[發明專利]一種淺水波浪水池造流系統

有效

• 申請號: 201510363778.3
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104929079B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 田新亮;楊建民;熊宏;彭濤;李欣;寇雨豐
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種淺水波浪水池造流系統，其特征在于，包括

造流泵，所述造流泵用于驅動水流；

流管，所述流管用于引導水流；

噴頭，所述噴頭通過所述流管與所述造流泵相連，所述噴頭用于發射水流，以形成流；

轉向系統，所述轉向系統用于操縱所述噴頭的轉動方向，以調整水流的方向；

第一伺服電機，所述第一伺服電機用于操縱所述轉向系統；

造流控制系統，所述造流控制系統用于控制所述造流泵，以控制水流的速率；所述造流控制系統還用于控制所述第一伺服電機，以使所述第一伺服電機操縱所述轉向系統；

所述造流控制系統包括速度計、數據采集卡、控制計算機、造流泵控制器和電機控制器；所述速度計設置在所述噴頭處，用于測量水流的速度；所述控制計算機與所述數據采集卡相連，所述數據采集卡將采集到的水流的實際速度數據傳輸到所述控制計算機中；所述控制計算機中安裝有控制程序，所述控制程序根據水流的實際速度和目標速度作出決斷，向所述電機控制器發送信號，從而所述電機控制器控制所述第一伺服電機轉動，以調整水流的方向，或者所述控制程序向所述造流泵控制器發送信號，所述造流泵控制器控制所述造流泵的功率，以調整水流的速率；

所述淺水波浪水池造流系統安裝在造波機的造波板上；所述造波機還包括機架、第二伺服電機、變速箱、傳動系統、皮帶系統和造波控制系統；所述機架焊接于水槽內，用于支承所述造波機的其他構件；所述第二伺服電機固定在所述機架的外側，用于驅動所述造波機的運轉；所述變速箱固定在所述第二伺服電機上，用于轉換所述第二伺服電機的轉速和扭矩；所述傳動系統安裝在所述機架內，用于將所述第二伺服電機的轉動傳送至所述皮帶系統；所述皮帶系統用于推動所述造波板；所述造波板包括搖板，所述搖板用于推動水體，產生波浪；所述轉向系統和所述噴頭安裝在所述搖板上，多個所述噴頭均勻分布在所述造波板上，具體地為分布在所述搖板上，通過改變不同部位的噴頭所發射的水流大小形成均勻流或剖面流；且在所述造波機的所述搖板運動的情況下，所述噴頭向波的傳播方向噴射水流，并實時控制噴頭的轉向，以實現水流方向的控制；所述造波控制系統用于控制所述第二伺服電機，以實時監視和控制所述第二伺服電機的轉動，使造波板的角度符合目標值；所述速度計設置有一個或多個。

2.一種如權利要求1所述的淺水波浪水池造流系統的造流方法，其特征在于，所述造流方法包括：

通過所述造流泵抽取水流，所述水流經過所述流管后由所述噴頭發射形成流，通過速度計對水流進行測量，得到水流的速度；通過造流控制系統監測水流的速度，并將測得的實際速度與目標速度進行比較，根據比較結果分別控制造流泵和第一伺服電機，從而調整水流的速率和方向，最終使每一時刻的水流速度接近目標速度；所述造波板的所述搖板用于推動水體，產生波浪；所述轉向系統和所述噴頭安裝在所述搖板上，多個所述噴頭均勻分布在所述造波板上，具體地為分布在所述搖板上，通過改變不同部位的噴頭所發射的水流大小形成均勻流或剖面流；且在所述造波機的所述搖板運動的情況下，所述噴頭向波的傳播方向噴射水流，并實時控制噴頭的轉向，以實現水流方向的控制；所述造波控制系統用于控制所述第二伺服電機，以實時監視和控制所述第二伺服電機的轉動，使造波板的角度符合目標值；

如果所述造流控制系統測得的實際速率大于目標速率，則所述造流控制系統控制所述造流泵減小功率以減小水流；如果所述造流控制系統測得的實際速率小于目標速率，則所述造流控制系統控制所述造流泵增大功率以增大水流；

如果所述造流控制系統測得的實際速度的方向與目標速度的方向有偏差，則所述造流控制系統控制所述第一伺服電機，以使所述第一伺服電機控制所述轉向系統，從而調整水流的方向，最終使水流的實際速度的方向與目標速度的方向相同；如果所述造流控制系統測得的實際速度的方向與目標速度的方向相同，則所述第一伺服電機處于待機狀態；

在整個造流過程中，所述造流控制系統將不停地工作，實時監測水流的速率和方向。