The invention discloses an incomplete gear rack wave maker device and a wave making method thereof, belonging to the field of wave making experiment technology. An incomplete gear rack wave maker device of the invention includes a control system composed of incomplete gear, rack structure, fixed slider mechanism, wave-making plate, support structure, wave-making float ball, experimental flume and servo motor and driver. The structure of the device is simple, easy to load and unload, low cost and easy to build, and the wave-making mode can be flexibly selected, that is, the servo motor drives operation. In this case, push plate, point wave source or intermittent wave-making can be realized, and different frequencies and amplitudes of water waves can be generated by adjusting the angle of wave-making plate under the control system, which provides a new experimental technology for the study of periodic structure or metamaterial structure to control water waves.
【技术实现步骤摘要】
一种不完全齿轮齿条造波机装置及其造波方法
本专利技术涉及一种不完全齿轮齿条造波机装置及其造波方法,属于实验造波
技术介绍
波浪的实验模拟非常重要,对水利、海上建筑、海上石油开采、船舶等许多领域的研究都具有重要的意义。水槽实验常用于模拟海洋波浪环境,是支撑海洋结构动力、海洋水动力学实验研究的一种技术。其中造波机就是一种与海洋实验水槽配套的基础设施,他的作用是在实验水槽中造出不同波长和波高的波浪,模拟实际波浪对船舶或其它海洋结构物的影响,以测定各种技术数据,为相关设计提供依据。上述内容是传统造波机的适用情况,但近年来,对液体表面波的传播现象和调控机制研究成为热点,对其进行实验研究时使用传统实验水槽和造波机装置常会遇到无法满足需求、装置不灵活或实验费用高昂等问题。所以亟需一种造波机可以同时实现推板造波和点波源造波功能,缩短实验准备周期,减少实验模型费用。在此基础上研究液体表面波尤其是周期性结构或超材料结构对液体表面波的调控,不仅有助于拓展和加深对波动问题的理论认识,而且这在海洋工程或水利工程中对波浪灾害防护、波浪能源利用等方面有着潜在的价值。经检索,关于造波机装置及其相关设计方法已有相关专利公开。如技术专利CN201720683615.8,公开了名为“水槽造波机”的专利;专利技术专利CN201710312953.5,公开了名为“一种无反射波浪水槽造波机”的专利;专利技术专利CN201810204838.0,公开了名为“一种基于多控制器同步控制的造波机系统”的专利。这些专利涉及到了造波机的机械装置以及其控制系统等,但这些造波机存在适用范围小、装卸情况不足 ...
【技术保护点】
1.一种不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于包括不完全齿轮、齿条结构、固定滑块机构、传动结构、造波装置和实验水槽;所述的不完全齿轮中心位置固定,其轮齿在圆周上连续分布,且轮齿数量在圆周上连续分布的角度小于等于180°;所述的齿条结构包括一体化设计或固连为一体的第一齿条和第二齿条;第一齿条和第二齿条互相平行且其上的齿相对设置;不完全齿轮位于两个齿条之间;在不完全齿轮转动的一个周期中,不完全齿轮能与第一齿条和第二齿条分别啮合;所述的齿条结构两端均由固定滑块机构支撑固定,且齿条结构可相对固定滑块机构往复运动;所述的齿条结构与所述的造波装置通过传动结构连接;向造波装置传递往复运动;所述的造波装置设置在实验水槽内通过往复运动产生波浪。
【技术特征摘要】
1.一种不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于包括不完全齿轮、齿条结构、固定滑块机构、传动结构、造波装置和实验水槽;所述的不完全齿轮中心位置固定,其轮齿在圆周上连续分布,且轮齿数量在圆周上连续分布的角度小于等于180°;所述的齿条结构包括一体化设计或固连为一体的第一齿条和第二齿条;第一齿条和第二齿条互相平行且其上的齿相对设置;不完全齿轮位于两个齿条之间;在不完全齿轮转动的一个周期中,不完全齿轮能与第一齿条和第二齿条分别啮合;所述的齿条结构两端均由固定滑块机构支撑固定,且齿条结构可相对固定滑块机构往复运动;所述的齿条结构与所述的造波装置通过传动结构连接;向造波装置传递往复运动;所述的造波装置设置在实验水槽内通过往复运动产生波浪。2.根据权利要求1所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的造波装置为造波浮球;造波浮球位于实验水槽的水面上,所述的传动结构与造波浮球相连输出竖直方向的上下往复运动。3.根据权利要求1所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的造波装置为造波板;所述造波板上端高出水面,下端与实验水槽底部接触;所述的传动结构与造波板相连输出水平方向的往复运动。4.根据权利要求3所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的传动结构包括斜支撑结构和直支撑结构;所述直支撑结构上端与齿条结构铰接,下端与造波板固定连接;所述斜支撑结构上端通过固定角度连于齿条结构,下端与造波板通过铰接连接。5.根据权利要求4所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的斜支撑结构为长度可伸缩设计,通过调节斜支撑结构的长度,造波板与水面的夹角也会相应改变。6.根据权利要求3所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的造波板包括两层矩形板。7.根据权利要求1所述的不完全齿轮齿条造波机装置,其特征在于所述的不完全齿轮通过伺...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁旭,阮永都,邓禹,王体涛,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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