CN103983423B - 水槽造波机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水槽造波机，包括水槽两侧对称的土建基础，其特征在于，对称的土建基础包括水槽壁，两水槽壁相互平行，两水槽壁上沿设有滑板支撑导轨，滑板支撑导轨的两端均设有机械缓冲和限位开关；滑板跨越水槽，并支撑于两侧的滑板支撑导轨上；滑板的下方设有置于水槽中的重力推波板，重力推波板和滑板之间通过轴销连接，滑板的上方设有与水槽中轴线平行的齿条；动力台架固定安装在土建基础上，电动机和HB减速机置于动力台架上，HB减速机的输出轴上设有开式齿轮，开式齿轮与滑板上方的齿条啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种水槽造波机，应用于近海和港口工程实验研究领域，是在水槽中产生实验所需的模拟波浪。
背景技术
造波技术是伴随着在实验水槽中实现海上环境的模拟而兴起的一门实验研究技术，是一种海洋开发应用技术。除风、流的模拟之外，波浪的模拟也是极为重要的。波浪对船舶，水利、海工建筑、海上石油开采等许多领域的研究都具有重要的意义。
造波机是一种与海浪实验水槽配套的基础设施，它的作用是在实验水池中造出不同波长和波高的波浪，模拟实际波浪对船舶或建筑等的影响，以测定各种技术数据，为相关设计提供依据。
发明内容
本发明的目的在于：为满足在码头、堤坝等水利工程中研究其测试及抗波浪能力，在船舶设计领域，研究船舶在波浪中的航行及运动性能，以及在海上石油开采中，分析海上钻采设备对海浪的抗疲劳性能等试验的需求，提供一种水槽造波机。
本发明的目的是这样实现的：一种水槽造波机，包括水槽两侧对称的土建基础，其特征在于，对称的土建基础包括水槽壁，两水槽壁相互平行，两水槽壁上沿设有滑板支撑导轨，滑板支撑导轨的两端均设有机械缓冲和限位开关；滑板跨越水槽，并支撑于两侧的滑板支撑导轨上；滑板的下方设有置于水槽中的重力推波板，重力推波板和滑板之间通过轴销连接，滑板的上方设有与水槽中轴线平行的齿条；动力台架固定安装在土建基础上，电动机和HB减速机置于动力台架上，HB减速机的输出轴上设有开式齿轮，开式齿轮与滑板上方的齿条啮合。
在本发明中：两条与水槽中轴线平行的齿条位于滑板的两侧，两个动力台架分别对称安装在两侧的土建基础上，两侧的动力台架上均设有电动机和HB减速机，HB减速机的输出轴上设有开式齿轮，开式齿轮与滑板上方对应的齿条啮合。
在本发明中：在两侧土建基础上均设有横梁支撑，横跨水槽的横梁固定支撑于两侧的横梁支撑上，与齿条对应的横梁上设有固定的齿轮吊架，开式齿轮固定安装在横轴上并通过横轴安装于对应的齿轮吊架上，横轴与同侧的HB减速机输出轴通过输出联轴器连接。
在本发明中：上述方案中的电动机为双向调速直流电机，双向调速直流电机的输出端与HB减速机之间设有输入联轴器。上述方案的电动机也可以采用调速交流电机，此时，HB减速机的输出轴与输出联轴器之间设有换向齿轮输出机构，交流电机的输出端与HB减速机之间设有输入联轴器。
在本发明中：还可以在两侧的动力台架上分别设有两组电动机和两组HB减速机，其中，同一动力台架上的两组电动机的驱动方向相反且分时工作，两侧动力台架上同向驱动的电机同步工作。所述的电动机为调速交流电机或调速直流电机。
本发明的优点在于，由于水槽造波机是通过电动机（调速交流电机或调速直流电机）驱动水槽中的重力推波板往返运动产生人工波浪，通过改变电动机的转速驱动重力推波板的往返频率的工作方式改变水槽中水的模拟波长，选择不同质量的重力推波板可以改变水槽中水的模拟波高；由于采用了HB减速机，重力推波板可以获得低速较大扭矩的动力；本发明对基本结构中的部分细节稍加调整，就可以适应双向调速直流电机、交流电机以及直流电机等不同动力源；由于导轨的两端均设有机械缓冲装置和限位开关，可以确保重力推波板的往返移动时的安全和可靠。本发明结构紧凑，维护方便。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的立体效果示意图；
图3是换向齿轮输出机构实施例的一种工作状态示意图；
图4是换向齿轮输出机构实施例的另一种工作状态示意图。
图中：1、土建基础，2、动力台架，3、电动机，4、输入联轴器，5、HB减速机，6、输出联轴器，7、横梁支撑，8、横轴，9、横梁，10、齿轮吊架 11、开式齿轮，12、齿条，13、滑板，14、轴销，15、滑板支撑，16、重力推波板，17、滑板支撑导轨，18、机械缓冲和限位开关，19、水槽壁，20、HB减速机输出轴，21、浮动锥齿轮，22、过渡锥齿轮，23、锥齿轮，24、花键滑块，25、拨叉。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明实施例的基本结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1可见，本发明包括位于水槽两侧对称的土建基础1，对称的土建基础包括水槽壁19，两水槽壁19相互平行，两水槽壁19上沿设有滑板支撑导轨17，滑板支撑导轨17的两端均设有机械缓冲和限位开关18；滑板13跨越水槽，并支撑于两侧的滑板支撑导轨17上；滑板13的下方设有置于水槽中的重力推波板16，重力推波板16和滑板13之间通过轴销14连接，滑板13的上方设有与水槽中轴线平行的齿条12；动力台架2固定安装在土建基础1上，电动机3和HB减速机5置于动力台架2上，HB减速机5的输出轴上设有开式齿轮11，开式齿轮11与滑板13上方的齿条12啮合。
在本实施例中：两条与水槽中轴线平行的齿条12位于滑板13的两侧，两个动力台架2分别对称安装在两侧的土建基础1上，两侧的动力台架上均设有电动机3和HB减速机4.同时，在两侧土建基础1上均设有横梁支撑7，横跨水槽的横梁9固定支撑于两侧的横梁支撑7上，与齿条12对应的横梁9上设有固定的齿轮吊架10，开式齿轮11固定安装在横轴8上并通过横轴8安装于对应的齿轮吊架10上，横轴8与同侧的HB减速机5输出轴通过输出联轴器6连接，开式齿轮11与滑板13上方对应的齿条12啮合。
在本实施例中：上述方案中的电动机3可以采用双向调速直流电机，双向调速直流电机的输出端与HB减速机5之间设有输入联轴器4。使用中，通过改变调速直流电机的驱动方向改变重力推波板16的运动方向。具体实施时，所述的电动机3如果采用的是调速交流电机，则需要将HB减速机5的输出端与输出联轴器之间应该增设换向齿轮输出机构。使用中，通过改变HB减速机5输出轴通过换向齿轮输出机构作用于输出联轴器6的驱动方向改变重力推波板16的运动方向。
在图2所述的实施例：是在两侧的动力台架2上分别设有两组电动机3和两组HB减速机5，其中，同一动力台架2上的两组电动机3的驱动方向相反且分时工作，两侧动力台架2上同向驱动的电动机3同步工作。其中，电动机3即可以选用调速交流电机，也可以选用调速直流电机。使用中，通过分时启动驱动方向相反的电动机，改变重力推波板16的运动方向。
在HB减速机输出轴20通过增设换向齿轮输出机构，可以不改变HB减速机输出轴20转动方向的前提下，改变对输出联轴器6的驱动方向，图3和图4公开了一种换向齿轮输出机构的原理图：由图3和图4可见，输出联轴器6的端部设有外花键，同时设有固为一体的锥齿轮23，与其对接的HB减速机输出轴20端部也设有外花键，并通过轴承设置一个浮动锥齿轮21，浮动锥齿轮21中还设有内花键；两浮动锥齿轮21和锥齿轮23之间通过过渡锥齿轮22相互啮合，换向齿轮输出机构中还是有一个花键滑块24，花键滑块24设有与输出轴20端部及输出联轴器6端部的外花键匹配的内花键，花键滑块24的一端还设有与浮动锥齿轮21内花键匹配的外花键，花键滑块24的内花键始终与HB减速机输出轴20端部的外花键啮合，花键滑块24上还设有电磁开关控制的拨叉25，在拨叉25驱动下的滑动的花键滑块24，或通过其内花键使HB减速机输出轴20与输出联轴器6端部外花键结合同步动作，或通过其的内外花键使HB减速机输出轴20与浮动锥齿轮21结合同步动作。当花键滑块24的内花键仅仅将HB减速机输出轴20与输出联轴器6端部啮合结合同步动作时，输出联轴器6获得的转动方向与HB减速机输出轴20转动方向相同，此时，浮动锥齿轮21因过渡锥齿轮22的作用而在HB减速机输出轴20上空转；当过花键滑块24的内外花键仅仅将HB减速机输出轴20与浮动锥齿轮21结合同步动作时，浮动锥齿轮21通过过渡锥齿轮22驱动输出联轴器6上的锥齿轮23，使输出联轴器6的转动方向与HB减速机5输出轴转动方向相反。这种换向齿轮输出机构中的花键滑块24滑动过程中，决不允许出现输出联轴器6和浮动锥齿轮21同时与HB减速机输出轴20啮合的瞬间。
实际应用中，控制拨叉25电磁开关由滑板支撑导轨17两端的机械缓冲和限位开关18提供。
Claims (3)
1.一种水槽造波机，包括水槽两侧对称的土建基础，其特征在于，对称的土建基础包括水槽壁，两水槽壁相互平行，两水槽壁上沿设有滑板支撑导轨，滑板支撑导轨的两端均设有机械缓冲和限位开关；滑板跨越水槽，并支撑于两侧的滑板支撑导轨上；滑板的下方设有置于水槽中的重力推波板，重力推波板和滑板之间通过轴销连接，滑板上方设有两条与水槽中轴线平行的齿条，两条与水槽中轴线平行的齿条位于滑板的两侧，两个动力台架分别对称安装在两侧的土建基础上，两侧的动力台架上均设有电动机和HB 减速机，HB 减速机的输出轴上设有开式齿轮，开式齿轮与滑板上方对应的齿条啮合；
在两侧土建基础上均设有横梁支撑，横跨水槽的横梁固定支撑于两侧的横梁支撑上，与齿条对应的横梁上设有固定的齿轮吊架，开式齿轮固定安装在横轴上并通过横轴安装于对应的齿轮吊架上；横轴与同侧的HB减速机输出轴通过输出联轴器连接，HB减速机的输出轴与输出联轴器之间设有换向齿轮输出机构；
输出联轴器的端部设有外花键，同时设有固为一体的锥齿轮，与其对接的HB 减速机输出轴端部也设有外花键，并通过轴承设置一个浮动锥齿轮，浮动锥齿轮中还设有内花键；浮动锥齿轮和锥齿轮之间通过过渡锥齿轮相互啮合，换向齿轮输出机构中还设有一个花键滑块，花键滑块设有与HB减速机输出轴端部及输出联轴器端部的外花键匹配的第一内花键和第二内花键，花键滑块的一端还设有与浮动锥齿轮内花键匹配的外花键，花键滑块的第一内花键始终与HB 减速机输出轴端部的外花键啮合，花键滑块上还设有电磁开关控制的拨叉，在拨叉驱动下的滑动的花键滑块，或通过花键滑块的第二内花键使HB 减速机输出轴与输出联轴器端部外花键结合同步动作，或通过花键滑块的外花键使HB 减速机输出轴与浮动锥齿轮结合同步动作。
2.根据权利要求1所述的水槽造波机，其特征在于：所述的电动机为调速交流电机，调速交流电机的输出端与HB 减速机之间设有输入联轴器。
3.根据权利要求1或2所述的水槽造波机，其特征在于：所述的电动机为双向调速直流电机，双向调速直流电机的输出端与HB 减速机之间设有输入联轴器。
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