CN106767756A - 一种多功能无位移船模导航装置 - Google Patents

一种多功能无位移船模导航装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多功能无位移船模导航装置，包括拖曳水池、拖车侧桥、升降机构、航向调节机构和摇摆测量机构，所述拖车侧桥下端通过基座固定升降机构，所述升降机构下端固定连接航向调节机构，所述航向调节机构通过抱箍与摇摆测量机构的第一转轴固定连接，所述第一转轴上转动连接水平摆杆，水平摆杆一端连接平衡支架，平衡支架的另一端连接配重块，所述水平摆杆的另一端通过第二转轴转动连接垂直摇摆支架，所述垂直摇摆杆支架下端连接万船模上的连接底板，所述第一、第二转轴一端分别连接第一、第二绝对值编码器，所述多功能无位移船模导航装置既起导航的功能，同时它又兼顾了模型姿态的测量，即对模型升沉(δz)、艏摇(λ)等参数的测量。

Description

一种多功能无位移船模导航装置
技术领域
本发明涉及水动力学试验测试技术使用领域，尤其涉及一种多功能无位移船模导航装置。
背景技术
目前国内使用的导航机构一般多是传统的导航杆插入导航板滑槽中，导航杆在导航板滑槽中可以垂向和前后位移，此方法的缺点一是导航杆在导航板滑槽内作相对运动，产生滑动摩擦力，影响其试验测试精度。二是没有模型姿态的测量装置，即使有的实验室另设计了附加位移传感器用来测量模型的升沉(δz)姿态，但由于实际上在模型试验的过程中模型不但有升沉运动，而且还有前后位移，艏摇(λ)的变化等，这一切影响了位移传感器测量模型的升沉(δz)位移姿态的精度，并且它也不能测量模型艏摇(λ)摆动姿态的相关参数
发明内容
本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种多功能无位移船模导航装置。
本发明所采用的技术方案如下：
一种多功能无位移船模导航装置，包括拖曳水池、拖车侧桥、升降机构、航向调节机构和摇摆测量机构，所述拖车侧桥下端的固定基座，所述升降机构固定在基座上，所述升降机构下端固定连接航向调节机构，所述航向调节机构通过抱箍与摇摆测量机构的第一转轴固定连接，所述第一转轴上转动连接水平摆杆，水平摆杆一端连接平衡支架，平衡支架的另一端连接配重块，所述水平摆杆的另一端通过第二转轴转动连接垂直摇摆支架，所述垂直摇摆杆支架下端连接万向十字联轴节，万向十字联轴节与设置在拖曳水池内的船模上的连接底板连接，所述第一、第二转轴一端均连接编码器座，所述编码器座上分别连接第一、第二绝对值编码器。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述基座固定在拖车侧桥下端的工字钢上，所述基座两侧连接设置在工字钢上的调节螺栓，所述基座上还通过锁紧螺母连接锁紧爪，所述锁紧爪可卡在工字钢一侧的下方，紧固住基座，所述基座中间还设置连接升降机构的安装面复板。
所述升降机构包括导向套、升降杆、电机、减速器、第一丝杠和第一丝母，所述导向套固定在基座的安装面复板上，所述第一丝母固定在导向套上，第一丝杠穿在第一丝母内，所述第一丝杠上端通过减速器连接电机，所述升降杆穿在导向套内，且升降杆的上端连接减速器，下端与航向调节机构连接。
所述航向调节机构包括与升降机构连接的导轨座，所述导轨座下放连接导轨和第二丝杆，所述导轨和第二丝杆上分别设置滑块和第二丝母，所述第二丝母和滑块均固定连接滑块座，所述滑块座下方固定连接抱箍，所述第二丝杆两端均连接手轮。
所述滑块和导轨采用直线滚动轴承副连接，所述第二丝杆和第二丝母采用梯形螺纹连接。
所述平衡支架为V字形支架，所述配重块通过螺柱螺纹连接在V字形支架尖顶部，且配重块的螺柱上设置有固定螺母。
所述垂直摇摆支架也为V字形支架，所述V字形支架的尖顶部通过轴头与万向十字联轴节连接，万向十字联轴节的另一端通过船模上连接底板的轴头与船模连接。
所述第一、第二转轴均通过滚动轴承与水平摆杆连接。
本发明的有益效果如下：所述多功能无位移船模导航装置，通过第一、第二绝对值编码器可得到水平摆杆的转动角度和垂直摇摆杆支架的转动角度，通过计算可以得出试验船模在试验过程中的升沉位移(δz)、艏摇摆动角(λ)，实现既起导航的功能，同时它又兼顾了模型姿态的测量，即对模型升沉(δz)、艏摇(λ)等参数的测量。
附图说明
图1为本发明提供的多功能无位移船模导航装置的连接示意图。
图2为本发明提供的多功能无位移船模导航装置的正视图。
图3为本发明提供的多功能无位移船模导航装置升降装置的正视图。
图4为本发明提供的多功能无位移船模导航装置升降装置的侧视图。
图5为本发明提供的多功能无位移船模导航装置航向调节机构的正视图。
图6为本发明提供的多功能无位移船模导航装置摇摆测量机构的侧视图。
图7为本发明提供的多功能无位移船模导航装置摇摆测量机构第二转轴处的剖视图。
图8为图6的A-A剖视图。
图9为本发明提供的多功能无位移船模导航装置摇摆测量机构的俯视图。
图中：1、拖曳水池；2、拖车侧桥；3、升降机构；31、导向套；32、升降杆；33、电机；34、减速器；35、第一丝杠；36、第一丝母；4、航向调节机构；41、抱箍；42、导轨座；43、导轨；44、第二丝杆；46、滑块；47、第二丝母；48、滑块座；49、手轮；5、摇摆测量机构；51、第一转轴；52、水平摆杆；53、平衡支架；54、配重块；55、第二转轴；56、垂直摇摆支架；57、万向十字联轴；58、编码器座；59、第一绝对值编码器；510、第二绝对值编码器；6、基座；61、调节螺栓；62、锁紧螺母；63、锁紧爪；64、安装面复板；7、船模；71、连接底板。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1至图9所示，本实施例的多功能无位移船模导航装置，包括拖曳水池1、拖车侧桥2、升降机构3、航向调节机构4和摇摆测量机构5，基座6固定在拖车侧桥2下端的工字钢上，基座6两侧连接设置在工字钢上的调节螺栓61，基座6上还通过锁紧螺母62连接锁紧爪63，锁紧爪63可卡在工字钢一侧的下方，紧固住基座6，确保在拖车运行过程中基座6不会晃动和移位，基座6中间还设置连接升降机构3的安装面复板64，升降机构3包括导向套31、升降杆32、电机33、减速器34、第一丝杠35和第一丝母36，导向套31固定在基座6的安装面复板64上，第一丝母36固定在导向套31上，第一丝杠35穿在第一丝母36内，第一丝杠35上端通过减速器34连接电机33，升降杆32穿在导向套31内，且升降杆32的上端连接减速器34，下端与航向调节机构4连接，航向调节机构4包括与升降机构3连接的导轨座42，导轨座42下放连接导轨43和第二丝杆44，导轨43和第二丝杆44上分别设置滑块46和第二丝母47，第二丝母47和滑块46均固定连接滑块座48，滑块座48下方固定连接抱箍41，第二丝杆44两端均连接手轮49，抱箍41与摇摆测量机构5的第一转轴51固定连接，第一转轴51上转动连接水平摆杆52，水平摆杆52一端连接平衡支架53，平衡支架53为V字形支架，配重块54通过螺柱螺纹连接在V字形支架尖顶部，且配重块54的螺柱上设置有固定螺母，水平摆杆52的另一端通过第二转轴55转动连接垂直摇摆支架56，垂直摇摆支架56也为V字形支架，V字形支架的尖顶部通过轴头与万向十字联轴57节连接，万向十字联轴节57的另一端通过船模7上连接底板71的轴头与船模7连接，第一、第二转轴51、55一端均连接编码器座58，编码器座58上分别连接第一、第二绝对值编码器59、510，且所述第一、第二转轴51、55均通过滚动轴承与水平摆杆52连接，确保摩擦阻力最小。
所述航向调节机构4滑块46和导轨43采用直线滚动轴承副连接，摩擦阻力小、位移精度高，第二丝杆44和第二丝母47采用梯形螺纹连接方式，结构简单、具有自锁功能，安全可靠。
所述多功能无位移船模导航装置进行水面船模水动力性能测量试验时，在船模7的首尾各连接一个多功能无位移船模导航装置，先调节配重块54块的位置使水平摆杆52处于水平状态，同时垂直摇摆支架56处于竖直状体，通过固定螺母将配重块54的位置固定住，然后启动升降机构3，电机33通过减速器34，将转速降到一定的速度，带动第一丝杠35转动，第一丝杠35在第一丝母36内做上下运动，即可带动电机33、减速器34和升降杆32一起沿导向套31上下运动，实现升降功能，使垂直摇摆支架56下端的万向十字联轴节57可与船模7上连接底板71完成连接，然后通过锁紧爪63将基座6锁紧在拖车侧桥2下端的工字钢，即可通过拖曳水池1上的拖车带动船模7作定速直线运动，运动过程中由于水流作用，船模7会产生前后位移、首部升高尾部下降(艏摇)的摆动，即可带动摇摆测量机构5的水平摆杆52和垂直摇摆支架56摆动，通过第一、第二转轴51、55连接的第一、第二绝对值编码器59、510可得到水平摆杆52的摆动角度α和垂直摇摆支架56摆动β，通过计算即可得到试验船模7在试验过程中的升沉位移(δz)、艏摇摆动角(λ)，在船模7作定速直线运动时，可通过转动航向调节机构4的手轮49，带动第二丝杆44转动，从而使第二丝母47在第二丝杆44上左右移动，从而带动滑块46和滑块座48沿导轨43左右移动，实现左右调节船模7的航行方向，确保船模7中心线与航行方向保持一致。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种多功能无位移船模导航装置，其特征在于：包括拖曳水池(1)、拖车侧桥(2)、升降机构(3)、航向调节机构(4)和摇摆测量机构(5)，所述拖车侧桥(2)下端的固定基座(6)，所述升降机构(3)固定在基座(6)上，所述升降机构(3)下端固定连接航向调节机构(4)，所述航向调节机构(4)通过抱箍(41)与摇摆测量机构(5)的第一转轴(51)固定连接，所述第一转轴(51)上转动连接水平摆杆(52)，水平摆杆(52)一端连接平衡支架(53)，平衡支架(53)的另一端连接配重块(54)，所述水平摆杆(52)的另一端通过第二转轴(55)转动连接垂直摇摆支架(56)，所述垂直摇摆杆支架(56)下端连接万向十字联轴节(57)，万向十字联轴节(57)与设置在拖曳水池(1)内的船模(7)上的连接底板(71)连接，所述第一、第二转轴(51、55)一端均连接编码器座(58)，所述编码器座(58)上分别连接第一、第二绝对值编码器(59、510)。
2.根据权利要求1所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述基座(6)固定在拖车侧桥(2)下端的工字钢上，所述基座(6)两侧连接设置在工字钢上的调节螺栓(61)，所述基座(6)上还通过锁紧螺母(62)连接锁紧爪(63)，所述锁紧爪(63)可卡在工字钢一侧的下方，紧固住基座(6)，所述基座(6)中间还设置连接升降机构(3)的安装面复板(64)。
3.根据权利要求2所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述升降机构(3)包括导向套(31)、升降杆(32)、电机(33)、减速器(34)、第一丝杠(35)和第一丝母(36)，所述导向套(31)固定在基座(6)的安装面复板(64)上，所述第一丝母(36)固定在导向套(31)上，第一丝杠(35)穿在第一丝母(36)内，所述第一丝杠(35)上端通过减速器(34)连接电机(33)，所述升降杆(32)穿在导向套(31)内，且升降杆(32)的上端连接减速器(34)，下端与航向调节机构(4)连接。
4.根据权利要求1所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述航向调节机构(4)包括与升降机构(3)连接的导轨座(41)，所述导轨座(42)下放连接导轨(43)和第二丝杆(44)，所述导轨(43)和第二丝杆(44)上分别设置滑块(46)和第二丝母(47)，所述第二丝母(47)和滑块(46)均固定连接滑块座(48)，所述滑块座(48)下方固定连接抱箍(41)，所述第二丝杆(44)两端均连接手轮(49)。
5.根据权利要求4所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述滑块(46)和导轨(43)采用直线滚动轴承副连接，所述第二丝杆(44)和第二丝母(47)采用梯形螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述平衡支架(53)为V字形支架，所述配重块(54)通过螺柱螺纹连接在V字形支架尖顶部，且配重块(54)的螺柱上设置有固定螺母。
7.根据权利要求1所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述垂直摇摆支架(56)也为V字形支架，所述V字形支架的尖顶部通过轴头与万向十字联轴(57)节连接，万向十字联轴节(57)的另一端通过船模(7)上连接底板(71)的轴头与船模(7)连接。
8.根据权利要求1所述的多功能无位移船模导航装置，其特征在于：所述第一、第二转轴(51、55)均通过滚动轴承与水平摆杆(52)连接。
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