一种波动板流体阻力测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种波动板流体阻力测量装置,该装置包括水槽、固定架、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件，该装置通过齿轮齿条驱动，相邻驱动模块中的齿轮呈周期性相位差布置，波动板与多组驱动模块的杆端粘接，通过电机带动驱动模块作往复直线运动，进而实现水下的波动板的波动。驱动模块支撑在前后支撑组件上，通过安装在前支撑组件与固定架之前的力传感器测得流体阻力大小。本发明专利技术的波动板流体阻力测量装置可以实现壁面在水下的波状运动，驱动部分位于水上，降低了整体装置对于流体阻力测量装置的密封要求，通过模块化的齿轮齿条组件与杆组件可以控制壁面的波动频率，阻力的测量直接通过力传感器测得，结构简单，操作方便。

A device for measuring fluid resistance of wave plate

【技术实现步骤摘要】
一种波动板流体阻力测量装置
本专利技术涉及流体测阻领域，具体涉及一种波动板流体阻力测量装置。
技术介绍
目前水下机器人的结构设计中大多借鉴了鱼类的运动机理以提高工作效率。其中鳐科鱼类是一种长鳍鱼类，它在水中游动时利用自身的波动运动产生推进力。波动游动的鱼类在游动时依靠柔性长鳍背的波动产生推进力，相较于摆动游动的运动方式而言其游动阻力更小。然而目前对于波动游动鱼类的减阻研究大多依靠数值模拟，缺乏相应的实验验证。因为相比一般的流体阻力测量实验而言，针对波动游动的模形的阻力测量实验要求模形能够实现仿生鱼类的波状运动。因此设计一台既能实现波动运动，又能测量流体阻力的装置对于鱼类波动游动的减阻机理研究具有一定的积极意义。
技术实现思路
为了研究波动游动的鱼类的减阻效果，本专利技术提供一种波动板流体阻力测量装置，具体技术方案如下：一种波动板流体阻力测量装置,其特征在于，该装置包括水槽、固定架、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件；所述的水槽的横截面为形，其顶端开口，所述的水槽的前后端可接入水路中，所述的固定架、前支撑组件与后支撑组件均为形结构，所述的固定架的两侧底座位于水槽的外侧，固接在整个测量装置的工作面上；所述的固定架与所述的前支撑组件之间通过力传感器连接；所述的前支撑组件包括驱动电机、电机底座、第一底板、第一移动架、第一滚轮，所述的驱动电机通过所述的电机底座固定在所述的第一底板上，两个所述的第一滚轮安装在所述的第一移动架的两个支脚上；所述的后支撑组件包括轴承座、第二底板、第二移动架、第二滚轮，所述的轴承座固接在所述的第二底板上，所述的第二底板固接在第二移动架上，两个所述的第二滚轮安装在所述的第二移动架的两个支脚上；所述的中间运动组件包括齿轮轴、连接架、波动板和九组齿轮齿条驱动模块，所述的连接架的两端固定连接在所述的第一底板和第二底板上，所述的齿轮轴的两端分别与所述的驱动电机、轴承座相连，九组齿轮齿条驱动模块均匀布置在所述的前支撑组件和后支撑组件之间，所述的齿轮齿条驱动模块包括齿轮、齿条组件、T形杆组件，所述的齿轮固接在所述的齿轮轴上，且相邻的两个齿轮的安装相位差为90°，齿轮与齿条组件啮合，所述的T形杆组件固定在所述的齿条组件的下部，且两端支撑在所述的连接架上，所述的波动板固定连接九个所述的T形杆组件。进一步地，所述的齿条组件为矩形框结构，包括上齿条、下齿条以及连接上齿条、下齿条的左右连接杆。进一步地，所述的齿轮为半齿轮，所述的齿轮上开设有四个沿周向均布的键槽。进一步地，所述的T形杆组件包括杆底座和圆杆，所述的杆底座与所述的齿条组件固定连接，且其两端与所述的连接架连接，所述的圆杆与所述的波动板固定连接。进一步地，所述的波动板为柔性橡胶板。进一步地，所述的T形杆组件的杆底座上开设半圆形凹槽，所述的连接件上也开设半圆形凹槽，两个半圆形凹槽中安装滚珠。进一步地，所述的水槽、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件的中心线位于同一竖直平面内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的波动板流体阻力测量装置可以实现壁面在水下的波状运动，驱动部分位于水上，降低了整体装置对于流体阻力测量装置的密封要求，通过模块化的齿轮齿条组件与杆组件可以控制壁面的波动频率，阻力的测量直接通过力传感器测得，结构简单，操作方便。附图说明图1是波动板流体阻力测量装置的整体结构立体图；图2是齿轮的立体图；图3是齿轮轴上的齿轮布置角度相位差的结构立体图；图4是齿轮齿条驱动模块的结构主视图；图5是杆底座与连接架连接结构示意图；图中，水槽1、固定架2、力传感器21、前支撑组件3、驱动电机31、电机底座32、第一底板33、第一移动架34、第一滚轮35、齿轮轴4、齿轮5、齿条组件6、T形杆组件7、连接架8、后支撑组件9、轴承座91、第二底板92、第二移动架93、第二滚轮94、波动板10、上齿条61、下齿条62、连接杆63、杆底座71、圆杆72、滚珠81、滚珠挡板82。具体实施方式下面根据附图和优选实施例详细描述本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种波动板流体阻力测量装置，该装置包括水槽1、固定架2、前支撑组件3、中间运动组件、后支撑组件9。水槽1为一矩形透明材质的开口水槽，其横截面为形，其顶端开口，用于放置波动板，水槽1的前后端可接入水路中，固定架2、前支撑组件3与后支撑组件9均为形结构，固定架2的两侧底座位于水槽1的外侧，固接在整个测量装置的工作面上；固定架2与前支撑组件3之间通过力传感器21连接；所述的水槽1、前支撑组件3、中间运动组件、后支撑组件9的中心线位于同一竖直平面内。如图1所示，固定架2的底座与工作面螺栓固接，固定架2与前支撑组件3的第一移动架34的横梁中心处均开有螺纹孔，用于螺纹固接力传感器21，力传感器21一端固接固定架2，另一端固接第一移动架34，当第一移动架34受到波动板10传来的力时，可以通过力传感器21测得阻力大小。前支撑组件3包括驱动电机31、电机底座32、第一底板33、第一移动架34、第一滚轮35，驱动电机31通过电机底座32固定在第一底板33上，两个第一滚轮35安装在第一移动架34的两个支脚上；后支撑组件9包括轴承座91、第二底板92、第二移动架93、第二滚轮94，轴承座91固接在第二底板92上，第二底板92固接在第二移动架93上，两个第二滚轮94安装在第二移动架93的两个支脚上。第一滚轮35和第二滚轮94起到确保平衡阻力的外力只有力传感器对右侧部件的拉力，避免移动架与地面的摩擦力影响阻力的测量。中间运动组件包括齿轮轴4、连接架8、波动板10和九组齿轮齿条驱动模块，连接架8的两端固定连接在第一底板33和第二底板92上，齿轮轴的一端通过联轴器与驱动电机31连接，另一端安装在轴承座91内，只做周向转动。九组齿轮齿条驱动模块均匀布置在前支撑组件3和后支撑组件9之间，齿轮齿条驱动模块包括齿轮5、齿条组件6、T形杆组件7，齿轮5固接在齿轮轴上，且相邻的两个齿轮的安装相位差为90°，齿轮5与齿条组件6啮合，T形杆组件7固定在齿条组件6的下部，且两端支撑在连接架8上，波动板10固定连接九个T形杆组件7，相邻T形杆组件7的间距相同。依次布置九个齿轮5，可实现波动板10在工作时实现2个完整周期的波状运动。优选地，如图2和3所示，齿轮5为半齿轮，齿轮5上开设有四个沿周向均布的键槽。在齿轮轴4上安装时可以调节齿轮5的相位差，当测量静止平面在水中所受的流体阻力时，只需安装的齿轮5保持相同角度。同时在齿轮5上开多个键槽可保持齿轮轴4上安装齿轮的每处位置只开一个键槽，保证齿轮轴4的强度。齿轮轴4上的键槽中心线位于同一直线上。齿轮5通过键连接周向定位，通过两侧的卡簧51实现轴向定位。优选地，如图4所示，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波动板流体阻力测量装置,其特征在于，该装置包括水槽(1)、固定架(2)、前支撑组件(3)、中间运动组件、后支撑组件(9)；/n所述的水槽(1)的横截面为

【技术特征摘要】
1.一种波动板流体阻力测量装置,其特征在于，该装置包括水槽(1)、固定架(2)、前支撑组件(3)、中间运动组件、后支撑组件(9)；
所述的水槽(1)的横截面为形，其顶端开口，所述的水槽(1)的前后端可接入水路中，所述的固定架(2)、前支撑组件(3)与后支撑组件(9)均为形结构，所述的固定架(2)的两侧底座位于水槽(1)的外侧，固接在整个测量装置的工作面上；所述的固定架(2)与所述的前支撑组件(3)之间通过力传感器(21)连接。
所述的前支撑组件(3)包括驱动电机(31)、电机底座(32)、第一底板(33)、第一移动架(34)、第一滚轮(35)，所述的驱动电机(31)通过所述的电机底座(32)固定在所述的第一底板(33)上，两个所述的第一滚轮(35)安装在所述的第一移动架(34)的两个支脚上。
所述的后支撑组件(9)包括轴承座(91)、第二底板(92)、第二移动架(93)、第二滚轮(94)，所述的轴承座(91)固接在所述的第二底板(92)上，所述的第二底板(92)固接在第二移动架(93)上，两个所述的第二滚轮(94)安装在所述的第二移动架(93)的两个支脚上。
所述的中间运动组件包括齿轮轴(4)、连接架(8)、波动板(10)和九组齿轮齿条驱动模块，所述的连接架(8)的两端固定连接在所述的第一底板(33)和第二底板(92)上，所述的齿轮轴的两端分别与所述的驱动电机(31)、轴承座(91)相连，九组齿轮齿条驱动模块均匀布置在所述的前支撑组件(3)和后支撑组件(9)之间，所述的齿轮齿条驱动模块包括齿轮(5)、齿条组件(6)、T形杆组...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷云庆，于凌志，牟介刚，吴登昊，包福兵，周佩剑，徐茂森，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33