[發明專利]一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置

在審

• 申請號: 201911143805.0
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110849581A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 婁維堯;潘州鑫;楊克允;沈偉健;趙世超;劉明威;樊美菱;蔡姚杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置，其特征在于包括波動壁面振動伸縮機構、水循環機構以及壓差阻力測試機構，所述水循環機構包括水泵（7）和循環管路（2），水泵（7）的出水口由所述循環管路（2）與水泵（7）的進水口連接，形成水流循環回路；所述循環管路（2）上還設有注水堵頭（2a）、出水堵頭和放氣堵頭，循環管路（2）包括水平放置的試驗段直管（204），所述壓差阻力測試機構能夠對試驗段直管（204）的進、出口的水流靜壓分別進行檢測；

所述波動壁面振動伸縮機構包括電機傳動裝置、可變形柔性壁面（5）以及均勻間隔固定設于可變形柔性壁面（5）底部的若干能夠在長度方向上伸縮變形的伸縮支撐桿（8），所有伸縮支撐桿（8）均位于同一平面上，每個伸縮支撐桿（8）上端均通過試驗段直管（204）底部相應設置的磁流體密封件（9）豎直伸入試驗段直管（204）內，并對可變形柔性壁面（5）底部進行連接固定，使所述可變形柔性壁面（5）水平放置于試驗段直管（204）的內部中部；

所述電機傳動裝置對伸縮支撐桿（8）的下端進行頂緊支撐，在電機傳動裝置的驅動作用下伸縮支撐桿（8）能夠在豎直平面內上下循環往復運動，且相鄰兩個伸縮支撐桿（8）的運動方向相反，并帶動可變形柔性壁面（5）彎曲變形為正弦波形的波動壁面。

2.如權利要求1所述的一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置，其特征在于所述電機傳動裝置包括步進電機（101）、梅花型聯軸器（102）和凸輪軸（103），所述步進電機（101）的輸出軸通過梅花型聯軸器（102）與凸輪軸（103）的一端端部固定連接，所述凸輪軸（103）上均勻間隔設置若干初始相位各異的偏心圓盤凸輪（105），且相鄰兩個偏心圓盤凸輪（105）之間的相位差均為90°，以便輸出正弦波形；所述偏心圓盤凸輪（105）的數量與伸縮支撐桿（8）的數量相同，偏心圓盤凸輪（105）對應設置于伸縮支撐桿（8）的下方并對伸縮支撐桿（8）進行頂緊支撐。

3.如權利要求2所述的一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置，其特征在于所述電機傳動裝置還包括設于凸輪軸（103）兩端用于對其進行支撐的兩個軸承座（104），所述軸承座（104）上端設有軸承（104a），凸輪軸（103）通過所述軸承（104a）配合安裝在軸承座（104）上；所述凸輪軸（103）上的所有偏心圓盤凸輪（105）均設置于所述兩個軸承座（104）之間，所述凸輪軸（103）上偏心圓盤凸輪（105）的數量為5個，沿著凸輪軸（103）靠近于步進電機（101）的一端向著凸輪軸（103）遠離步進電機（101）的一端的水平方向延伸時，所述5個偏心圓盤凸輪（105）的初始相位分別為0°、90°、180°、270°和360°。

4.如權利要求2所述的一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置，其特征在于所述伸縮支撐桿（8）包括自下而上依次設置的滾輪（801）、滾輪支架（802）、第一彈簧腳墊（803）、彈簧（804）、第二彈簧腳墊（805）、螺紋管（806）和螺紋桿（807），所述螺紋管（806）內設有陰螺紋，螺紋桿（807）下端設有相配的陽螺紋，螺紋桿（807）下端與螺紋管（806）配合螺紋連接；所述螺紋桿（807）上端通過試驗段直管（204）底部的磁流體密封件（9）豎直伸入試驗段直管（204）內，并與可變形柔性壁面（5）底部固定連接。

5.如權利要求4所述的一種基于魚類體表結構的變形壁面阻力測試裝置，其特征在于所述滾輪（801）中心設有水平的螺紋孔，螺栓與滾輪（801）的螺紋孔配合螺紋連接，并將滾輪（801）固定安裝在滾輪支架（802）上；所述滾輪（801）的厚度與偏心圓盤凸輪（105）的厚度相同，且滾輪（801）的厚度面與相應偏心圓盤凸輪（105）的厚度面緊密貼觸。