一种推摇组合式造波机制造技术

一种推摇组合式造波机，主要包括导轨支架、造波板机构、丝杠螺母机构、切换卡扣、后座、第二伺服电机、主动轮、从动轮、联轴器、第一伺服电机、轴承、导轨支架凸台、导轨支架主体、导轨支撑架、螺栓孔、导轨、第一导向槽、第一丝杠孔、第二丝杠孔、导轨支撑架内端面、造波板、支撑座、造波架、转轴等部件。本发明专利技术通过一套丝杠螺母传动机构可以实现造波板平推和摇摆两种运动；通过切换卡扣能自动的、迅速的、精准的完成平推和摇摆两种运动模式的切换；由于平推和摇摆所造出波的波形特征不同，通过“平推—摇摆—平推”、“摇摆—平推—摇摆”、“平推—摇摆—摇摆”、“摇摆—平推—平推”组合式造波可以造出更符合实验要求的波形。

A Push-Rock Combination Wave Maker

The utility model relates to a PUSH-ROLLING combined wave maker, which mainly comprises a guide rail bracket, a wave making plate mechanism, a screw nut mechanism, a switching clamp, a rear seat, a second servo motor, a driving wheel, a driven wheel, a coupling, a first servo motor, a bearing, a guide rail bracket convex platform, a main body of a guide rail bracket, a guide rail bracket, a bolt hole, a guide rail and a first one. The guide groove, the first screw hole, the second screw hole, the inner end face of the guide rail support frame, the wave making plate, the support seat, the wave making frame, the rotating shaft and other components. The invention realizes two kinds of motions of wave-making plate, i.e. horizontal push and swing, by means of a set of screw-nut drive mechanism; automatic, rapid and accurate switching between the two modes of motion can be accomplished by switching the clamp; because the waveform characteristics of the wave generated by the parallel push and the swing are different, the wave-making plate can be switched automatically, rapidly and accurately by \horizontal push-swing-flat push\; The combined wave-making of \swing-push-swing\, \push-swing-swing\, \swing-push-swing\, \swing-push-push-push-push\ can produce waveforms more in line with the experimental requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种推摇组合式造波机
本专利技术涉及海洋工程和港口与近海工程实验研究领域，特别涉及一种推摇组合式造波机。
技术介绍
在海洋工程和港口与近海工程实验研究领域，由于地理因素以及海洋环境的复杂性与不确定性，户外实地实验往往具有一定的风险。研究人员通常采用实验室水槽造波技术来模拟海洋波浪，波浪的模拟是一种重要的实验手段，而造波机是进行水槽实验的必备实验装置。根据造波板运动形式的不同，可以分为推板式和摇板式造波机。推板式造波机通过造波板沿水平方向的平推运动实现波浪的模拟；摇板式造波机通过造波板绕底部铰链摇摆运动实现波浪的模拟。推板式和摇板式造波机由于造波原理不同，波形也各有特点，他们分别应用于不同的实验环境，推板式造波机适合浅水域造波，摇板式造波机适合深水域造波，由于实验要求的复杂性和多样性，在实验需要不同的波浪时，单一运动形式的造波机已不能满足要求，只能采取更换造波机的方法，提高了实验成本。而现阶段已有的推摇组合式造波机，在进行平推和摇摆工作模式切换过程中，需要进行手动切换，降低了实验效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可在平推、摇摆方式中自动切换，实验效率高的推摇组合式造波机。本专利技术主要包括导轨支架、造波板机构、丝杠螺母机构、切换卡扣、后座、第二伺服电机、主动轮、从动轮、联轴器、第一伺服电机、轴承、导轨支架凸台、导轨支架主体、导轨支撑架、螺栓孔、导轨、第一导向槽、第一丝杠孔、第二丝杠孔、导轨支撑架内端面、造波板、支撑座、造波架、第二导向槽、转轴、三脚架、切换轴孔、第一导轨孔、造波架底部通孔、丝杠、螺母座、丝杠前端、丝杠后端、螺母座前端面、导杆、第二导轨孔、支耳、卡扣主体、切换轴、卡扣第一端面、卡扣第二端面、后座顶部横梁和后座前端面。其中，后座为方形框体，后座设有后座前端面，后座的顶部之间设有横梁。导轨支架的导轨支撑架一端固定在后座的上部。在导轨支撑架上开有两组导轨孔和第二丝杠孔，第二丝杠孔与第一丝杠孔的位置相对应。导轨支架凸台上开有第一丝杠孔和两个导轨孔。第一伺服电机固定在后座横梁上，第一伺服电机的输出端通过联轴器与丝杠后端相连，丝杠通过导轨支撑架的对应的第二丝杠孔延伸至导轨支撑架的外部，并穿过螺母座中部的通孔，插接在导轨支架凸台的第一丝杠孔内，丝杠的前端外部套接轴承。两根导轨的一端固定在导轨支撑架的导轨孔内，两根导轨穿过造波架的第一导轨孔和螺母座的第二导轨孔，另一端插接在导轨支架凸台的导轨孔内。螺母座呈凸字形，螺母座上设有一组支耳，支耳上开有通孔，在通孔内插接导杆，在螺母座上设有通孔和一组第二导轨孔。两个导杆的自由端分别插接在造波板机构的第二导向槽内。切换卡扣包括两个卡扣主体和切换轴，切换轴上过盈连接两个卡扣主体，切换轴的两端分别插接在导轨支架的第一导向槽内，并延伸至第一导向槽的外部，穿过造波板机构的支撑座切换轴孔。切换轴的一端与从动轮相连，从动轮与主动轮相互啮合，主动轮的中部套接在第二伺服电机的输出端，第二伺服电机固定在造波板机构的三脚架上。造波板机构包括转轴、造波板、第二导向槽、支撑座、三脚架、造波架。造波架为方形框体，在造波架的一侧底部设有两个通孔，在通孔内插接转轴，在转轴上套接造波板。在造波板的上部设有两个竖直的第二导向槽，两个第二导向槽呈倒U字型且相互平行。在造波架的另一侧的上部设有两个支撑座，在支撑座上设有与导轨相配合的第一导轨孔，支撑座上开有与切换卡扣的切换轴相配合的切换轴孔。在支撑座上部的外侧设有三脚架，三脚架用于支撑第二伺服电机。导轨支架包括导轨支架主体、导轨支架支撑架和导轨支架凸台。导轨支架主体为方形框体，在导轨支架主体的两侧面设有第一导向槽，在导轨支架主体的两端的下部分别固定导轨支撑架和导轨支架凸台，在导轨支架凸台上设有用于与水槽边界固定的螺栓孔。导轨支架支撑架为方形框体。本专利技术在使用时，造波板机构的初始位置(即零点)是：造波板与造波架之间未发生相对转动，且造波架与后座前端面刚好接触。定义眼睛面对第2伺服电机的输出轴端面，逆时针方向旋转为正转，顺时针方向旋转为反转。摇摆造波模式：在造波板机构处于初始位置时，给第二伺服电机正向通电，第二伺服电机启动并正转，通过齿轮组带动切换轴反转，当旋转至卡扣第二端面与导轨支撑架内端面接触时，第二伺服电机关闭，此时造波机切换至摇摆造波模式，第一伺服电机启动，通过丝杠将运动传递给螺母座，由于卡扣第二端面与导轨支撑架内端面的作用关系，螺母座在沿导轨运动过程中，导杆与第二导向槽产生相对滑动，造波板由于导杆的作用关系与造波架分离并产生相对转动。平推造波模式：在造波板机构处于初始位置时，给第二伺服电机反向通电，第二伺服电机启动并反转，通过齿轮组带动切换轴正转，此时卡扣第二端面与导轨支撑架内端面分离，当旋转至卡扣第一端面与螺母座前端面接触时，第二伺服电机关闭，此时造波机切换至平推造波模式，第1伺服电机启动，通过丝杠将运动传递给螺母座，由于卡扣第一端面与螺母座前端面的作用关系，螺母座将带动造波架跟随造波板一起沿导轨运动，切换轴沿第一导向槽滑动，此时导杆不会与第二导向槽产生相对滑动，造波板不会与造波架产生相对转动。“平推—摇摆—平推”组合造波模式：首先造波机处于平推造波模式，在完成一个平推运动周期后，造波板机构将回到初始位置，第二伺服电机启动并正转切换至摇摆造波模式，第二伺服电机关闭，此时将进行摇摆造波，在完成一个摇摆运动周期后，造波机构回到初始位置。第二伺服电机启动并反转切换至平推造波模式，第二伺服电机关闭，此时将进行平推造波，通过以上组合运动，实现了“平推—摇摆—平推”组合造波过程。“摇摆—平推—摇摆”、“平推—摇摆—摇摆”、“摇摆—平推—平推”组合造波模式与“平推—摇摆—平推”组合造波模式原理相同。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：通过一套丝杠螺母传动机构可以实现造波板平推和摇摆两种运动；通过切换卡扣能自动的、迅速的、精准的完成平推和摇摆两种运动模式的切换；由于平推和摇摆所造出波的波形特征不同，通过“平推—摇摆—平推”、“摇摆—平推—摇摆”、“平推—摇摆—摇摆”、“摇摆—平推—平推”组合式造波可以造出更符合实验要求的波形。附图说明图1是本专利技术的导轨支架三维示意图；图2是本专利技术的丝杠螺母机构三维示意图；图3是本专利技术的造波板机构三维示意图；图4是本专利技术的切换卡扣三维示意图；图5是本专利技术的后座三维示意图；图6是本专利技术的造波板机构初始位置右视图；图7是本专利技术的平推造波三维示意图；图8是本专利技术的摇摆造波三维示意图；图9是本专利技术的平推造波右视图；图10是本专利技术的摇摆造波右视图；图中：1.导轨支架，2.造波板机构，3.丝杠螺母机构，4.切换卡扣，5.后座，6.第2伺服电机，71.主动轮，72.从动轮，8.联轴器，9.第1伺服电机，10.轴承，11.导轨支架凸台，12.导轨支架主体，13.导轨支撑架，111.螺栓孔，112.导轨，121.第一导向槽，113.第一丝杠孔，131.第二丝杠孔，132.导轨支撑架内端面，21.造波板，22.支撑座，23.造波架，211.第二导向槽，212.转轴，221.三脚架，222.切换轴孔，223.第一导轨孔，234.造波架底部通孔，31.丝杠，32.螺母座，311.丝杠前端，312.丝杠后端，321.螺母座前端面，322.导杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推摇组合式造波机，主要包括导轨支架、造波板机构、丝杠螺母机构、切换卡扣、后座、第二伺服电机、主动轮、从动轮、联轴器、第一伺服电机、轴承、导轨支架凸台、导轨支架主体、导轨支撑架、螺栓孔、导轨、第一导向槽、第一丝杠孔、第二丝杠孔、导轨支撑架内端面、造波板、支撑座、造波架、第二导向槽、转轴、三脚架、切换轴孔、第一导轨孔、造波架底部通孔、丝杠、螺母座、丝杠前端、丝杠后端、螺母座前端面、导杆、第二导轨孔、支耳、卡扣主体、切换轴、卡扣第一端面、卡扣第二端面、后座顶部横梁和后座前端面，其特征在于：后座为方形框体，后座设有后座前端面，后座的顶部之间设有横梁，导轨支架的导轨支撑架一端固定在后座的上部，在导轨支撑架上开有两组导轨孔和第二丝杠孔，第二丝杠孔与第一丝杠孔的位置相对应，导轨支架凸台上开有第一丝杠孔和两个导轨孔，第一伺服电机固定在后座横梁上，第一伺服电机的输出端通过联轴器与丝杠后端相连，丝杠通过导轨支撑架的对应的第二丝杠孔延伸至导轨支撑架的外部，并穿过螺母座中部的通孔，插接在导轨支架凸台的第一丝杠孔内，丝杠的前端外部套接轴承，两根导轨的一端固定在导轨支撑架的导轨孔内，两根导轨穿过造波架的第一导轨孔和螺母座的第二导轨孔，另一端插接在导轨支架凸台的导轨孔内，螺母座呈凸字形，螺母座上设有一组支耳，支耳上开有通孔，在通孔内插接导杆，在螺母座上设有通孔和一组第二导轨孔，两个导杆的自由端分别插接在造波板机构的第二导向槽内，切换卡扣包括两个卡扣主体和切换轴，切换轴上过盈连接两个卡扣主体，切换轴的两端分别插接在导轨支架的第一导向槽内，并延伸至第一导向槽的外部，穿过造波板机构的支撑座切换轴孔，切换轴的一端与从动轮相连，从动轮与主动轮相互啮合，主动轮的中部套接在第二伺服电机的输出端，第二伺服电机固定在造波板机构的三脚架上。...

【技术特征摘要】
1.一种推摇组合式造波机，主要包括导轨支架、造波板机构、丝杠螺母机构、切换卡扣、后座、第二伺服电机、主动轮、从动轮、联轴器、第一伺服电机、轴承、导轨支架凸台、导轨支架主体、导轨支撑架、螺栓孔、导轨、第一导向槽、第一丝杠孔、第二丝杠孔、导轨支撑架内端面、造波板、支撑座、造波架、第二导向槽、转轴、三脚架、切换轴孔、第一导轨孔、造波架底部通孔、丝杠、螺母座、丝杠前端、丝杠后端、螺母座前端面、导杆、第二导轨孔、支耳、卡扣主体、切换轴、卡扣第一端面、卡扣第二端面、后座顶部横梁和后座前端面，其特征在于：后座为方形框体，后座设有后座前端面，后座的顶部之间设有横梁，导轨支架的导轨支撑架一端固定在后座的上部，在导轨支撑架上开有两组导轨孔和第二丝杠孔，第二丝杠孔与第一丝杠孔的位置相对应，导轨支架凸台上开有第一丝杠孔和两个导轨孔，第一伺服电机固定在后座横梁上，第一伺服电机的输出端通过联轴器与丝杠后端相连，丝杠通过导轨支撑架的对应的第二丝杠孔延伸至导轨支撑架的外部，并穿过螺母座中部的通孔，插接在导轨支架凸台的第一丝杠孔内，丝杠的前端外部套接轴承，两根导轨的一端固定在导轨支撑架的导轨孔内，两根导轨穿过造波架的第一导轨孔和螺母座的第二导轨孔，另一端插接在导轨支架凸台的导轨孔内，螺母座呈凸字形，螺母座上设有一组支耳，支耳上开有通孔，在通孔内插接导杆，在螺母座上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，尹阔，姜文通，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13