[发明专利]一种船舶航行时的波浪综合测量系统及其控制方法

权利要求书

1.一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述船舶航行时的波浪综合测量系统包括检测终端、数据通讯网络及数据处理平台，其中所述检测终端至少四个，各检测终端间相互并联并与船舶船底连接，所述检测终端中，其中两个检测终端沿船舶轴线方向均布并位于船舶中轴线上，剩余的各检测终端分布在船舶轴线两侧，且各检测终端间相互间隔分布，且沿船舶轴线方向分布的相邻两个检测终端之间间距不小于50厘米，所述检测终端均通过数据通讯网络与数据处理平台连接，所述数据处理平台另通过数据通讯网络与船舶控制系统建立数据连接；所述的检测终端包括承载基体、主导流板、引流板、引流锥、流量传感器、倾角传感器、加速度传感器、摆动机构、驱动电路，所述承载基体为闭合腔体结构，其轴线与船舶中线平行分布的闭合腔体结构，所述承载基体上端面与船舶底部连接并与船舶底部接触面平行分布，所述主导流板至少两个，沿承载基体上端面垂直分布并与船舶中线及承载基体轴线平行分布，且所述主导流板沿承载基体轴线方向均布，且各主导流板上端面通过摆动机构与承载基体下端面铰接，所述引流板至少两个，对称分布在承载基体侧表面，且引流板与承载基体轴线平行分布，并与主导流板间呈30°—60°夹角，且引流板上端面通过摆动机构与承载基体侧表面连接，且引流板位于相邻两主导流板之间位置，所述主导流板、引流板下端面与引流锥连接，且引流锥轴线与承载基体轴线平行分布，所述引流锥内设与引流锥同轴分布的导流通道，所述流量传感器至少一个并嵌于导流通道内，所述主导流板、引流板的中心位置均设一个承载腔体，所述倾角传感器、加速度传感器均嵌于承载腔体内，所述驱动电路嵌于承载基体内，并分别与各流量传感器、倾角传感器、加速度传感器、摆动机构电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述的承载基体、引流锥均及主导流板、引流板横断面均为水滴状结构，其中所述主导流板、引流板上均不若干透孔。

3.根据权利要求1所述的一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述的摆动机构包括驱动电动机、纠偏陀螺仪机构、陀螺仪传感器、万象铰链及定位座，所述定位座为密闭腔体结构，嵌于承载基体内且定位座前端面与承载基体外表面平行分布，所述定位座前端面设定位孔且万象铰链嵌于定位孔内并与定位孔同轴分布，所述万象铰链前端面超出定位座前端面至少5毫米，并与主导流板、引流板连接，后端面与纠偏陀螺仪机构连接并同轴分布，所述驱动电动机和陀螺仪传感器均嵌于定位座内，且驱动电动机和陀螺仪传感器均与纠偏陀螺仪机构连接，且所述驱动电动机、陀螺仪传感器另分别与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述的承载基体上端面设与承载基体轴线平行分布的定位槽，并通过定位槽包覆在船舶外表面与船舶连接，所述定位槽为横断面呈圆弧结构、导致等腰梯形结构及“凵”字形槽状结构中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述的驱动电路为基于可编程控制器、工业单片机中任意一种或两种共用为基础的电路系统。

6.根据权利要求1所述的一种船舶航行时的波浪综合测量系统，其特征在于：所述的数据处理平台为基于神经网络系统为基础的数据处理系统。

7.一种根据权利要求1至6任意一项所述的船舶航行时的波浪综合测量系统的控制方法，其特征在于：所述的船舶航行时的波浪综合测量系统的控制方法包括以下步骤：

S1，设备安装，首先根据船舶结构，设置若干检测终端，并使各检测终端与船舶底部外表面连接，且各检测终端均位于船舶最小水位线下方，并沿船舶轴线方向均布，然后将数据处理平台嵌入到船舶控制系统中，并通过船舶的数据通讯网络分别与各检测终端和船舶的控制系统电气连接，即可完成装配作业；

S2，海浪测量及分析，在船舶运行中，船舶底部的各检测终端均侵入到水面至下，一方面各检测终端随船舶运行进行同步运行，并在运行过程中使水流沿引流锥导流通道进行流动，通过导流通道内的流量传感器对船舶运行时流经船舶外表面的水流流速进行检测；另一方面由主导流板、引流板随船舶运行时产生的水流及自然波浪驱动，使主导流板、引流板随波浪及水流同步进行摆动，并在摆动过程中一方面通过主导流板、引流板内的倾角传感器、加速度传感器对摆动时的摆动幅度和摆动运动时的重力加速度进行检测，同时通过摆动机构的陀螺仪传感器对主导流板、引流板摆动幅度及方向进行检测，最后将的流量传感器、倾角传感器、加速度传感器、摆动机构的陀螺仪传感器采集的数据同步传输到数据处理平台中，然后由数据处理平台对采集的各类数据进行统一计算、识别作业，并将计算结果传输至船舶控制系统，为船舶操控提供辅助数据参考，从而满足船舶运行及操控作业的需要。