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专利名称：测定集装箱重心位置的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及集装箱运输领域，特别是一种测定集装箱重心位置的方法和装置。
背景技术：
船舶的航行安全与货物装船重心位置密切相关，尤其是由于目前对集装箱的重心没有适当的方法进行测定，所以在计算集装箱船的重心位置时，一般是以集装箱的形心位置当成重心位置来计算。由于集装箱所装货物的种类繁多，包装形式各异，重量不同，仅凭装箱人员凭经验来装箱，很难保证装箱后的集装箱重心位置与形心重合。因此，集装箱船的实际重心并非计算重心，往往使船舶发生倾斜。为了船舶的航行安全必须消除倾斜，船上通常只能采用压载水来调整船的浮态。

发明内容本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种测定集装箱重心位置的方法和装置，该测定集装箱重心位置的方法和装置可以测定出集装箱的重心位置，为使集装箱的装箱能够达到重心与形心重合创造了条件。
本发明为解决上述问题所采用的方案是发明了一种测定集装箱重心位置的方法。它采用分别称重的方法测定装箱载重的水平重心和高度重心(1)将集装箱的底部四角放置于四个独立的水平称重支点上，并通过显示屏直接读出四个水平称重数值，得到水平重心误差比较值；(2)在前述各水平称重数值相等的前提下，将集装箱的底部一端通过两个独立的液压机构顶起，使集装箱倾斜2-4°，两个独立的液压机构的支点同时是两个倾斜称重支点，并通过显示屏直接读出该倾斜称重数值；(3)将倾斜称重数值与标准重心值比较，得到高度重心误差比较值。
本发明为测定集装箱重心位置的方法设计了一种专用装置。它包括架体，顶升液压机构和称重、显示装置。其特征在于所说的架体分为上、下两层，上、下两层架体在一个侧边处通过铰链连接；所说的上架体在顶面四角处分别装有用来测定水平重心的称重装置，且称重装置与显示屏连接；所说的下架体在装有铰链的对边装有顶升上架体的液压机构，同时顶升上架体的支点也是称重装置，且称重装置也与显示屏连接。
本发明解决了确定集装箱重心位置的难题，使集装箱的装箱实现重心与形心重合成为可能，从而可大大提高集装箱船所计算重心位置的可靠性和真实性，对集装箱船的航行安全提供了可靠的保障。本发明为测定集装箱重心位置的方法设计的专用装置，其结构简单，使用方便，移动性好，不受装箱场地环境的影响；可在装箱的同时确定箱重心的位置，以便及时进行调整；此外，还可做到每个装船的集装箱不但有重量标志，还有重心位置的标志。
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

图1测定集装箱重心位置的装置平放状态示意图；图2测定集装箱重心位置的装置顶起状态示意图。
具体实施方式本发明测定集装箱重心位置的方法，采用分别称重与计算的方法。
首先测定装箱载重的水平重心，将集装箱的底部四角放置于四个独立的水平称重支点上，并通过显示屏直接读出各水平称重数值，得到水平重心误差比较值。当重心位于水平中心点即形心时，则各点称重的数值为同一值。当各点称重的数值不相等时，说明四个水平称重支点上承受的重量，即箱内货物沿箱子平面分布不均匀。这种情况下就需要调整箱内货物的位置，直到四个称重支点上的数据相等。
在水平重心与水平形心重合的条件下，开始进行测定装箱的高度重心。将集装箱的底部一端抬起，使集装箱倾斜2-4°，例如倾斜角度α为3°，两个独立的液压机构的支点同时是两个倾斜称重支点，并通过显示屏直接读出倾斜称重数值。
最后，将倾斜称重数值与标准重心值比较，即可得到高度重心误差比较值。
集装箱的 高度标准重心值F，通过以下公式计算得出ΣMo=0,Wx(h2+b)-WyL2+2FLcosα-QyL2+Qxb2=0---(1)]]>式中Wx——是集装箱重量沿x轴方向的分量，Wx＝WsinαWy——是集装箱重量沿y轴方向的分量，Wy＝WcosαF——是下层钢架的一个活塞杆对上层钢架的顶起的重量Qx——是上层钢架的重量Q在x轴方向的分量，Qx＝QsinαQy——是上层钢架的重量Q在y轴方向的分量，Qy＝QcosαL——是集装箱的长度h——是集装箱的高度b——是上层钢架的高度将以上各式代入上(1)式，得Wsinα(h2+b)-WcosαL2+2FLcosα-QcosαL2+Qsinαb2=0]]>故集装箱的 高度标准重心值F，为F=W4-WtanαL(h4+b2)+Q4-Qb4Ltanα---(2)]]>(2)式为计算不同箱重W，重心位于 时下层架体顶起重量的计算公式。如果计算重心位于 或其它高度时下层架体顶起的重量，可将 或其它高度值代入(1)式计算即可。
下面以20ft集装箱为例，通过表格的形式将计算结果给出。

表中数据的说明当集装箱总的重量为16t时，如果显示屏所显示的重量(称重数值)为4.861t，说明集装箱的高度重心高度为 如果显示屏所显示的重量为4.833t，说明集装箱的高度重心高度为 如果显示屏所显示的重量为4.889t，说明集装箱的高度重心高度为 如果显示屏所显示的重量是4.833t-4.861t之间的某一数字，说明集装箱的高度重心高度在 之间。表中其他数据的意义与此相同。
因为集装箱的高度重心高度要与集装箱的形心高度重合，那么集装箱的高度重心高度必须等于 所以，显示屏所显示的称重数值数据必须是表中 栏中的数据。如果显示的数据不是该栏的数据，说明集装箱的高度重心高度不等于 根据表中的数据来比较判断重心是靠上还是靠下，最后通过上下调整轻重货物可最终使重心和形心重合。
利用本发明方法可在集装箱空箱开始装货时便一边装，一边进行重量监视与调整，从而保证箱内货物沿箱子平面分布均匀重心和形心重合，并为高度重心测定打下基础。
为了实现上述测定集装箱1重心位置的方法，本发明设计了一种专用装置。它由架体，顶升液压机构和称重、显示装置等组成。它的架体分为上、下两层，上、下两层架体在一个侧边处通过铰链6连接。其中上架体3用来测定装箱载重的水平重心，它在顶面四角处分别装有称重装置2，且称重装置与设置在上架体前的显示屏5连接；下架体4用来测定装箱载重的高度重心，它是在装有铰链的一侧的对侧一边装有顶升上架体的液压机构；同时顶升上架体的支点也是称重装置，且称重装置也与设置在下架体前的显示屏连接。
分别位于上、下两层架体上的称重装置，可以是将液体所传递的压力转变为电子数字的装置或是其它压力传感装置。
如图2所示，本发明专用装置的顶升上架体的液压机构，是在两个角部各装有一个液体压力传动装置7如活塞杆。
权利要求
1一种测定集装箱重心位置的方法，其特征在于用分别称重的方法测定装箱载重的水平重心和高度重心(1)将集装箱的底部四角放置于四个独立的水平称重支点上，并通过显示屏直接读出四个水平称重数值，得到水平重心误差比较值；(2)在前述各水平称重数值相等的前提下，将集装箱的底部一端通过两个独立的液压机构顶起，使集装箱倾斜2-4°，两个独立的液压机构的支点同时是两个倾斜称重支点，并通过显示屏直接读出该倾斜称重数值；(3)将倾斜称重数值与标准重心值比较，得到高度重心误差比较值。
2按照权利要求1所述的方法，其特征在于所说的集装箱的倾斜角度α为3°。
3一种专用于测定集装箱重心位置的方法的装置，包括架体，顶升液压机构和称重、显示装置，其特征在于所说的架体分为上、下两层，上、下两层架体在一个侧边处通过铰链连接；所说的上架体在顶面四角处分别装有用来测定水平重心的称重装置，且称重装置与显示屏连接；所说的下架体在装有铰链的对边装有顶升上架体的液压机构，同时顶升上架体的支点也是称重装置，且称重装置也与显示屏连接。
4按照权利要求3所述的装置，其特征在于所说的称重装置是将液体所传递的压力转变为电子数字的装置。
5按照权利要求3或4所述的装置，其特征在于所说的顶升上架体的液压机构在两个角部各装有一个液体压力传动装置。
全文摘要
本发明是一种测定集装箱重心位置的方法及装置。它采用分别称重的方法直接读出四个水平称重数值，以及倾斜称重数值，从而测定装箱载重的水平重心和高度重心。本发明的专用装置由架体，顶升液压机构和称重、显示装置等组成。其架体分为上、下两层，上、下两层架体在一个侧边处通过铰链连接，上架体在顶面四角处分别装有用来测定水平重心的称重装置，下架体在装有铰链的对边装有顶升上架体的液压机构，同时顶升上架体的支点也是称重装置。本发明解决了确定集装箱重心位置的难题，使集装箱的装箱实现重心与形心重合成为可能，从而可大大提高集装箱船所计算重心位置的可靠性和真实性，对集装箱船的航行安全提供了可靠的保障。
文档编号G01M1/12GK1632494SQ20041009410
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者胡洪奎 申请人:天津理工大学