CN107727357B - 一种多自由度辅助船模启动与制动装置 - Google Patents
一种多自由度辅助船模启动与制动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107727357B CN107727357B CN201710972029.XA CN201710972029A CN107727357B CN 107727357 B CN107727357 B CN 107727357B CN 201710972029 A CN201710972029 A CN 201710972029A CN 107727357 B CN107727357 B CN 107727357B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adjusting structure
- truss
- ship model
- fixed
- vertical adjusting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多自由度辅助船模启动与制动装置，属于船舶与海洋工程实验设备技术领域，包括固定结构、纵向调节结构、垂向调节结构及桁架结构。固定结构安装在试验船模的甲板上，垂向调节结构与固定结构为一体化连接，垂向调节结构分别焊接在固定结构的上下两侧，纵向调节结构安装在同侧甲板的相邻垂向调节结构上，两侧甲板的纵向调节结构上安装有固定桁架，两个固定桁架之间连接有可滑移桁架，各部件之间均通过螺栓固定。该装置结构简单，各部件之间的相对位置可灵活调节，为不同形状船模的启动与制动提供多自由度的力支持点，能够有效防止船模在启动与制动时产生的较大载荷破坏贵重试验测量设备，拥有良好的经济性与实用性。
Description
技术领域
本发明属于船舶与海洋工程实验设备技术领域，具体涉及一种多自由度辅助船模启动与制动装置。
背景技术
在拖曳水池中进行船模的阻力试验、自航试验等水动力性能试验过程中，船模从静止状态由拖车拖动，经历加速、匀速、减速直至静止等状态。在船模进行加速、减速的过程中会产生较大的载荷，若没有提供支持装置，这种载荷会直接作用在应力应变测力天平、适航仪以及自航仪等贵重试验测量设备上，导致测量设备的损坏。
以缩尺比31.6的KRISO Container Ship简称KCS船模进行阻力试验为例，实船水线间长Lpp＝230m，船模水线间长Lpp＝7.27m，船模总排水体积为1.649m3，则换算成试验时船模与压载的总质量为1645.7kg。KCS的设计航速是24节，在上述缩尺比状态下的设计航速是2.196m/s，拖车拖动船模的加速度为0.7m/s2，由牛顿第二运动定律可知，船模在加速阶段所受拖车的拖力＝1645.7kg×0.7m/s2＝1151.99N。而该缩尺比下的KCS船模在设计航速状态下航行时的阻力约为85N，相应的应力应变测力天平量程应该在0-200N或0-100N，天平的量程远小于加速段的拖力，因此诞生了船模拖曳夹具。
船模在加速段和减速段时使用船模拖曳夹具将船模固定住，以此在船模的加速和减速过程中施加拖力和拉力，从而保护了精密的测量设备。但是这种夹具无法直接将船模夹住，目前大多数的做法是在船模尾部搭上一根木质或钢制桁架，夹具将这根桁架夹住，从而固定住船模，以这样的方式来给船模施加拖力或拉力。但是这样的做法弊端很明显，一、每一个船模都需要有一个与其相适应的桁架，不能重复利用；二、船模的吃水不同，甲板高度也不同，不同船模所需的桁架高度也不同，安装起来较为繁琐；三、若刚性桁架一旦固定，测量设备安装位置与夹具位置可能不匹配，会给后续的试验操作带来烦冗的试验设备调节过程，容错率低；四、这样操作使船模启动与制动时的载荷完全施加在甲板两侧与桁架固定的点，容易造成船模甲板结构疲劳，造成破坏，安全系数较低。综合上述试验过程中的问题，本发明提出了一种多自由度辅助船模启动与制动装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种为船模提供适宜的启动托力和制动拉力的力支持点，防止船模在启动与制动时较大的载荷破坏贵重试验测量设备且能够简化试验操作过程的多自由度辅助船模启动与制动装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明公开了一种多自由度辅助船模启动与制动装置，包括固定结构6、纵向调节结构8、垂向调节结构和桁架结构，其中垂向调节结构包括上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12，桁架结构包括可滑移桁架9及固定桁架10；固定结构6安装在试验船模2的甲板上，垂向调节结构与固定结构6为一体化连接，上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12分别焊接在固定结构6的上下两侧，纵向调节结构8安装在同侧甲板的相邻垂向调节结构上，两侧甲板的纵向调节结构8上安装有固定桁架10，两个固定桁架10之间连接有可滑移桁架9，各部件之间均通过螺栓11固定。
优选的，所述的固定桁架10为立方体结构，与纵向调节结构8连接的一端开有通孔，通孔的形状和尺寸与纵向调节结构8的形状和尺寸相吻合，通孔外各端面均开有螺纹孔。
优选的，所述的可滑移桁架9为中空的立方体结构，立方体两边各端面上均开有螺纹孔，中空部分的尺寸与固定桁架10的尺寸相吻合，固定桁架10可在可滑移桁架9的通孔中自由活动，根据船模型宽调整距离。
优选的，所述的纵向调节结构8呈表面光滑的长条状，两端开有通孔，通孔的形状和尺寸与垂向调节结构的形状和尺寸相吻合，通孔两侧开有螺纹孔。
优选的，所述的垂向调节结构为表面光滑的圆柱体，上部垂向调节结构7的顶端与下部垂向调节结构12的尾端的圆柱体直径大于柱身直径；下部垂向调节结构12的高度适应于试验船模2的深度，下部垂向调节结构12的高度小于上部垂向调节结构7。
优选的，所述的固定结构6呈C型，包括上下两层，两层结构之间距离可调，固定结构6的两臂及拐角处都开有螺纹孔。
对于一种多自由度辅助船模启动与制动装置，所述的纵向调节结构8、垂向调节结构及固定桁架10上均标有精确的刻度标识。
本发明的有益效果在于：
本发明公开了一种多自由度辅助船模启动与制动装置，各部件之间可以自由组合，同时每个部件也可根据不同规格的实验船模灵活调节安装距离，灵活度高，受空间局限小；通过应用纵向调节部件和垂向调节部件，可以提供多自由度的力支持点，安装较简便，同时通过调节可滑移桁架可以使该装置对不同型宽的船模均具有适用性。
此外，本发明在各个部件上标有精确的刻度标识，能够精确调节力支持点的空间位置，使测量设备安装位置与夹具位置相匹配，简化后续的试验设备调节过程；再者，本发明使船模启动与制动时的载荷分布在固定部件与船模甲板接触的四个平面上，增大了受力面积而减小了载荷应力，具有良好的结构稳定性。
因此，本发明的设计结构简单，操作与安装方便，能够有效的保证结构强度，并为不同形状船模的启动与制动提供了多自由度的力支持点，具有良好的经济性与实用性。
附图说明
图1为本发明中多自由度辅助船模启动与制动装置装配于试验船模中的示意图；
图2为本发明中多自由度辅助船模启动与制动装置在试验船模甲板上部工作的结构示意图；
图3为本发明中多自由度辅助船模启动与制动装置在试验船模甲板下部工作的结构示意图；
图4为本发明中固定结构与垂向调节结构的安装示意图；
图5为本发明中固定结构的细节结构示意图；
图6为本发明中桁架结构的整体示意图；
图7为本发明中桁架结构的分解示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
结合图1，试验船模2上方固定有拖车侧桥平台3，拖车侧桥平台3上安装有试验测量设备4，后端靠近甲板的位置安装有船模拖曳夹具5，船模拖曳夹具5下方为连接的多自由度辅助船模启动与制动装置1，由于船体型线在首部变化较大，因此多自由度辅助船模启动与制动装置1通常布置在船模尾部，多自由度辅助船模启动与制动装置1为控制试验船模2加速与减速的核心装置。
结合图2及图3，多自由度辅助船模启动与制动装置1包括固定结构6、纵向调节结构8、垂向调节结构和桁架结构，其中垂向调节结构包括上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12，桁架结构包括可滑移桁架9及固定桁架10，装置中所有的部件都可以自由活动，根据不同的需要进行组装。
纵向调节结构8呈表面光滑的长条状，两端开有通孔，通孔的形状和尺寸与垂向调节结构的形状和尺寸相吻合，通孔两侧开有螺纹孔。
结合图4及图5，垂向调节结构与固定结构6为一体化连接，分别焊接在固定结构6的上下两侧；固定结构6呈C型，包括上下两层，两层结构之间距离可以根据甲板的厚度进行调节，固定结构6的两臂及拐角处都开有螺纹孔；垂向调节结构为表面光滑的圆柱体，上部垂向调节结构7的顶端与下部垂向调节结构12的尾端的圆柱体直径大于柱身直径；下部垂向调节结构12的高度适应于试验船模2的深度，下部垂向调节结构12的高度小于上部垂向调节结构7，上下垂向调节结构上都可以安装桁架结构。
结合图6及图7，固定桁架10为立方体结构，与纵向调节结构8连接的一端开有通孔，通孔的形状和尺寸与纵向调节结构8的形状和尺寸相吻合，通孔外各端面均开有螺纹孔；可滑移桁架9为中空的立方体结构，立方体两边各端面上均开有螺纹孔，中空部分的尺寸与固定桁架10的尺寸相吻合，固定桁架10可在可滑移桁架9的通孔中自由活动，根据船模型宽调整距离。
此外，纵向调节结构8、垂向调节结构及固定桁架10上均标有精确的刻度标识，使在调整各个部件时有准确的参考依据，精确定位每个部件的位置。
下面结合图2至图7详细介绍一下多自由度辅助船模启动与制动装置1的安装过程。
(1)根据不同型号试验船模2的尾部型宽，将各个固定部件6固定在尾部甲板上合适的安装处，固定部件6上下分别连接有上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12；
(2)将纵向调节结构8分别安装在同侧甲板的上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12上；
(3)在两侧甲板上下纵向调节结构上安装好桁架结构，固定桁架10间的距离可以根据船模的型宽进行相应的调整，可滑移桁架9能够在固定桁架上来回移动，当确定好固定桁架10位置之后，依据固定桁架10上的刻度标识将可滑移桁架9位置调至桁架结构的中间，并通过螺栓11锁死；
(4)在将测量设备4与试验船模2连接好之后，调节桁架结构在纵向调节结构8上的位置，在调节至合适的纵向位置后，通过螺栓11将桁架结构的纵向位置固定，这样桁架结构与纵向调节结构8就固连在一起；
(5)调节纵向调节结构8的垂向位置，垂向调节结构包括上部垂向调节结构7和下部垂向调节结构12，分别调节上下垂向调节结构上纵向调节结构8的位置，从而确定出桁架结构以及纵向调节结构8在垂向上的位置；
(6)通过上述安装步骤之后，就确定出了可滑移桁架9的空间位置，通过这些结构的协同合作，为船模启动加速段和制动减速段提供了一个适宜的启动拖力和制动拉力的力支持点。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：包括固定结构(6)、纵向调节结构(8)、垂向调节结构和桁架结构，其中垂向调节结构包括上部垂向调节结构(7)和下部垂向调节结构(12)，桁架结构包括可滑移桁架(9)及固定桁架(10)；固定结构(6)安装在试验船模(2)的甲板上，垂向调节结构与固定结构(6)为一体化连接，上部垂向调节结构(7)和下部垂向调节结构(12)分别焊接在固定结构(6)的上下两侧，纵向调节结构(8)安装在同侧甲板的相邻垂向调节结构上，两侧甲板的纵向调节结构(8)上安装有固定桁架(10)，两个固定桁架(10)之间连接有可滑移桁架(9)，垂向调节结构与纵向调节结构(8)之间通过螺栓固定，纵向调节结构(8)与固定桁架(10)之间通过螺栓固定，可滑移桁架(9)与固定桁架(10)之间通过螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的固定桁架(10)为立方体结构，与纵向调节结构(8)连接的一端开有通孔，通孔的形状和尺寸与纵向调节结构(8)的形状和尺寸相吻合，通孔外各端面均开有螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的可滑移桁架(9)为中空的立方体结构，立方体两边各端面上均开有螺纹孔，中空部分的尺寸与固定桁架(10)的尺寸相吻合，固定桁架(10)可在可滑移桁架(9)的通孔中自由活动，根据船模型宽调整距离。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的纵向调节结构(8)呈表面光滑的长条状，两端开有通孔，通孔的形状和尺寸与垂向调节结构的形状和尺寸相吻合，通孔两侧开有螺纹孔。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的垂向调节结构为表面光滑的圆柱体，上部垂向调节结构(7)的顶端与下部垂向调节结构(12)的尾端的圆柱体直径大于柱身直径；下部垂向调节结构(12)的高度适应于试验船模(2)的深度，下部垂向调节结构(12)的高度小于上部垂向调节结构(7)。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的固定结构(6)呈C型，包括上下两层，两层结构之间距离可调，固定结构(6)的两臂及拐角处都开有螺纹孔。
7.根据权利要求1所述的一种多自由度辅助船模启动与制动装置，其特征在于：所述的纵向调节结构(8)、垂向调节结构及固定桁架(10)上均标有精确的刻度标识。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710972029.XA CN107727357B (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种多自由度辅助船模启动与制动装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710972029.XA CN107727357B (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种多自由度辅助船模启动与制动装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107727357A CN107727357A (zh) | 2018-02-23 |
| CN107727357B true CN107727357B (zh) | 2020-04-03 |
Family
ID=61211860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710972029.XA Active CN107727357B (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种多自由度辅助船模启动与制动装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107727357B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111017137B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-10-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种全方位船模试验智能夹具 |
| CN113551871B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-09-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种模拟船壳板与冰作用机理的试验装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2112689C1 (ru) * | 1996-07-23 | 1998-06-10 | Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова | Опытовый бассейн для испытаний моделей морских инженерных сооружений |
| KR20120121991A (ko) * | 2011-04-28 | 2012-11-07 | 한국해양연구원 | 실험 장비의 교체 및 설치가 가능한 모형선 구속 장치 |
| CN202886085U (zh) * | 2012-11-19 | 2013-04-17 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 适航水深船模阻力试验测量系统 |
| CN104700702B (zh) * | 2015-03-11 | 2018-04-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种二维甲板上浪实验装置 |
| CN105480562B (zh) * | 2015-12-14 | 2019-07-02 | 浙江海洋学院 | 一种船模支架 |
| CN206192628U (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-24 | 上海交通大学 | 一种适用于不对称海洋平台模型的试验装置 |
| CN106767756B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-08-27 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种多功能无位移船模导航装置 |
-
2017
- 2017-10-18 CN CN201710972029.XA patent/CN107727357B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107727357A (zh) | 2018-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103808499B (zh) | 一种隔振器动刚度测试方法及其装置 | |
| CN107727357B (zh) | 一种多自由度辅助船模启动与制动装置 | |
| CN111947824B (zh) | 一种水下推进器系桩推力测试系统 | |
| CN104819857A (zh) | 海洋深水浮式平台涡激运动模型实验装置 | |
| CN106644324A (zh) | 一种可用于轻钢框架梁柱节点受力性能试验的试验装置 | |
| CN105040749A (zh) | 桩基抗拔抗压试验系统及试验方法 | |
| CN204630719U (zh) | 悬跨管道的力学特征试验装置 | |
| CN113008575B (zh) | 一种模拟工程车车架弯曲工况的试验台架及方法 | |
| CN107103828B (zh) | 一种双体船模型拖曳试验装置 | |
| CN107380344B (zh) | 一种多功能浮体模型静水自由衰减试验加载装置 | |
| CN107084784B (zh) | 一种移动式可升降四体船型水下测量平台 | |
| Irani et al. | Improved strake design for vortex induced motions of spar platforms | |
| CN107389263A (zh) | 一种水池船模辅助调平装置 | |
| CN217542424U (zh) | 大吨位沉船打捞液压缓冲同步提升系统海上测试平台 | |
| CN113899514B (zh) | 一种模拟船舶背空结构水下接触爆炸边界条件的装置 | |
| CN206161336U (zh) | 强夯机的脱钩试验装置 | |
| CN207923431U (zh) | 模拟v型复合绝缘子串风偏情况的测试装置 | |
| KR20210078628A (ko) | 파고 계측기의 성능 시험 장치 및 이를 이용한 모형선의 실험 방법 | |
| CN204924685U (zh) | 放线滑车的试验设备和试验系统 | |
| CN203587333U (zh) | 一种盾构管片试验机的轴向力加载装置 | |
| CN104775432B (zh) | 一种打桩船桩架制作及安装工艺 | |
| CN204165821U (zh) | 一种用于卧式拉力试验机的锚拉力试验支撑装置 | |
| CN209624236U (zh) | 一种海底动态缆疲劳试验装置 | |
| Yang | Numerical modeling of nonlinear coupling between lines/beams with multiple floating bodies | |
| CN106353122B (zh) | 强夯机的脱钩试验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |