本发明专利技术涉及测试实验装置技术领域，公开了一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，包括台架和水箱，所述台架顶端上转动连接有卷筒，所述卷筒上收卷有绳索，所述绳索上安装有拉力传感器，所述台架顶端设有驱动卷筒收卷或释放绳索的驱动单元，所述绳索上连接有被测物，通过驱动单元驱动卷筒释放或收卷绳索能够使被测物在水箱内上下运动。本发明专利技术能够模拟水下推进器各个部件如翼片、连接轴、轴承在高海况下损坏情况以及长时间工作的疲劳和磨损情况。
【技术实现步骤摘要】
一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置
本专利技术涉及测试实验装置
，具体涉及一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置。
技术介绍
波浪滑翔器是一种将波浪能转换为前进动能的新型海上无人航行器。波浪滑翔器分水面艇和水下推进器两部分，中间用柔性脐带缆连接，水下推进器上装有水动力翼片能够将波浪能转换为动能。在高海况下水动力翼片受力极大，有可能发生断裂，其他零部件如连接轴、轴承等由于受力过大而出现损坏。在长时间工作后水动力翼片和其他零部件也会出现疲劳和磨损等情况，因此通常在实际使用之前需要先对波浪滑翔器测试其在海浪下的受力情况。虽然一般的风浪流试验水池可以模拟风、浪、潮流对海上结构物及船舶的影响，但是波浪滑翔器作为一种新的海上无人航行器在海浪作用下的受力与传统船舶不同。传统船舶主要考虑海面波浪对船体的作用力，而波浪滑翔器由于采用水面水下分体设计，除需要考虑海面波浪对水面艇体的作用力还需要考虑水面艇体对水下推进器的作用力、水下推进器在快速上升下降时水动力翼片的受力。然而目前没有现成的水池可以直接模拟波浪滑翔器的实际工作环境，特别是高海况下的工作环境。另外一种方案是对波浪滑翔器进行实际海试，然而在高海况或长时间航行后波浪滑翔器很容易损坏。由于波浪滑翔器是无人化设备，一旦损坏回收成本极高，因此要检验波浪滑翔器特别是包括水动力翼片在内的部件的高海况和长时间工作性能比较困难。此外由于波浪滑翔器较新，其理论研究如受力分析、波浪能转换效率等还需要大量的实际数据去完善，而海试由于海况变化大、海试成本高、周期长等原因，要获取实际数据往往面临较大困难。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，能够模拟水下推进器各个部件如翼片、连接轴、轴承在高海况下损坏情况以及长时间工作的疲劳和磨损情况。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，包括台架和水箱，所述台架顶端上转动连接有卷筒，所述卷筒上收卷有绳索，所述绳索上安装有拉力传感器，所述台架顶端设有驱动卷筒收卷或释放绳索的驱动单元，所述绳索上连接有被测物，通过驱动单元驱动卷筒释放或收卷绳索能够使被测物在水箱内上下运动。本方案的原理及优点是：1.实际应用时，本专利技术能够通过反复提升和释放被测物(本方案中的被测物为水下推进器)来模拟长时间海浪作用下水下推进器上的翼片、连接轴、轴承等零部件的磨损或疲劳情况。2.本方案能够通过急速提升和释放水下推进器来模拟高海况下水下推进器上的翼片、连接轴、轴承等零部件的损坏情况。3.本方案能够通过改变卷筒的转速，从而改变水下推进器的上升速度来模拟不同海况，得到不同速度(海况)下的拉力传感器的数据，利用拉力数据和速度数据完善理论分析，改进波浪滑翔器整体受力情况。并且在实际操作过程中，通过改变水下推进器水动力翼片的攻角再配合使用本方案中的测试装置能够获得不同的拉力数据，这样可以完善水下推进器水动力翼片效率分析，提高波浪滑翔器利用波浪能效率，进而提高波浪滑翔器航行速度。由于本测试装置可以在陆地上模拟高海况及长时间波浪滑翔器水下推进器的试验，因此大大降低了波浪滑翔器在高海况下设备损失风险和人员出海风险，并大幅降低试验成本。另外利用本装置还可以方便得到不同海况下波浪滑翔器的受力情况和水动力翼片不同攻角时的受力情况，为波浪滑翔器整体受力分析和整体航行效率分析提供试验数据，完善理论模型。优选的，作为一种改进，所述驱动单元包括电机、变速箱和离合器，所述电机与变速箱连接，所述变速箱与离合器之间连接有变速箱联轴器，所述离合器与卷筒之间连接有离合器联轴器。本方案中电机用以提供动力输出，变速箱将电机的高转速低扭矩输出转换为中低转速高扭矩输出，然后再由变速箱联轴器传递给离合器，而离合器的输出由离合器联轴器传递给卷筒，从而使卷筒转动。当离合器吸合时，电机的动力通过离合器传递给卷筒，卷筒旋转而向上提升水下推进器，当离合器分离时，电机的动力被切断，水下推进器受重力作用开始下降，这样就能够反复提升和释放水下推进器从而实现测试效果。优选的，作为一种改进，所述台架包括设备平台和两个支撑柱，所述设备平台位于两个支撑柱之间，且设备平台与支撑柱固定连接。如此设置，两个支撑柱和设备平台之间使整个台架呈门型框架结构，这种结构更方便安装卷筒使卷筒位于上方，而使水箱位于设备平台下方，从而便于提升或释放水下推进器。优选的，作为一种改进，所述电机、变速箱、变速箱联轴器、离合器、离合器联轴器的中心为一条直线，且电机、变速箱和离合器均安装在设备平台上。如此设置能够使整个动力的传递更加的平稳，且设备平台的设置为驱动单元的安装提供了一个安装平台。优选的，作为一种改进，所述设备平台下方安装有限位传感器，所述台架上安装有电控箱，所述限位传感器、离合器和电机均与所述电控箱电连接，当被测物被拉离水箱的水面后限位传感器能够传送信号至电控箱使电控箱控制离合器分离。如此设置，本方案中台架上安装有限位传感器，当水下推进器被拉离水箱的水面后，限位传感器将发出限位信息到电控箱，使电控箱控制离合器分离，从而使水下推进器受重力作用而下降，当水下推进器下降到水箱的底部后电控箱能够重新控制离合器吸合，从而再次向上提升水下推进器，这样通过电控箱和限位传感器的配合即可实现自动控制离合器的分离和吸合，从而实现自动反复提升或释放水下推进器，另外本方案中电控箱还与电机电连接，电控箱还可以控制电机的启停以及转速。优选的，作为一种改进，所述拉力传感器为无线拉力传感器。如此设置，测试过程中的拉力数据能够通过无线发送给记录仪实时记录，便于后续分析。优选的，作为一种改进，所述水箱下部开设有放水口。如此设置，可以对水箱进行放水，从而调节水箱的水面高度。优选的，作为一种改进，所述台架的顶端固定连接有两个轴承支座，卷筒的两端分别与两个轴承支座转动连接。如此设置，轴承支座能够对卷筒起到支撑的作用，同时方便安装卷筒。优选的，作为一种改进，所述电机的功率为3-5kW。本方案中采用大功率的电机以提供动力的输出，通过改变大功率电机的转速，能够改变水下推进器的上升速度来模拟不同海况。优选的，作为一种改进，所述离合器的扭矩为100-400Nm。使离合器的扭矩在本方案中的扭矩范围内能够使输出高扭矩，使卷筒提速更快，从而能够对水下推进器进行更加快速的释放和提升。附图说明图1为本专利技术一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置实施例一的正视图。图2为本专利技术一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置实施例一的侧视图。图3为本专利技术一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置实施例二的正视图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：台架1、支撑柱101、设备平台102、电机2、变速箱3、变速箱联轴器4、离合器5、离合器联轴器6、卷筒7、轴承支座8、限位传感器9、绳索10、水箱11、电控箱12、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，包括台架和水箱，其特征在于：所述台架顶端上转动连接有卷筒，所述卷筒上收卷有绳索，所述绳索上安装有拉力传感器，所述台架顶端设有驱动卷筒收卷或释放绳索的驱动单元，所述绳索上连接有被测物，通过驱动单元驱动卷筒释放或收卷绳索能够使被测物在水箱内上下运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，包括台架和水箱，其特征在于：所述台架顶端上转动连接有卷筒，所述卷筒上收卷有绳索，所述绳索上安装有拉力传感器，所述台架顶端设有驱动卷筒收卷或释放绳索的驱动单元，所述绳索上连接有被测物，通过驱动单元驱动卷筒释放或收卷绳索能够使被测物在水箱内上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，其特征在于：所述驱动单元包括电机、变速箱和离合器，所述电机与变速箱连接，所述变速箱与离合器之间连接有变速箱联轴器，所述离合器与卷筒之间连接有离合器联轴器。
3.根据权利要求2所述的一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，其特征在于：所述台架包括设备平台和两个支撑柱，所述设备平台位于两个支撑柱之间，且设备平台与支撑柱固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种波浪能滑翔器水动力翼片测试装置，其特征在于：所述电机、变速箱、变速箱联轴器、离合器、离合器联轴器的中心为一条直线，且电机、变速箱和离合器均安装在设备平台上。
【专利技术属性】
技术研发人员：木建一，连雪海，骆曹飞，李培正，王小春，朱坤，吴富民，张宪丞，晏柳，徐峰，
申请(专利权)人：中电科宁波海洋电子研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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