一种强迫船模横摇实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的目的在于提供一种强迫船模横摇实验装置，包括底板平板、交流伺服电机、第一—第五同步带轮、滑轨、连接角支架、压板，底板平板的形状为梯形与长方形的结合，长方形的长边与梯形的下底边重合，交流伺服电机安装在底板平板下方，第一—第五同步带轮安装在底板平板上方，第一—第五同步带轮上缠绕同步带，交流伺服电机与第一同步带轮相连，滑轨固定在底板平板的长方形处，滑块安装在滑轨上，连接角支架的第一边与滑块相连，压板将同步带和连接角支架的第二边连接在一起。本实用新型专利技术能够模拟各种全浪向波浪作用下的船模横摇运动，特别是能够在拖曳水池中、迎浪情况下模拟各斜浪试验条件下的船模运动，而且不需要使用桁车。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术的目的在于提供一种强迫船模横摇实验装置，包括底板平板、交流伺服电机、第一—第五同步带轮、滑轨、连接角支架、压板，底板平板的形状为梯形与长方形的结合，长方形的长边与梯形的下底边重合，交流伺服电机安装在底板平板下方，第一—第五同步带轮安装在底板平板上方，第一—第五同步带轮上缠绕同步带，交流伺服电机与第一同步带轮相连，滑轨固定在底板平板的长方形处，滑块安装在滑轨上，连接角支架的第一边与滑块相连，压板将同步带和连接角支架的第二边连接在一起。本技术能够模拟各种全浪向波浪作用下的船模横摇运动，特别是能够在拖曳水池中、迎浪情况下模拟各斜浪试验条件下的船模运动，而且不需要使用桁车。【专利说明】一种强迫船模横摇实验装置
本技术涉及的是一种模拟横摇的实验装置。
技术介绍
通过模型试验来确定各种海洋结构物在波浪中的不同运动响应特性是研宄海洋浮体与波浪相互作用的一种有效方法。在各种船模试验中，斜浪试验是不可缺少的试验环节，一般是通过人为控制造波板运动生成所需的各种波浪，船模在水池拖车和桁车的共同作用下模拟斜航向运动。目前，能够用于模拟斜浪运动的水池较少，一般形状是方水池，其、尺度小、试验成本高。对于尺度较大、航速较高的船模而言，水池宽度极大的限制了船舶横向运动，导致实际有效航段短，能模拟的斜浪试验浪向角十分有限。同时，由于船模尺度较大，导致池壁效应大，影响试验准确性。而且，采用拖车纵向运动和桁车横向运动来模拟船舶在斜浪中运动的试验方法存在缺陷，其表现在，当拖车和桁车刹车时，由于其对船模存在两个方向的力，在两个不同方向的力作用下会产生扭矩，给拖车与船模之间的连接结构及试验装置带来损害。因此对于高速斜浪试验现有的试验方法存在较大的局限性，无法实现全浪向角下的船模斜浪试验模拟。 随着控制理论发展，研宄新的控制装置，以实现在现有试验水池条件下，方便、准确、全面地模拟船模斜浪运动对船舶斜浪试验技术的发展具有重要的工程意义和良好的经济价值。
技术实现思路
本技术的目的在于提供能够在水池或水槽中模拟船模在全浪向海洋波浪下横摇运动的一种强迫船模横摇实验装置。 本技术的目的是这样实现的: 本技术一种强迫船模横摇实验装置，其特征是:包括底板平板、交流伺服电机、第一-第五同步带轮、滑轨、连接角支架、压板，底板平板的形状为梯形与长方形的结合，长方形的长边与梯形的下底边重合，交流伺服电机通过电机安装板安装在底板平板下方，第一-第五同步带轮通过各自对应的螺杆安装在底板平板上方，其中第一同步带轮位于梯形上底边处，第二同步带轮和第三同步带轮位于梯形下底边的两个端点处，作为张紧轮的第四同步带轮和第五同步带轮并列布置于梯形上底边和下底边之间，第一-第五同步带轮上缠绕同步带，同步带绕过第一-第三同步带轮的外侧，同时绕过第四和第五同步带轮的内侧，交流伺服电机的输出轴与第一同步带轮相连，滑轨固定在底板平板的长方形处，可沿滑轨滑动的滑块安装在滑轨上，连接角支架为用于承载重块的角钢，连接角支架的第一边与滑块相连，压板将同步带和连接角支架的第二边连接在一起。 本技术还可以包括: 1、底板平板长方形的长边和梯形的下底边均为700mm，长方形的短边为100mm，梯形的上底边为110mm，高为200mm，厚为1mm ;安装板为边长80mm的正方形；第一-第五同步带轮尺寸为高22mm，内径18mm，外径38.85mm ;同步带宽为20mm，长为985mm ;螺杆长为50mm，直径为18mm ;滑轨包括上部的圆柱和下部的长方体，圆柱和长方体之间通过梯形凹台连接，圆柱长600mm，直径16mm，长方体长600mm，宽40mm，高5mm，圆柱中心距离底板平板高25mm ;滑块长45mm，宽20mm，高33mm ;连接角支架为不等边角钢，两直角边边长分别60mm和50mm，宽度为100mm，厚度为4mm ;压板16为长45mm、宽30mm、厚5mm的长方形板，中间有相距30mm、直径6.5mm的用于与角支架固定的连接孔。 本技术的优势在于:本技术装置采用重块往复运动产生的时变重力矩来模拟横向波浪力矩的作用，在迎浪作用下实现斜浪船模运动模拟。其中，横摇机构各部分均以机座为依托呈梯形分布，各机构相互连接，组合成一个紧密的整体。实验装置运转时，各机构协同分工，驱动机构驱动传动机构运动，传动机构带动滑块做往复运动。通过控制单元的输出不同控制信号，使重块以不同的形式往复运动，实现不同波浪下船模的横摇运动模拟。 上述强迫船模横摇实验装置结构简单，操作方便，运动精度高，稳定性好，易于控制，强迫横摇力矩变化范围大，能够模拟各种全浪向波浪作用下的船模横摇运动，特别是能够在拖曳水池中、迎浪情况下模拟各斜浪试验条件下的船模运动，而且不需要使用桁车，具有良好的应用前景和市场价值。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的俯视图； 图3为本技术底板平板的结构示意图； 图4为本技术的横摇结构示意图； 图5为本技术的驱动结构示意图； 图6为本技术的传动结构示意图； 图7为本技术的滑动结构示意图； 图8为本技术的实际横摇装置图； 图9为本技术的实际横摇曲线图。 【具体实施方式】 下面结合附图举例对本技术做更详细地描述: 结合图1?9，本技术所提供的一种强迫船模横摇实验装置，包括控制单元、横摇机构和机座三部分。控制单元属于强迫船模横摇实验装置的外围辅助设备，为横摇机构提供动力并输出控制信号；横摇机构由驱动机构、传动机构和滑动机构三部分组成，三部分机构以机座为依托呈梯形分布，各机构之间连接紧密，构成一个整体，能够模拟多种横摇运动；所述机座部分为单层平板结构，整体呈梯形，它为横摇机构提供支撑，使得横摇机构的各部分连成一体，从而可以产生横摇运动。 本技术装置的主要组成包括:同步带轮3、同步带轮1、同步带轮13、电机安装板4、底板平板5、交流伺服电机6、电机控制器7、计算机8、稳压直流电源9、螺杆10、同步带轮2、同步带12、同步带轮11、滑块14、连接角支架15、压板16、滑轨17。 控制单元由计算机8、稳压直流电源9、电机控制器7三部分组成。本实施例控制单元中的计算机6采用的是SONY VPCEG17YC笔记本电脑，CPU为Intel酷睿i5处理器，主频 2.3GHz，内存容量2G。稳压直流电源9选用的是香港龙威仪器仪表有限公司生产的PS-305D型数显直流稳压电源，电源给电机输出电压为24V。电机控制器7选用的是哈尔滨程天科技发展有限公司生产的电机控制器。横摇机构的运动由自主开发的上位机软件进行控制。 如图3所示，所述机座由底板平板5组成。在本实施例中，底板平板I为上面梯形下面四边形的板，四边形的长边为700mm，短边为100mm，梯形的短边为110mm，高为200mm，厚为10mm，。平板5上均匀布置有交流伺服电机6安装孔和用于安装同步带轮1、2、3、11、13的定位卡槽以及安装滑轨的连接孔。 如图4所示，横摇机构由驱动机构、传动机构和滑动机构三部分组成；如图5所示，驱动机构由交流伺服电机6和安装板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强迫船模横摇实验装置，其特征是：包括底板平板、交流伺服电机、第一—第五同步带轮、滑轨、连接角支架、压板，底板平板的形状为梯形与长方形的结合，长方形的长边与梯形的下底边重合，交流伺服电机通过电机安装板安装在底板平板下方，第一—第五同步带轮通过各自对应的螺杆安装在底板平板上方，其中第一同步带轮位于梯形上底边处，第二同步带轮和第三同步带轮位于梯形下底边的两个端点处，作为张紧轮的第四同步带轮和第五同步带轮并列布置于梯形上底边和下底边之间，第一—第五同步带轮上缠绕同步带，同步带绕过第一—第三同步带轮的外侧，同时绕过第四和第五同步带轮的内侧，交流伺服电机的输出轴与第一同步带轮相连，滑轨固定在底板平板的长方形处，可沿滑轨滑动的滑块安装在滑轨上，连接角支架为用于承载重块的角钢，连接角支架的第一边与滑块相连，压板将同步带和连接角支架的第二边连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段文洋，韩阳，黄礼敏，王瑞锋，金善勤，吴立，杨朕，王锐，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23