[發明專利]主動反射補償伺服式單板造波裝置

無效

• 申請號: 201010175111.8
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101832855A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 顧民;魏納新;孫強;祁江濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇二研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;E02B1/02
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術領域

本發明屬于水動力試驗測試領域，涉及用于水槽或水池的單板式波浪模擬機構，具體涉及一種主動反射補償伺服式單板造波裝置。

背景技術

在波浪模擬試驗中，試驗水池的四周池壁是一個封閉的邊界，當某邊池壁的造波機產生的進行波傳遞到水池中的被試驗物體或池壁時會產生反射波；反射波傳遞到造波機時又會產生再反射波。再反射波在實際海面上是不存在的，因為實際的海面的邊界是開放式的，反射波在廣闊的海域傳遞過程中，其能量已被消耗掉。試驗水池中再反射波的存在會使期望的入射波場產生畸變，使波浪環境的模擬失真，從而影響模型試驗結果的精確度，這是長期困擾波浪模型試驗的難題。

現有造波機的造波驅動裝置主要為鼓風機、慣性電機或液壓驅動裝置，采用鼓風機或慣性電機的造波裝置存在波浪模擬頻率較低和控制精度不高的缺點，而液壓驅動裝置由于機構比較復雜，造價較高，維護保養成本也較高。

發明的內容

為了克服現有技術的不足之處，申請人經過研究改進，提供一種主動反射補償伺服式單板造波裝置，在造出符合試驗精度要求的波浪的同時，能夠有效消除從船模、對面池壁和消波裝置上反射回來的波浪，提高水池或水槽波浪模擬的質量，同時提高造波板的控制精度，簡化的驅動機構，降低維護保養成本。

本發明的技術方案如下：

一種主動反射補償式單板造波裝置，包括順序連接的計算機控制驅動系統、機械系統和波浪測量反饋系統；

所述計算機控制驅動系統由計算機控制單元、電機驅動單元和交流伺服電機組成；計算機控制單元接收目標信號，通過電機驅動單元驅動交流伺服電機，交流伺服電機將動能傳遞到所述機械系統，并將位置信號反饋給計算機控制單元及電機驅動單元，計算機控制單元同時接收所述波浪測量反饋系統傳來的浪高反饋信號；

所述機械系統由聯軸節、軸承、絲桿、滑塊、傳動桿及搖板組成；絲桿通過軸承安裝在固定位置，所述交流伺服電機通過聯軸節與絲桿連接，絲桿上設有滑塊，滑塊通過傳動桿連接搖板，搖板連接所述波浪測量反饋系統；

所述波浪測量反饋系統由浪高儀及信號電纜組成；浪高儀與所述搖板連接，浪高儀通過信號電纜與所述計算機控制單元連接。

本發明的有益技術效果是：

(1)本發明采用主動反射補償造波技術，在造出符合試驗精度要求的波浪的同時，能夠有效地消除從船模、對面池壁和消波裝置上反射回來的波浪，吸收反射波80％以上，從而避免它們撞擊造波機構再次產生反射波，有效提高水池或水槽波浪模擬的質量。

(2)本發明采用伺服電機作為驅動裝置，計算機控制單元采用步進電機控制卡和編碼器計數卡進行雙位置控制，有效提高頻率響應，提高控制精度，簡化驅動機構，大大降低了維護保養的成本。

(3)機械部分采用絲桿驅動，控制部分采用浪高及位置雙信號反饋，提高了控制精度。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是搖板造波的工作方式示意圖。

圖3是主動反射補償結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。

如圖1所示，本發明包括順序連接的計算機控制驅動系統A、機械系統B和波浪測量反饋系統C。

見圖1，計算機控制驅動系統A由計算機控制單元1、電機驅動單元2和交流伺服電機3組成。計算機控制單元1接收目標信號，通過電機驅動單元2驅動交流伺服電機3，交流伺服電機3將動能傳遞到機械系統B，并將位置信號反饋給計算機控制單元1及電機驅動單元2，計算機控制單元1同時接收波浪測量反饋系統C傳來的浪高反饋信號。

見圖1，機械系統B由聯軸節4、軸承5、絲桿6、滑塊7、傳動桿8及搖板9組成。絲桿6通過軸承5安裝在固定位置，交流伺服電機3通過聯軸節4與絲桿6連接，絲桿6上設有滑塊7，滑塊7通過傳動桿8連接搖板9，搖板9連接波浪測量反饋系統C。

見圖1，波浪測量反饋系統C由浪高儀10及信號電纜11組成。浪高儀10與搖板9連接，浪高儀10通過信號電纜11與計算機控制單元1連接。

下面說明本發明的工作原理：