CN106066236B - 一种单支点超宽透流摇摆式造波机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单支点超宽透流摇摆式造波机，其包括伺服电机，伺服电机与电动缸连接，电动缸的动作推杆的终端与一连杆的一端铰接，连杆的另一端与一摆杆的一端铰接，摆杆的另一端与造波板支架铰接，所述连杆的杆身一点通过支架铰接在架体的一侧，电动缸的缸筒上设置有转轴，电动缸的转轴可旋转的固定在架体顶端。本发明的造波机利用单支点驱动，驱动单元数量少，造价低；由伺服电机驱动，动力强，可靠性强；利用杠杆原理，通过摆杆将驱动器运动放大为造波板运动，有效利用驱动器行程，提高造波能力。

Description

一种单支点超宽透流摇摆式造波机

技术领域

本发明属于港口航道工程实验室试验设备，特别是涉及一种单支点超宽透流摇摆式造波机。

背景技术

在港口航道工程实验室中常常需要进行造波试验，造波机是最主要的一种试验设备，能够在水池、水槽中模拟海浪。造波机主要有推板式和摇摆式两种类型，推板式造波机利用推波板的水平运动推动水体，形成波浪，沿水深方向，板前水体运动速度及位移相同，这种造波机适用于浅水造波。对于深水条件，波浪主要以表面波为主，仅在水表面一定深度范围内存在波浪，水体下部则受波浪影响极小，这种情况则需要选用摇摆式造波机。摇摆式造波机利用推水板绕底轴的摇摆运动进行造波，沿水深方向，表面水体位移大于底部水体。

传统摇摆式造波机，由液压动力包、伺服驱动系统及造波板组成，液压动力包配有液压泵、控制阀、液压管道、蓄能器、冷却泵等组成。传统摇摆式造波机在使用过程中存在诸多不足，其造波板多为单板，动力传动机构直接连接在造波板支点上，当使用单个支点驱动时，由于造波板宽度较大，造波板沿宽度方向发生变形，导致沿宽度方向波高不同，影响造波质量。造波板运动幅度及速度直接影响造波机能够产生的最大波高，造波板的运动幅度受驱动装置行程控制，运动速度受驱动装置动力控制，实际当中，驱动装置动力足够，往往是驱动装置行程对造波板运动幅度造成限制。在需要同时造波、造流的试验中，造波机可能会对水流起到阻滞作用，影响造流试验。

因此，港口航道工程实验室中迫切需要一种超宽、透流摇摆式造波机，满足试验需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单支点超宽透流摇摆式造波机。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种单支点超宽透流摇摆式造波机，其包括伺服电机，伺服电机与电动缸连接，电动缸的动作推杆的终端与一连杆的一端铰接，连杆的另一端与一摆杆的一端铰接，摆杆的另一端与造波板支架铰接，所述连杆的杆身一点通过支架铰接在架体的一侧，电动缸的缸筒上设置有转轴，电动缸的转轴可旋转的固定在架体顶端，

所述造波板支架为三角形，造波板支架竖直设置，整个造波机包括多个结构相同的造波板支架，造波板支架的底角设置有轴，轴可旋转的固定在压紧轮装置上，造波板支架的三个面分别固定造波板，造波板固定在相邻两个造波板支架之间；

所述压紧轮装置由上压块和下压块组成，上压块和下压块上下相对设置，上压块和下压块的相对面分别设置有与轴相配合的半圆形凹槽，且上压块和下压块的相对面分别设置有滚轮；上压块和下压块通过螺栓连接，所述造波板支架底角的轴设置在上压块和下压块相对面的半圆形凹槽内，并与滚轮滚动接触；

连杆的下半段杆段上沿连杆轴向设置有长条形通孔，在连杆的长条形通孔一侧还固定设置一光杆，光杆与长条形通孔相平行，所述摆杆的一端铰接在长条形通孔中，且与光杆滑动连接。

在上述技术方案中，所述连杆的顶端设置有用于与动作推杆相铰接的第一孔，距连杆顶端1/3杆长位置设置有用于与设置有用于与支架相铰接的第二孔。

在上述技术方案中，光杆通过上连接板和下连接板固定在连杆上。

在上述技术方案中，摆杆的一端设置有穿入光杆的通孔。

在上述技术方案中，电动缸的转轴通过立柱可旋转的固定在架体顶端。

在上述技术方案中，电动缸的转轴通过旋转装置固定在架体顶端；所述旋转装置包括竖直旋转轴、下底座、上底座和连接板，所述旋转轴竖直可旋转的设置在下底座中，下底座通过螺栓固定在架体顶端，上底座同轴固定套装在旋转轴上，连接板的底端与旋转轴的顶端固定连接，连接板与电动缸的转轴铰接；安装时，先下底座通过螺栓固定在架体顶端，然后调节电动缸、动作推杆的水平角度，以保证造波机电动缸、动作推杆与连杆能够在同一个平面，调整好后，将上底座与下底座固定。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的造波机利用单支点驱动，驱动单元数量少，造价低；

2、由伺服电机驱动，动力强，可靠性强；

3、利用杠杆原理，通过摆杆将驱动器运动放大为造波板运动，有效利用驱动器行程，提高造波能力；

4、造波板单元可通过法兰及螺栓拼接，造波机宽度灵活可调，且刚度强，最大能够达到30m宽，沿造波机宽度方向造波板满足同步运动要求，可满足绝大多数试验需求，造波板宽度可通过增减链板单元调整，灵活性强；

5、本发明的电动缸的转轴通过旋转装置固定在架体顶端，所述旋转装置用于设备拼装调试过程中，调节电动缸、动作推杆的水平角度，保证造波机工作过程中电动缸、动作推杆与连杆能够在同一个平面内运动，这样可以消除加工、安装误差引起的构件损伤，安装调试完成后可进行固定。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是本发明实施例一中的压紧轮装置的结构示意图。

图3是本发明实施例一中的连杆的结构示意图。

图4是本发明实施例二的结构示意图。

图5是本发明实施例二中的旋转装置的结构示意图。

其中：1为伺服电机，2为电动缸，3为动作推杆，4为连杆，5为支架，6为摆杆，7为造波板支架，8为压紧轮装置，8-1为下压块，8-2为上压块，8-3为滚轮，8-4为螺栓，9为旋转装置，10为转轴，11为架体，12为立柱。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

一种单支点超宽透流摇摆式造波机，参见附图1，其包括伺服电机1，伺服电机与电动缸2连接，电动缸将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，电动缸的动作推杆3的终端与一连杆4的一端铰接，连杆4的另一端与一摆杆6的一端铰接，摆杆6的另一端与造波板支架7铰接，所述连杆4的杆身一点通过支架5铰接在架体11的一侧，电动缸2的缸筒上设置有转轴10，电动缸的转轴10通过立柱12可旋转的固定在架体11顶端，

所述造波板支架7为三角形，造波板支架7竖直设置，整个造波机包括多个结构相同的造波板支架7，造波板支架7的底角设置有轴，轴可旋转的固定在压紧轮装置8上，造波板支架7的三个面分别固定造波板，造波板为镁铝合金板，造波板固定在相邻两个造波板支架7之间，可根据需要增加或减少造波板支架7的数量，从而改变造波板整体的宽度(即，每两个波板支架7和其之间的造波板构成一个单元，可根据需要增加或减少单元的数量，从而改变造波板整体的宽度，单元之间可以通过法兰及螺栓连接)，最大造波板宽度可达到30m。

参见附图2，所述压紧轮装置8由上压块8-2和下压块8-1组成，上压块8-2和下压块8-1上下相对设置，上压块8-2和下压块8-1的相对面分别设置有与长轴相配合的半圆形凹槽，且上压块8-2和下压块8-1的相对面分别设置有滚轮8-3；上压块8-2和下压块8-1通过螺栓8-4连接，所述造波板支架7底角的轴设置在上压块8-2和下压块8-1相对面的半圆形凹槽内，并与滚轮8-3滚动接触。

参见附图3，所述连杆4的顶端设置有用于与动作推杆3相铰接的第一孔4-4，距连杆4顶端1/3杆长位置设置有用于与设置有用于与支架5相铰接的第二孔4-1，连杆的下半段杆段上沿连杆轴向设置有长条形通孔4-3，在连杆的长条形通孔4-3一侧还固定设置一光杆4-2(光杆通过上连接板和下连接板固定在连杆上)，光杆4-2与长条形通孔4-3相平行，所述摆杆6的一端铰接在长条形通孔4-3中，且与光杆4-2滑动连接(摆杆6的一端设置有穿入光杆的通孔)。

工作时，伺服电机1作为驱动器动作，电动缸将伺服电机的旋转运动转换成电动缸动作推杆3的直线运动，连杆4与支架5的铰接点作为支点，利用杠杆原理，通过电动缸的动作推杆3带动连杆4运动，连杆4进而通过与其铰接的摆杆6驱动造波板摆动，进行造波。电动缸的动作推杆3在推动连杆的过程中，电动缸以及与其固定连接的伺服电机会以电动缸筒上的转轴10为中心旋转，实时调整其角度，以使电动缸动作推杆3可以进行正常工作(连杆4与支架5铰接点到连杆与动作推杆3铰接点的距离一定，而动作推杆3长度不断变化，所以动作推杆3的长度在变化过程中，动作推杆3及电动缸需要不断调整角度)。

实施例二：

造波机在安装过程中，需要调节电动缸、动作推杆的水平角度，保证造波机的电动缸、动作推杆与连杆在同一个平面。为了方便的安装造波机，保证造波机的电动缸、动作推杆与连杆在同一个平面，参见附图4，本实施例在实施例一的基础上，将电动缸的转轴10通过旋转装置9固定在架体11顶端；参见附图5，所述旋转装置9包括竖直旋转轴9-1、下底座9-2、上底座9-3和连接板9-4，所述旋转轴9-1竖直可旋转的设置在下底座中，下底座9-2通过螺栓固定在架体11顶端，上底座9-3同轴固定套装在旋转轴9-1上(上底座9-3与旋转轴9-1之间焊接固定)，连接板9-4的底端与旋转轴9-1的顶端固定连接(焊接)，连接板9-4与电动缸的转轴10铰接；安装时，先下底座9-2通过螺栓固定在架体11顶端，然后调节电动缸、动作推杆的水平角度，以保证造波机电动缸、动作推杆与连杆能够在同一个平面，调整好后，将上底座9-3与下底座9-2固定(焊接或者通过螺栓固定)。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：其包括伺服电机，伺服电机与电动缸连接，电动缸的动作推杆的终端与一连杆的一端铰接，连杆的另一端与一摆杆的一端铰接，摆杆的另一端与造波板支架铰接，所述连杆的杆身一点通过支架铰接在架体的一侧，电动缸的缸筒上设置有转轴，电动缸的转轴可旋转的固定在架体顶端，

所述造波板支架为三角形，造波板支架竖直设置，整个造波机包括多个结构相同的造波板支架，造波板支架的底角设置有轴，轴可旋转的固定在压紧轮装置上，造波板支架的三个面分别固定造波板，造波板固定在相邻两个造波板支架之间；

所述压紧轮装置由上压块和下压块组成，上压块和下压块上下相对设置，上压块和下压块的相对面分别设置有与轴相配合的半圆形凹槽，且上压块和下压块的相对面分别设置有滚轮；上压块和下压块通过螺栓连接，所述造波板支架底角的轴设置在上压块和下压块相对面的半圆形凹槽内，并与滚轮滚动接触；

连杆的下半段杆段上沿连杆轴向设置有长条形通孔，在连杆的长条形通孔一侧还固定设置一光杆，光杆与长条形通孔相平行，所述摆杆的一端铰接在长条形通孔中，且与光杆滑动连接。

2.根据权利要求1所述的单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：所述连杆的顶端设置有用于与动作推杆相铰接的第一孔，距连杆顶端1/3杆长位置设置有用于与设置有用于与支架相铰接的第二孔。

3.根据权利要求1所述的单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：光杆通过上连接板和下连接板固定在连杆上。

4.根据权利要求1所述的单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：摆杆的一端设置有穿入光杆的通孔。

5.根据权利要求1所述的单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：电动缸的转轴通过立柱可旋转的固定在架体顶端。

6.根据权利要求1所述的单支点超宽透流摇摆式造波机，其特征在于：电动缸的转轴通过旋转装置固定在架体顶端；所述旋转装置包括竖直旋转轴、下底座、上底座和连接板，所述旋转轴竖直可旋转的设置在下底座中，下底座通过螺栓固定在架体顶端，上底座同轴固定套装在旋转轴上，连接板的底端与旋转轴的顶端固定连接，连接板与电动缸的转轴铰接；安装时，先下底座通过螺栓固定在架体顶端，然后调节电动缸、动作推杆的水平角度，以保证造波机电动缸、动作推杆与连杆能够在同一个平面，调整好后，将上底座与下底座固定。