[發明專利]一種船冰碰撞水池實驗裝置

有效

• 申請號: 201910502470.0
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110095254B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李志富;祖建峰;王志東;趙橋生;陳永強
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明屬于船舶制造技術領域，具體地說，是一種新型船冰碰撞水池實驗裝置，該實驗裝置設置在一個矩形水池內，包括海冰固定機構、彈性阻尼機構、海冰橫移機構、海冰縱移機構和船體縱移機構，海冰固定機構安裝在彈性阻尼機構的前端，海冰彈性阻尼機構安裝在海冰橫移機構的下端，海冰橫移機構通過頂部的滾輪安裝在海冰縱移動機構連接架上，海冰縱移機構和船體縱移機構安裝在橫跨水池的支架上，本發明披露的新型船冰碰撞水池實驗裝置，可以在室內水池中實現船冰碰撞物理模型實驗研究，并能夠根據研究需要，靈活地調整船冰碰撞相對速度和相對位置。

技術領域

本發明屬于船舶制造技術領域，具體地說，是一種船冰碰撞水池實驗裝置。

背景技術

隨著全球氣候變暖，極地冰層厚度和覆蓋面積的不斷縮減，各國對極地的探索不斷加深，極地成為了各國爭奪的重要戰略要地。北極不僅僅擁有著非常豐富的自然資源，北極航線的開辟更加的誘人。一旦北極航線開辟，勢必會帶來世界海上貿易重心的轉移，對地區和國際局勢產生深遠影響。隨著北極地區航道資源和自然資源開發的逐步進行，影響船舶安全航行的船冰碰撞問題日益突出。

由于船冰碰撞的復雜性，許多地方無法用理論知識得到很好解釋，實船實驗的價值又非常的昂貴。因此，開展相關的水池模型實驗顯得尤為重要。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種船冰碰撞水池實驗裝置，可以在室內水池中實現船冰碰撞物理模型實驗研究，并能夠根據研究需要，靈活地調整船冰碰撞相對速度和相對位置。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種船冰碰撞水池實驗裝置，該實驗裝置設置在一個矩形水池內，包括海冰固定機構、彈性阻尼機構、海冰橫移機構、海冰縱移機構和船體縱移機構。海冰固定機構安裝在彈性阻尼機構的前端，彈性阻尼機構安裝在海冰橫移機構的下端，海冰橫移機構通過頂部的滾輪安裝在海冰縱移動機構的連接架上，海冰縱移機構和船體縱移機構安裝在橫跨水池的支架上。

在上述技術方案中，海冰固定機構包括：剛性桿、彈性網和傳感器。彈性網通過繩索安裝在兩根剛性桿的中間，兩根剛性桿分布在同一水平線上，彈性網上均勻分布著傳感器，用來檢測海冰的姿態；彈性阻尼機構包括：外殼、阻尼器、彈簧、推桿和螺釘。推桿前端呈圓環狀并與海冰固定機構的剛性桿配合，推桿后端連接著彈簧，彈簧的另一端連接著阻尼器，推桿、彈簧和阻尼器一同被安裝在外殼里。彈性阻尼機構尾端有螺紋孔，通過螺釘安裝在海冰橫移機構上；海冰橫移機構包括：電機、小齒輪、大齒輪、角接觸球軸承、中心轉軸、平行鍵、銷、滾輪、海冰橫移支架、螺釘和時間繼電器。電機通過螺釘固定在海冰橫移支架上，并且和時間繼電器連接。小齒輪通過軸肩和平行鍵固定在電機輸出軸上，小齒輪和大齒輪嚙合。大齒輪安裝在中心轉軸上，中心轉軸通過軸肩和平行鍵實現軸向固定和周向固定。同時中心轉軸被加工成階梯軸，用來軸向約束零件的移動。角接觸球軸承安裝在中心轉軸上并與海冰橫移支架的軸承底座配合。中心轉軸的兩端各安裝了1個滾輪，用銷和軸肩來約束滾輪的軸向移動。橫移支架的頂部兩側安裝有了6個滾輪，支架兩側的滾輪和中心轉軸上的滾輪一同實現支架的橫移；海冰縱移機構包括：海冰縱移支架、螺母、吊桿、連接架、電機裝配體。電機裝配體包括：電機、小齒輪、大齒輪、平行鍵、轉軸、滾子和角接觸球軸承。連接架安裝在吊桿的一端并通過螺母固定。吊桿的另一端與海冰縱移支架配合，連接架和海冰縱移支架用四根完全相同的吊桿連接。海冰縱移支架的支腳處安裝有電機裝配體，電機通過螺釘固定在支架上，小齒輪通過軸肩和平行鍵固定在電機輸出軸上并與大齒輪嚙合。大齒輪通過平行鍵和軸肩固定在轉軸上，轉軸被加工成階梯軸。角接觸球軸承與轉軸配合并安裝在海冰縱移支架上，以此來實現轉軸的旋轉。轉軸的下端安裝有滾輪，滾輪與水池架的導軌接觸來實現海冰縱移機構在水池架上的縱向移動；船體縱移機構包括：船體縱移支架、船、螺釘和電機裝配體。船體縱移支架中間桿的下端有螺紋孔，支架通過螺釘與船體連接，船體縱移機構支腳處的電機裝配體與縱移機構的電機裝配體完全相同。