[發(fā)明專利]雙自由度海洋浮動平臺仿真裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910052463.1
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101576433A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軼倫;謝鑫;竺仁;顧妍;巨永林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G05D3/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海洋工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種模擬海浪波動的頻率、角度可調(diào)的雙自由度海洋浮動平臺仿真裝置。

背景技術(shù)

目前海洋浮式平臺的研究都選擇在人造水池中通過造波機(jī)等設(shè)備制造模擬海洋環(huán)境來進(jìn)行實驗，這種方法雖能較為接近的模擬實際情況，但其場地要求高、設(shè)備眾多，投資高昂。對于中小型的海洋模擬實驗，往往沒有如此高的預(yù)算來支持建造人造水池作為實驗裝置。

通過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索，中國專利CN1614376A、中國專利CN2518096Y和中國專利CN101201291都分別提出了各自的海洋平臺仿真裝置，但有些設(shè)計復(fù)雜，裝置龐大，有些不能滿足大型實驗需要或不能靈活調(diào)節(jié)各項參數(shù)。

另外中國專利“單自由度可調(diào)振幅平臺”(申請?zhí)?00810201923.8)中提出了一種單自由度可調(diào)振幅平臺，該技術(shù)自述：一種海洋工程技術(shù)領(lǐng)域的單自由度可調(diào)振幅平臺，包括：平臺、A型支撐、平臺與支撐間連接裝置、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及底板，曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動平臺做往復(fù)擺動，以兩側(cè)A型支撐作為平臺轉(zhuǎn)動軸線。所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)由行星多孔圓盤曲柄和連桿組成，行星多孔圓盤曲柄設(shè)有圓盤中心軸孔和多個行星孔，圓盤中心軸孔與電機(jī)軸配合連接，行星孔與連桿配合。行星多孔圓盤曲柄上中心軸孔與各行星孔間距對應(yīng)不同曲柄長度，連桿與不同行星孔連接即可改變平臺振幅。該技術(shù)雖然通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動平臺擺動，由行星多孔圓盤形式的曲柄能夠調(diào)節(jié)平臺振幅。但是并不能真實的模擬復(fù)雜海洋環(huán)境，也不能模擬艏搖和橫搖或縱搖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺點，提出一種雙自由度海洋浮動平臺仿真裝置，使其將所有環(huán)境因素簡化合成為浮式平臺的周期性擺動和轉(zhuǎn)動，通過機(jī)械方式驅(qū)動平臺來代替水池模擬方法，并且該平臺的自由度以及擺動角度、頻率可調(diào)，調(diào)節(jié)方式簡單、迅速。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：平臺、兩A型支撐、夾具-軸組合裝置、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、第一減速電機(jī)、第一底板、第一行程控制機(jī)構(gòu)、第二減速電機(jī)、第二行程控制機(jī)構(gòu)、第二底板、第二減速電機(jī)底座、第二行程控制機(jī)構(gòu)支架，平臺的兩邊中間各設(shè)一個固定在第一底板上的A型支撐，夾具-軸組合裝置連接平臺和兩A型支撐，平臺另兩邊的其中一邊中間連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)，第一底板上固定設(shè)置第一減速電機(jī)，第一底板設(shè)置在第二底板上，第一底板與第二底板通過錐齒齒輪組嚙合連接，第一行程控制機(jī)構(gòu)固定在第一底板上，第二行程控制機(jī)構(gòu)固定在第二行程機(jī)構(gòu)支架上。第二底板上固定設(shè)置第二減速電機(jī)底座，第二減速電機(jī)底座上固定設(shè)置第二減速電機(jī)。第二底板通過底腳膨脹螺栓固定設(shè)置于地面。

所述的平臺為四邊形。

所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一減速電機(jī)上。

所述的第一減速電機(jī)前設(shè)置第一交流變頻調(diào)速器。

所述的第二減速電機(jī)前接一第二交流變頻調(diào)速器。

所述的第一底板小于第二底板。

所述的第一底板和第二底板之間通過轉(zhuǎn)盤形成轉(zhuǎn)動連接。

所述的第一底板下和第二底板上表面設(shè)置導(dǎo)向滾輪，導(dǎo)向滾輪在第二底板上滑動。

所述的轉(zhuǎn)盤由上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤和滾珠構(gòu)成，上轉(zhuǎn)盤固定于第一底板的下表面，下轉(zhuǎn)盤固定于第二底板的上表面，滾珠位于上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤之間。

所述的錐齒齒輪組由水平傘齒輪、垂直傘齒輪構(gòu)成，第一底板上設(shè)置水平傘齒輪，第二底板上的第二減速電機(jī)的輸出軸段上設(shè)置垂直傘齒輪，兩齒輪嚙合構(gòu)成錐齒齒輪組。

所述的第一底板上設(shè)置第一行程控制機(jī)構(gòu)，該第一行程控制機(jī)構(gòu)包括兩個行程開關(guān)，第一行程控制機(jī)構(gòu)的位置在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的一側(cè)。

所述的第一行程控制機(jī)構(gòu)包括一立板、兩個滾輪手柄式行程開關(guān)，立板固定在第二底板上，立板再固定于第二行程控制機(jī)構(gòu)支架上。

所述的立板通過螺栓和墊圈連接兩長形板，兩長形板可繞螺栓轉(zhuǎn)動，以調(diào)整與撥片撞擊的位置，兩個滾輪手柄式行程開關(guān)分別設(shè)置在兩長形板上，兩長形板分別通過鉆孔與立板固定，在立板上設(shè)有按照長形板轉(zhuǎn)動軌跡所鉆的定位孔。

所述的兩個滾輪手柄式行程開關(guān)分別設(shè)置在兩個長形板上。

本發(fā)明的工作原理為：在單自由度可調(diào)振幅平臺實現(xiàn)平臺垂直方向繞軸擺動的同時，用第二減速電機(jī)驅(qū)動錐齒齒輪組，使平臺可以整體相對于地面實現(xiàn)另一個轉(zhuǎn)動自由度。本發(fā)明采用機(jī)械裝置來進(jìn)行水波模擬，電機(jī)驅(qū)動機(jī)械平臺，通過改變電機(jī)的驅(qū)動頻率和行程開關(guān)撥片的位置達(dá)到平臺在兩個自由度的頻率和角度可調(diào)。兩個自由度其一為平臺繞中軸的擺動自由度，其二為平臺相對地面的旋轉(zhuǎn)自由度。本發(fā)明通過兩個自由度的運動配合更加真實的模擬海浪波動。