CN101920765A - 水池船模试验用水平面平面运动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的水池船模试验用水平面平面运动机构，包括横荡框架8、横荡运动部件9、首摇运动部件10、横梁6、前连接杆5、后连接杆11、调节杆4、12、接头3、13、测力天平2、14等组成的平面运动机构。上部通过横荡框架8与水池拖车7连接，下部通过连杆5和11、测力器件2、14与船模1连接。横荡运动部件采用滚动导轨，使用寿命长、长期工作免维护、高速、低噪音、安装尺寸误差吸收力强等特点。横荡振幅达±1m以上，滚珠丝杆精度高，横荡振幅误差小于0.2mm，首摇运动部件采用自润滑轴承和蜗轮蜗杆传动，转角范围大，转矩大，自锁性好，精度高。横梁上有多组连接杆安装孔，适用不同类型的船模。连接杆装有直线轴承，当船模受外力影响上下动荡时，连接杆自动调节长度，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机驱动，光电编码器采样反馈，PLC可编程控制器控制。控制方便、速度快、测试精度高、结构简单。
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。
为解决上述问题，本发明提供一种结构简单，操作方便，控制精确、安全可靠的水池船模试验用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：一种新型的水池船模试验用水平面平面运动机构包括与水池船模拖车连接的横荡机构框架、滚动导轨、横荡支架、滚珠丝杠、丝杠护套、横荡标尺、横荡伺服电机、变速箱、编码器等组成横荡运动部件。与横荡支架连接的轴承座，自润滑轴承，蜗轮蜗杆、首摇伺服电机、变速箱、编码器、首摇标尺、横梁组成首摇运动部件。横梁上有不同距离的连接杆安装孔。前后连接杆内有直线轴承，前后连接杆上部与横梁相连，下部通过接头、测力天平与船模相连的双连杆水池船模试验用水平面平面运动机构。
横荡伺服电机正反转动时带动横荡运动部件、首摇动运动部件及船模横向来回往复运动。首摇伺服电机正反转动时带动首摇动运动部件及船模左右旋转运动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、结构简单、控制方便、测量精度高；
2、横梁上有不同位置的连接杆安装孔，适用于各种不同规格的船模，安装方便、结构简单；
3、前后连接杆内有直线轴承，船模受外力影响上下动荡时，可排除垂直方向的力，提高操纵性能测试的精确度；
4、采用滚动直线导轨和滚珠丝杆，传动灵活，到位精度高；
5、采用自润滑轴承和滚动直线导轨，无需经常加油和维护。
附图说明
图1为水池船模试验用水平面平面运动机构结构示意图
图2为水池船模试验用水平面平面运动机横荡运动部件结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的水池船模试验用平面运动机构作进一步说明。
如图1所示，本发明的水池船模试验用水平面平面运动机构，包括与水池船模拖车10固定的横荡机构框架12、滚动导轨14、横荡支架15、滚珠丝杠11、丝杠护套20、横荡标尺13、横荡伺服电机25、变速箱24、编码器26组成横荡运动部件。与横荡支架15连接的轴承座17，自润滑轴承16，蜗轮蜗杆9、首摇伺服电机7、变速箱8、编码器21、首摇标尺22、横梁6组成首摇运动部件。横梁6上有不同距离的连接杆安装孔23。前后连接杆5和18内有直线轴承，前后连接杆5和18上部与横梁6相连，下部通过接头3、测力天平2和19与船模1相连。组成双连接杆水池船模试验用水平面平面运动机构
横荡伺服电机25正反转动时带动横荡运动部件、首摇运动部件及前后连接杆和船模横向来回往复运动。首摇伺服电机7正反转动时带动首摇动运动部件及前后连接杆和船模左右旋转运动。
如图2所示的横荡运动部件包括与水池船模拖车10固定的横荡机构框架12、滚珠丝杠11、丝杠护套20、横荡支架15、横荡标尺13、滚动导轨14、变速箱24、伺服电机25、光电编码器26组成。
横荡运动部件采用滚动导轨，使用寿命长、长期工作免维护、高速、低噪音、安装尺寸误差吸收力强等特点。横荡振幅达±1m以上，滚珠丝杆精度高，横荡振幅误差小于0.2mm.首摇运动部件采用自润滑轴承和蜗轮蜗杆传动，转角范围大(±180度)，转矩大，自锁性好，精度高。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机驱动，光电编码器采样反馈，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。
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 (6)
1.一种水池船模试验用水平面平面运动机构，包括框架、横荡运动部件、首摇运动部件、前后连接部件、测力天平、伺服电机和编码器组成水平面平面运动机构。其特征在于横荡运动部件安装在水池船模拖车后侧壁上。
2.根据权利要求1所述的水池船模试验用水平面平面运动机构，其特征在于横荡运动部件由框架、滚动导轨、滚珠丝杠、伺服电机、变速箱、光电编码器组成。
3.根据权利要求1所述的水池船模试验用水平面平面运动机构，其特征在于首摇运动部件由轴承座、自润滑轴承、蜗轮蜗杆、伺服电机、变速箱、光电编码器和横梁组成。
4.根据权利要求1所述的水池船模试验用水平面平面运动机构，其特征在于前后连接部件由连接杆、调节杆、接头和测力天平组成。
5.根据权利要求3所述的水池船模试验用平面运动机构，其特征在于固定前后连接杆用的横梁上有不同距离的连接杆安装孔，用于调节不同船模的连接杆安装位置。
6.根据权利要求4所述的水池船模试验用水平面平面运动机构，其特征在于调节杆上装有直线轴承，当船模受外力影响而上下动荡时，调节杆能借助直线轴承自动调节连接杆长度，克服垂直力的影响，提高操纵性能测试精度。
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