[發明專利]一種垂直面平面運動結構

有效

• 申請號: 201710044307.5
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106596048B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 寇雨豐;肖龍飛;郭英豪;彭濤;李俊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發明公開了一種垂直面平面運動機構，包括：安裝支架，為方筒形且豎直布置；輸出板，位于所述安裝支架底部，與外部的試驗模型相連；驅動組件，豎直安裝在所述安裝支架的兩個相對面的外壁，并與所述輸出板鉸接，用于驅動所述輸出板進行垂蕩、縱搖或耦合運動；以及穩定組件，豎直安裝在方筒形安裝支架的另外兩個相對面的內壁，并與所述輸出板鉸接，用于約束輸出板，使其不產生水平偏移。與現有的垂直面平面運動機構相比，通過穩定組件的采用，使得本發明具有運動頻率更廣、運動精度更高、使用壽命更長等優點。

技術領域

本發明涉及船舶與海洋工程以及機械工程領域，具體涉及一種垂直面平面運動機構。

背景技術

垂直面平面運動機構是研究水面艦船、海洋平臺以及水下運動體水動力系數，并進一步研究其運動性能的重要設施。現有垂直面平面運動機構往往采用液壓缸、電動缸、滾珠絲杠、十字滑框等傳動方法，存在運動慣性大、運行頻率受限、振動大、易變形、運動精度較低等缺點。例如：公開號為201020500845.4，名稱為垂直平面運動機構的振蕩裝置的中國發明專利公開了一種垂直面平面運動機構，其采用伺服電機驅動偏心滑塊正弦發生裝置，通過調節偏心滑塊的偏心距改變振幅，存在搖蕩振幅小、結構復雜、運動精確較低等問題。專利申請號為201310566470.X的中國發明專利中公開了一種垂直面平面運動機構，通過伺服電機結合電動缸的方式驅動機構的運動，取代傳統的機械式正弦發生裝置，實現船模的升沉、縱搖/橫搖運動，但是該機構存在機構磨損嚴重、定位精度差、輸出運動頻率低的問題。

發明內容

本發明提供一種垂直面平面運動結構，以解決現有技術中存在的運動頻率受限、易變形、運動精度低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種垂直面平面運動機構，包括：安裝支架，為方筒形且豎直布置；輸出板，位于所述安裝支架底部，與外部的試驗模型相連；驅動組件，豎直安裝在所述安裝支架的兩個相對面的外壁，并與所述輸出板鉸接，用于驅動所述輸出板進行垂蕩、縱搖或耦合運動；以及穩定組件，豎直安裝在方筒形安裝支架的另外兩個相對面的內壁，并與所述輸出板鉸接，用于約束輸出板，使其不產生水平偏移。

作為優選，所述驅動組件為對稱設置的兩組。

作為優選，所述驅動組件包括：位于所述安裝支架頂部的伺服電機、設置在所述安裝支架外壁并與所述伺服電機連接的直線模組以及與所述直線模組連接的垂向推桿，所述垂向推桿通過推桿鉸鏈與所述輸出板鉸接。進一步的，所述直線模組采用同步帶型直線模組，輸出的運動行程大、運動頻率高、運動噪聲小；同步帶型直線模組固定在方筒形安裝支架上，保證所輸出直線運動的直線度，防止橫向偏斜。

作為優選，所述推桿鉸鏈包括：壓板、滑塊、鉸鏈支座和轉動軸，其中，所述鉸鏈支座固定在所述輸出板上，所述壓板平行固定在所述鉸鏈支座上，所述滑塊設在所述壓板上并通過轉軸與所述垂向推桿鉸接。

作為優選，所述壓板上開設有長圓孔，所述長圓孔的長軸與輸出板的長度方向平行。本發明通過在壓板上開設長圓孔，推桿鉸鏈的轉動軸穿過滑塊，該滑塊能在壓板的長圓孔之中滑動，使得該驅動組件輸出縱搖/橫搖運動時，推桿鉸鏈不會卡死，并減小應力集中，降低損耗。

作為優選，所述穩定組件包括：分別安裝在所述安裝支架的兩相對面內壁上的一對直線導軌、與所述直線導軌緊配且可以沿所述直線導軌滑動的穩定桿，所述穩定桿與所述輸出板鉸接。

作為優選，所述穩定桿通過穩定桿鉸鏈與所述輸出板的中心鉸接。

作為優選，所述穩定桿鉸鏈包括：鉸鏈板、中間軸和鉸鏈座，其中，所述鉸鏈座固定在所述輸出板的中心，所述鉸鏈板設置在所述穩定桿內側并通過中間軸與所述鉸鏈座連接。具體地，本發明利用沿直線導軌運動的穩定桿約束輸出板使其不產生水平偏移，一方面保證試驗模型中心始終在指定的試驗位置，另一方面起到提高輸出板運動精度、降低長圓孔磨損的作用。

作為優選，所述鉸鏈板之間設置有調整墊圈，該調整墊圈套設在所述中間軸上。