本发明专利技术涉及一种静力学实验装置，尤其是一种适用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学，也适用于浮体模型水力学性能试验研究的静力学实验装置。船模静力学实验装置，主要包括静力学水槽（1）、连接架（2）、姿态仪（3）和数据采集与分析处理部分，静力学水槽由两段对称的槽体通过螺栓连接构成，槽体的侧壁和底面用玻璃胶粘接玻璃壁；连接架由上横槽钢、下横槽钢和竖槽钢焊接而成，固定在静力学水槽上方的中间位置；姿态仪安装在连接架上。本发明专利技术不仅可以实现模型的横摇、纵摇运动，还能够实现升沉运动，同时，扇齿轮、角位移传感器、传动件的设置及轻质铝材料的选择，使姿态仪具有较小的阻尼影响，保证了测量的精度。
【技术实现步骤摘要】
一种船模静力学实验装置
本专利技术专利涉及一种静力学实验装置，尤其是一种适用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学，也适用于浮体模型水力学性能试验研究的静力学实验装置。
技术介绍
近年来，国际海运事业蓬勃发展，各国不断加强海军建设，对船舶结构和性能的研究提出了迫切的需求。这样的背景下，各国加大了国内高校船舶专业的建设，并对各高校船舶专业教学质量，尤其是对培养学生创造性思维能力和动手能力的实验教学提出了较高的要求。目前，船舶专业的实验教学主要包括船舶结构强度实验教学、船舶阻力性能实验教学、船舶耐波性能实验教学、船舶操纵性能实验教学等，关于船模浮态调整和船模倾斜的船舶静力学实验教学较少，而船舶载重量和重心位置又是实船验收中校核的关键，需要进行实船浮态调整试验和倾斜试验测量，开设船模静力学实验对专业知识的传授、学生动手能力的培养和学生未来的工作应用显得尤为重要。开发船模静力学实验装置成为解决上诉问题的关键。本专利的目的是专利技术一种适用于高等学校船舶专业实验教学的静力学实验装置，主要用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学，也适用于浮体模型水力学性能的试验研究。经检索发现，专利申请号为201020608632. 3，授权公告号为CN202159449U的技术专利“流体静力学实验装置”，包括增压管主体3及设置在其下部的循环水槽1，循环泵2，右端的缓冲密封罐4、液位计5、水-空气U形压差计6、煤油-空气U形压差计7、水银-空气U形压差计8、水-水银双液柱压差计9、水-苯甲醇微差计10，水-空气单管压力计11、水封12和上部的导流管13。在导流管的管壁上开有多个测压孔，每个测压孔通过硅胶管与各自的测压玻璃管连接。本技术由于设置了多个测点，安装有多个压差计因此可演示U形管压差计、单管压力计、液位计、微差计、液封、连通器的工作原理，可进行正负压操作，并可测定某些液体的密度。论文“船模强制运动装置可行性方案分析与设计”中， 涉及一种船模强制运动装置，该装置以AWD直线运动平台和曲柄滑块机构作为核心运动构件，实现船模的强制六个自由度运动。本专利技术专利与申请号为201020608632. 3，授权公告号为CN202159449U的技术专利“流体静力学实验装置”以及论文“船模强制运动装置可行性方案分析与设计”中涉及一种船模强制运动装置，在用途、工作原理、结构组成和形式上完全不同。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构强度高、易于加工和制造、便于拆装和搬运、使用和操作方便、测量精度高的静力学实验装置。本专利技术的目的是这样实现的船模静力学实验装置，主要包括静力学水槽(I)、连接架(2)、姿态仪(3)和数据采集与分析处理部分，静力学水槽由两段对称的槽体通过螺栓连接构成，两端槽体之间垫有防漏橡胶垫，槽体由竖钢和上、下角钢焊接构成骨架，槽体的侧壁和底面用玻璃胶粘接玻璃壁；连接架由上横槽钢、下横槽钢和竖槽钢焊接而成，固定在静力学水槽上方的中间位置； 姿态仪安装在连接架上。姿态仪(3)包括垂向测量部分和角度测量部分，垂向测量部分包括I根竖杆(33)， 竖杆两端装有拉线支柱(35)，拉线支柱之间装有拉线(37)，竖杆底部安装有竖杆连接座(34)，竖杆上套有支撑框架(29)，支撑框架上、下两端分别固定有4根支撑柱(30)，每根支撑柱上装有2根轴(31)，每根轴固定I个滚珠轴承(32)，支撑框架上方套有固定卡(44)，支撑框架的侧面安有I个线位移传感器支座(38)，线位移传感器支座上安有I个线位移传感器(39 )和一个从动轮(43 );角度测量部分包括连接在竖杆连接座上的上连接板(46 )，上连接板两侧固定有纵摇支撑板(48)，十字转轴(70)的横轴(72)两端套在2个纵摇支撑板的轴承孔中，十字转轴的纵轴(71)两端套在2个横摇支撑板(63)的轴承孔中，横摇支撑板下连有下连接板(58)，下连接板上活连接模型连接板(60)，纵摇支撑板的一侧有2根连接螺杆 (49),连接螺杆固定I块纵摇角位移传感器连接板(53),十字转轴的横轴的一端装有纵摇扇齿轮(56 )，纵摇扇齿轮与纵摇圆齿轮(57 )齿合，纵摇圆齿轮与纵摇角位移传感器(51)连接，安装在纵摇角位移传感器连接板上，横摇支撑板上安有I块横摇角位移传感器连接板 (64),十字转轴的纵轴两端装有横摇轴承(66), —个横摇轴承内侧的纵轴上装有横摇扇齿轮(67 ),横摇扇齿轮与横摇圆齿轮(68 )齿合,横摇圆齿轮与横摇角位移传感器(65 )连接， 安装在横摇角位移传感器连接板上。静力学水槽的槽体为钢骨架结构，玻璃壁面；连接架为槽钢架；姿态仪为铝合金材料。固定卡通过固定卡螺栓(45)夹紧竖杆，并将竖杆及附连构件搭于支撑框架上端的滚珠轴承上限位，模型连接板利用模型连接孔(61 )，通过木螺钉与船模活连接。固定卡通过固定卡螺栓(45)夹紧竖杆，并将竖杆及附连构件搭于支撑框架上端的滚珠轴承上限位，模型连接板利用模型连接孔(61 )，通过木螺钉与船模活连接。本专利技术的有益效果在于(I)采用了水槽、连接架、姿态仪和数据采集与分析处理部分的结构组成，使装置不仅适用于各类浮体模型水力学性能的试验研究，尤其适用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学。(2)水槽部分采用角钢骨架结构和玻璃壁面，降低了槽体自重，方便实验观察和操作，尤其是角钢骨架的连接方式保证了槽体结构的美观，增强了槽体结构的强度，而槽体的分段设置及连接方式又有利于增大槽体容积，方便槽体的拆装和移动。(3)姿态仪的独特设计不仅可以实现模型的横摇、纵摇运动，还能够实现升沉运动，同时，扇齿轮、角位移传感器、传动件的设置及轻质铝材料的选择，不仅方便横摇、纵摇、 横倾、纵倾、垂荡、升沉的测量，还使姿态仪具有较小的阻尼影响，保证了测量的精度。(4)应用了电测技术和原件、设备，使实验中横摇、纵摇、横倾、纵倾、垂荡和升沉的测量具有较高的精度，采用东华DH5920数据采集与分析处理系统，使实验数据的采集集成于一个采集界面，方便采集数据读取和输出，提高了实验效率。( 5 )本专利技术的装置容易加工和制造，成本较低，使用和操作方便。附图说明图图图图图图图图1船模静力学实验装置结构总图； 2静力学水槽单段槽体结构图；3连接架结构图；4垂向测量部分结构图；5支撑框架及其附连构件结构图； 6角度测量部分结构图；7十字转轴结构图；8数据采集与分析处理流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术专利的实施方案进行详细说明如图1-8所示，本专利技术专利包括静力学水槽I、连接架2、姿态仪3和数据采集与分 析处理部分。图中1.静力学水槽，2.连接架，3.姿态仪，4.计算机，5.数据采集器，6.供电电 源，7.数据线，8.数据采集与分析处理软件，9.1号竖钢，10. 2号竖钢，11. 3号竖钢，12. 4 号竖钢，13.1号下角钢，14. 2号下角钢，15. 3号下角钢，16. 4号下角钢，17.1号上角钢， 18. 2号上角钢，19. 3号上角钢，20.侧结构加强板，21.底结构加强板，22.结构加强角钢， 23.上横槽钢，24.下横槽钢，25.竖槽钢，26.连接座，27.槽体连接孔，28.支撑框架连接 孔，29.支撑框架，30.支撑柱，31.轴，32.滚珠轴承，33.竖杆，34本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船模静力学实验装置，主要包括静力学水槽（1）、连接架（2）、姿态仪（3）和数据采集与分析处理部分，其特征是：静力学水槽由两段对称的槽体通过螺栓连接构成，两端槽体之间垫有防漏橡胶垫，槽体由竖钢和上、下角钢焊接构成骨架，槽体的侧壁和底面用玻璃胶粘接玻璃壁；连接架由上横槽钢、下横槽钢和竖槽钢焊接而成，固定在静力学水槽上方的中间位置；姿态仪安装在连接架上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，由世洲，周广利，马良，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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