【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于试验测量，更具体地，涉及一种用于自航试验的船模系统安装装置及安装方法。
技术介绍
1、对于设计阶段的船舶而言，其航行速度是最为重要的考核之一，在完成船舶线型设计和主机、螺旋桨选型工作后，需进行船舶阻力性能及螺旋桨推进性能预报，常用的是采用数值仿真和模型试验的方式开展。采用计算流体力学(cfd)数值仿真方法进行预报需考虑湍流模型选择、复杂外形的网格划分等诸多因素，模拟结果比较依赖于上述技术的综合运用，并且在某些情况下，模拟结果会与实际结果偏差较大。通过船模自航试验可比较准确获得伴流分数、推力减额分数、船身效率、相对旋转效率及推进效率等表示船体与螺旋桨相互作用的自航要素，完成实船航速预报，在工程上相对cfd而言更加具备参考意义。
2、开展自航试验时选择一定缩尺比完成船舶模型加工及附体安装，同时需要模拟实际船舶推进过程，在模型内部依次布置电机、自航仪并完成轴系安装。安装过程要求在各个设备完成固定的同时保证电机、自航仪、轴系的相对位置得到匹配，并按设计要求安装于船舶模型，且螺旋桨轴与船体的安装角度也需要与设计状态一致。
3、现有安装过程需要人工分别将各部件安装到船舶模型上，该过程需要反复调整各个部件的位置，完成粘接、固定、穿孔、调整等步骤，对安装工人的经验性要求极高，且操作过程繁琐、冗余过多、精度不高。
技术实现思路
1、针对目前船模自航试验安装时需要人工反复调整各个部件的位置，安装过程繁琐、安装精度低的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种用于自航试验
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、按照本专利技术第一方面，提供一种用于自航试验的船模系统安装装置，包括安装架组件和轴系辅助架组件，所述安装架组件包括固定连接的电机安装板和自航仪垫板，所述电机安装板用于固定安装电机，所述自航仪垫板用于固定安装自航仪，所述电机安装板的底部通过固定支座连接于船舶模型，所述电机的输出轴和所述自航仪的输入轴通过联轴器相连。
4、所述轴系辅助架组件包括分别通过所述船舶模型固定的内辅助架和外辅助架，所述内辅助架的下部设有内穿轴横梁，所述外辅助架的下部设有外穿轴横梁，所述内穿轴横梁和所述外穿轴横梁上分别设有固定孔，所述船模系统的螺旋桨轴安装时，所述内穿轴横梁上的所述固定孔用于供螺旋桨轴位于所述船舶模型内部的一端穿过定位，所述外穿轴横梁上的所述固定孔用于供螺旋桨轴位于所述船舶模型外部的一端穿过定位。
5、优选地，所述安装架组件还包括自航仪固定架，所述自航仪固定架包括侧部固定件和顶部固定件，所述自航仪垫板的两侧上方分别连接有所述侧部固定件，所述顶部固定件连接在两个所述侧部固定件的顶部，所述自航仪与所述顶部固定件通过第一螺栓连接且上下位置可调。
6、优选地，所述电机安装板包括相互垂直连接的侧板和水平板，所述电机与所述电机安装板的侧板连接固定，所述自航仪垫板与所述电机安装板的侧板连接固定，所述电机安装板的水平板上设有电机支撑架，所述电机支撑放置在所述电机支撑架上，所述电机支撑架的外形与所述伺服电机的壁面相匹配。
7、优选地，所述内辅助架还包括内纵梁和内支撑横梁，所述内穿轴横梁的两端与两个所述内纵梁的下端一一对应连接，所述内支撑横梁与两个所述内纵梁的上端分别连接；所述外辅助架还包括外纵梁和外支撑横梁，所述外穿轴横梁的两端与两个所述外纵梁的下端一一对应连接，所述外支撑横梁与两个所述外纵梁的上端分别连接；所述内支撑横梁和所述外支撑横梁分别支撑放置于所述船舶模型的上平面。
8、优选地，所述内支撑横梁和所述外支撑横梁上分别设有水平轨道，所述水平轨道可供螺栓穿过，所述内支撑横梁在其对应的所述水平轨道处通过第二螺栓与所述内纵梁连接以实现两个所述内纵梁间距的调节，所述外支撑横梁在其对应的所述水平轨道处通过第三螺栓与所述外纵梁连接以实现两个所述外纵梁间距的调节。
9、优选地，所述内纵梁和所述外纵梁上分别设有竖直轨道，所述竖直轨道可供螺栓穿过，所述内纵梁在其对应的所述竖直轨道处通过第二螺栓与所述内支撑横梁连接以实现所述内纵梁的高度调节，所述外纵梁在其对应的所述竖直轨道处通过第三螺栓与所述外支撑横梁连接以实现所述外纵梁的高度调节，所述船模系统的螺旋桨轴安装时，通过所述内纵梁和/或所述外纵梁的高度调节实现所述螺旋桨轴两端的高度调节以使得所述螺旋桨轴的安装角度与预设安装角度一致。
10、优选地，所述内穿轴横梁和所述外穿轴横梁上分别并排设有多个所述固定孔，用于辅助多个所述螺旋桨轴的安装。
11、优选地，所述固定支座为木制支座，所述木制支座底部的形状与所述船舶模型的内型面相贴合，所述固定支座与所述船舶模型以粘接的方式固定连接，所述电机安装板的下端与所述固定支座以粘接的方式固定连接。
12、按照本专利技术第二方面，提供一种用于自航试验的船模系统安装方法，基于上述用于自航试验的船模系统安装装置，用于自航试验的船模系统安装方法包括：
13、将所述电机固定安装于所述电机安装板，将所述自航仪固定安装于所述自航仪垫板，将所述电机的输出轴和所述自航仪的输入轴通过联轴器相连；
14、将安装所述电机和所述自航仪之后的所述安装架组件通过所述固定支座安装于所述船舶模型，进行所述电机和所述自航仪的安装；
15、将所述螺旋桨轴位于所述船舶模型内部的一端穿过所述内穿轴横梁上的所述固定孔，所述螺旋桨轴位于所述船舶模型外部的一端穿过所述外穿轴横梁上的所述固定孔，将所述螺旋桨轴位于所述船舶模型内部的一端与所述自航仪的输出轴通过联轴器相连，进行螺旋桨轴的安装；
16、拆除所述轴系辅助架组件，完成用于自航试验的船模系统安装。
17、优选地，所述内辅助架还包括内纵梁和内支撑横梁，所述内穿轴横梁的两端与两个所述内纵梁的下端一一对应连接，所述内支撑横梁与两个所述内纵梁的上端分别连接；所述外辅助架还包括外纵梁和外支撑横梁，所述外穿轴横梁的两端与两个所述外纵梁的下端一一对应连接，所述外支撑横梁与两个所述外纵梁的上端分别连接；所述内支撑横梁和所述外支撑横梁分别支撑放置于所述船舶模型的上平面；
18、进行螺旋桨轴的安装还包括：
19、调节所述内纵梁和/或所述外纵梁的高度，使得所述内穿轴横梁与所述内支撑横梁的距离d1、所述外穿轴横梁与所述外支撑横梁的距离d2以及所述内支撑横梁与所述外支撑横梁的距离l满足以下位置关系：
20、
21、其中，θ为所述螺旋桨轴的预设安装角度。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的上述技术方案，具有以下技术效果：
23、1.本专利技术提出的用于自航试验的船模系统安装装置，通过安装架组件实现电机和自航仪的相对位置匹配，电机和自航仪在安装架组件上连接安装之后可一体安装至船舶模型上形成模块化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，包括：安装架组件和轴系辅助架组件，所述安装架组件包括固定连接的电机安装板和自航仪垫板，所述电机安装板用于固定安装电机，所述自航仪垫板用于固定安装自航仪，所述电机安装板的底部通过固定支座连接于船舶模型，所述电机的输出轴和所述自航仪的输入轴通过联轴器相连；
2.如权利要求1所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述安装架组件还包括自航仪固定架，所述自航仪固定架包括侧部固定件和顶部固定件，所述自航仪垫板的两侧上方分别连接有所述侧部固定件，所述顶部固定件连接在两个所述侧部固定件的顶部，所述自航仪与所述顶部固定件通过第一螺栓连接且上下位置可调。
3.如权利要求1所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述电机安装板包括相互垂直连接的侧板和水平板，所述电机与所述电机安装板的侧板连接固定，所述自航仪垫板与所述电机安装板的侧板连接固定，所述电机安装板的水平板上设有电机支撑架，所述电机支撑放置在所述电机支撑架上，所述电机支撑架的外形与所述伺服电机的壁面相匹配。
4.如权利要求1-3中任一项
5.如权利要求4所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述内支撑横梁和所述外支撑横梁上分别设有水平轨道，所述水平轨道可供螺栓穿过，所述内支撑横梁在其对应的所述水平轨道处通过第二螺栓与所述内纵梁连接以实现两个所述内纵梁间距的调节，所述外支撑横梁在其对应的所述水平轨道处通过第三螺栓与所述外纵梁连接以实现两个所述外纵梁间距的调节。
6.如权利要求4所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述内纵梁和所述外纵梁上分别设有竖直轨道，所述竖直轨道可供螺栓穿过，所述内纵梁在其对应的所述竖直轨道处通过第二螺栓与所述内支撑横梁连接以实现所述内纵梁的高度调节，所述外纵梁在其对应的所述竖直轨道处通过第三螺栓与所述外支撑横梁连接以实现所述外纵梁的高度调节，所述船模系统的螺旋桨轴安装时，通过所述内纵梁和/或所述外纵梁的高度调节实现所述螺旋桨轴两端的高度调节以使得所述螺旋桨轴的安装角度与预设安装角度一致。
7.如权利要求1-3中任一项所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述内穿轴横梁和所述外穿轴横梁上分别并排设有多个所述固定孔，用于辅助多个所述螺旋桨轴的安装。
8.如权利要求1-3中任一项所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述固定支座为木制支座，所述木制支座底部的形状与所述船舶模型的内型面相贴合，所述固定支座与所述船舶模型以粘接的方式固定连接，所述电机安装板的下端与所述固定支座以粘接的方式固定连接。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的用于自航试验的船模系统安装装置的安装方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的安装方法，其特征在于，所述内辅助架还包括内纵梁和内支撑横梁，所述内穿轴横梁的两端与两个所述内纵梁的下端一一对应连接，所述内支撑横梁与两个所述内纵梁的上端分别连接；所述外辅助架还包括外纵梁和外支撑横梁，所述外穿轴横梁的两端与两个所述外纵梁的下端一一对应连接，所述外支撑横梁与两个所述外纵梁的上端分别连接；所述内支撑横梁和所述外支撑横梁分别支撑放置于所述船舶模型的上平面；
...【技术特征摘要】
1.一种用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，包括：安装架组件和轴系辅助架组件，所述安装架组件包括固定连接的电机安装板和自航仪垫板，所述电机安装板用于固定安装电机，所述自航仪垫板用于固定安装自航仪，所述电机安装板的底部通过固定支座连接于船舶模型，所述电机的输出轴和所述自航仪的输入轴通过联轴器相连；
2.如权利要求1所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述安装架组件还包括自航仪固定架，所述自航仪固定架包括侧部固定件和顶部固定件，所述自航仪垫板的两侧上方分别连接有所述侧部固定件，所述顶部固定件连接在两个所述侧部固定件的顶部，所述自航仪与所述顶部固定件通过第一螺栓连接且上下位置可调。
3.如权利要求1所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述电机安装板包括相互垂直连接的侧板和水平板，所述电机与所述电机安装板的侧板连接固定，所述自航仪垫板与所述电机安装板的侧板连接固定，所述电机安装板的水平板上设有电机支撑架，所述电机支撑放置在所述电机支撑架上，所述电机支撑架的外形与所述伺服电机的壁面相匹配。
4.如权利要求1-3中任一项所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述内辅助架还包括内纵梁和内支撑横梁，所述内穿轴横梁的两端与两个所述内纵梁的下端一一对应连接，所述内支撑横梁与两个所述内纵梁的上端分别连接；所述外辅助架还包括外纵梁和外支撑横梁，所述外穿轴横梁的两端与两个所述外纵梁的下端一一对应连接，所述外支撑横梁与两个所述外纵梁的上端分别连接；所述内支撑横梁和所述外支撑横梁分别支撑放置于所述船舶模型的上平面。
5.如权利要求4所述的用于自航试验的船模系统安装装置，其特征在于，所述内支撑横梁和所述外支撑横梁上分别设有水平轨道，所述水平轨道可供螺栓穿过，所述内支撑横梁在其对应的所述水平轨道处通过第二螺栓与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋磊，向先波，冯大奎，李阳，陈浩，杨世才，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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