【技术实现步骤摘要】
基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统
本专利技术涉及一种水动力测量系统,具体地说是一种基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统。
技术介绍
目前,随着海洋经济不断发展,需要水下工程作业项目增多,作业水深不断增加,水下机器人(ROV)、自治机器人(AUV)等水下潜体因其可以在深海代替人类完成观测与工程任务而不断发展,对水下潜体的研究也在不断进行,水下潜体水动力特性便是其中重要的一部分。水下潜体水动力特性是水下潜体运动控制的基础。为了在设计阶段得到水下潜体水动力系数,传统测量水下潜体的在直线运动时的水动力需要拖曳水池,而测量回转运动时的水动力需要操作性水池,其由于连接水下潜器所使用的刚性固定连接会影响水下潜器在正常运动时的流场,测量结果往往需要二测处理,且只能进行单一自由度的水动力测量,试验系统占地面积大,不可拆卸。而绳驱动由于其通过钢丝绳连接水下潜器模型,钢丝绳相比于传统刚性固定连接其截面积更小,测量结果不需要进行二次处理,且多根钢丝绳相互配合不仅可以使水下潜器完成单一自由度运动,还可以完成多自由度运动,使试验系统更加方便、高效。
技术实现思路
根据上述提出的技术问 ...
【技术保护点】
1.基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统,其特征在于,包括由多根方管围成的长方体框架和测量系统;所述长方体框架内设有水下潜体模型,所述水下潜体模型呈长方体;所述测量系统包括八个测量单元,每个测量单元均包括伺服电机、与所述伺服电机连接的卷筒、一端固定与所述卷筒固定连接且另一端与力传感器固定连接的钢丝绳Ⅰ、一端与所述力传感器系统的另一端连接的钢丝绳Ⅱ、固定在所述方管上并用于改变所述钢丝绳Ⅱ另一端延伸方向的多个定滑轮;八个测量单元中的钢丝绳Ⅱ的另一端分别对应所述水下潜体模型的前表面的左右两边的中点、后表面的左右两边的中点、上表面的前后两边的中点和下表面的左右两边的中点并与其固 ...
【技术特征摘要】
1.基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统,其特征在于,包括由多根方管围成的长方体框架和测量系统;所述长方体框架内设有水下潜体模型,所述水下潜体模型呈长方体;所述测量系统包括八个测量单元,每个测量单元均包括伺服电机、与所述伺服电机连接的卷筒、一端固定与所述卷筒固定连接且另一端与力传感器固定连接的钢丝绳Ⅰ、一端与所述力传感器系统的另一端连接的钢丝绳Ⅱ、固定在所述方管上并用于改变所述钢丝绳Ⅱ另一端延伸方向的多个定滑轮;八个测量单元中的钢丝绳Ⅱ的另一端分别对应所述水下潜体模型的前表面的左右两边的中点、后表面的左右两边的中点、上表面的前后两边的中点和下表面的左右两边的中点并与其固定连接,将所述水下潜体模型吊在所述长方体框架内;所述水下潜体模型设置在水中,且所述力传感器、所述伺服电机和所述卷筒均设置在水面以上。2.根据权利要求1所述的基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统,其特征在于:所述长方体框架包括四根竖直设置的第一方管,四根所述第一方管组成所述长方体框架的四竖边,所述第一方管的顶部固定有第一层框架,所述第一层框架包括四根水平设置的第二方管,且四根所述第二方管依次与四根所述第一方管固定连接形成正方形;所述第一层框架组成所述长方体框架的顶部,所述第一方管在所述第一层框架的下方固定有第二层框架,所述第二层框架包括四根水平设置的第三方管,且四根所述第三方管依次与四根所述第一方管固定连接形成正方形;所述第一方管在所述第二层框架的下方固定有第三层框架,所述第三层框架包括四根水平设置的第四方管,且四根所述第四方管依次与四根所述第一方管固定连接形成正方形;所述第一方管在所述第三层框架的下方固定有第四层框架,所述第四层框架包括四根水平设置的第六方管,且四根所述第六方管依次与四根所述第一方管固定连接形成正方形;所述第一方管的底部固定有底第五层框架,所述第五层框架包括四根水平设置的第七方管,且四根所述第七方管依次与四根所述第一方管固定连接形成正方形,所述第五层框架组成所述长方体框架的底部;所述水下潜体模型的中心与所述第三层框架、第四层框架和四根所述第一方管围成的长方体的中心重合;所述第三层框架中左右两侧的第四方管的中点与第五方管的两端分别固定连接;所述第四层框架中左右两侧的第六方管的中点与第八方管的两端分别固定连接;所述第一层框架和所述第二层框架均设置在水面以上。3.根据权利要求2所述的基于绳驱动的坐底式多自由度水动力测量系统,其特征在于:八个所述测量单元分别为测量单元a、测量单元b、测量单元c、测量单元d、测量单元e、测量单元f、测量单元g、测量单元h;所述测量单元a包括伺服电机a、卷筒a、钢丝绳Ⅰa、力传感器a、钢丝绳Ⅱa、定滑轮a和定滑轮A;所述测量单元b包括伺服电机b、卷筒b、钢丝绳Ⅰb、力传感器b、钢丝绳Ⅱb、定滑轮b和定滑轮B;所述测量单元c包括伺服电机c、卷筒c、钢丝绳Ⅰc、力传感器c、钢丝绳Ⅱc、定滑轮c和定滑轮C;所述测量单元d包括伺服电机d、卷筒d、钢丝绳Ⅰd、力传感器d、钢丝绳Ⅱd、定滑轮d和定滑轮D;所述测量单元e包括伺服电机e、卷筒e、钢丝绳Ⅰe、力传感器e、钢丝绳Ⅱe、定滑轮e和定滑轮E;所述测量单元f包括伺服电机f、卷筒f、钢丝绳Ⅰf、力传感器f、钢丝绳Ⅱf、定滑轮f和定滑轮F;所述测量单元g包括伺服电机g、卷筒g、钢丝绳Ⅰg、力传感器g、钢丝绳Ⅱg、定滑轮g和定滑轮G;所述测量单元h包括伺服电机h、卷筒h、钢丝绳Ⅰh、力传感器h、钢丝绳Ⅱh、定滑轮h和定滑轮H;设置在所述第一层框架后部的第二方管与所述伺服电机a固定连接,所述伺服电机a的输出轴与所述卷筒a连接,所述卷筒a与缠绕在所述卷筒a上的所述钢丝绳Ⅰa的一端固定连接,所述钢丝绳Ⅰa的另一端通过垂向变向杆竖直向下延伸并与所述力传感器a的一端固定连接,所述力传感器a的另一端与所述钢丝绳Ⅱa的一端固定连接,所述钢丝绳Ⅱa的另一端竖直向下延伸并经过设置在所述第六方管中点处的所述定滑轮a向设置在所述第八方管中点处的所述定滑轮A延伸,并经过所述定滑轮A与所述水下潜体模型的右表面的底边的中点固定连接;设置在所述第一层框架前部的第二方管与所述伺服电机b固定连接,所述伺服电机b的输出轴与所述卷筒b连接,所述卷筒b与缠绕在所述卷筒b上的所述钢丝绳Ⅰb的一端固定连接,所述钢丝绳Ⅰb的另一端通过垂向变向杆竖直向下延伸并与所述力传感器b的一端固定连接,所述力传感器b的另一端与钢丝绳Ⅱb的一端固定连接,所述钢丝绳Ⅱb的另一端竖直向下延伸并经过设置在所述第六方管中点处的所述定滑轮b向设置在所述第八方管中点处的所述定滑轮B延伸,并经过所述定滑轮B与所述水下潜体模型的左表面的底边的中点固定连接;设置在所述第一层框架左部的第二方管与所述伺服电机c固定连接,所述伺服电...
【专利技术属性】
技术研发人员:张增猛,宋男,陈圣涛,田昊,弓永军,
申请(专利权)人:大连海事大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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