CN106092502B - 一种组合推板式浪流水槽造波机 - Google Patents

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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels

Abstract

一种组合推板式浪流水槽造波机，属于水动力学试验研究领域。本发明解决了传统的造波机大都采用固定的造波板，无法模拟海洋的真实环境的问题。本发明的伺服电机安装在支架上，伺服电机与电动缸连接，电动缸输出端与推杆的一端连接，推动推杆做往复运动；推杆的另一端与平板刚性连接；多组可伸缩组合推波板的上端固定在平板上，平板上还安装有多个伺服阀，每组可伸缩组合推波板对应一个伺服阀，每个伺服阀的下端均连接有一个执行器，每个执行器的输出端均与每组可伸缩组合推波板的末级推波板连接，计算机控制系统与每个伺服阀连接。本发明实现了全浪、全流以及多种形式浪流比例的结合，增强了模拟的多样性，更加符合真实的海洋环境。

Description

一种组合推板式浪流水槽造波机
技术领域
本发明涉及一种造波机，具体涉及一种组合推板式浪流水槽造波机，应用于水动力学试验研究领域，是在水槽或水池中产生实验所需的模拟波浪和海流。
背景技术
造波是一门综合科学技术。它涉及到波浪理论、自动控制理论、海洋学、机械原理、电力电子技术、传感器技术等多种学科。在实验水池中实现海上环境的模拟是随着海洋开发应用而兴起的一门实验研究技术，除风、流的模拟之外，波浪的模拟是极为重要的。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。
在海洋工程及水动力试验测试领域，造波机是进行物理模型试验研究的一种必备实验装置，它的作用是造出不同波长和波高的波浪。造波机一般是通过置于设备一端并且放入水中的推波板的往复运动来制造波浪。传统的造波机大都采用固定的造波板，无法模拟海洋的真实环境。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，根据本发明的一个方面，本发明旨在提出一种组合推板式浪流水槽造波机，以解决传统的造波机大都采用固定的造波板，无法模拟海洋的真实环境的问题。
本发明的一种组合推板式浪流水槽造波机，包括平推部分、推波板部分、计算机控制部分和支架，平推部分包括伺服电机、电动缸、推杆和平板；推波板部分包括多组可伸缩组合推波板，多组可伸缩组合推波板并列排布；计算机控制部分包括计算机控制系统、多个伺服阀和多个执行器；伺服阀及执行器的数量与可伸缩组合推波板的数量一致；
所述伺服电机安装在支架上，伺服电机与电动缸连接，电动缸通过螺母将伺服电机的转动转换为电动缸输出端的直线运动，电动缸输出端与推杆的一端连接，推动推杆做往复运动；推杆的另一端与平板刚性连接；多组可伸缩组合推波板的上端固定在平板上，平板上还安装有多个伺服阀，每组可伸缩组合推波板对应一个伺服阀，每个伺服阀的下端均连接有一个执行器，每个执行器的输出端均与每组可伸缩组合推波板的末级推波板连接，计算机控制系统安装在支架内，计算机控制系统与每个伺服阀连接。
进一步地：所述平推部分还包括变频调节器，变频调节器连接在伺服电机上，用于调节伺服电机的频率。
进一步地：所述平推部分还包括第一斜撑、第二斜撑和第三斜撑；在垂直方向上通过第一斜撑固定平板和推杆；在水平方向上通过第二斜撑和第三斜撑分别在推杆的两侧固定平板。如此设置，推杆的一端本身与平板进行刚性连接，推杆与平板之间通过四个点刚性连接，连接稳固。
进一步地：每组可伸缩组合推波板包括由上至下设置的首级推波板、中级推波板和末级推波板，首级推波板、中级推波板和末级推波板均为空心结构，且中级推波板嵌套在首级推波板内，末级推波板嵌套在中级推波板内。
进一步地：所述首级推波板的长度大于中级推波板的长度，且中级推波板的长度大于末级推波板的长度。
进一步地：所述可伸缩组合推波板为五组，相邻两组可伸缩组合推波板之间留有间隙。
本发明旨在提供一种造波机的硬件结构，计算机控制的软件内容不属于本发明的设计要点。
本发明提出的一种组合推板式浪流水槽造波机所达到的效果为：
本发明通过伺服阀、执行器、可伸缩组合推波板来改变流过截面的波浪和海流的分配比例，即实现全浪、全流以及多种形式浪流比例的结合，增强了模拟的多样性，更加符合真实的海洋环境。
附图说明
图1为组合推板式浪流水槽造波机主视结构示意图；
图2为组合推板式浪流水槽造波机俯视结构示意图；
图3为推波板部分放大结构示意图。
图中：1、变频调节器；2、伺服电机；3、电动缸；4、推杆；5、平板；6、第一斜撑；7、第二斜撑；8、第三斜撑；9、支架；10、计算机控制系统；11、可伸缩组合推波板；12、伺服阀；13、执行器；14、首级推波板；15、中级推波板；16、末级推波板；17、水槽。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本实施方式的一种组合推板式浪流水槽造波机，参见图1、图2、图3可知，其包括机架9、平推部分、推波板部分和计算机控制部分，平推部分包括变频器1、伺服电机2、电动缸3、推杆4、平板5、第一斜撑6、第二斜撑7和第三斜撑8；推波板部分包括五组可伸缩组合推波板11，五组可伸缩组合推波板11并列排布；计算机控制部分包括计算机控制系统10、五个伺服阀12和五个执行器13；
在本实施例中：伺服电机2上连接有调节其频率的变频调节器1，调节推动速度，伺服电机2与电动缸3连接，电动缸3通过螺母将伺服电机的转动化为螺杆的直线运动，从而推动推杆4做往复运动。在垂直方向上第一斜撑6固定平板和推杆4；在水平方向上，第二斜撑7和第三斜撑8分别在推杆4的两侧固定平板，推杆4的一端本身与平板5进行刚性连接，因此推杆4与平板5之间通过四个点刚性连接，连接稳固。
在本实施例中：五组可伸缩组合推波板11的上端固定在平板5上，平板5上还安装有五个伺服阀12，每组可伸缩组合推波板11对应一个伺服阀12，每个伺服阀12的下端均连接有一个执行器13，每个执行器13的输出端均与每组可伸缩组合推波板11的末级推波板16连接，计算机控制系统10安装在支架9内，计算机控制系统10与每个伺服阀12连接。
所述每组可伸缩组合推波板11包括由上至下设置的首级推波板14、中级推波板15和末级推波板16，首级推波板14、中级推波板15和末级推波板16均为空心结构，且中级推波板15嵌套在首级推波板14内，末级推波板16嵌套在中级推波板15内。
首级推波板14的上端与平板5和伺服阀12的下端刚性连接，首级推波板14、中级推波板15和末级推波板16依次嵌套，首级推波板14的厚度略大于中级推波板15，中级推波板15的厚度略大于末级推波板16，首级推波板14的长度略大于中级推波板15的长度，中级推波板15的长度略大于末级推波板16的长度，内部空心，使末级推波板16刚好可以完全嵌入到中级推波板15内，中级推波板15刚好可以完全嵌入到首级推波板14内，首级推波板14、中级推波板15和末级推波板16的宽度相等，五套推波板布置在同一直线上，间隔尽量达到最小，具体的尺寸可根据具体水槽17的尺寸来设计和调整。
在实施例中：计算机控制系统10产生非线性波浪和海流控制信号，发送到与其相连的伺服阀12上，伺服阀12将传来的电信号变为压力信号传给相应的执行器13，执行器13收到压力信号后作出相应的伸缩，执行器13的输出端分别与末级推波板16的顶端相连接，当执行器13伸缩时带动相应的推波板伸缩，实现不同的组合，当三块推波板都伸开时，实现全浪模式；当三块推波板都收缩，即第二推波板和第三推波板都叠入到第一推波板内时，实现全流模式；当五套推波板相互独立运动组合时，实现多种浪流模式的结合。
计算机控制系统10可以根据不同的精度需求通过计算机对推波板进行编程控制，但该部分不属于本发明的技术要点，这里不再详述。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种组合推板式浪流水槽造波机，其特征在于：包括平推部分、推波板部分、计算机控制部分和支架(9)，平推部分包括伺服电机(2)、电动缸(3)、推杆(4)和平板(5)；推波板部分包括多组可伸缩组合推波板(11)，多组可伸缩组合推波板(11)并列排布；计算机控制部分包括计算机控制系统(10)、多个伺服阀(12)和多个执行器(13)；伺服阀(12)及执行器(13)的数量与可伸缩组合推波板(11)的数量一致；所述伺服电机(2)安装在支架(9)上，伺服电机(2)与电动缸(3)连接，电动缸(3)通过螺母将伺服电机的转动转换为电动缸输出端的直线运动，电动缸输出端与推杆(4)的一端连接，推动推杆(4)做往复运动；推杆(4)的另一端与平板(5)刚性连接；多组可伸缩组合推波板(11)的上端固定在平板(5)上，平板(5)上还安装有多个伺服阀(12)，每组可伸缩组合推波板(11)包括由上至下设置的首级推波板(14)、中级推波板(15)和末级推波板(16)，首级推波板(14)、中级推波板(15)和末级推波板(16)均为空心结构，且中级推波板(15)嵌套在首级推波板(14)内，末级推波板(16)嵌套在中级推波板(15)内，每组可伸缩组合推波板(11)对应一个伺服阀(12)，每个伺服阀(12)的下端均连接有一个执行器(13)，每个执行器(13)的输出端均与每组可伸缩组合推波板(11)的末级推波板(16)连接，计算机控制系统(10)安装在支架(9)内，计算机控制系统(10)与每个伺服阀(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合推板式浪流水槽造波机，其特征在于：所述平推部分还包括变频调节器(1)，变频调节器(1)连接在伺服电机(2)上，用于调节伺服电机的频率。
3.根据权利要求1所述的一种组合推板式浪流水槽造波机，其特征在于：所述平推部分还包括第一斜撑(6)、第二斜撑(7)和第三斜撑(8)；在垂直方向上通过第一斜撑(6)固定平板(5)和推杆(4)；在水平方向上通过第二斜撑(7)和第三斜撑(8)分别在推杆(4)的两侧固定平板(5)。
4.根据权利要求1所述的一种组合推板式浪流水槽造波机，其特征在于：所述首级推波板(14)的长度大于中级推波板(15)的长度，且中级推波板(15)的长度大于末级推波板(16)的长度。
5.根据权利要求4所述的一种组合推板式浪流水槽造波机，其特征在于：所述可伸缩组合推波板(11)为五组，相邻两组可伸缩组合推波板之间留有间隙。
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