CN105738072A - 一种摆动导杆驱动式无级调节造波机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摆动导杆驱动式无级调节造波机，包括机座、摇杆、横杆、设置在机座前端的推波板、用于驱动推波板运动的驱动装置、对称设置在机座两侧与机座铰接的受力杆以及对称设置在机座两侧并在驱动装置的作用下推动推波板运动的推杆机构，其中，驱动装置包括电机、可调曲柄、相互啮合的小齿轮和大齿轮，电机的输出端连接小齿轮，可调曲柄通过固定元件固定在大齿轮端面上；摇杆一端转动连接在机座上，另一端连接横杆；横杆两端分别连接受力杆，受力杆上设置有第一滑轨；推杆机构进一步包括主推杆、副推杆和移动推杆，本发明既能进行摇摆运动，而且也可进行推摇复合运动，并且可以从摇摆到推摇复合运动实现无级调节、切换方便。

Description

一种摆动导杆驱动式无级调节造波机

技术领域

本发明属于模拟造波机械领域，尤其涉及一种摆动导杆驱动式无级调节造波机。

背景技术

造波机是一种能够在实验水池中人为造出各种波浪的仪器，这种波浪分为很多种，一般包括：规则波、不规则波、二维波、三维波以及有特殊要求的波。它是船舶、港工、波浪发电装置等进行模拟试验的专用设备,是室内模拟海洋环境中不可缺少的装置。

造波机通过设置于设备前端并且置于水中的推波板的往复运动来制造满足特定需要的波浪。由于实验研究的复杂性和多样性，研究人员对产生波浪的要求越来越高，主要体现在模拟精度和多样性方面。按照推波板的往复运动形式分类，目前有三种造波机：平推式、摇摆式和推摇复合式，它们分别应用于不同场合、满足不同的需要。

实用新型专利说明书CN204373881U公开了一种推板式规则波和不规则波简易造波机，包括造波板，所述造波板是推板式结构，其位置可调的固定于推杆上，可调节造波板的入水深度，所述推杆与滑轮连接，通过滑轮在轨道上的滑动带动造波板做平推运动来造波，所述滑轮通过连杆连接到转轮上，所述转轮与电动机连接，所述电动机上连接有调节其频率的变频器和调节速度的减速器。

发明专利说明书CN102305702A公开了摇摆式规则波和不规则波造波机，所述造波机是摇摆式结构，其底端与水槽底部铰接，其顶端与连杆连接，所述连杆与转盘连接位置可调地连接到转盘上，所述造波板的摆幅由连杆在转盘上的连接位置来控制；所述转盘与带动其转动的电动机连接，所述电动机上连接有调节其频率的变频调速器。

平推式和摇摆式造波机运动形式单一，仅能进行摇摆式或平推式运动，不能满足实验研究的复杂性和多样性。

发明专利说明书CN101713177A公开了一种用于产生模拟波浪的造波机，包括:机座、驱动装置、设置在机座上的直线导轨、设置在直线导轨上的移动滑架、设置在机座前端的推波板以及对称设置在机座的两侧并在驱动装置的作用下推动造波板运动的推杆，所述的造波机还包括上端与驱动装置的输出端铰接的第1摆臂、与第1摆臂垂直并固定连接的横轴、对称设置在机座两侧的切换杆和第2摆臂，横轴的两侧由轴承支撑并伸出于轴承一定长度，第2摆臂的上端与横轴的端部固定连接、下端与所述推杆的一端铰接，推杆的另一端铰接在推波板上，切换杆的一端铰接在移动滑架上，另一端可选择地铰接在推波板上、机座上或第2摆臂上，推波板的下端两侧分别与移动滑架的两侧铰接在一起。这样实际的造波机虽然能够实现平推、摇摆和推摇复合运动，但其是通过切换杆在A、B、C三点来回切换来实现的，存在切换不便，切换位置单一等问题。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，解决现有技术中存在的缺陷，提供一种既能进行摇摆运动，而且也可进行推摇复合运动，且切换方便的可实现无级调节的推摇复合造波机。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种既能进行摇摆运动，而且也可进行推摇复合运动，并且可以从摇摆到推摇复合运动实现无级调节，切换方便的可实现无级调节的推摇复合造波机。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种摆动导杆驱动式无级调节造波机，包括机座、摇杆、横杆、设置在机座前端的推波板、设置在机座上方用于驱动推波板运动的驱动装置、对称设置在机座两侧与机座铰接的受力杆以及对称设置在机座两侧并在驱动装置的作用下推动推波板运动的推杆机构，其中，

驱动装置进一步包括电机、可调曲柄、相互啮合的小齿轮和大齿轮，所述电机的输出端连接小齿轮，所述可调曲柄通过固定元件固定在大齿轮端面上，并且可相对大齿轮端面发生移动；

所述摇杆一端转动连接在机座上，另一端连接横杆，横杆上设置有镂空轨道，镂空轨道内设置有可自由移动的滑块，滑块连接可调曲柄的一端；

横杆两端分别连接受力杆，受力杆在驱动装置的作用下来回摆动，所述受力杆上设置有第一滑轨；

推杆机构进一步包括主推杆、副推杆和移动推杆，所述主推杆的一端与推波板的上端铰接，另一端与受力杆的下端铰接；所述副推杆的一端与推波板的下端铰接，另一端以可相对第一滑轨移动的方式连接在第一滑轨上；所述移动推杆的一端与推波板下端铰接，另一端与机座滑动连接。

优选地，摇杆另一端通过槽口与横杆相连。

优选地，还包括滑台，所述滑台设置在机座上，所述驱动装置设置在滑台上，所述摇杆一端转动连接在滑台上。

优选地，滑台通过直线导轨与机座连接，所述直线导轨的方向与横杆的方向垂直，滑台可沿着直线导轨移动。

优选地，直线导轨的数量为两条，保证滑台在机座上平稳移动。

优选地，副推杆与第一滑轨连接的一端设置有用于调节副推杆长度的调节槽。

优选地，副推杆另一端通过止锁滑块固定在第一滑轨上，所述止锁滑块包括第一止锁滑块和第二止锁滑块，所述第一止锁滑块以可在第一滑轨上自由移动的方式设置在第一滑轨上，所述第二止锁滑块设置在副推杆另一端的调节槽内，所述第一止锁滑块和第二止锁滑块通过螺丝固定，第一止锁滑块和第二止锁滑块相配合可将副推杆固定在第一滑轨的任意位置处。

优选地，移动推杆的另一端通过设置在机座上的第二滑轨与机座连接，所述第二滑轨沿着移动推杆推动推波板运动的方向设置。

优选地，机座两侧的受力杆相互平行。

优选地，移动推杆为L型，使移动推杆的传力稳定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)副推杆和受力杆的连接方式，可以实现无级调节，满足实际造波的复杂性和多样性需求，通过副推杆可以固定在第一滑轨的任意位置上，可以实现推波板的摇摆运动和不同幅度的推摇复合运动，并且调节方便、简单。

(2)驱动机构采用曲柄摆动导杆机构，将曲柄的旋转运动转换成了导杆的摇摆往复运动，具有很好的传力特性，使形成的波形稳定，并且利用曲柄摆动导杆机构的急回特性可观察到形态更多的模拟波形。

(3)可调曲柄的设置，可通过改变曲柄的长度大小改变推波板的运动形态，产生不同幅度大小的波形。

附图说明

图1为本发明一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的结构示意图。

图2为本发明一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的推杆机构的结构示意图。

图3为本发明一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的驱动机构的结构示意图。

图4为本发明一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的止锁滑块的结构示意图。

附图标记说明：10-机座；101-摇杆；1011-镂空轨道；1012-滑块；1013-槽口；102-横杆；103-滑台；104-直线导轨；20-推波板；30-受力杆；301-第一滑轨；401-主推杆；402-副推杆；4021-调节槽；403-移动推杆；4031-第二滑轨；404-第一止锁滑块；405-第二止锁滑块；50-驱动机构；501-电机；502-可调曲柄；503-小齿轮；504-大齿轮；505-固定元件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例一

如图1-3所示，其为本发明实施例一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的结构示意图、推杆机构的结构示意图及其驱动机构的结构示意图，包括机座10、摇杆101、横杆102、设置在机座10前端的推波板20、设置在机座10上方用于驱动推波板20运动的驱动装置、对称设置在机座10两侧与机座铰接的受力杆30以及对称设置在机座10两侧并在驱动装置50的作用下推动推波板20运动的推杆机构，其中，驱动装置50进一步包括电机501、可调曲柄502、相互啮合的小齿轮503和大齿轮504，电机501的输出端连接小齿轮503，可调曲柄502通过固定元件505固定在大齿轮504端面上，并且可相对大齿轮504端面移动；摇杆101一端转动连接在机座10上，另一端连接横杆102，摇杆上101设置有镂空轨道1011，镂空轨道1011内设置有可自由移动的滑块1012，滑块1012连接可调曲柄502的一端；横杆102两端分别连接受力杆30，受力杆30在驱动装置50的作用下来回摆动，受力杆30上设置有第一滑轨301；推杆机构进一步包括主推杆401、副推杆402和移动推杆403，主推杆401的一端与推波板20的上端铰接，另一端与受力杆30的下端铰接；副推杆402的一端与推波板20的下端铰接，另一端以可相对第一滑轨301移动的方式连接在第一滑轨301上；移动推杆403的一端与推波板20下端铰接，另一端与机座10滑动连接。

通过以上设置的摆动导杆驱动式无级调节造波机在工作时，电机501驱动小齿轮503转动，小齿轮503带动大齿轮504转动，大齿轮504带动可调曲柄502转动，进而带动滑块1012于摇杆101的镂空轨道1011内做相对直线运动并使之做间歇摇摆运动，通过这样设置的驱动机构50是一种特殊的曲柄摆动导杆机构，将可调曲柄502的旋转运动转换成了摇杆101的往复摇摆运动。该驱动机构50的传动角始终为90度，其压力角为0度，具有最好的传力特性；该驱动机构50还具有急回运动特性，即摇杆101摆动时空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度；该驱动机构50的另外一个特点为可调曲柄502能调节滑块1012与大齿轮504圆心的距离，其可于两个固定元件505所构成的穿过转盘圆心的直线上移动且可固定，改变了曲柄摆动导杆机构的工作曲柄长度大小，使之影响了摇杆101摆动幅度，改变了推波板20的运动形态，最终可以造出不同幅值大小的波浪。

当副推杆402的上端位于图中所示A处时，由于副推杆402上端位于受力杆30的转动中心处，因此副推杆402没有任何位移变化，将推波板20的下端固定，移动推杆403不发生运动，推波板20在主推杆401的推动作用下作摇摆运动，当副推杆402上端固定在第一滑轨301除A点以外其他位置时，受力杆30摆动会带动副推杆402的位移发生变化，推波板20的下端位置发生变化，移动推杆403发生移动，推波板20在主推杆401、副推杆402和移动推杆403的共同作用下做不同摆幅的推摇复合运动。

在具体应用实施例中，摇杆101另一端通过槽口1013与横杆102连接。

在具体应用实施例中，还包括设置在机座上方的滑台103，驱动装置50设置在滑台103上，摇杆101一端转动连接在滑台103上。

在具体应用实施例中，滑台103通过直线导轨104与机座10连接，直线导轨104的方向与横杆的方向垂直，滑台可沿着直线导轨104移动。通过以上设置的摆动导杆驱动式无级调节造波机在工作时，驱动装置50位于滑台103上，它可沿着直线导轨104做直线滑动且可固定，这样做的原因是可保证在曲柄摆动导杆机构的工作曲柄长度大小发生改变时，摇杆101极限位置起始点始终为受力杆30竖直位置处，即推波板20竖直的时刻，如此造波才可控，不错乱，产生的波形更加准确和稳定。

在具体应用实施例中，直线导轨104的数量为两条，滑台103在直线导轨104上发生移动，滑台103上的摇杆101做水平往复运动，从而使得受力杆30做摇摆运动，带动推杆机构发生运动。

在具体应用实施例中，移动推杆403的另一端通过设置在机座10上的第二滑轨4031与机座10连接，第二滑轨4031沿着移动推杆403推动推波板20运动的方向设置。当副推杆402上端固定在第一滑轨301除A点以外其他位置时，受力杆30摆动会带动副推杆402的位移发生变化，推波板20的下端位置发生变化，移动推杆403上端通过第二滑轨4031发生移动，推波板20在主推杆401、副推杆402和移动推杆403的共同作用下做不同摆幅的推摇复合运动。

在具体应用实施例中，机座10两侧的受力杆30相互平行，保证了对推波板20的施力均匀，从而可以改善造波机所制造出的波浪的精度。

在具体应用实施例中，移动推杆403为L型。

实施例二

如图4所示，其为本发明又一实施例的一种摆动导杆驱动式无级调节造波机的止锁滑块的结构示意图。在实施例一的基础上，在具体应用实施例中，副推杆402与第一滑轨301连接的一端设置有用于调节副推杆402长度的调节槽4021。

在具体应用实施例中，副推杆402另一端通过止锁滑块固定在第一滑轨301上，止锁滑块包括第一止锁滑块404和第二止锁滑块405，第一止锁滑块404以可在第一滑轨301上自由移动的方式设置在第一滑轨301上，第二止锁滑块405设置在副推杆402另一端的调节槽4021内，第一止锁滑块404和第二止锁滑块405通过螺丝固定。

通过以上设置的摆动导杆驱动式无级调节造波机在工作时，第一止锁滑块404和第二止锁滑块405铰链连接，第一止锁滑块404和第二止锁滑块405可以在将副推杆402固定在第一滑轨301的任意位置处，从而能够能推波板20做不同摆幅的推摇复合运动，副推杆402作为一个切换杆，可以固定于第一滑轨的任意位置处，能够实现摇摆和推摇复合运动的无级调节，并且调节方便，简单。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，包括机座、摇杆、横杆、设置在机座前端的推波板、设置在机座上方用于驱动推波板运动的驱动装置、对称设置在机座两侧与机座铰接的受力杆以及对称设置在机座两侧并在驱动装置的作用下推动推波板运动的推杆机构，其中，

所述驱动装置进一步包括电机、可调曲柄、相互啮合的小齿轮和大齿轮，所述电机的输出端连接小齿轮，所述可调曲柄通过固定元件固定在大齿轮端面上，并且可相对大齿轮端面移动；

所述摇杆一端转动连接在机座上，另一端连接横杆，摇杆上设置有镂空轨道，所述镂空轨道内设置有可自由移动的滑块，所述滑块连接可调曲柄的一端；

所述横杆两端分别连接受力杆，所述受力杆在驱动装置的作用下来回摆动，所述受力杆上设置有第一滑轨；

所述推杆机构进一步包括主推杆、副推杆和移动推杆，所述主推杆的一端与推波板的上端铰接，另一端与受力杆的下端铰接；所述副推杆的一端与推波板的下端铰接，另一端以可相对第一滑轨移动的方式连接在第一滑轨上；所述移动推杆的一端与推波板下端铰接，另一端与机座滑动连接。

2.如权利要求1所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述摇杆另一端通过槽口与横杆连接。

3.如权利要求1所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，还包括滑台，所述滑台设置在机座上，所述驱动装置设置在滑台上，所述摇杆一端转动连接在滑台上。

4.如权利要求3所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述滑台通过直线导轨与机座连接，所述直线导轨的方向与横杆的方向垂直。

5.如权利要求4所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述直线导轨的数量为两条。

6.如权利要求1-5任一所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述副推杆与第一滑轨连接的一端设置有用于调节副推杆长度的调节槽。

7.如权利要求6所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述副推杆另一端通过止锁滑块固定在第一滑轨上，所述止锁滑块包括第一止锁滑块和第二止锁滑块，所述第一止锁滑块以可在第一滑轨上自由移动的方式设置在第一滑轨上，所述第二止锁滑块设置在副推杆另一端的调节槽内，所述第一止锁滑块和第二止锁滑块通过螺丝固定。

8.如权利要求1-5任一所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述移动推杆的另一端通过设置在机座上的第二滑轨与机座连接，所述第二滑轨沿着移动推杆推动推波板运动的方向设置。

9.如权利要求1-5任一所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述机座两侧的受力杆相互平行。

10.如权利要求1-5任一所述的摆动导杆驱动式无级调节造波机，其特征在于，所述移动推杆为L型。