2mm的贯穿孔,活动主标尺表面标有与上层标绘转
盘上90°线的1:1比例尺一致的距离数值,标注在沿活动主标尺中心线纵向设有矩形槽孔的
纵向边缘,该矩形槽孔距离活动标尺的铰链中心最近边距CH1=3.4mm,最远边距CH2=
69.24mm,矩形槽孔宽度为2mm,令活动主标尺厚度等于1.5mm,活动标尺总长等于77.2mm。
图求解如下问题:
“a.b′”描述中,表示a.b海里。
窗、速度读数指示线和透明速度窗构成的计算尺进行计算,快速直观,如图9所示。透明时间
窗内,时间读数指示线指向10Min,透明速度窗内,速度读数指示线指向9节,里程读数指示
箭头指向1.5海里;即OO1距离大小为1.5海里,矢量方向为000°,设0800雷达测得来船位A
点、0810雷达测得来船位C点,则通过旋转尺的矩形槽孔及其距离刻度和数值、采用铅笔可
在上层标绘转盘面上标绘A、C两点,并连接得相对运动线AC,如图10所示。固定旋转尺中心
线角度为045°,将活动标尺铰链轴中心移动至与A点重合,则可利用活动标尺铰链顶端部分
边缘角度刻度为量角器,直观找到反本船航向即O1O矢量方向为180°,进而,自A点始,根据
活动主标尺的矩形槽孔及其距离刻度和数值,得AB,AB长度与OO1相等,如图11所示。然后连
得BC,BC为来船的真矢量。
里;
BA″=052°。
即为对应的深度值。
组装整合,相对移动关系固定,标绘精度相对于独立的工具组合较为快速方便、精度较高。
施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换,而这
些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。