本发明专利技术属于水上飞机模型水动性能试验领域，具体涉及到一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置、系统及方法。该装置包括：安装支架，安装支架设置在拖车下方并且包括水平部，所述水平部位于模型后方位置；驱动机构，设置在拖车内；水平方向呈矩阵分布的多个直线丝杆，直线丝杆顶部与驱动机构连接，直线丝杆竖直固定在安装支架的水平部上；丝杆位移测量机构，设置在安装支架的水平部下方用于测量直线丝杆的竖直位移并且通过信号线与数据信号采集器连接；高精度液位探针，设置在直线丝杆底部用于检测喷溅液面，高精度液位探针通过反馈信号线与驱动机构连接用于在触水后使直线丝杆停止运动。该装置结构简单且能够实时直接获得喷溅轮廓的坐标值。溅轮廓的坐标值。溅轮廓的坐标值。
【技术实现步骤摘要】
一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置、系统及方法
[0001]本专利技术属于水上飞机模型水动性能试验领域，具体涉及到一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置、系统及方法。
技术介绍
[0002]目前，国内外在进行喷溅测量方面，主流方法都是采用网格拍照法，通过拍摄的图片读取喷溅点在网格上对应的坐标位置，最后绘制喷溅包络线。其中美国Davidson实验室就是利用镜子，在同一底片上拍出模型喷溅三视图的照片，在侧视图上以模型侧面网格为背景，直接读取高于前体龙骨直线的主喷溅峰点高度坐标和相对主断阶的纵向坐标，在正视图中当调整尾网格的位置至主喷溅峰点纵向位置周围处，读取主喷溅峰点的横向坐标。最后以图表的形式表示随速度和载荷变化的喷溅包络线的正视图和侧视图，所使用的主要试验装置为照相机和网格标尺。该类装置主要存在的不足：
[0003]喷溅轮廓测量结果实时性不好、精度不高，因为该装置不能直接给出喷溅轮廓的坐标值，而是需要依靠后期对图片进行比对分析后估算出坐标值，影响试验结果的因素多，易产生较大误差。
[0004]试验装置安装要求高，相机与网格之间的安装距离、角度、与模型的位置关系都会影响测量精度，所以要求有较高的安装精度。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：提供一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置、系统及方法，以实时直接获得喷溅轮廓的坐标值。
[0006]技术方案：
[0007]第一方面，提供了一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置，包括：安装支架，安装支架设置在拖车下方并且包括水平部，所述水平部位于模型后方位置；驱动机构，设置在拖车内；水平方向呈矩阵分布的多个直线丝杆，直线丝杆顶部与驱动机构连接，直线丝杆竖直固定在安装支架的水平部上；丝杆位移测量机构，设置在安装支架的水平部下方用于测量直线丝杆的竖直位移并且通过信号线与数据信号采集器连接；高精度液位探针，设置在直线丝杆底部用于检测喷溅液面，高精度液位探针通过反馈信号线与驱动机构连接用于在触水后使直线丝杆停止运动。
[0008]进一步地，丝杆位移测量机构包括激光位移传感器和激光反射挡片，其中，激光反射挡片安装在直线丝杆底部；激光位移传感器设置在直线丝杆与安装支架固定的位置并且激光位移传感器正对激光反射挡片，激光位移传感器通过信号线与数据信号采集器连接。
[0009]进一步地，所述驱动机构包括，微型伺服电机、电机驱动器，电机运动控制柜，其中，微型伺服电机与直线丝杆顶部连接；电机驱动器通过电源线和控制线与微型伺服电机连接用于控制微型伺服电机的运动；电机运动控制柜与电机驱动器连接用于向电机驱动器发送控制信号。
[0010]进一步地，还包括卡环，直线丝杆通过卡环固定在安装支架的水平部上。
[0011]进一步地，高精度液位探针为液位继电器。
[0012]进一步地，还包括圆形管剑和拖车侧桥，其中，拖车侧桥两端分别于拖车下方固定连接，圆形管剑一端与拖车侧桥中段连接，另一端与模型连接；安装支架与圆形管剑中段固定连接。
[0013]进一步地，丝杆位移测量机构包括拉线位移传感器和拉线固定部，其中，拉线固定部设置在直线丝杆底部；拉线位移传感器设置在直线丝杆与安装支架固定的位置并且拉线位移传感器正对拉线固定部，拉线位移传感器通过信号线与数据信号采集器连接。
[0014]第二方面，提供了一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量系统，包括：上述的装置；以及数据信号采集器，数据信号采集器通过信号线与丝杆位移测量机构连接用于采集直线丝杆的竖直位移；数据信号处理器，数据信号处理器与数据信号采集器连接用于获取直线丝杆的竖直位移并根据各个直线丝杆的位置关系确定喷溅轮廓。
[0015]第三方面，提供了一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量方法，所述方法上述的系统执行，所述方法包括：待水面完全平静后，使驱动机构带动直线丝杆向下匀速运动；在液位探针触水后，液位探针通过信号线向驱动机构发送触水信号；驱动机构接收到触水信号后使直线丝杆停止运动，停止运动后液位探针的位置为喷溅轮廓液面零点位置；位置传感器将喷溅轮廓液面零点位置发送给数据信号采集器；利用驱动机构使多个直线丝杆整体移动至距离水面一定距离；使拖车带动模型和水面兴波测量装置加速运动至指定速度；待喷溅稳定后，通过驱动机构控制全部直线丝杆向下匀速运动；液位探针触水后，液位探针通过信号线向驱动机构发送触水信号；驱动机构接收到触水信号后使相应的直线丝杆停止运动，直线丝杆停止运动后液位探针的位置即为当前直线丝杆对应的喷溅轮廓液面高度；位移传感器将直线丝杆停止运动后液位探针的位置发送给数据信号采集器；数据信号采集器采集喷溅轮廓液面零点位置和直线丝杆停止运动后液位探针的位置并发动给数据信号处理器；数据信号处理器接收喷溅轮廓液面零点位置和直线丝杆停止运动后液位探针的位置并根据各个直线丝杆的位置关系确定水面兴波轮廓。
[0016]进一步地，驱动机构控制全部直线丝杆向下匀速运动，具体包括：电机运动控制柜通过电机驱动器控制微型伺服电机驱动直线丝杆带液位探针向下匀速运动。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术针对现有试验装置的空缺，设计开发了专门的水上飞机模型喷溅测量装置，用于测量水上飞机模型在拖曳水池试验过程中的喷溅。本专利技术的试验装置原理简单，运行可靠。可以实时测量及反馈模型喷溅轮廓各点的坐标值，测量准确度高；试验装置系统采用了模块化设计，装置组装、安装简单方便。
附图说明
[0019]图1为根据本专利技术实施例的一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置示意图。
具体实施方式
[0020]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术首先提供了一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置，包括：安装支架，安装支架设置在拖车下方并且包括水平部，所述水平部位于
模型后方位置；驱动机构，设置在拖车内；水平方向呈矩阵分布的多个直线丝杆，直线丝杆顶部与驱动机构连接，直线丝杆竖直固定在安装支架的水平部上；丝杆位移测量机构，设置在安装支架的水平部下方用于测量直线丝杆的竖直位移并且通过信号线与数据信号采集器连接；高精度液位探针，设置在直线丝杆底部用于检测喷溅液面，高精度液位探针通过反馈信号线与驱动机构连接用于在触水后使直线丝杆停止运动。
[0021]进一步地，丝杆位移测量机构包括激光位移传感器和激光反射挡片，其中，激光反射挡片安装在直线丝杆底部；激光位移传感器设置在直线丝杆与安装支架固定的位置并且激光位移传感器正对激光反射挡片，激光位移传感器通过信号线与数据信号采集器连接。
[0022]进一步地，所述驱动机构包括：微型伺服电机、电机驱动器，电机运动控制柜，其中，微型伺服电机与直线丝杆顶部连接；电机驱动器通过电源线和控制线与微型伺服电机连接用于控制微型伺服电机的运动；电机运动控制柜与电机驱动器连接用于向电机驱动器发送控制信号。
[0023]进一步地，还包括卡环，直线丝杆通过卡环固定在安装支架的水平部上。
[0024]进一步地，高精度液位探针为液位继电器。
[0025]进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水上飞机拖曳水池模型喷溅测量装置，其特征在于，包括：安装支架，安装支架设置在拖车下方并且包括水平部，所述水平部位于模型后方位置；驱动机构，设置在拖车内；水平方向呈矩阵分布的多个直线丝杆，直线丝杆顶部与驱动机构连接，直线丝杆竖直固定在安装支架的水平部上；丝杆位移测量机构，设置在安装支架的水平部下方用于测量直线丝杆的竖直位移并且通过信号线与数据信号采集器连接；高精度液位探针，设置在直线丝杆底部用于检测喷溅液面，高精度液位探针通过反馈信号线与驱动机构连接用于在触水后使直线丝杆停止运动。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，丝杆位移测量机构包括激光位移传感器和激光反射挡片，其中，激光反射挡片安装在直线丝杆底部；激光位移传感器设置在直线丝杆与安装支架固定的位置并且激光位移传感器正对激光反射挡片，激光位移传感器通过信号线与数据信号采集器连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动机构包括，微型伺服电机、电机驱动器，电机运动控制柜，其中，微型伺服电机与直线丝杆顶部连接；电机驱动器通过电源线和控制线与微型伺服电机连接用于控制微型伺服电机的运动；电机运动控制柜与电机驱动器连接用于向电机驱动器发送控制信号。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括卡环，直线丝杆通过卡环固定在安装支架的水平部上。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，高精度液位探针为液位继电器。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括圆形管剑和拖车侧桥，其中，拖车侧桥两端分别于拖车下方固定连接，圆形管剑一端与拖车侧桥中段连接，另一端与模型连接；安装支架与圆形管剑中段固定连接。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，丝杆位移测量机构包括拉线位移传感器和拉线固定部，其中，拉线固定部设置在直线丝杆底部；拉线位移传感器设置在直线丝杆与安装支架固定的位置并且...
【专利技术属性】
技术研发人员：许靖锋，史圣哲，刘晓峰，唐彬彬，屈儒君，范建军，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：
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