船舶适航性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶适航性能测试系统包括设于水池上能够被拖车拖动的船舶适航测试仪，所述船舶适航测试仪包括一对立柱架，设于一对立柱架之间的横梁架，以及位于所述横梁架上适航测试装置和跟随刹车装置。适航测试装置通过磁悬浮原理的直线电机作为控制及测量方式，在超低阻尼的情况下，测量除艏摇及横荡外无其他约束的条件下的船模在波浪中的运动姿态及增阻情况。跟随刹车装置利用直线电机的跟随原理，通过气动缸运动转换为机械夹紧，并通过轨道钳制器夹紧与松开轨道达到船模在波浪中的起停控制。本发明专利技术实现了船模在模拟波浪中适航状态的精确测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶测试
，尤其涉及一种对船模在波浪中的升沉、纵摇、阻力、纵荡及横摇进行测试而对船舶适航性能进行测试的系统。
技术介绍
随着航运技术的不断发展创新，提高船舶性能预报的准确性是船型开发的重要手段，而模型试验的精度直接影响船舶性能预报的准确性，船舶在风浪中运动、增阻、失速及推进性能等的测试技术直接影响到模型试验的精度，是船舶性能预报重要依据。目前船模在波浪中的模型试验主要有两种，一种是限制纵荡式的，测试中反映的不是真实的波浪运动，另一种是通过两端弹簧的拉伸来提供船模及测量杆的受力，能够实现一定程度上的自由纵荡，但弹簧存在弹性阻尼，影响振动频率，不能反映真实运动，对阻力测量有一定的影响，并且该测试方法在起停过程中需要人为去控制船模。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够真实反映船模波浪运动的船舶适航性能测试系统，以克服现有技术存在的不足。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案:一种船舶适航性能测试系统，其特征在于:包括设于水池上能够被拖车拖动的船舶适航测试仪，所述船舶适航测试仪包括一对立柱架，设于一对立柱架之间的横梁架，以及位于所述横梁架上的适航测试装置和跟随刹车装置；所述适航测试装置包括设于横梁架上的第一直线电机、位移第一直线电机上的第一滑座、竖直活动穿设在第一滑座内的第一活动柱以及连接在第一活动柱下端的测试头；所述第一滑座上设有检测第一活动柱升降高度的升降位移传感器；所述测试头包括依次连接在第一活动柱下端的阻力传感器、纵摇传感器和横摇传感器；所述第一直线电机上设有第一电机位移传感器；所述跟随刹车装置包括设于横梁架上的第二直线电机、位于第二直线电机上的第二滑座，竖直活动穿设在第二滑座内的第二活动柱、驱动第二活动柱升降的升降驱动机构以及连接第二活动柱下端的夹头；所述第二直线电机上设有第二电机位移传感器，所述第二直线电机上具有刹车机构；还包括有测试控制组件，所述升降位移传感器、所述阻力传感器、所述纵摇传感器、所述横摇传感器、所述第一电机位移传感器以及所述第二电机位移传感器均与所述测试控制组件相连接；所述测试控制组件还连接所述第一直线电机的第一电机驱动器、所述第二直线电机的第二电机驱动器、所述刹车机构的电磁阀和所述夹头的电磁阀。所述升降驱动机构由设于第二活动柱顶端的驱动电机、设有第二活动柱侧的丝杆以及固定在第二滑座上的螺母构成；所述丝杆穿设在所述螺母中，顶端连接所述驱动电机；所述刹车机构为能够钳制住所述第二直线电机的轨道的轨道钳制器。所述夹头为气动夹头，包括连接在第二活动柱下端的固定座、被气缸驱动且位于固定座下方的活动块以及位于活动块下方的一对夹板；所述活动块上具有一对对称且呈“Y”型布置的导向穿孔；所述固定座的前、后端面还分别安装有竖向滑槽，在活动块的前、后端面还分别安装有竖向导轨，所述竖向导轨位于所述竖向滑槽内；每块夹板的背部由一对支撑板连接支撑，一对支撑板向上延伸至所述固定座的左、右端面，所述支撑板的上端连接有导向滑座，所述固定座的左、右端面安装有横向导轨，所述导向滑座安装在横向滑轨上，一对支撑板之间位于夹板的上方位置连接有刹车轴，所述刹车轴位于所述导向穿孔中。所述导向穿孔由竖向长孔和斜向长孔连接构成，所述斜向长孔的下端连接所述竖向长孔的上端，所述斜向长孔的上端位于竖向长孔的外侧的斜上方。所述第二活动柱下端的左、右侧面上还分别加装有加强板，所述加强板下部具有一对直角切口，所述直角切口正好与所述支撑板的内侧上端的直角顶角适配。所述横梁架包括第一横梁架和第二横梁架，所述适航测试装置位于所述第一横梁架上，所述跟随刹车装置位于所述第二横梁架上。所述第一活动柱的侧面设有竖向光栅尺，所述第一横梁架外侧具有第一横向光栅尺，所述第二横梁架外侧具有第二横向光栅尺；所述升降位移传感器、所述第一电机位移传感器以及第二电机位移传感器均为光栅尺读头。所述第一活动柱和所述第二活动柱侧面均具有竖向导轨，所述第一滑座和所述第二滑座均具有导向槽，所述竖向导轨配合在所述导向槽内。所述测试头还包括有固定板和连接板，所述阻力传感器一端连接所述第一活动柱的下端，另一端连接所述固定板，所述纵摇传感器和所述横摇传感器依次连接在所述固定板和所述连接板之间。所述水池两侧设有主轨道，所述拖车位于所述主轨道上；所述拖车上还设有拖车轨道，所述船舶适航测试仪位于所述拖车轨道上，所述拖车轨道上还设有用于锁定所述船舶适航测试仪的锁定机构。采用上述技术方案，本专利技术具有如下的优点:1、利用磁悬浮原理的直线电机作为船模控制及测量装置，实现非接触式加载及测量，阻尼系数超低，不限制模型运动，且定位精准，控制及测量精度高。2、跟随刹车装置，实现刹车与测量装置同步运动，且不影响测量段的振荡，解决波浪中船模运动过大，无法使用刹车的问题。2、实现了刹车与测量一体化，采集与控制一体化，减小设备体积，便于设备的吊装及使用，同时实现加速及减速段由跟随刹车装置提供拖带力，测量时由适航测试装置提供拖带力，减小传感器量程，提高试验精度。4、设备具有气动机械刹车，掉电自锁功能，设备瞬时起动拖带能力能达到1.5吨。5、测量中设置了程序控制保护及防冲撞机械限位保护等连锁保护装置，能更好地保护该设备。6、运动状态由高精度光栅尺实现非接触式精准测量。综上所述，本专利技术实现了船模在模拟波浪中适航状态的精确测量。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明:图1为本专利技术的系统俯视图；图2为本专利技术的系统正视图；图3为本专利技术的系统侧视图；图4为船舶适航测试仪的第一视角立体结构示意图；图5为船舶适航测试仪的第二视角立体结构示意图；图6为测试头的结构示意图；图7为夹头的结构示意图；图8为活动块的结构示意图；图9为加装加强板的夹头结构示意图；图10为测试控制部分的连接示意图。【具体实施方式】如图1至图3所示，本专利技术的船舶适航测试系统，包括水池100，设于水池两侧的主轨道200，设于主轨道200上的拖车400，安装在拖车400上的船舶适航测试仪300。拖车400用于牵引船舶适航测试仪300沿着主轨道200运动。在测试时，船模10连接在船舶适航测试仪300的下方，通过拖车400的拖动，由船舶适航测试仪300带动船模10在水池100的模拟有波浪的水面101航行。为方便调整船舶适航测试仪300在拖车400上的位置，以适应连接不同型号的船模，拖车400上还具有拖车轨道401。当船舶适航测试仪300在拖车轨道401上调整好位置后，用锁定机构402进行锁定。如图4和图5所示，船舶适航测试仪300包括一对立柱架310、第一横梁架320、第二横梁架330、适航测试装置340和跟随刹车装置350。其中，一对立柱架310分列两侧，第一横梁架320和第二横梁架330安装在一对立柱架310上部之间，第一横梁架320位于第二横梁架330的下方，第一横梁架320和第二横梁架330均由一对平行间隔的横梁801构成。适航测试装置340包括第一直线电机3410、第一滑座3420、第一活动柱3430以及测试头3440。第一直线电机3410安装在第一横梁架320上，第一滑座3420又安装在第一直线电机3410上。第一滑座3420在第一直线电机3410驱动下能够沿着第一横梁架320进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶适航性能测试系统，其特征在于：包括设于水池上能够被拖车拖动的船舶适航测试仪，所述船舶适航测试仪包括一对立柱架，设于一对立柱架之间的横梁架，以及位于所述横梁架上的适航测试装置和跟随刹车装置；所述适航测试装置包括设于横梁架上的第一直线电机、位移第一直线电机上的第一滑座、竖直活动穿设在第一滑座内的第一活动柱以及连接在第一活动柱下端的测试头；所述第一滑座上设有检测第一活动柱升降高度的升降位移传感器；所述测试头包括依次连接在第一活动柱下端的阻力传感器、纵摇传感器和横摇传感器；所述第一直线电机上设有第一电机位移传感器；所述跟随刹车装置包括设于横梁架上的第二直线电机、位于第二直线电机上的第二滑座，竖直活动穿设在第二滑座内的第二活动柱、驱动第二活动柱升降的升降驱动机构以及连接第二活动柱下端的夹头；所述第二直线电机上设有第二电机位移传感器，所述第二直线电机上具有刹车机构；还包括有测试控制组件，所述升降位移传感器、所述阻力传感器、所述纵摇传感器、所述横摇传感器、所述第一电机位移传感器以及所述第二电机位移传感器均与所述测试控制组件相连接；所述测试控制组件还连接所述第一直线电机的第一电机驱动器、所述第二直线电机的第二电机驱动器、所述刹车机构的电磁阀和所述夹头的电磁阀。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董国祥，季盛，马雪泉，文逸彦，伍锐，李传庆，李建鹏，谢凤伟，吴静，
申请(专利权)人：上海船舶运输科学研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31