[實用新型]一種螺旋槳模型推拉力與扭矩測量無干擾組合的傳感器

有效

• 申請號: 201720380275.1
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN206710063U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 郭國虎;吳衛國;劉正國;陳皓;何晶;劉正強
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01L5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 張惠玲

技術領域

本實用新型涉及船舶與海洋工程模型試驗技術領域，特指一種螺旋槳模型推拉力與扭矩測量無干擾組合的傳感器。

背景技術

在船舶快速性物理模型試驗中，螺旋槳敞水試驗和船舶自航試驗都需要測量螺旋槳的推力和扭矩。目前最常用的測試儀器是螺旋槳動力儀，測量時將螺旋槳動力儀安裝在螺旋槳槳軸與驅動主機之間，螺旋槳的推力和扭矩通過槳軸傳遞到動力儀，這種測試方法對軸系的要求較高，軸和軸套配合緊則摩擦影響測試結果，軸和軸套配合過松則軸套漏水到船艙或敞水箱中，為了能夠既精確測量螺旋槳推力和扭矩又使船?；虺ㄋ洳粫M水，需要設計無摩擦螺旋槳動力儀，這樣在螺旋槳近端未經過軸套即測量螺旋槳的推力和扭矩，實現無摩擦測量，由于測量時不能影響周圍流場，無摩擦螺旋槳動力儀的尺度有較大的限制，體現為推拉力扭矩傳感器的尺度限制，而傳感器是無摩擦動力儀的關鍵部位，推力和扭矩不能相互干擾對方的測量，單方面也需要達到足夠的靈敏度，設計合理的傳感器是關鍵。

實用新型內容

針對以上問題，本實用新型提供了一種螺旋槳模型推拉力與扭矩測量無干擾組合的傳感器，通過推拉力測試區的特殊結構設計，能夠使推拉力感應結構區在推拉力作用下應變最大，同時由于該區的扭矩釋放結構扭矩不會引起該結構區產生明顯的應變，另外，通過推拉力測試區的扭矩傳遞彈性結構的設計，能夠有效地傳遞扭矩，同時不會使該區域由于扭矩產生明顯的變形，又能使推力在此區域產生明顯差動位移而帶動推力感應結構產生足夠的應變。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種螺旋槳模型推拉力與扭矩測量無干擾組合的傳感器，包括傳感器本體，傳感器本體上設有螺旋槳固定區、推拉力測試區、扭矩測試區與動力傳動連接區，螺旋槳固定區上固定安裝有螺旋槳，動力傳動連接區固定安裝于驅動主機上，傳感器本體通過推拉力測試區與扭矩測試區可分別測出螺旋槳工作狀態下的推拉力和扭矩。

進一步而言，所述螺旋槳固定區設有緊固螺栓、槳軸位與軸肩，槳軸位上設有鍵槽，螺旋槳通過緊固螺栓固定于鍵槽內，螺旋槳工作時的扭矩和推拉力通過軸肩傳遞至推拉力測試區。

進一步而言，所述推拉力測試區設有扭矩傳遞彈性結構、推拉力感應結構與扭矩釋放結構，螺旋槳工作時的扭矩通過扭矩傳遞彈性結構傳遞至扭矩測試區，推拉力感應結構與扭矩釋放結構對應設置，推拉力感應結構上粘貼有推拉力應變片。

進一步而言，所述扭矩測試區設有扭矩感應結構，扭矩感應結構上粘貼有扭矩應變片。

進一步而言，所述動力傳動連接區設有連接定位孔與連接緊位孔，動力傳動連接區通過連接定位孔連接于驅動主機的轉軸上，并通過連接緊位孔固緊。

本實用新型有益效果：

1.通過推拉力測試區的特殊結構設計，能夠使推拉力感應結構區在推拉力作用下應變最大，同時由于該區的扭矩釋放結構扭矩不會引起該結構區產生明顯的應變；

2.通過推拉力測試區的扭矩傳遞彈性結構的設計，能夠有效地傳遞扭矩，同時不會使該區域由于扭矩產生明顯的變形，又能使推力在此區域產生明顯差動位移而帶動推力感應結構產生足夠的應變；

3.本實用新型所涉及的結構能夠使尺寸較小，能滿足大部分的船模自航試驗和螺旋槳敞水試驗結構尺寸和安裝尺寸限制要求。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構立體圖；

圖2本實用新型整體結構平面圖；

圖3是圖2俯視結構圖；

圖4是圖1中A-A位置剖視圖。

1.螺旋槳固定區；10.緊固螺栓；11.槳軸位；12.鍵槽；13.軸肩；2.推拉力測試區；20.扭矩傳遞彈性結構；21.推拉力感應結構；22.扭矩釋放結構；3.扭矩測試區；30.扭矩感應結構；4.動力傳動連接區；40.連接定位孔；41.連接緊定孔。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型的技術方案進行說明。

如圖1至圖4所示，本實用新型一種螺旋槳模型推拉力與扭矩測量無干擾組合的傳感器，包括傳感器本體，傳感器本體上設有螺旋槳固定區1、推拉力測試區2、扭矩測試區3與動力傳動連接區4，螺旋槳固定區1上固定安裝有螺旋槳，動力傳動連接區4固定安裝于驅動主機上，傳感器本體通過推拉力測試區2與扭矩測試區3可分別測出螺旋槳工作狀態下的推拉力和扭矩。以上所述構成本實用新型基本結構。