CN101920763B - 连杆式水平面平面运动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的连杆式水平面平面运动机构，包括与水池船模拖车（1）连接的支承框架（2）和（19），固定前后伺服电动缸（8、18）用的安装架（9），横梁（3）和推杆（11）、连杆（16）通过旋转接头（17）活动连接。横梁（3）上的连接杆安装孔（12）与前后连接杆（4）固定，测力天平（7）与船模（6）和调节杆（5）相连。组成连杆式水平面平面运动机构通过二个伺服电动缸的推杆伸缩和伺服电动缸内位置传感器采样反馈和控制系统可实现船模横荡或首摇运动。控制系统采用伺服电动缸驱动，内置式编码器采样反馈，PLC可编程控制器控制。控制方便、速度快、测量精度高、结构简单，维护保养方便，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及船舶模型试验，更具体涉及一种测量船舶模型运动性能的机构。
背景技术
水池船模试验用平面运动机构，这一试验技术由美国50年代初开发，目前已广泛应用于船舶、飞机、机器人等试验。现有的船舶水池平面运动机构横荡振幅小，多数采用液压驱动，液压驱动体积大，结构复杂，控制困难，精度低，密封性要求高，漏油时容易污染水池。目前连杆式液压驱动的平面运动机构只在流体动力实验室内开始应用。
为解决上述问题，本发明提供一种能适用于水池船模试验的结构简单，操作方便，控制精确、安全可靠的水池船模试验用连杆式水平面平面运动机构。
发明内容
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
水池船模试验用连杆式水平面平面运动机构，采用二个伺服电动缸驱动，内置位置传器采样反馈，PLC可编程控制器控制。控制方便、测量精度高、结构简单的连杆式水平面平面运动机构。
本发明的技术方案是：提供一种新型的连杆式水平面平面运动机构，包括与水池船模拖车固定的支承框架、二个伺服电动缸、连杆、旋转接头、横梁、前后连接杆、测力天平与船模相连。通过二个伺服电动缸的推杆伸缩、伺服电动缸内位置传感器采样反馈和控制系统连接可实现船模横荡或首摇。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、结构简单、横荡和首摇只需同一套伺服电动缸驱动；
2、电动缸内置式位置传感器，控制方便、测量精度高；
3、横荡和首摇同一运动部件，同一平面，垂直距离短，刚性强、稳性好；
4、伺服电动缸的运动转换部件集中在同一缸内，抗恶劣环境性强，可靠性高，无需经常加油和维护。
附图说明
图1和图2为连杆式水平面平面运动机构结构示意图，其中，图1为主视图，图2为俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的连杆式平面运动机构作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的水池船模试验用连杆式水平面平面运动机构，包括与水池船模拖车1固定的第一支承框架2和第二支承框架19，固定前后二个伺服电动缸（第一电动缸8和第二伺服电动缸18）用的第一安装架9和第二安装架15，横梁3第一电动缸的推杆10通过第一旋转接头11与横梁3活动连接，第二电动缸的推杆20和连杆16通过第二旋转接头17与横梁3活动连接。横梁3上的连接杆安装孔12与前后连接杆4固定，连接杆4与调节杆5通过直线轴承自动调节前后连接杆长度，测力天平7与船模6和调节杆5相连组成连杆式水平面平面运动机构。
通过二个伺服电动缸的推杆伸缩和伺服电动缸内位置传感器采样反馈，与控制系统连接可实现船模横荡或首摇。
当二个电动缸相同方向、速度和长度伸缩时，船模实现横荡运动，其振幅和频率由二个电动缸的伸缩速度和长度决定。电动缸的伸缩速度和长度由伺服电动缸内位置传感器和PLC控制。
当二个电动缸相反方向伸缩时，船模实现首摇运动，其摇摆振幅和频率由二个电动缸的伸缩长度和速度决定，首摇角与二个电动缸的伸缩长度由伺服电动缸内位置传感器和PLC控制。
横梁上有多组连接杆安装孔，适用不同类型的船模。连接杆内装有直线轴承，当船模受外力影响而上下动荡时，连接杆借助直线轴承，自动调节长度，可排除垂直方向的力，提高操纵性能测试的精确度。
控制系统采用伺服电动缸驱动，内置式编码器采样反馈，PLC可编程控制器控制。控制方便、速度快、测量精度高、结构简单，维护保养方便，使用寿命长。
根据本发明的实施例已对发明进行了说明而非限制的描述，但应理解，在不脱离由权利要求所限定的相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更或修改。
Claims (3)
1.一种连杆式水平面平面运动机构，包括第一支承框架（2）和第二支承框架（19）、第一安装架（9）和第二安装架（15）、横梁（3）、连接杆（4）、测力天平（7）；第一支承框架（2）和第二支承框架（19）安装在水池船模拖车（1）下侧；固定在横梁（3）上的连接杆（4）通过调节杆（5）和测力天平（7）连接到船模（6）；其特征在于：
所述的连杆式水平面平面运动机构还包括固定在第一安装架（9）和第二安装架（15）上的第一电动缸（8）和第二电动缸（18）；第二电动缸的推杆（20）上有一根可旋转的连杆（16）；
所述的横梁（3）通过第一旋转接头（11）连接到第一电动缸的推杆（10）；所述第二电动缸的推杆（20）通过连杆（16）和第二旋转接头（17），活动连接到横梁（3），组成横荡和首摇运动部件，实现横荡和首摇运动。
2.根据权利要求1所述的连杆式水平面平面运动机构，其特征在于第一电动缸（8）和第二电动缸（18）内带有位置传感器。
3.根据权利要求1所述的连杆式水平面平面运动机构，其特征在于固定连接杆用的横梁（3）上有不同距离的连接杆安装孔，用于调节不同类型船模的连接杆位置。
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