CN108106781A - 一种船模重心测量装置 - Google Patents

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魏少鹏
赵大刚
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Abstract

本发明属于测量设备领域，具体涉及一种船模重心测量装置。该船模重心测量装置主要包括放置模型的平台，可伸缩式支座和气泡式水平仪。四组数显式压力计位于支座与平台之间，该压力计可以根据测量需要通过滑轨沿平台长边自由移动，平台侧面标有刻度，可读取滑轨间距及滑轨移动距离。本发明利用力矩平衡原理，通过读取不同压力计示数及其间距，根据力矩平衡原理测量计算船模的重心位置，满足了现代船模水池试验准确性与快速性的要求。同时本发明具有加工制作简单、安装方便、测量精度高等优点，与常规测量船模重心方法相比节省了大量的人力物力，是一种具有极大发展潜力与实用价值的船模重心测量装置。

Description

一种船模重心测量装置
技术领域
本发明涉及测量设备领域，具体涉及一种船模重心测量装置。
背景技术
在船模物理水池试验中，为了使船模横摇及纵摇周期与实船满足一定的关系，需要准确测量船模的重心位置，并根据船模重心位置调整船模压载，以满足试验要求。一般情况下船模重心位置是通过重心平移定理在惯量架上确定的。传统方法需要前后上下调节固定压载,根据惯量架偏转角来确定重心位置，传统方法操作麻烦，对船模重心位置的确定误差较大，且对船模尺寸限制较大，不适合大尺度的模型。而当今模型试验为了减小尺度效应对试验结果的影响，模型尺寸也越来越大，传统方法用于测量船模重心位置并不能满足试验要求。
经过文献检索发现，中国专利申请号为：CN201010191378.6，专利名称为船模重量重心及转动惯量测量与调节装置。与本装置相比其装置有以下缺点：1装置笨重，并不适合于大尺度模型的重心确定2在船模重心测量过程中，操作麻烦，需要将船模及配重移到惯量架上，耗费人力物力大。3测量误差较大，在计算到标尺距离是在空中测量的，误差较大。4使用寿命短，由于刀口与刀架长期承受较大的力，会造成磨损影响重心的测量5测量速度较慢，重心的测量是根据位移与三角公式换算的，计算比较繁琐。
发明内容
本发明是一种船模重心测量装置，是用来测量船模重心位置的一种仪器设备，通常于船模物理水池试验中使用，具有设计结构简单，制造成本较低，操作方便快捷等优点。而且满足相关试验测量精度要求，适合多尺度模型，实现了船模重心测量快速性与经济性的统一。
一种船模重心测量装置，包括平台2，横向水平仪1，纵向水平仪9，中纵平分线3，刻度线4，一号滑轨5，二号滑轨6，一号纵向横杆7，二号纵向横杆8和支撑结构10；其特征在于，所述平台2为矩形形状，横向水平仪1固定在平台2上表面短边边缘中点处，纵向水平仪9固定在平台2上表面长边边缘中点处，中纵平分线3固定在与长边平行的平台2上表面几何中心线上；在平台2的长边侧面安装有刻度线4；在平台2沿中纵平分线两侧对称安装有一号滑轨5与二号滑轨6，在一号滑轨5与二号滑轨6上安装四个可在滑轨上移动的支撑结构10，每段滑轨安装两个支撑结构，每两个相对的支撑结构分别用一号纵向横杆7和二号纵向横杆8连接。
所述的支撑结构10包含滑块11，数显压力测力计12，可伸缩支座13，其特征在于，滑块11安装在滑轨上，在滑块的下侧安装数显压力测力计12，在数显压力测力计12的下侧安装有可伸缩支座13。
所述的可伸缩支座13可以通过旋转支座改变支座高度。
所述滑块11为矩形，在滑块11顶部开有与滑轨配合的滑槽，在底部开有与数显压力测力计12配合的安装孔，在侧面中心线位置有一个用于读数的指针。
所述的横向水平仪1，纵向水平仪9沿平台长边短边各有一个，均为气泡式水平仪。
所述平台2为矩形形状，在其纵向长边边缘中点处与短边边缘中点处分别开有两个水平仪安装孔，其孔深与水平仪高度相同。
本发明的主要优势在于：(1)可以用于大尺度模型或其他仪器设备的重心位置测量，应用范围更广；(2)测量误差较小，精度比传统惯量架测得船模重心位置要准确；(3)使用寿命长，加工生产成本低；(4)测量速度快，可以采用吊机搬运模型，节省大量人力物力。
附图说明
图1为本发明一种船模重心测量装置三视图；
图2为本发明测量船模船长方向重心位置示意图；
图3为本发明测量船模垂向重心位置示意图；
图4为本发明一种船模重心测量装置侧视图；
图5为本发明一种船模重心测量装置仰视图；
图6为本发明一种船模重心测量装置支撑结构局部视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图4图5所示，一种船模重心测量装置，包括平台2，横向水平仪1，纵向水平仪9，中纵平分线3，刻度线4，一号滑轨5，二号滑轨6，一号纵向横杆7，二号纵向横杆8和支撑结构10；其特征在于，所述平台2为矩形形状，横向水平仪1固定在平台2上表面短边边缘中点处，纵向水平仪9固定在平台2上表面长边边缘中点处，中纵平分线3固定在与长边平行的平台2上表面几何中心线上；在平台2的长边侧面安装有刻度线4；在平台2沿中纵平分线两侧对称安装有一号滑轨5与二号滑轨6，在一号滑轨5与二号滑轨6上安装四个可在滑轨上移动的支撑结构10，每段滑轨安装两个支撑结构，每两个相对的支撑结构分别用一号纵向横杆7和二号纵向横杆8连接。
如图6所示，所述的支撑结构10包含滑块11，数显压力测力计12，可伸缩支座13，其特征在于，滑块11安装在滑轨上，在滑块的下侧安装数显压力测力计12，在数显压力测力计12的下侧安装有可伸缩支座13。
所述的可伸缩支座13可以通过旋转支座改变支座高度。
所述滑块11为矩形，在滑块11顶部开有与滑轨配合的滑槽，在底部开有与数显压力测力计12配合的安装孔，在侧面中心线位置有一个用于读数的指针。
所述的横向水平仪1，纵向水平仪9沿平台长边短边各有一个，均为气泡式水平仪。
所述平台2为矩形形状，在其纵向长边边缘中点处与短边边缘中点处分别开有两个水平仪安装孔，其孔深与水平仪高度相同。
本发明目的在于提供一种船模重心测量装置，这种新型的重心测量装置是通过力矩平衡原理测量船模重心的。本装置特征为：包括放置船模的平台，平台上安装有确定平台是否水平的水平仪，平台上刻有中纵平分线以保证船模位于平台中央，平台侧面有刻度线，平台下有支撑平台的滑轨及可伸缩式支座，支座上安装有数显式压力测力计，支座可以通过滑块沿滑轨进行移动。
本发明装置主要用于测量船模的重心，也可用于测量其他类似模型的重心位置，在测量船模重心前，根据试验船模尺寸调整支座间的距离，再调整可伸缩支座12高度，通过横向水平仪1与纵向水平仪9将平台2校正水平并平衡清零。
测量船模船长方向重心位置，如示意图2所示：将船模平放在平台2上，船模中线与平台中纵平分线3保持重合，记录下船首测力计示数之和P1，船尾测力计示数之和P2，船模首尾测力计的距离L，由公式X1＝P2L/(P1+P2)可得到船模沿船长方向重心G位置距数显测力计P1的距离X1。
测量船模船长方向重心位置，如示意图3所示：将船模侧立放在平台2上，船模型深方向中线与平台中纵平分线3保持重合，记录下从船尾向船首看的船模左侧测力计示数之和P3，船模右侧测力计示数之和P4，船模两侧测力计距离为L2，由公式Y1＝P3L2/(P3+P4)可得到船模沿垂向重心G位置距左侧数显测力计P3的距离Y1。
测量船模船宽方向重心位置,一般情况下，船模沿船宽方向重心G位置与船宽中线一致。
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 (6)

1.一种船模重心测量装置，包括平台(2)，横向水平仪(1)，纵向水平仪(9)，中纵平分线(3)，刻度线(4)，一号滑轨(5)，二号滑轨(6)，一号纵向横杆(7)，二号纵向横杆(8)和支撑结构(10)；其特征在于，所述平台(2)为矩形形状，横向水平仪(1)固定在平台(2)上表面短边边缘中点处，纵向水平仪(9)固定在平台(2)上表面长边边缘中点处，中纵平分线(3)固定在与长边平行的平台(2)上表面几何中心线上；在平台(2)的长边侧面安装有刻度线(4)；在平台(2)沿中纵平分线两侧对称安装有一号滑轨(5)与二号滑轨(6)，在一号滑轨(5)与二号滑轨(6)上安装四个可在滑轨上移动的支撑结构(10)，每段滑轨安装两个支撑结构，每两个相对的支撑结构分别用一号纵向横杆(7)和二号纵向横杆(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种船模重心测量装置，其特征在于，所述的支撑结构(10)包含滑块(11)，数显压力测力计(12)，可伸缩支座(13)，其特征在于，滑块(11)安装在滑轨上，在滑块的下侧安装数显压力测力计(12)，在数显压力测力计(12)的下侧安装有可伸缩支座(13)。
3.根据权利要求2所述的支撑结构(10)，其特征在于，所述的可伸缩支座(13)可以通过旋转支座改变支座高度。
4.根据权利要求2所述的支撑结构(10)，其特征在于，所述滑块(11)为矩形，在滑块(11)顶部开有与滑轨配合的滑槽，在底部开有与数显压力测力计(12)配合的安装孔，在侧面中心线位置有一个用于读数的指针。
5.根据权利要求1所述的一种船模重心测量装置，其特征在于，所述的横向水平仪(1)，纵向水平仪(9)沿平台长边短边各有一个，均为气泡式水平仪。
6.根据权利要求1所述的一种船模重心测量装置，其特征在于，所述平台(2)为矩形形状，在其纵向长边边缘中点处与短边边缘中点处分别开有两个水平仪安装孔，其孔深与水平仪高度相同。
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