一种摇板造波装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种摇板造波装置，涉及土工离心模拟试验装置领域。传统离心机机载液压造波装置只能用于特定的开孔模型箱、机构在超重力场下高速运转发生机构卡死无法正常工作和漏液问题，动力结构防锈问题突出等问题。本发明专利技术通过作动器和传动机构采用卧式结构设计，采用模块化设计将造波功能和吸波功能分别集成于安装版，并将机构安装于模型上部等技术手段解决了上述问题。具有机构稳定可靠，变形量小的优点，提高了设备传动效率和使用寿命，可实现超重力场下高水深、高频率和大幅值造波。高频率和大幅值造波。高频率和大幅值造波。

【技术实现步骤摘要】
一种摇板造波装置


[0001]本申请涉及土工离心模拟试验装置领域，尤其涉及一种摇板造波装置。

技术介绍

[0002]波浪荷载是海洋工程结构和海岸工程中需要重点考虑的环境荷载，具有循环长历时的特点。超重力场下的造波实验装置，由于模型和原型之间具有严格的相似关系，具备真实还原海洋波浪、海床地基应力场和海床结构物的能力，具有体积小和可靠度高等特点，是模拟波浪
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海床地基
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海洋工程结构物的重要工具。
[0003]现有的超重力场下液压造波装置根据造波板运动方式的不同可分为推板造波和摇板造波两种方式。浙江大学研发的推板造波机通过安装于模型箱侧壁的液压作动器驱动造波板沿直线方向往复运动，推动模型箱水体产生波浪；中国工程物理研究院总体工程研究所研制的摇板造波机，也将液压作动器安装至模型箱侧壁，作动器活塞杆铰接造波板，驱动造波板上的滑块使造波板绕摆动轴做往复摆动，产生需要的波浪。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]1)造波板高速运动时易卡死，推板造波方式在超重力场下高速运动会产生造波板卡死的现象，摇板造波利用造波板上的滑块使造波板高速摆动也会发生卡死的状况。2)液压缸悬挂于模型箱侧壁，超重力条件下缸体易产生交大变形，导致液压缸阻力变大，发生卡死无法工作的情况。由于超重力场下液体压力极高，模型箱和作动器连接处由于变形会发生漏液情况。3)整个造波模块安装于模型箱侧壁，必须使用特定的开孔模型箱，无法根据试验要求更换普通的模型箱，通用性不强。4)整个造波结构在液面以下，防锈问题突出。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的是提供一种摇板造波装置，以解决相关技术中存在必须使用特定的开孔模型箱、机构能够在高速运转情况下易发生机构卡死和模型箱漏液的技术问题。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种摇板造波装置，包括：
[0008]模型箱，所述模型箱顶部设置有顶板，所述模型箱中部设置有用于放置海床模型地基的凹槽；
[0009]依次传动连接的动力结构、传动结构和造波结构，所述动力结构和传动结构设置在所述顶板的上侧；及
[0010]吸波结构，所述吸波结构设置在所述顶板的下侧，所述吸波结构与所述造波结构分别位于模型箱内相对的两侧。
[0011]进一步地，所述动力结构包括控制器、位移传感器、伺服阀和作动器，所述位移传感器用于测量所述作动器的位移，所述控制器用于根据所述位移通过控制伺服阀来控制作动器的伸缩，所述作动器的输出端与所述传动结构的输入端传动连接。
[0012]进一步地，所述作动器包括缸体和活塞杆，所述活塞杆的活塞设置在所述缸体内，
所述活塞杆的杆与所述传动结构的输入端传动连接。
[0013]进一步地，所述传动结构包括至少一个第一直线导轨和传动连杆，所述第一直线导轨上滑动均设置有第一滑块，所述动力结构的输出端和所述传动连杆分别铰接在所述第一滑块上。
[0014]进一步地，所述传动结构还包括滑块传动轴和连杆摆动轴，所述滑块传动轴的两端分别与所述动力结构的输出端和所述第一滑块铰接，所述连杆摆动轴的两端分别与所述第一滑块和所述传动连杆的一端铰接。
[0015]进一步地，所述造波结构包括造波板，所述造波板的一端与所述传动结构的输出端铰接，所述造波板的另一端铰接在所述模型箱内。
[0016]进一步地，所述吸波结构包括第一直线运动机构和第一吸波板，所述第一直线运动机构固定在所述顶板的下侧，所述第一吸波板上开有若干栅格孔，所述第一吸波板的一端设置在所述第一直线运动机构的输出端，所述第一直线运动机构控制所述第一吸波板在波浪行进方向上的运动。
[0017]进一步地，所述第一直线运动机构包括第一伺服电机、第一滚珠丝杆、第二直线导轨和第二滑块，所述第一吸波板分别与所述第二滑块和第一滚珠丝杆的螺母固定连接，所述第二滑块设置在所述第二直线导轨上，所述第一伺服电机通过控制所述第一滚珠丝杆来控制所述第一吸波板在波浪行进方向上的运动。
[0018]进一步地，所述吸波结构还包括第二直线运动机构和第二吸波板，所述第二吸波板上开有若干栅格孔，所述第二直线运动机构固定在所述第一吸波板上，所述第二吸波板的一端设置在所述第二直线运动机构的输出端，所述第二直线运动机构控制所述第二吸波板在垂直于波浪行进的方向上的运动。
[0019]进一步地，所述第二直线运动机构包括第二伺服电机、第二滚珠丝杆、第三直线导轨和第三滑块，所述第二吸波板分别与所述第三滑块和第二滚珠丝杆的螺母固定连接，所述第三滑块设置在所述第三直线导轨上，所述第二伺服电机通过控制所述第二滚珠丝杆来控制所述第二吸波板在垂直于波浪行进的方向上的运动。
[0020]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0021]由上述实施例可知，本申请通过将动力结构和传动结构集成安装在模型箱顶板的上侧解决了防水问题和减小了造波机尺寸；作动器和传动机构采用卧式设计，超重力场下结构受力均匀且变形小，提高了设备传动效率和使用寿命；采用摇板方式造波，动力结构稳定可靠，解决机构快速运动下的卡死问题；通过将造波模块和吸波模块进行模块化设计，使该装置能适用于不同尺寸的模型箱，使用过程中方便安装拆卸和维护。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的一种摇板造波装置的上下二等角轴测图。
[0025]图2是根据一示例性实施例示出的一种摇板造波装置的剖视图。
[0026]图3是根据一示例性实施例示出的一种摇板造波装置的侧视图。
[0027]图4是根据一示例性实施例示出的一种摇板造波装置的俯视图。
[0028]图中的附图标记包括：
[0029]100、模型箱；110、顶板；120、凹槽；200、动力结构；210、控制器；220、位移传感器；230、伺服阀；240、作动器；241、缸体；242、活塞杆；300、传动结构；310、第一直线导轨；320、第一滑块；330、传动连杆；340、滑块连接块；350、滑块传动轴；360、连杆摆动轴；400、造波结构；410、造波板；420、造波板上传动轴；430、造波板下传动轴；500、吸波结构；510、第一直线运动机构；511、第一伺服电机；512、第一滚珠丝杆；513、第二直线导轨；514、第二滑块；520、第一吸波板；530、第二直线运动机构；531、第二伺服电机；532、第二滚珠丝杆；533、第三直线导轨；534、第三滑块；540、第二吸波板。
具体实施方式
[0030]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摇板造波装置，其特征在于，包括：模型箱，所述模型箱顶部设置有顶板，所述模型箱中部设置有用于放置海床模型地基的凹槽；依次传动连接的动力结构、传动结构和造波结构，所述动力结构和传动结构设置在所述顶板的上侧；及吸波结构，所述吸波结构设置在所述顶板的下侧，所述吸波结构与所述造波结构分别位于模型箱内相对的两侧。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动力结构包括控制器、位移传感器、伺服阀和作动器，所述位移传感器用于测量所述作动器的位移，所述控制器用于根据所述位移通过控制伺服阀来控制作动器的伸缩，所述作动器的输出端与所述传动结构的输入端传动连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述作动器包括缸体和活塞杆，所述活塞杆的活塞设置在所述缸体内，所述活塞杆的杆与所述传动结构的输入端传动连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动结构包括至少一个第一直线导轨和传动连杆，所述第一直线导轨上滑动均设置有第一滑块，所述动力结构的输出端和所述传动连杆分别铰接在所述第一滑块上。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传动结构还包括滑块传动轴和连杆摆动轴，所述滑块传动轴的两端分别与所述动力结构的输出端和所述第一滑块铰接，所述连杆摆动轴的两端分别与所述第一滑块和所述传动连杆的一端铰接。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述造波结构包括造波板，所述造波板的一端与所述传动结构的输出端铰接，所述造波板...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德琼，王剑，朱景汕，邱冰静，闫子壮，朱斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：