The invention relates to a ship propulsion simulation device driven by a two-degree-of-freedom servo motor, belonging to the technical field of load simulation experimental device. The simulation device mainly consists of a two-degree-of-freedom servo motor, a transmission mechanism, a transmission mechanism shell, a piston and an output shaft. The two-degree-of-freedom servo motor is connected with the transmission mechanism. The transmission mechanism and the piston are sliding with the transmission mechanism shell respectively. The transmission mechanism, the transmission mechanism shell and the piston are enclosed in a hydraulic oil chamber, and the output shaft is connected with the piston. The linear and rotary motion of the drive mechanism simulates the constant force and the pulsating force in turn. Because the rotational motion of the drive mechanism is limited by the shell of the drive mechanism, the linear or rotary motion of the two-degree-of-freedom servo motor is transmitted to the drive mechanism and transformed into its reciprocating linear motion. Then the piston and the output shaft are driven by the hydraulic oil chamber to output the exciting force. The structure of the simulation device is highly integrated. It is simple and adaptable to different experimental conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置
本专利技术涉及一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,属于负载模拟实验装置
技术介绍
船舶推进器,是指船舶的动力转换装置。利用推进器产生的推进力,船舶可克服在水中航行的阻力并实现加减航速。最常见的推进器是螺旋桨,螺旋桨在水中的高速旋转会使其受到水的反作用力,该反作用力被施加到轴上进而传递到船体推动船舶行进。由于水流的作用,通常该推进力是波动的,其中包含两个分量:恒定的推进力以及流固耦合作用后产生的激振力,且激振力的频率与螺旋桨的转速近似正相关。由此可见,船舶上与螺旋桨相连的推进轴以及其后的轴系设备受到波动的推进力的反作用。因此,在对船舶轴或轴系进行相关实验时,需要对其模拟施加这种推进力,以验证轴及轴系的相关性能或得到相应的实验数据。常用的手段为通过两套动力装置(如电动缸)分别模拟推进力中的恒定力部分和脉动力部分,此种方案需额外设计工装结构,安装难度大;随着电磁阀技术的发展,也可采用一台液压缸配备高速电磁阀组通过不断改变液压缸内的压力实现模拟船舶推进力的功能,但此方案对阀的开关频率要求较高,且为了对输出力进行精确控制,此类设备还需要配备压力传感器,一方面增加了设备的成本,同时可靠性也较低。
技术实现思路
针对现有动力装置模拟船舶推进力存在的缺陷,本专利技术提供一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,采用双自由度伺服电机作为动力源,可输出直线推力或旋转扭矩,从而能够模拟船舶推进力中的恒定力部分和脉动力部分,该模拟装置一体化程度高,结构简单,而且对不同实验工况的适应性强。本专利技术的目的是通过以下技 ...
【技术保护点】
1.一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,其特征在于:所述模拟装置包括电机壳体、双自由度伺服电机、传动机构、传动机构壳体(21)、传动机构端盖(27)、活塞(25)、输出轴(29)、弹簧(26)以及输出轴端盖(28);所述双自由度伺服电机是指能够在旋转和直线运动两个自由度进行输出的伺服电机;所述传动机构壳体(21)的内型面设计成非旋转对称结构;双自由度伺服电机安装在电机壳体内部,电机壳体内部为凸字形空腔;传动机构壳体(21)一端安装在电机壳体大直径空腔一端上,另一端安装在传动机构端盖(27)上;活塞(25)与传动机构壳体(21)内表面滑动配合,传动机构位于传动机构壳体(21)内部且与双自由度伺服电机连接,传动机构、传动机构壳体(21)以及活塞(25)围成封闭的液压油腔(24);输出轴端盖(28)安装在传动机构端盖(27)上,输出轴(29)穿过传动机构端盖(27)和输出轴端盖(28),并通过滑动轴承支撑在传动机构端盖(27)上,输出轴(29)一端与活塞(25)连接,另一端位于传动机构壳体(21)外部;弹簧(26)一端与传动机构端盖(27)内表面相抵触,另一端与位于活塞(25)上的 ...
【技术特征摘要】
1.一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,其特征在于:所述模拟装置包括电机壳体、双自由度伺服电机、传动机构、传动机构壳体(21)、传动机构端盖(27)、活塞(25)、输出轴(29)、弹簧(26)以及输出轴端盖(28);所述双自由度伺服电机是指能够在旋转和直线运动两个自由度进行输出的伺服电机;所述传动机构壳体(21)的内型面设计成非旋转对称结构;双自由度伺服电机安装在电机壳体内部,电机壳体内部为凸字形空腔;传动机构壳体(21)一端安装在电机壳体大直径空腔一端上,另一端安装在传动机构端盖(27)上;活塞(25)与传动机构壳体(21)内表面滑动配合,传动机构位于传动机构壳体(21)内部且与双自由度伺服电机连接,传动机构、传动机构壳体(21)以及活塞(25)围成封闭的液压油腔(24);输出轴端盖(28)安装在传动机构端盖(27)上,输出轴(29)穿过传动机构端盖(27)和输出轴端盖(28),并通过滑动轴承支撑在传动机构端盖(27)上,输出轴(29)一端与活塞(25)连接,另一端位于传动机构壳体(21)外部;弹簧(26)一端与传动机构端盖(27)内表面相抵触,另一端与位于活塞(25)上的输出轴(29)端面相抵触。2.根据权利要求1所述的一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,其特征在于:所述传动机构包括主动轮(20)、传动球体(22)和从动轮(23);从动轮(23)与传动机构壳体(21)内表面滑动配合,从动轮(23)、传动机构壳体(23)以及活塞(25)围成液压油腔(24),主动轮(20)一端通过传动球体(22)与从动轮(23)配合,主动轮(20)另一端与双自由度伺服电机连接。3.根据权利要求2所述的一种双自由度伺服电机驱动的船舶推进力模拟装置,其特征在于:主动轮(20)以及从动轮(23)与传动球...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨雪松,李强,王强勇,强磊,张针粒,谭海涛,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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