[發(fā)明專利]一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置及測量方法

有效

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• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN110375903B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 宋長會;李偉琨;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 西湖大學
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G01P3/12
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 林偉

本發(fā)明提供了一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置及測量方法，屬于水下船舶清洗器械技術(shù)領(lǐng)域。它解決了水下清洗盤需要進行轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測量的問題。本發(fā)明包括支撐機構(gòu)、轉(zhuǎn)矩測試裝置、壓力檢測裝置以及空化清洗盤，支撐機構(gòu)的一端連接于陸地地面，支撐機構(gòu)另一端的底部用于伸入水下，轉(zhuǎn)矩測試裝置連接在所述支撐機構(gòu)另一端的底部，空化清洗盤通過轉(zhuǎn)接盤連接在轉(zhuǎn)矩測試裝置遠離支撐機構(gòu)的一端，空化清洗盤還連接有高壓泵站，壓力檢測裝置用于安裝在測試水池壁面上轉(zhuǎn)矩測試裝置、壓力檢測裝置均通信連接設置于岸上的測試記錄儀，測試記錄儀用于自動采樣與存儲信號。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，測試數(shù)據(jù)精確，設計成本和測試成本低的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下船舶清洗器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置及測量方法。

背景技術(shù)

在水下船舶清洗機器人系統(tǒng)中，水下機器人本體主要承擔清洗線路規(guī)劃與行走的任務，由安裝在水下機器人上空化清洗裝置完成清洗任務。空化清洗裝置主要有兩種，分別為：單槍式水下清洗裝置和空化清洗盤式清洗裝置。

單槍式水下清洗裝置只有一個噴口，在前進方向上只能進行點式局部清洗，在局部、凸起處或難以實現(xiàn)大面積清洗的區(qū)域，應用較多；但是在其他的情況下，這種方式的效率低下，使用受到很大的限制。

空化清洗盤具有兩個噴口，噴口的之間的距離可以根據(jù)需要進行調(diào)整，在高壓水噴出時，兩個噴口繞中心點形成高速轉(zhuǎn)動，因此形成圓環(huán)形的清洗面積，在前進方向呈現(xiàn)帶狀的清洗面積；相對于單槍式的水下清洗裝置，在清洗大面積平面區(qū)域時，效率提升超過十倍。

空化清洗盤在進行清洗作業(yè)時，高壓水從噴口噴出后，噴口的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生軸心位于清洗盤圓心的轉(zhuǎn)矩，同時旋轉(zhuǎn)的角速度也是比較關(guān)鍵的一個物理量，通過觀察和初步分析，水下清洗盤開始噴水時刻，從噴水時刻起，水下清洗盤收產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩將是大小變化并趨于穩(wěn)定的數(shù)值，旋轉(zhuǎn)角速度也將逐漸地趨于穩(wěn)定，那么需要設計一個能夠測量轉(zhuǎn)矩和角速度的實驗裝置和方法，作為水下機器人設計和作業(yè)流程制定的約束條件。因此，非常有必要通過一套合理的測試裝置進行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置及測量方法。

本發(fā)明的第一個目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置，其特征在于，包括支撐機構(gòu)、轉(zhuǎn)矩測試裝置、壓力檢測裝置以及空化清洗盤，所述的支撐機構(gòu)的一端連接于陸地地面，所述的支撐機構(gòu)另一端的底部用于伸入水下，所述的轉(zhuǎn)矩測試裝置連接在所述支撐機構(gòu)另一端的底部，所述的空化清洗盤通過轉(zhuǎn)接盤連接在轉(zhuǎn)矩測試裝置遠離支撐機構(gòu)的一端，所述的空化清洗盤還連接有高壓泵站，所述的壓力檢測裝置用于安裝在測試水池壁面上，所述的壓力檢測裝置用于測量空化清洗盤噴射水流的沖擊力，所述的轉(zhuǎn)矩測試裝置、壓力檢測裝置均通信連接設置于岸上的測試記錄儀，所述的測試記錄儀用于自動采樣與存儲信號。

本發(fā)明的工作原理：在水池中測量時，空化清洗盤工作沖刷測試水池壁面和墻面上的壓力檢測裝置，高壓泵站給空化清洗盤供水，轉(zhuǎn)矩測試裝置和壓力檢測裝置受到壓力或拉力或扭力后，將產(chǎn)生機械形變，由內(nèi)部的敏感元件進行感知，轉(zhuǎn)矩測試裝置和壓力檢測裝置將數(shù)據(jù)傳輸給測試記錄儀，支撐機構(gòu)保證整個裝置不會隨空化清洗盤工作而發(fā)生位移，導致測試結(jié)果出錯產(chǎn)生誤差。采用上述結(jié)構(gòu)的設置，能夠方便有效地測量出空化清洗盤的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速還有噴射的沖擊力，同時結(jié)構(gòu)簡單，空化清洗盤、高壓泵站，轉(zhuǎn)矩測試裝置、壓力檢測裝置均可從市面上采購到或者現(xiàn)有的設備，大大降低了設計成本和測試成本。

在上述的一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置中，所述的轉(zhuǎn)矩測試裝置包括扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器與測試記錄儀通過測試線纜連接。

在上述的一種水下清洗盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試裝置中，所述的測試記錄儀還包括數(shù)據(jù)顯示器，所述的數(shù)據(jù)顯示器用于將數(shù)據(jù)向操作員顯示并實時記錄扭矩的數(shù)值。