УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ УГЛА ВХОЖДЕНИЯ В ВОДУ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА СУДОВОГО ЛИДАРА

Полезная модель относится к рыбопромысловой технике, а более конкретно к конструкциям судовых лидаров, предназначенных для использования на научно-исследовательских и промысловых судах флота рыбной отрасли.
Известны устройства для установки судового лидара, состоящего из оптического блока, блока питания, блока обработки информации и управления, на научно-исследовательских судах (НИС), являющиеся по общей компоновке и/или своему предназначению аналогами заявляемого устройства стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара, например: устройство установки судового лидара, состоящего из оптического блока лидара (ОБЛ), блока питания (БП) и блока обработки информации и управления (БОИУ), на норвежском НИС «Libas» (см. Приложение 1 к заявке на полезную модель и отчет о научно-исследовательской работе «Аналитическое заключение по применению лидаров на научно-исследовательских судах», ОАО «Гипрорыбфлот», Санкт-Петербург, 2008 г.). Указанное устройство содержит стойки для крепления ОБЛ, которые размещены на специальной «лестнице-трапе», установленной в носовой части судна. ОБЛ крепился к стойкам при помощи петель (см. Приложение 1). Установку (настройку) ОБЛ на заданный угол по отношению к горизонту осуществляли вручную.
Недостатком указанного аналога является то, что он не в полной мере соответствует современным требованиям в отношении размещения ОБЛ на судах, а также ограниченные возможности его использования из-за очень большого влияния килевой и бортовой качки, что, соответственно, уменьшает время работы лидара в море.
Наиболее близким техническим решением к заявленному по своему назначению, принятым за ближайший аналог (прототип) полезной модели, является устройство установки судового лидара, состоящего из ОБЛ, БП и БОИУ, на норвежском НИС «G.O.Sars» (см. Приложение 2 к заявке, на полезную модель и отчет о научно-исследовательской работе «Аналитическое заключение по применению лидаров на научно-исследовательских судах», ОАО «Гипрорыбфлот», Санкт-Петербург, 2008 г.). Указанное устройство содержит наклонную стойку для крепления ОБЛ, которая закреплена при помощи кронштейнов на борту надстройки судна. ОБЛ крепится к стойке при помощи петлей (см. рис.«г» Приложения 2). Установку (настройку) ОБЛ на заданный угол по отношению к горизонту осуществляли вручную. БП и БОИУ размещены во внутренних помещениях судна (см. рис.«е», «д» Приложения 2).
Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является то, что он не в полной мере соответствует современным требованиям в отношении размещения ОБЛ на судах, а также ограниченные возможности его использования из-за большого влияния бортовой качки и судовых носовых расходящихся волн на точность измерений.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога - прототипа, включая повышение эффективности (в т.ч. точности лидарных измерений), увеличения эксплуатационных возможностей устройства, в т.ч. в условиях повышенного ветро-волнового воздействия.
Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара, в отличие от ближайшего аналога - прототипа, по крайней мере, одна из стоек выполнена вертикальной и снабжена в верхней части шарнирным соединением для крепления оптического блока, а на боковой стойке установлен линейный привод, который шарнирно соединен с днищем корпуса оптического блока, причем вертикальная и боковая стойки выполнены в виде единой конструкции, установленной на платформе. При этом линейный привод выполнен в виде электромеханического актуатора или гидравлического привода. Кроме того, вертикальная стойка выполнена телескопической.
В условиях серийного производства изготовление заявленной конструкции устройства стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара осуществляют с использованием известных в судостроении материалов, оборудования и технологий.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого схематично изображено устройство стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара при работающем оптическом блоке лидара, на фиг.2 - тоже с выдвинутым телескопическим штоком, на фиг.3 - размещение устройства на верхней палубе судна.
Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели является проработка одного из вариантов устройства стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара, выполненная ОАО «Гипрорыбфлот» в обоснование разработанных им технических требований по размещению судовых лидаров на НИС флота рыбной промышленности.
Устройство стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара состоит из вертикальной стойки 1, на которой (1) при помощи шарнира 2 шарнирно закреплен корпус 3 оптического блока лидара (ОБЛ), и боковой стойки 4. На боковой стойке 4 установлен линейный привод 5, выполненный в виде актуатора, шток 6 которого (5) шарнирно соединен при помощи шарнира 7 с днищем 8 корпуса 3 ОБЛ. Стойки 1 и 4 жестко, например при помощи сварки, закреплены на платформе 9, выполненной в виде рамной конструкции из балок двутаврового профиля, что позволяет обеспечить возможность быстрого ее (9) монтажа (демонтажа) на палубе 10 (см. фиг.1 и 2) надстройки 11. В другом случае, платформа 9 со стойками 1 и 4 может быть установлена на верхней палубе 12 корпуса 13 судна (см. фиг.3). Для обеспечения работы ОБЛ и обработки полученных данных в состав судового лидара также входят: блок питания (БП) (на чертеже не показано) и блок обработки информации и управления (БОИУ) (на чертеже не показано), которые могут быть размещены во внутренних помещениях (на чертеже не показано) надстройки 11 или корпуса 13 и которые связаны электрически и пневматически с ОБЛ (на чертеже не показано). В другом варианте блок питания и блок обработки информации и управления могут быть выполнены в виде единого модуля, размещенного в контейнере 14, который (14) установлен на палубе 10 (на чертеже не показано) или палубе 12 (см. фиг.3). В одном из вариантов вертикальная стойка 1 может быть выполнена телескопической, например, в виде гидроцилиндра со штоком 15 (см. фиг.2). На судне может быть предусмотрена система оповещения (звуковая и/или световая) личного состава (на чертеже не показано) о работе лазера, размещенного в ОБЛ.
Предложенную конструкцию устройства стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара при его эксплуатации используют следующим образом.
При переходе в район исследований корпус 3 ОБЛ находится в положении «по-походному» (см фиг.3), при котором корпус 3 ОБЛ расположен параллельно основной плоскости судна и зафиксирован в указанном положении при помощи электромагнитных замков (на чертеже не показано). При начале работы лидара отключают электромагнитные замки и при помощи привода 5 путем перемещения штока 6 поворачивают корпус 3 ОБЛ на заданный угол (в диапазоне 15-20°) по отношению к горизонту. Одновременно включают систему оповещения личного состава (на чертеже не показано). Затем включают лидар и производят измерения. При бортовой качке заданный угол наклона корпуса 3 ОБЛ (стабилизацию корпуса 3 ОБЛ) по отношению к горизонту (в диапазоне 15-20°) обеспечивают путем перемещения штока 6 (выдвигают шток 6 или втягивают). Команду на перемещение подают с БОИУ (не чертеже не показано), который, например электрически, связан с датчиком угла крена судна, например электрическим кренометром (на чертеже не показано). Для исключения (уменьшения) вредного влияния судовых носовых расходящихся волн, образующихся при движении суда, увеличивающегося при увеличении скорости суда, производят подъем корпуса 3 ОБЛ относительно платформы 9 путем выдвижения телескопического штока 15. Команду на перемещение штока 15 подают с БОИУ (не чертеже не показано), который, например электрически, связан с судовым лагом (на чертеже не показано). Кроме того, изменение угла наклона корпуса 3 ОБЛ по отношению к горизонту (в диапазоне 15-20°) позволяет осуществлять сканирование большей площади поверхности моря, что также повышает эффективность использования лидара для нахождения и регистрации приповерхностных скоплений пелагических рыб (скумбрии, сайры, мойвы и др.), определения концентрации фито и зоопланктона в приповерхностном слое моря, регистрации загрязнения морских акваторий нефтепродуктами и т.п.
Расчеты показывают, что производственно-технологические возможности лидара при использовании предложенной конструкции устройства стабилизации угла вхождения в воду лазерного луча судового лидара, превосходят уровень его аналогов, в том числе в отношении всех известных на сегодняшний день научно-исследовательских судов.