1. 船舶管舾装设计工艺实用手册
舵机工作原理
1、概述
舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中，飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说，飞机上有以下几个地方需要控制：
1.发动机进气量，来控制发动机的拉力（或推力）；
2.副翼舵面（安装在飞机机翼后缘），用来控制飞机的横滚运动；
3.水平尾舵面，用来控制飞机的俯仰角；
4.垂直尾舵面，用来控制飞机的偏航角；
遥控器有四个通道，分别对应四个舵机，而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动，从而改变飞机的运动状态。舵机因此得名：控制舵面的伺服电机。
不仅在航模飞机中，在其他的模型运动中都可以看到它的应用：船模上用来控制尾舵，车模中用来转向等等。由此可见，凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。
2、结构和控制
一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成， 舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。
工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
舵机的基本结构是这样，但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分，齿轮有塑料和金属之分，输出轴有滑动和滚动之分，壳体有塑料和铝合金之分，速度有快速和慢速之分，体积有大中小三种之分等等，组合不同，价格也千差万别。例如，其中小舵机一般称作微舵，同种材料的条件下是中型的一倍多，金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。
舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。
舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。由此可见，舵机是一种位置伺服的驱动器，转动范围不能超过180度，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的驱动当中。比方说机器人的关节、飞机的舵面等。
常见的舵机厂家有：日本的Futaba、JR、SANWA等，国产的有北京的新幻想、吉林的振华等。现举Futaba S3003来介绍相关参数，以供大家设计时选用。之所以用3003是因为这个型号是市场上最常见的，也是价格相对较便宜的一种（以下数据摘自Futaba产品手册）。
尺 寸(Dimensions)： 40.4×19.8×36.0 mm
重 量(Weight)： 37.2 g
工作速度(Operating speed)：0.23 sec/60°(4.8V)
0.19 sec/60°(6.0V)
输出力矩(Output torque)： 3.2 kg.cm (4.8V)
4.1 kg.cm (6.0V)
由此可见，舵机具有以下一些特点：
>体积紧凑，便于安装；
>输出力矩大，稳定性好；
>控制简单，便于和数字系统接口；
正是因为舵机有很多优点，所以，现在不仅仅应用在航模运动中，已经扩展到各种机电产品中来，在机器人控制中应用也越来越广泛。
3、用单片机来控制
正是舵机的控制信号是一个脉宽调制信号，所以很方便和数字系统进行接口。只要能产生标准的控制信号的数字设备都可以用来控制舵机，比方PLC、单片机等。这里介绍利用51系列单片机产生舵机的控制信号来进行控制的方法，编程语言为C51。之所以介绍这种方法只是因为笔者用2051实现过，本着负责的态度，所以敢在这里写出来。程序用的是我的四足步行机器人，有删改。单片机并不是控制舵机的最好的方法，希望在此能起到抛砖引玉的作用。
2051有两个16位的内部计数器，我们就用它来产生周期20 ms的脉冲信号，根据需要，改变输出脉宽。基本思路如下（请对照下面的程序）：
我用的晶振频率为12M，2051一个时钟周期为12个晶振周期，正好是1/1000 ms，计数器每隔1/1000 ms计一次数。以计数器1为例，先设定脉宽的初始值，程序中初始为1.5ms，在for循环中可以随时通过改变a值来改变，然后设定计数器计数初始值为a，并置输出p12为高位。当计数结束时，触发计数器溢出中断函数，就是void timer0(void) interrupt 1 using1 ，在子函数中，改变输出p12为反相（此时跳为低位），在用20000（代表20ms周期）减去高位用的时间a，就是本周期中低位的时间，c=20000-a，并设定此时的计数器初值为c，直到定时器再次产生溢出中断，重复上一过程。
# include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint a,b,c,d;
sbit p12=P1^2;
sbit p13=p1^3;
sbit p37=P3^7;
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{p12=!p12;
c=20000-c;
TH0=-(c/256); TL0=-(c%256);
if(c>=500&&c<=2500)c=a;
else c="20000-a";
}
void timer1(void) interrupt 3 using 1
{p13=!p13;
d=20000-d;
TH1=-(d/256); TL1=-(d%256);
if(d>=500&&d<=2500)d=b;
else d="20000-b";
}
void main(void)
{TMOD=0x11;
p12=1;
p13=1;
a=1500;
b=1500;
c=a;d=b;
TH0=-(a/256); TL0=-(a%256);
TH1=-(b/256); TL1=-(b%256);
EA=1;
ET0=1; TR0=1;EX0=1;EX1=1;
ET1=1; TR1=1;
PX0=0;PX1=0;PT1=1;PT0=1;
for(;;)
{
}
}
因为在脉冲信号的输出是靠定时器的溢出中断函数来处理，时间很短，因此在精度要求不高的场合可以忽略。因此如果忽略中断时间，从另一个角度来讲就是主程序和脉冲输出是并行的，因此，只需要在主程序中按你的要求改变a值，例如让a从500变化到2500，就可以让舵机从0度变化到180度。另外要记住一点，舵机的转动需要时间的，因此，程序中a值的变化不能太快，不然舵机跟不上程序。根据需要，选择合适的延时，用一个a递增循环，可以让舵机很流畅的转动，而不会产生像步进电机一样的脉动。这些还需要实践中具体体会。
舵机的速度决定于你给它的信号脉宽的变化速度。举个例子，t＝0试，脉宽为0.5ms，t＝1s时，脉宽为1.0ms，那么，舵机就会从0.5ms对应的位置转到1.0ms对应的位置，那么转动速度如何呢？一般来讲，3003的最大转动速度在4.8V时为0.23s/60度，也就是说，如果你要求的速度比这个快的话，舵机就反应不过来了；如果要求速度比这个慢，可以将脉宽变化值线性到你要求的时间内，做一个循环，一点一点的增加脉宽值，就可以控制舵机的速度了。当然，具体这一点一点到底是多少，就需要做试验了，不然的话，不合适的话，舵机就会向步进电机一样一跳一跳的转动了，尝试改变这“一点”，使你的舵机运动更平滑。还有一点很重要，就是舵机在每一次脉宽值改变的时候总会有一个转速由零增加再减速为零的过程，这就是舵机会产生像步进电机一样运动的原因
2. 船舶管道安装图
铜工,实际上就是管子工.专门负责船上管路系统的安装,铜工在船厂不是最好的工种,却是技术含量较高的工种.船上的管系是很复杂
3. 船舶管路制作及安装工艺规范
直徑100mm以上
1、PVC管的尺寸可以根据直径大小来区分，有一种最大的，公称直径能够达到50毫米，一般来说不会超过这个尺寸。有些软的PVC管按照国家的标准有的公称，直径是2.5毫米，3毫米，4毫米，5毫米，6毫米等等。
2、如果用作供水管道，一般来说选择硬质的PVC管，因为抗老化，强度比较大，使用寿命也会更为长久。规格尺寸短的有20毫米，25毫米，中等长的有32毫米，50毫米，63毫米，75毫米，最大的能够达到200毫米。
3、如果用作排水管道，对于PVC管的性能要求就会稍微高一些，表面的硬度要比较大，才能够满足安全的需求，具有较高的抗老化能力。如果是用于工业排放，还需要具有一定的耐腐蚀性能，排水管公称直径是最大的PVC管。
4、如果是160毫米的直径，家庭环境当中也能够使用，但是在工业场地或者用作工业排水，基本上会选择200毫米、250毫米，甚至能够达到400毫米、500毫米等尺寸。
4. 船舶管路安装工艺
动力管路主要有:燃油,润滑,压缩空气,冷却管路等组成;船舶管路主要有:舱底管路,通风管路等.
5. 船舶管路设计
绿色代表海水管路，黑色代表舱底水管路，黄色代表滑油管路，红色代表消防管路，白色代表压载水管路
6. 船舶管路安装工艺答案
长期以来，船舶管道因其数量庞大，种类繁多，繁琐的设计及制造过程而成为制约造船行业生产效率的关键因素。为了解决这一难题，我国的造船企业引进了国外的Tribon系统。但该系统只能呈现管道的三维模型，必须将其转化为二维视图才能满足实际施工的需要，图纸中不仅要使管道三维实体造型在二维视图中正确呈现，还要有清晰，准确，完备，符合工程规范的尺寸标注。如何将CAD、CAM等技术行之有效地应用到造船行业的管子生产设计流程中成为当前船舶制造工业的重要课题之一。 首先对国内外船舶制造，船舶管系设计和加工技术研究现状进行综述，接着对系统所采用的CAD技术、专家系统、成组技术、智能尺寸标注技术进行概述，然后经过需求分析，提出了系统的总体设计方案，并分别对系统的数据流、运行模式、功能模块进行了设计，确定了系统的工作流程并且划分了系统主要的功能模块。随后对管子信息数据提取方法进行研究并实现提取功能。根据Tribon系统提取的管道信息，利用专家系统、成组技术相结合的方式自动化生成管子二维视图；运用智能尺寸标注技术对待标注图形作包容性检查，进行分组和分层处理，经干涉性判断之后自动化生成尺寸标注。在对用户视图表达方案进行分析和讨论的基础上，运用ActiveX技术实现了用户视图的合理布局。设计符合企业实际情况的批量自动打印方案进一步提高整个自动化生成系统的效率。 船舶管系生产施工图自动生成系统已在实际的造船设计生产中得到应用，达到了提高生产效率和设计规范化程度以及缩短设计周期的目的。@
7. 船舶管道安装基础知识
工业管道是工矿企事业单位为生产制作各种产品，所需用的工艺管道及其辅助管道。工业管道广泛应用于石油，天然气，石油化工，化工，市政，冶金，有色金属，动力，机械，航天航空，轻工等各行各业中，分布于城乡各个地域。工业管道一般设置于工厂与各种站，场等工业基地中，尽管操作条件复杂，环境条件苛刻，但管理比较集中，易于控制管理。 船舶管路是船舶上用来连接各种机械设备的管道，用来传送水、油、气等有关工质。船舶管路有两大类：动力管路和船舶系统管路。动力管路是用为主机和辅机服务的各种管路，有燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气、废热等管路。船舶系统管路是为了提高船舶的抗沉性、稳性，为了满足船员、旅客的正常生活需要。船舶系统系统很多，有为全船供应海水和淡水的供水系统；为调节船舶压载用的压载水系统；为排除舱底积水用的舱底水排出系统；为全船提供压缩空气用的压缩空气系统；为灭火用的消防系统等等。这些系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的，并能自动控制。
8. 船舶管路布置图
船舶机舱的海水管是--浅绿色 船上的各种类型的管系，尤其是花铁板以下的管系用以下颜色标识。花铁板以上的管系在船东指定的管系局部法兰处予以颜色和方向标识： 燃油管 滑油管 海水管 淡水管 消防管 舱底水 压缩空气管 液压管 压载水 咖啡色 深黄色 浅绿色 蓝色 红色 黑色 天蓝色 淡黄色 深绿
9. 船舶管路设计规范
船舶管路（特别是货舱区甲板上的纵向管路）在管内流体介质（如蒸汽系统、化学品船热油系统）的温度发生变化的影响下会发生纵向伸缩变形，同时在结构受力变形（如在海上航行过程中因波浪引起的结构变形和在装卸货过程中引起的中拱垂）作用下会发生结构变形。为抵消这些变形，在设计管路时需考虑适当布置膨胀节或膨胀弯。
对于大型油轮主甲板面纵向管路而言，一般在每个货油舱位置处布置一个膨胀节或膨胀弯。
10. 船舶管系布置和安装工艺要求
1 建筑室内设计
2 建筑钢结构工程技术
3 船舶工程技术
4 船舶舾装工程技术
5 船舶涂装工程技术
6 游艇设计与制造
7 海洋工程装备技术
8 船舶检验
9 制冷与空调技术
10 船舶动力工程技术
11 船舶动力工程技术（船舶管系）
12 汽车检测与维修技术
13 轮机工程技术
14 电气自动化技术
15 智能控制技术
16 船舶电气工程技术
17 船舶通信装备技术
18 应用电子技术
19 电子信息工程技术
20 机械设计与制造
21 数控技术
22 模具设计与制造
23 机电设备技术
24 机电一体化技术
25 工业机器人技术
26 智能制造装备技术
27 智能焊接技术
28 理化测试与质检技术(无损检测技术)
29 材料成型及控制技术
30 移动互联应用技术
31 软件技术
32 大数据技术
33 现代通信技术
34 云计算技术应用
35 空中乘务
37 电子商务
38 旅游管理
39 酒店管理与数字化运营
40 学前教育（师范类）
41 小学教育（师范类）
42 智慧健康养老服务与管理
43 轮机工程技术(海军水兵方向) 直招士官
44 轮机工程技术(武警海警方向) 直招士官
45 船舶电气工程技术(海军水兵方向) 直招士官
46 船舶电气工程技术(武警水兵方向)
