[實用新型]多角度物體入水和興波運動實驗裝置

有效

• 申請號: 201520896190.X
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN205209739U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 孫士麗;倪寶玉;武奇剛;胡健;崔冰;劉言峰;王瑾
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種船舶與海洋工程實驗領域的實驗裝置，尤其涉及一種多角度物體入 水和興波運動實驗裝置，主要應用于結構物入水實驗和興波運動實驗的研究。

背景技術

近年來，中國提出了“一路一帶”、“21世紀海上絲綢之路”等國家未來發展戰略，船 舶和海洋工程領域得到了極大的重視。結構入水問題和興波運動問題是船舶和海洋工程領域 的研究熱點。結構物入水問題在海洋平臺和船舶入水砰擊，水上飛機海上起降、導彈魚雷入 水等方面具有重要的工程價值。結構物入水根據入水速度可以分為高速入水和低速入水。結 構物入水問題是一個復雜的問題，在結構物以一定速度撞擊水面或由空氣進入水中的過程， 涉及到了固、液、氣相互耦合作用等一系列復雜的物理問題。結構物入水的角度和速度，結 構物頭部的形狀，結構物的材料特性等都會對入水問題有重要的影響。興波運動問題在船型 優化設計中有很重要的影響，船舶靜水阻力主要由粘性阻力和興波阻力組成，而在一定的 Froude數范圍內，興波阻力對船型的變化比較敏感，如果能夠適當修改船型，有可能使船舶 的興波阻力明顯降低，從而降低船舶的總阻力。

在已有的入水實驗技術中，專利申請號為CN201410287171，授權公告號為 CN104101478A的專利“一種結構物入水實驗發射裝置”，通過彈筒和法蘭調節結構入水的 速度和角度。專利申請號為201510106458.X，授權公告號為CN104697737A的專利“一種海 洋結構物入水砰擊實驗裝置”，通過拋載系統和電磁鐵實現對物體的入水控制。

在結構物入水實驗中，結構物的入水時的角度和速度兩個關鍵點?，F有的入水實驗裝置 存在許多不足：

(1)對于結構物入水角度的調節沒有考慮或者角度控制方式過于簡單，導致測量結果存 在誤差，數據的精度難以保證，不能達成預期的實驗效果；

(2)對于結構物入水方式的實現過于單一，不能綜合實現自由入水、強迫入水(勻速和 變速)等多種入水方式，提高了實驗成本；

(3)實驗裝置功能過于單一，只能進行單一的入水實驗，對于其他類型的實驗沒有適用 性，實驗裝置利用率較低。

發明內容

本實用新型的目的是為了實現入水方式多樣化，入水角度、入水速度可控且，同時適用 于模型不同浸水深度時的水面和水下興波實驗而提供一種多角度物體入水和興波運動實驗裝 置。

本實用新型的目的是這樣實現的：包括實驗水槽、驅動系統支撐架、水平實驗臺和垂直 實驗臺，所述驅動系統支撐架包括相互連接的支撐架框架和三角支撐件，所述三角支撐件上 設置有系統配重，所述支撐框架的兩個豎直段對稱設置有兩根垂直導軌，在兩根豎直導軌的 下端的支撐架框架上還分別設置有緩沖墊所述垂直實驗臺包括安裝在支撐架框架上的垂直實 驗臺框架、安裝在垂直實驗臺框架上的滾珠絲杠伺服電機、與滾珠絲杠伺服電機輸出端連接 的滾珠絲杠和安裝在滾珠絲杠上的絲杠套筒，且所述滾珠絲杠的兩端通過兩個U型支撐架設 置在支撐架框架的兩個豎直段之間，所述水平實驗臺包括安裝在兩根垂直導軌上的可移動是 水平實驗臺框架、對稱設置在水平實驗臺框架兩側的兩根水平滑軌、安裝在水平實驗臺框架 上的齒輪齒條伺服電機、安裝在齒輪齒條伺服電機輸出軸上的齒輪、安裝在第一水平滑軌上 的齒條、與齒條的無齒端固連的水平移動臺和安裝在水平移動臺中間下方位置的實驗模型連 接板，所述齒輪與齒條嚙合且齒條可沿著第一水平滑軌移動，所述水平移動平臺的端部安裝 在第二水平滑軌上并能沿著第二水平滑軌移動，所述水平實驗臺框架上還安裝有連接方管， 連接方管通過連接角鐵與絲杠套筒固連，所述實驗模型連接板的中心上設置有實驗模型連接 桿，所述實驗模型連接板上還設置有電磁體，實驗模型安裝在電磁鐵上，所述實驗水槽設置 在水平實驗臺框架的下方。

本實用新型還包括這樣一些結構特征：

1.所述支撐架框架的豎直段設置有用來限制水平實驗臺豎直運動行程兩個垂直限位器 和兩個垂直位置傳感器，所述水平實驗臺框架上設置有用來限制水平移動平臺行程的兩個水 平限位器和兩個水平位移傳感器。

2.還包括計算機設備、動力柜和高速攝影系統，所述滾珠絲杠伺服電機、齒輪齒條伺服 電機分別通過電纜與動力柜連接，動力柜通過電纜與計算機設備連接。