CN103129717B - 波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，包括船体仿真模型、水下滑行机和回转牵引机构；船体仿真模型上固定有支架；回转牵引机构包括电机、传动机构、从动轴、曲柄固定件、曲柄、回转动力输出柄、绳缆和导向管；导向管安装在船体仿真模型的中央位置处，与模型甲板垂直；电机安装在支架底部，从动轴安装在支架顶部，电机通过传动机构与从动轴连接；曲柄通过曲柄固定件垂直固定在从动轴上；曲柄的一个端部设有与其垂直的回转动力输出柄，回转动力输出柄上设有环槽；绳缆的一端套装在环槽内，另一端穿过导向管与水下滑行机连接。本发明能够在不进行海域试验的情况下测试波浪能滑翔器的整机前向推进效率。

Description

波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置

技术领域

本发明涉及一种测试试验装置，特别是涉及一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置。

背景技术

波浪能滑翔器作为海洋监测移动平台为人类了解世界海洋环境提供了崭新的工具，波浪能滑翔器将波浪起伏运动直接转换为自身的前向推进运动，同时利用携带的太阳能发电系统为自身供电，通过搭载各种类型科学传感器可完成长时期大范围海洋巡航调查作业。波浪能滑翔器主要由柔性绳缆连接的舟型上浮体和水下滑行机两部分组成，舟型上浮体在海浪的作用下跟随海浪上下起伏运动，从而通过绳缆拉拽水下滑行机上下运动，水下滑行机利用其具有固定转角限位的摆动水翼将上下运动转换为前向推进，从而拉拽水面船体前向运动。国家海洋技术中心为测试波浪能滑翔器水下滑行机的水翼在不同翼型和结构下的波动推进效率设计有一套测试装置，该装置只能针对水下滑行机的单对水翼的滑行效率进行测试，不对波浪能滑翔器的整体波动推进效率进行测试。

波浪能滑翔器的这种前进动能的获取方式极其新颖，然而，目前尚未出现能够测试波浪能滑翔器整机前进动能获取效率的装置。因此设计应用于测试波浪能滑翔器整机波动推进效率的装置变得尤为重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，该装置能够在不进行海域试验的情况下测试在不同波频和波高下波浪能滑翔器的整机前向推进效率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，包括船体仿真模型、位于所述船体仿真模型下方的水下滑行机和回转牵引机构；所述船体仿真模型的甲板上固定有支架；所述回转牵引机构包括电机、传动机构、从动轴、曲柄固定件、曲柄、回转动力输出柄、绳缆和导向管；所述导向管安装在所述船体仿真模型内，且位于所述船体仿真模型的中央位置处，与所述船体仿真模型的甲板垂直；所述电机安装在所述支架的底部，所述从动轴安装在所述支架的顶部，所述电机通过所述传动机构与所述从动轴连接；所述曲柄固定件固定在所述从动轴上；所述曲柄轴向位置可调地固定在所述曲柄固定件上，且所述曲柄与所述从动轴垂直；在所述曲柄的一个端部设有与其垂直的所述回转动力输出柄，所述回转动力输出柄上设有环槽；所述绳缆的一端套装在所述环槽内，所述绳缆的另一端穿过所述导向管并与所述水下滑行机连接。

所述传动机构为链传动机构。

所述曲柄固定件上设有与所述从动轴垂直的通孔，所述曲柄穿装在所述通孔内，并通过螺钉固定。

所述电机为步进电机。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用在船体仿真模型上设置回转牵引机构带动水下滑行机来模拟波浪起伏运动，使本发明能够在不进行海域试验的情况下就能方便地测试在不同海况条件下波浪能滑翔器整机的前向推进效率；船体仿真模型采用与波浪能滑翔器实际使用的船体相同的结构参数，水下滑行机采用波浪能滑翔器实际使用的水下滑行机，从而使得本发明测试的数据更接近实际使用中波浪能滑翔器的实际情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的支架和回转牵引机构的结构图。

图中：1、船体仿真模型；2、支架；3、电机；4、主动链轮；5、从动链轮；6、链条；7、从动轴；8、从动轴支撑座；9、曲柄固定件；10、曲柄；11、回转动力输出柄；12、绳缆；13、导向管；14、水下滑行机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图2，一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，包括船体仿真模型1、位于船体仿真模型1下方的水下滑行机14和回转牵引机构；船体仿真模型1的甲板上固定有支架2；回转牵引机构包括电机3、传动机构、从动轴7、曲柄固定件9、曲柄10、回转动力输出柄11、绳缆12和导向管13；导向管13安装在船体仿真模型1内，且位于船体仿真模型1的中央位置处，与船体仿真模型1的甲板垂直；电机3安装在支架2的底部，从动轴7通过左右两个从动轴支撑座8安装在支架2的顶部，电机3通过传动机构与从动轴7连接；曲柄固定件9固定在从动轴1上；曲柄10轴向位置可调地固定在曲柄固定件9上，且曲柄10与从动轴7垂直；在曲柄10的一个端部设有与其垂直的回转动力输出柄11，回转动力输出柄11上设有环槽；绳缆12的一端套装在环槽内，绳缆12的另一端穿过导向管13并与水下滑行机14连接。更具体地说，绳缆12的一端系成环形放置在环槽内，并保证绳缆12能顺滑转动，绳缆12的另一端与水下滑行机14系连。水下滑行机14直接采用波浪能滑翔器上实际使用的水下滑行机。船体仿真模型1是根据波浪能滑翔器实际使用船体的质量、外形和体积参数设计的船型浮体。

上述传动机构采用链传动机构，包括与电机输出轴连接的主动链轮4、与从动轴连接的从动链轮5和链条6。传动机构还可以采用齿轮传动和同步带传动等其它传动机构。曲柄固定件9上设有与从动轴7垂直的通孔，曲柄10穿装在通孔内，并通过螺钉固定。更具体地结构可以是：曲柄固定件9为一正四方体结构，一端面上开有圆形盲孔，从动轴7的一端伸出从动轴支撑座8的端面同时插入到圆形盲孔内并利用螺钉紧固；在曲柄固定件9的侧面上开有圆形通孔，曲柄10一端穿过曲柄调整节9的圆形通孔并利用螺钉紧固。曲柄10的一端插入到回转动力输出柄11上的圆形通孔上并利用螺钉固定连接，并保证回转动力输出柄11与曲柄10垂直。曲柄固定件还可以采用螺栓连接的两瓣结构，将曲柄固定在两瓣构件之间，通过松开连接螺栓，实现调整曲柄的轴向位置调整，锁紧连接螺栓实现曲柄的固定。曲柄固定件也可以采用与本实施例类似的固定套结构。电机为步进电机，利用支架2的止口定位。电机也可以采用伺服电机。

本发明的工作原理：

使用时，将上述测试试验装置放置在试验水槽内，船体仿真模型1漂浮在水面上，水下滑行机14布置在水面以下。电机3通过链传动驱动曲柄10做回转运动，与曲柄10固连的回转动力输出柄11做回转运动时带动绳缆12的一端做回转运动，利用导向管13约束绳缆12的运动状态，将绳缆12一端在垂直平面内的回转运动约束到只能沿导向管13轴线方向进行垂直平面内的上下运动。水下滑行机14在绳缆12的牵引下做垂直方向上的上下运动，产生前向推进力，同时绳缆12将水下滑行机14的前向运动传递到船体仿真模型1上，拖拽船体仿真模型1向前运动，从而模拟在不同海浪下波浪能滑翔器的运动，进而完成其前向推进效率的测试。

本发明可以通过控制电机3的转速来调整波浪起伏运动的周期，通过调整曲柄的轴向位置，即调整回转动力输出柄的回转半径来模拟波浪起伏运动的幅值。船体仿真模型1采用与波浪能滑翔器实际使用的船体相同的结构参数，水下滑行机14采用与波浪能滑翔器实际使用的水下滑行机，从而使得本发明的测试数据更接近实际使用中的波浪能滑翔器的实际情况。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，其特征在于，包括船体仿真模型、位于所述船体仿真模型下方的水下滑行机和回转牵引机构；

所述船体仿真模型的甲板上固定有支架；

所述回转牵引机构包括电机、传动机构、从动轴、曲柄固定件、曲柄、回转动力输出柄、绳缆和导向管；

所述导向管安装在所述船体仿真模型内，且位于所述船体仿真模型的中央位置处，与所述船体仿真模型的甲板垂直；

所述电机安装在所述支架的底部，所述从动轴安装在所述支架的顶部，所述电机通过所述传动机构与所述从动轴连接；

所述曲柄固定件固定在所述从动轴上；

所述曲柄轴向位置可调地固定在所述曲柄固定件上，且所述曲柄与所述从动轴垂直；在所述曲柄的一个端部设有与其垂直的所述回转动力输出柄，所述回转动力输出柄上设有环槽；

所述曲柄固定件上设有与所述从动轴垂直的通孔，所述曲柄穿装在所述通孔内，并通过螺钉固定；

所述绳缆的一端套装在所述环槽内，所述绳缆的另一端穿过所述导向管并与所述水下滑行机连接。

2.根据权利要求1所述的波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，其特征在于，所述传动机构为链传动机构。

3.根据权利要求1所述的波浪能滑翔器波动推进效率测试试验装置，其特征在于，所述电机为步进电机。