一种水下射流开沟试验仪制造技术

本发明专利技术提供了一种水下射流开沟试验仪，属于水下实验技术领域，该水下射流开沟试验仪包括射流装置、土槽箱、负压真空泵以及采集传感器组，射流装置具有支撑架，移动框架通过水平滑轨机构设置在支撑架上，使得移动框架可在支撑架上水平滑动；移动框架上设置有旋转中台和声呐采集装置，旋转中台通过纵向滑轨机构连接在移动框架上，使得旋转中台可在移动框架上纵向滑动；声呐采集装置通过竖直伸缩机构连接在移动框架上，使得声呐采集装置可在垂直方向做调整；旋转中台上设置有射流装置，射流装置通过旋转机构连接在旋转中台上。本发明专利技术提供一种水下射流开沟试验仪，能够解决射流喷嘴移动范围和调整角度小的技术问题，实现全面地对射流开沟进行实验。开沟进行实验。开沟进行实验。

【技术实现步骤摘要】
一种水下射流开沟试验仪


[0001]本专利技术属于水下实验
，具体而言，涉及一种水下射流开沟试验仪。

技术介绍

[0002]位于海底的油气管道通常会遇到潮汐、腐蚀等作用，还会遭遇船锚、渔网等物品的撞击和拖挂的情况；跨洋通讯的管线经常会因为自然原因被破坏，造成大洋两端的通讯中断，全球性互联网无法支持；因此需要在海底开沟埋设位于海底的油气管道和光缆管路。
[0003]但是，海底尤其是各大洋的底部环境极其恶劣，难以承受的水压、危险的海洋生物、无法透过的光照、稀薄到几乎没有的空气以及各种各样未知的恐惧使得人类进入海底作业还是一项难以突破的技术，直到近代以来机器的出现让这项工作出现了曙光。因为水深不同，海底的环境也有很大差异，所以一直以来，人们在进行海底作业之前会进行模拟试验，规避在进入海底作业时出现问题。
[0004]但是存在当前的试验仪射流喷嘴移动范围和调整角度小、射流流速和射流压力监控精度弱、以及无法全面地对射流开沟进行实验的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种水下射流开沟试验仪，能够解决射流喷嘴移动范围和调整角度小、射流流速和射流压力监控精度弱的技术问题，实现全面地对射流开沟进行实验。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]本专利技术提供一种水下射流开沟试验仪，其中，包括射流装置、土槽箱、负压真空泵以及采集传感器组，所述射流装置具有长方形的支撑架以及移动框架，所述移动框架通过水平滑轨机构设置在所述支撑架上，使得所述移动框架可在所述支撑架上水平滑动；所述移动框架上还设置有旋转中台以及声呐采集装置，所述旋转中台通过纵向滑轨机构连接在所述移动框架上，所述纵向滑轨机构用于实现所述旋转中台在所述移动框架上纵向滑动；所述声呐采集装置通过竖直伸缩机构连接在所述移动框架上，所述竖直伸缩机构用于实现所述声呐采集装置在垂直方向深度的调整；所述旋转中台上设置有射流装置，所述射流装置通过旋转机构连接在所述旋转中台上。
[0008]本专利技术提供的一种水下射流开沟试验仪的技术效果如下：通过设置水平滑轨机构、纵向滑轨机构和旋转机构，使得该水下射流开沟试验仪可以实现在三维空间产生六个自由度的运动，能够较为准确地模拟多个角度的射流破土作用。其中，通过在支撑架和移动框架之间设置水平滑轨机构，实现移动框架在支撑架水平方向上的滑动；通过在旋转中台和移动框架之间设置纵向滑轨机构，实现旋转中台在移动框架纵向方向上的滑动；通过设置旋转中台以及在旋转中台和射流装置之间设置旋转机构，使得射流装置可以绕旋转中台的中轴线实现360
°
转动。通过设置声呐采集装置，可以改变声呐在水中的深度，更好的进行测量。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种水下射流开沟试验仪还可以做如下改进:
[0010]其中，所述射流装置具有旋转支座以及固定支座，所述旋转中台上设置有圆形导杆，所述旋转机构包括旋转支座及圆形导杆，所述旋转支座为弧形的滑动圆管，所述旋转支座穿入在所述圆形导杆内，使得所述旋转支座可绕所述圆形导杆转动；所述固定支座的截面为弓形，所述固定支座的平面的侧壁的两端相对的设置有两个卡块，所述两个卡块之间设置有两根竖向滑轨，所述两根竖向滑轨上共同套设有L形杆，所述L形杆长轴的两端分别设置有第一转轴以及第二转轴，所述第一转轴上连接有第一连接臂，所述第二转轴上连接有第二连接臂，所述第一连接臂远离所述第一转轴的一端设置有第三转轴，所述第二连接臂远离所述第二转轴的一端设置有第四转轴，所述第三转轴和所述第四转轴之间连接有第三连接臂；所述第二转轴上还固定连接有射流固定臂，所述射流固定臂上设置有射流喷嘴、反力传感器以及水流流速传感器。
[0011]采用上述改进方案的有益效果为：通过设置旋转支座，实现射流装置可以绕旋转支座的中轴线进行360
°
转动；通过设置固定支座和卡块，可以将竖向滑轨固定在旋转支座上，使整个射流装置可以跟随旋转支座实现360
°
转动，使得整个水下射流开沟试验仪实现了在纵向空间360
°
转动；通过设置射流固定臂，可以将射流喷嘴固定在第二转轴上，射流喷嘴可以跟随第二转轴一起运动；通过设置L形杆、第一转轴、第二转轴、第一连接臂、第二连接臂、第三转轴、第四转轴以及第三连接臂，使第一连接臂、第二连接臂以及第三连接臂可以实现在竖直平面的转动，同时可以通过射流固定臂连带着射流喷嘴、反力传感器以及水流流速传感器实现在竖直平面的转动，使得整个水下射流开沟试验仪实现在竖直空间360
°
转动；通过设置反力传感器和水流流速传感器，实现对水下射流开沟试验仪实验过程中的数据进行实时采集，操作简单，实用性强。
[0012]进一步的，所述第三连接臂的长度小于所述L形杆的长轴的长度；所述第一转轴、所述第二转轴以及所述第三连接臂的长度之和大于所述L形杆的长轴的长度。
[0013]采用上述改进方案的有益效果为：通过设置第三连接臂的长度小于L形杆长轴的长度以及第一转轴、第二转轴以及第三连接臂的长度之和大于L形杆长轴的长度，使得射流固定臂可以连带着射流喷嘴实现在竖直空间内的360
°
转动。
[0014]其中，所述水平滑轨机构包括设置在所述支撑架顶部两个长边上的水平滑轨、水平丝杆以及第一电机，所述水平丝杆设置在其中一个所述水平滑轨的一侧，其中所述水平丝杆的两端设置有第一固定块，所述两个第一固定块固定设置在所述支撑架的顶部的长边上，所述第一固定块中设置有第一通孔，所述水平丝杆穿入设置在所述第一通孔内，所述水平丝杆上设置有螺纹，所述移动框架包括第一连接耳组、第二连接耳组以及第三连接耳组，所述第一连接耳组和所述第二连接耳组套设在所述两根水平滑轨上，所述第三连接耳组套设在所述水平丝杆上，所述第三连接耳组的内壁上设置有与所述水平丝杆上的螺纹相适配的螺纹；所述第一电机的输出轴连接在所述水平丝杆上，用于实现所述水平丝杆的转动。
[0015]采用上述改进方案的有益效果为：通过设置水平滑轨、水平丝杆，可以实现移动框架在水平方向上的滑动；通过设置第一固定块以及第一通孔，将水平丝杆固定在支撑架上，并可在第一通孔内转动；通过在水平丝杆上设置螺纹，将旋转运动转化为直线运动，实现移动框架在水平方向上的滑动；通过设置第一连接耳组、第二连接耳组以及第三连接耳组，将
移动框架套设在水平滑轨和水平丝杆上，使得其可以在水平方向滑动，不会偏离方向；通过在第三连接耳组内壁设置与水平丝杆相适配的螺纹，使得水平丝杆可以通过旋转带动移动框架向前水平滑动，为移动框架的水平滑动提供了基本路径，同时具有很小的摩擦阻力，方便移动框架在支撑架上的滑动，可逆高效；通过设置第一电机，使得第一电机带动水平丝杆转动，为移动框架的水平滑动提供动力。其中，每个连接耳组包括两个连接耳。
[0016]其中，所述纵向滑轨机构包括设置在所述移动框架的两个长边上的两根纵向丝杆、两根纵向滑轨以及第二电机，所述纵向丝杆上设置有螺纹，所述纵向丝杆的两端设置有第二固定孔，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下射流开沟试验仪，其特征在于，包括射流装置、土槽箱、负压真空泵以及采集传感器组，所述射流装置具有长方形的支撑架(10)以及移动框架(20)，所述移动框架(20)通过水平滑轨机构设置在所述支撑架(10)上，使得所述移动框架(20)可在所述支撑架(10)上水平滑动；所述移动框架(20)上还设置有旋转中台(30)以及声呐采集装置(40)，所述旋转中台(30)通过纵向滑轨机构连接在所述移动框架(20)上，所述纵向滑轨机构用于实现所述旋转中台(30)在所述移动框架(20)上纵向滑动；所述声呐采集装置(40)通过竖直伸缩机构连接在所述移动框架(20)上，所述竖直伸缩机构用于实现所述声呐采集装置(40)在垂直方向深度的调整；所述旋转中台(30)上设置有射流装置(50)，所述射流装置(50)通过旋转机构连接在所述旋转中台(30)上。2.根据权利要求1所述的一种水下射流开沟试验仪，其特征在于，所述射流装置(50)具有旋转支座(51)以及固定支座(52)，所述旋转中台(30)上设置有圆形导杆(31)，所述旋转机构包括旋转支座(51)及圆形导杆(31)，所述旋转支座(51)为弧形的滑动圆管，所述旋转支座(51)穿入在所述圆形导杆(31)内，使得所述旋转支座(51)可绕所述圆形导杆(31)转动；所述固定支座(52)的截面为弓形，所述固定支座(52)的平面的侧壁的两端相对的设置有两个卡块(521)，所述两个卡块(521)之间设置有两根竖向滑轨(522)，所述两根竖向滑轨(522)上共同套设有L形杆(523)，所述L形杆(523)长轴的两端分别设置有第一转轴(5231)以及第二转轴(5232)，所述第一转轴(5231)上连接有第一连接臂(5233)，所述第二转轴(5232)上连接有第二连接臂(5234)，所述第一连接臂(5233)远离所述第一转轴(5231)的一端设置有第三转轴(5235)，所述第二连接臂(5234)远离所述第二转轴(5232)的一端设置有第四转轴(5236)，所述第三转轴(5235)和所述第四转轴(5236)之间连接有第三连接臂(5237)；所述第二转轴(5232)上还固定连接有射流固定臂(524)，所述射流固定臂(524)上设置有射流喷嘴(53)、反力传感器(54)以及水流流速传感器(55)。3.根据权利要求2所述的一种水下射流开沟试验仪，其特征在于，所述第三连接臂(5237)的长度小于所述L形杆(523)的长轴的长度；所述第一转轴(5231)、所述第二转轴(5232)以及所述第三连接臂(5237)的长度之和大于所述L形杆(523)的长轴的长度。4.根据权利要求1所述的一种水下射流开沟试验仪，其特征在于，所述水平滑轨机构包括设置在所述支撑架(10)顶部两个长边上的水平滑轨(11)、水平丝杆(12)以及第一电机(13)，所述水平丝杆(12)设置在其中一个所述水平滑轨(11)的一侧，其中所述水平丝杆(12)的两端设置有第一固定块(121)，所述两个第一固定块(121)固定设置在所述支撑架(10)的顶部的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：张其一，李华军，陈玉静，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：