[發明專利]一種船模強制橫搖器

在審

• 申請號: 201710813828.2
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107507505A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 司鴻翔;郭涵慧;莊陳怡;潘松;楊松林;劉曼;張迪
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及船模強制橫搖器，屬于船舶工程技術領域。

背景技術

船舶在海上風浪中的橫搖運動對船舶的安全及使用性能有很大的影響。由于劇烈的橫搖可能會引起船艙內貨物的移動造成船舶傾復。橫搖運動還會降低船舶的動穩性儲備增加在風浪中的傾復的危險。此外橫搖還會使海上工作船舶以及漁船等工作條件惡化甚至無法工作。因此在設計階段判斷估計船在風浪中的搖擺情況作為設計的參考是很重要的。船模橫搖試驗是估計船舶在風浪中橫搖情況的一種很好的方法。

經檢索發現，專利申請號為201210532878.0，授權公布號為CN102982709A的發明專利“一種船模靜力學實驗裝置”，包括控靜力學水槽1、連接架2、姿態儀3和數據采集與分析處理部分。姿態儀包括支撐框架29、支撐柱30、線位移傳感器39、縱搖角位移傳感器51、橫搖角位移傳感器65等等，用于實現船模升沉、垂蕩、縱傾、縱搖、橫傾、橫搖的測量，包括垂向測量部分和角度測量部分。垂向測量部分用于實現升沉和垂蕩的測量，角度測量部分用于實現縱傾、縱搖、橫傾和橫搖的測量。數據采集與分析處理部分用于采集和分析船模的升沉、垂蕩、縱傾、縱搖、橫傾和橫搖。數據采集與分析處理系統包括數據采集器5和數據采集與分析處理軟件8，可實現3通道數字信號的采集與分析處理。從而實現船模的強制六個自由度運動與數值處理分析。該實驗裝置主要用于船模浮態調整實驗教學和船模傾斜實驗教學，著重于船模發生橫搖時橫搖角位移等信息數據的采集，也可用于浮體模型水力學性能的試驗研究。

經檢索發現，專利申請號為CN201410333812.8，公開號為CN104123866A的發明專利，提供的是一種船模強迫橫搖實驗裝置，包括固定裝置、控制與驅動裝置和數據采集裝置，固定裝置包括底板和安裝在底板上的框架，還包括曲柄導軌移動裝置和連桿驅動裝置，曲柄導軌移動裝置包括安裝在直線導軌支座上的一號水平導軌及二號水平導軌、與一號水平導軌及二號水平導軌配合的一號滑塊及二號滑塊、與兩個滑塊固連的豎直導軌、與豎直導軌配合的豎直滑塊和與豎直滑塊連接的曲柄，所述曲柄中間位置和控制與驅動裝置連接，所述連桿驅動裝置包括推桿和連桿，推桿的一端與一號滑塊固連、另一端與連桿連接，連桿的下端與數據采集裝置連接。該發明裝置用于船舶橫搖水力學性能的試驗研究。

對于此類實驗，現廣泛使用的實驗場地——波浪水池“大材小用”，具有耗費高、費時間、不穩定等缺點。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種船模強制橫搖器，充分利用該裝置的低成本、靈活性、便捷性，有效彌補了依賴于波浪水池的缺點，從而有效推動小幅度船模橫搖實驗以及橫搖衰減實驗向耗費低、普及化的方向發展。

技術方案：為實現上述目的，本發明的船模強制橫搖器，包括外板、動力系統和傳動系統，所述動力系統安裝在外板上，動力系統與傳動系統連接，所述動力系統包含舵機、墊板和肋板，所述舵機固定在墊板上，墊板通過肋板固定在外板上，舵機與控制系統連接，所述傳動系統包含傳動軸、滾輪和載重裝置，所述傳動軸與舵機連接，滾輪位于傳動軸上，載重裝置位于傳動軸的端部。

作為優選，所述外板上安裝有限制滾輪轉動范圍的護板，通過兩個護板呈扇形分布，形成一個扇形區域，將傳動軸限制在扇形區域內。

作為優選，所述護板通過肘板與外板連接。

作為優選，所述傳動軸上設有若干個連接孔，傳動軸可以以不同半徑轉動實現不同幅度的橫搖。

作為優選，所述載重裝置包含若干個載重輪，所述載重輪通過固定板安裝在傳動軸上。

在本發明中，滾輪安裝在轉動軸首部約三分之一處，并與載重輪通過軸承連接，在載重輪前側即轉動軸首部通過螺釘設有一塊固定板。載重輪可根據船模實驗需求進行增減。滾輪與載重輪通過固定釘與連接扣與舵機相連接。所述邊界限定系統包含護板、肘板，兩護板對稱固定于外板兩側，以肘板加固，以限定轉動軸的轉動范圍。控制系統為嵌入式單片機控制系統，嵌入式單片機控制系統可通過舵機控制系統設定船模強制橫搖器以兩種模式進行工作，兩種模式分別為標準模式和衰減模式，其中標準模式使舵機以固定頻率轉動，可使裝載有本專利所述的橫搖器的船模以固定頻率橫搖；衰減模式可使舵機以遞減速率轉動，可控制船舶按照設定的最大速率，使船模模擬橫搖自由衰減達到橫搖，直至停止。