一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，传动结构在波浪模拟过程中始终位于液体上方，避免了装置位于液体中对于波浪模拟产生的干扰，避免了超重力场下传动装置长期置于液体中因腐蚀等影响结构寿命与传动效果的问题，提高了结构的使用寿命；通过合理布局与结构设计，实现连缸部件的第二端与连板部件的第一端的转动连接处的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上，实现摇板结构由中位向左、右极限位置摆动过程分别对应的液压缸行程相等，从而简化了液压缸行程的控制方式，使其更易实现，同时能够更好的保证波浪模拟效果。

A Parallel Guided Wave Generator in High Gravity Field

【技术实现步骤摘要】
一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置
本技术属于波浪模拟发生
，具体涉及一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置。
技术介绍
超重力场下波浪模拟试验装置由波浪模拟发生装置、吸波装置、水位控制装置和模型箱等组成，主要是基于缩比效应研究波浪对相关结构物的作用与破坏机理，为海洋环境研究与海洋资源开发与应用等提供模拟试验与验证平台。波浪模拟发生装置主要用于产生不同水深、波高与频率的波浪，是波浪模拟试验装置的关键组成部分。目前，国内外关于超重力场下波浪模拟试验装置的研究较少，波浪模拟发生装置根据驱动液体的板的运动形式分为推板式和摇板式两种。推板式波浪模拟发生装置主要通过液压缸驱动推板进而推动模型箱中的水体产生波浪，如香港科技大学的推板式波浪模拟装置。摇板式波浪模拟发生装置主要是动力单元经传动结构驱动摇板摆动进而产生波浪。动力单元有电机驱动、液压驱动等形式，如浙江大学和新加坡国立大学的摇板式波浪模拟装置采用电机作为动力单元，通过圆盘与连杆组成的曲柄连杆与滑动机构使摇板摆动进而推动水体产生波浪。推板式波浪模拟发生装置采用推板整体往复运动的方式推动水体，推板承受载荷较大，且容易因不同液位下液体重力不同在推动时产生不平衡力矩作用，恶化推板受载情况，因此推板式波浪模拟发生结构不适用于在高水深、幅值下的波浪模拟。摇板式波浪模拟发生装置采用摇板摆动的形式推动水体，摇板绕底部转轴转动，其推动水体时所承受的载荷较小，且摇板受高水深下不同液位液体重力不同产生的载荷影响较小，相比与推板式波浪模拟发生装置，其更适应于高水深、大幅值下的波浪模拟。当前的摇板式波浪模拟发生装置采用曲柄连杆与滑动机构结合的形式实现运动解耦与动力传递，该结构形式较为复杂，经过多级连接，传力路径较长，在超重力场下更容易出现因变形而导致的结构卡死现象。为了解决以上问题我方研发出了一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，安装在在离心机吊篮中，并行导向式波浪模拟发生装置包括：模型箱；在模型箱内底部设置岩土体，岩土体上设置模拟海工结构物，水置于模型箱内岩土体上部；用于向模拟海工结构物所处方向制造波浪的造波单元；造波单元包括：用于为波浪发生提供动力的液压动力单元；液压动力单元包括液压缸和伺服阀；用于直接作用于水并产生波浪的摇板结构；摇板结构的一端可转动连接在模型箱上，造波单元还包括用于将液压动力单元的单向动力输出转换为适应摇板结构摆动时所需要的不断变换方向的动力输出的组合传动单元，液压动力单元的动力输出端与组合传动单元的动力输入端连接，组合传动单元的动力输出端与摇板结构连接，组合传动单元安装在模型箱内最高水位的上部，组合传动单元的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上。本申请中的传动结构在波浪模拟过程中始终位于液体上方，避免了装置位于液体中对于波浪模拟产生的干扰，避免了超重力场下传动装置长期置于液体中因腐蚀等影响结构寿命与传动效果的问题，提高了结构的使用寿命。具体地，组合传动单元包括连缸部件和连板部件，连缸部件的第一端与液压缸的活塞杆连接，连缸部件的第二端与连板部件的第一端可转动连接，且转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上，连板部件的第二端与摇板结构连接。本申请通过合理布局与结构设计，实现连缸部件的第二端与连板部件的第一端的转动连接处的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上，实现摇板结构由中位向左、右极限位置摆动过程分别对应的液压缸行程相等，从而简化了液压缸行程的控制方式，使其更易实现，同时能够更好的保证波浪模拟效果；作为一种优选，摇板结构的上端中部设置有缺口；连板部件包括滑动导轨、滑块、销轴连接结构、转动销轴，滑动导轨安装在摇板结构的侧面，滑块在滑动导轨上限位滑动，销轴连接结构的一端连接在滑块上，转动销轴安装在摇板结构的缺口中，销轴连接结构的另一端伸入摇板结构的缺口并用于固定转动销轴，连缸部件的第二端可转动套装在转动销轴上，连缸部件与转动销轴垂直，转动销轴的轴心线在摇板结构的厚度中心面上。采用液压缸驱动摇板结构的摆动，连板部件集成滑动结构与转动结构，采用较简单的结构实现传动与运动解耦，简化了传力路径与传动结构；进一步地，销轴连接结构包括组合成L型结构的销轴支撑结构和销轴固定结构，销轴支撑结构固定连接在滑块上，销轴支撑结构的一侧边与销轴固定结构的一端固定连接，销轴固定结构的另一端伸入摇板结构的缺口内，转动销轴固定在销轴固定结构上，转动销轴与销轴固定结构垂直。更进一步地，滑动导轨、滑块、销轴连接结构均为两个，两个滑动导轨、两个滑块、两个销轴连接结构均以摇板结构的竖向中心线对称安装，转动销轴固定安装在两个销轴连接结构之间。通过对称布置的方式分散受载，优化了结构的承载情况，使得传力更加顺畅。作为另一种优选，连板部件包括：滑动杆；滑动杆的下端固定安装在摇板结构的上端；滑动支撑结构；滑动支撑结构套装在滑动杆上，并沿滑动杆上下滑动；转动销轴；转动销轴垂直固定安装在滑动支撑结构的侧壁，连缸部件的第二端可转动套装在转动销轴上，连缸部件与转动销轴垂直。采用液压缸驱动摇板结构的摆动，连板部件集成滑动结构与转动结构，采用较简单的结构实现传动与运动解耦，简化了传力路径与传动结构；进一步地，滑动杆通过连接夹板固定安装在摇板结构的上端。进一步地，滑动支撑结构的内部设置有滑动轴承，滑动轴承套装在滑动杆上，并沿滑动杆上下滑动。更进一步地，滑动杆、滑动支撑结构均为两个，两个滑动杆、两个滑动支撑结构均以摇板结构的竖向中心线对称安装，转动销轴固定安装在两个滑动支撑结构的侧壁之间。通过对称布置的方式分散受载，优化了结构的承载情况，使得传力更加顺畅。优选地，连缸部件为杆端球面连接结构。本技术的有益效果在于：本技术的一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置：1、本申请中的传动结构在波浪模拟过程中始终位于液体上方，避免了装置位于液体中对于波浪模拟产生的干扰，避免了超重力场下传动装置长期置于液体中因腐蚀等影响结构寿命与传动效果的问题，提高了结构的使用寿命。2、通过合理布局与结构设计，实现连缸部件的第二端与连板部件的第一端的转动连接处的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上，实现摇板结构由中位向左、右极限位置摆动过程分别对应的液压缸行程相等，从而简化了液压缸行程的控制方式，使其更易实现，同时能够更好的保证波浪模拟效果。附图说明图1为本技术中实施例1的主视图；图2为本技术中实施例1的左视图；图3为本技术中实施例1的俯视图；图4为本技术中实施例2的主视图；图5为本技术中实施例2的左视图；图6为本技术中实施例2的俯视图。图中：1—液压缸；11—液压缸活塞杆；22—滑动导轨；23—滑块；25—销轴支撑结构；26—杆端球面连接结构；27—销轴固定结构；28—转动销轴；29—滑动支撑结构；210—滑动杆；211—连接夹板；3—模型箱；4—支撑架；5—岩土体；6—摇板结构。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1-6所示，一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，安装在在离心机吊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，安装在在离心机吊篮中，并行导向式波浪模拟发生装置包括：模型箱；在模型箱内底部设置岩土体，岩土体上设置模拟海工结构物，水置于模型箱内岩土体上部；用于向模拟海工结构物所处方向制造波浪的造波单元；造波单元包括：用于为波浪发生提供动力的液压动力单元；液压动力单元包括液压缸和伺服阀；用于直接作用于水并产生波浪的摇板结构；摇板结构的一端可转动连接在模型箱上，其特征在于，造波单元还包括用于将液压动力单元的单向动力输出转换为适应摇板结构摆动时所需要的不断变换方向的动力输出的组合传动单元，液压动力单元的动力输出端与组合传动单元的动力输入端连接，组合传动单元的动力输出端与摇板结构连接，组合传动单元安装在模型箱内最高水位的上部，组合传动单元的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上。

【技术特征摘要】
1.一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，安装在在离心机吊篮中，并行导向式波浪模拟发生装置包括：模型箱；在模型箱内底部设置岩土体，岩土体上设置模拟海工结构物，水置于模型箱内岩土体上部；用于向模拟海工结构物所处方向制造波浪的造波单元；造波单元包括：用于为波浪发生提供动力的液压动力单元；液压动力单元包括液压缸和伺服阀；用于直接作用于水并产生波浪的摇板结构；摇板结构的一端可转动连接在模型箱上，其特征在于，造波单元还包括用于将液压动力单元的单向动力输出转换为适应摇板结构摆动时所需要的不断变换方向的动力输出的组合传动单元，液压动力单元的动力输出端与组合传动单元的动力输入端连接，组合传动单元的动力输出端与摇板结构连接，组合传动单元安装在模型箱内最高水位的上部，组合传动单元的转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上。2.根据权利要求1所述的一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，其特征在于：组合传动单元包括连缸部件和连板部件，连缸部件的第一端与液压缸的活塞杆连接，连缸部件的第二端与连板部件的第一端可转动连接，且转动轴心线在摇板结构的厚度中心面上，连板部件的第二端与摇板结构连接。3.根据权利要求2所述的一种超重力场下的并行导向式波浪模拟发生装置，其特征在于：摇板结构的上端中部设置有缺口；连板部件包括滑动导轨、滑块、销轴连接结构、转动销轴，滑动导轨安装在摇板结构的侧面，滑块在滑动导轨上限位滑动，销轴连接结构的一端连接在滑块上，转动销轴安装在摇板结构的缺口中，销轴连接结构的另一端伸入摇板结构的缺口并用于固定转动销轴，连缸部件的第二端可转动套装在转动销轴上，连缸部件与转动销轴垂直，转动销轴的轴心线在摇板结构的厚度中心面上。4.根据权利要求3所述的一种超重力场下的并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫磊，李心耀，尹娇妹，尹鹏，陈良军，宋琼，黎启胜，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51