CN104764587A - 一种液舱晃荡实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶液舱晃荡实验设备技术领域，涉及一种多功能液舱晃荡实验装置，由滑块、滚珠丝杠组成的滑动机构放置在箱体上，并通过齿轮与伺服电机相连接，由两块带有孔的扁钢固定于箱体两侧，由带相同孔径的摇杆通过调节杆放置支架上，同时下端插入滑块上的球铰中，上端拖盘或滑块上放置水槽，波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置；能进行液舱横摇、横荡、横摇与横荡相互耦合运动的模拟，能够在一定范围内改变运动的幅值与频率，满足不同测量目的的要求。

Description

一种液舱晃荡实验装置

技术领域：

本发明属于船舶液舱晃荡实验设备技术领域，涉及一种多功能液舱晃荡实验装置，可进行包括液舱的横摇、横荡、横摇横荡相互耦合运动的实验装置。

背景技术：

船舶尤其是液货船(VLCC、LNG、LPG)在波浪中航行时，受到海上风浪以及海流等海洋环境的扰动作用，不可避免的产生摇荡运动。这种运动主要有六种形式：横摇、纵摇、首摇、垂荡、横荡、纵荡。其中横摇最易发生，且对船舶航行的影响最大。剧烈的摇荡可能会引起船舱内液体的晃荡。液舱晃荡是非常复杂的流体运动现象，表现出很强的非线性和随机性。部分装满液体的液舱受到外界激励(船舶摇摆)作用下，发生剧烈的运动，对舱壁产生砰击作用，可能导致结构的破坏。

因此，利用液舱晃荡实验模拟液货船在风浪中的运动，研究船舶摇摆导致的液体晃荡现象对液舱舱壁的影响。但是现有液舱晃荡实验装置往往只能测量单一运动，如单一的液舱横荡运动，难以进行摇荡耦合运动下的液舱晃荡实验。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种多功能液舱晃荡实验模拟测量装置，满足不同测量目的的要求。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括：伺服电机、齿轮、滚珠丝杠、球铰、调节杆、支架、摇杆、液舱、滑块、箱体、固定板、波高传感器、无线发射模块、无线接收模块、数据采集模块、计算机、销；由滑块、滚珠丝杠组成的滑动机构放置在箱体上，并通过三个齿轮与伺服电机相连接，伺服电机置于箱体前端的固定板上，由两块带有孔的扁钢固定于箱体两侧，由带相同孔径的摇杆通过调节杆放置支架上，同时下端插入滑块上的球铰中，球铰通过销与滑块相连接，滑块在伺服电机的作用下往复运动时，带动摇杆摆动，调节杆上端托盘或滑块上放置水槽，波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明实现液舱晃荡横摇运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块和滚珠丝杠组成的滑动装置置于箱体上，两端各与一个齿轮相连接；两个齿轮与另一个齿轮连接，该齿轮与置于箱体前端的固定板上的伺服电机连接；

(2)、将由两块带有孔的扁钢组成的支架固定于箱体两侧，由调节杆通过摇杆顶部托盘底部的圆槽并将其放置在支架上，同时摇杆下端插入滑块上的球铰中，将液舱放置在摇杆顶部的托盘上，滑块在伺服电机的作用下往复运动时，带动摇杆摆动，模拟液舱的横摇运动，当滑块行程一定时，通过改变调节杆在固定支架上的位置来改变液舱横摇运动的横摇角度；当调节杆的位置固定时，通过改变滑块的行程来控制液舱横摇角度；通过改变滑块速度大小与行程来控制液舱的转动速度与横摇周期；

(3)、波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明实现液舱晃荡横荡运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块和滚珠丝杠组成的滑动装置置于箱体上，两端各与一个齿轮相连接；两个齿轮与另一个齿轮连接，该齿轮与置于箱体前端的固定板上的伺服电机连接；

(2)、将液舱置于滑块上，滑块在伺服电机的作用下往复运动时，液舱随着滑块一起做前后往复运动，模拟液舱晃荡的横荡运动，通过改变滑块的行程与速度控制液舱横荡周期与速度；

(3)、波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明实现液舱晃荡横摇运动与横荡运动相互耦合运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块和滚珠丝杠组成的滑动装置置于箱体上，两端各与一个齿轮相连接；两个齿轮与另一个齿轮连接，该齿轮与置于箱体前端的固定板上的伺服电机连接；

(2)、将由两块带有孔的扁钢组成的支架固定于箱体两侧，由调节杆通过摇杆中部孔并将其放置在支架上，同时摇杆下端插入滑块上的球铰中，将液舱放置在摇杆顶部的托盘上，滑块在伺服电机的作用下往复运动时，带动摇杆摆动，模拟液舱液舱晃荡横摇运动与横荡运动相互耦合运动，当滑块行程一定时，通过改变调节杆在固定支架上的位置改变液舱横摇运动的横摇角度；当调节杆在固定支架上的位置固定时，通过改变调节杆在摇杆上的位置来控制液舱横荡运动的速度与位移；通过改变滑块的行程控制液舱横摇角度与横荡位移；通过改变滑块速度与行程大小来控制液舱的速度与周期；

(3)、波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明与现有技术相比，本发明能进行液舱横摇、横荡、横摇与横荡相互耦合运动的模拟，能够在一定范围内改变运动的幅值与频率，满足不同测量目的的要求。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的摇杆固定结构剖面示意图。

图3为本发明涉及的接收装置示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本发明实现液舱晃荡横摇运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块11和滚珠丝杠5组成的滑动装置置于箱体12上，滚珠丝杠两端分别与齿轮3和齿轮4相连接；齿轮3、齿轮4同时与齿轮2连接，齿轮2与置于箱体12前端的固定板13上的伺服电机1连接；

(2)、将由两块带有孔的扁钢组成的支架8固定于箱体12两侧，由调节杆7通过摇杆9顶部托盘底部的圆槽并将其放置在支架8上，同时摇杆9下端插入滑块11上的球铰6中，球铰6通过销18与滑块11相连接，将液舱10放置在摇杆9顶部的托盘上，滑块11在伺服电机1的作用下往复运动时，带动摇杆9摆动，模拟液舱的横摇运动，当滑块11行程一定时，通过改变调节杆7在固定支架8上的位置来改变液舱横摇运动的横摇角度；当调节杆7的位置固定时，通过改变滑块11的行程来控制液舱横摇角度；通过改变滑块11速度大小与行程来控制液舱的转动速度与横摇周期；

(3)、波高传感器14置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置并通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块16、无线接收装置15和计算机17连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明实现液舱晃荡横荡运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块11和滚珠丝杠5组成的滑动装置置于箱体12上，滚珠丝杠两端分别与齿轮3和齿轮4相连接；齿轮3、齿轮4同时与齿轮2连接，齿轮2与置于箱体12前端的固定板13上的伺服电机1连接；

(2)、将液舱10置于滑块11上，滑块11在伺服电机1的作用下往复运动时，液舱10随着滑块11一起做前后往复运动，模拟液舱晃荡的横荡运动，通过改变滑块11的行程与速度控制液舱横荡周期与速度；

(3)、波高传感器14置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置并通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块16、无线接收装置15和计算机17连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

本发明实现液舱晃荡横摇运动与横荡运动相互耦合运动模拟的具体过程为：

(1)、将滑块11和滚珠丝杠5组成的滑动装置置于箱体12上，滚珠丝杠两端分别与齿轮3和齿轮4相连接；齿轮3、齿轮4同时与齿轮2连接，齿轮2与置于箱体12前端的固定板13上的伺服电机1连接；

(2)、将由两块带有孔的扁钢组成的支架8固定于箱体12两侧，由调节杆7通过摇杆9中部孔并将其放置在支架8上，同时摇杆9下端插入滑块11上的球铰6中，球铰6通过销18与滑块11相连接，将液舱10放置在摇杆9顶部的托盘上，滑块11在伺服电机1的作用下往复运动时，带动摇杆9摆动，模拟液舱液舱晃荡横摇运动与横荡运动相互耦合运动，当滑块11行程一定时，通过改变调节杆7在固定支架8上的位置改变液舱横摇运动的横摇角度；当调节杆7在固定支架上8的位置固定时，通过改变调节杆7在摇杆9上的位置来控制液舱横荡运动的速度与位移；通过改变滑块11的行程控制液舱横摇角度与横荡位移；通过改变滑块11速度与行程大小来控制液舱的速度与周期；

(3)、波高传感器14置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置并通过无线发射装置将波高信号发射出去，数据采集模块16、无线接收装置15和计算机17连接共同组成信号接收装置，接收到波高信号，并对测得的信号进行计算分析等后续操作。

Claims (1)

1.一种液舱晃荡实验装置，其特征在于主体结构包括伺服电机、齿轮、滚珠丝杠、球铰、调节杆、支架、摇杆、液舱、滑块、箱体、固定板、波高传感器、无线发射模块、无线接收模块、数据采集模块、计算机、销；由滑块、滚珠丝杠组成的滑动机构放置在箱体上，并通过齿轮与伺服电机相连接，由两块带有孔的扁钢固定于箱体两侧，由带相同孔径的摇杆通过调节杆放置支架上，同时下端插入滑块上的球铰中，上端拖盘或滑块上放置水槽，波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组成信号接收装置。