CN109580063A

CN109580063A - 一种水下航行器拖力测量装置

Info

Publication number: CN109580063A
Application number: CN201811608824.1A
Authority: CN
Inventors: 张增猛; 丛宇佳; 侯交义; 宋男; 车进凯
Original assignee: Dalian Maritime University
Current assignee: Dalian Maritime University
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-04-05

Abstract

本发明提供一种水下航行器拖力测量装置，包括：竖直梯架、水平支架、水下定滑轮、导向定滑轮、凸台、挡板、连接绳和拉力传感器；所述水平支架的一端固定安装于所述竖直梯架顶部，所述挡板可拆卸安装于所述水平支架另一端的底面；所述竖直梯架包括横梁和扶手；所述凸台可拆卸安装于所述扶手；所述水下定滑轮和所述导向定滑轮分别可拆卸安装于所述横梁和所述水平支架；所述水下定滑轮与所述水下航行器的推进器位于同一水平面；所述连接绳一端固定于所述水下航行器，另一端依次穿过所述水下定滑轮和所述导向定滑轮固定连接于所述拉力传感器。本发明解决了现有的水下拉力传感器测量水下航行器拖力方法复杂且对设备密封性要求较高的技术问题。

Description

一种水下航行器拖力测量装置

技术领域

本发明涉及力学测量装置技术领域，具体而言，尤其涉及一种一种水下航行器拖力测量装置。

背景技术

随着海洋工程领域的迅速发展，水下机器人由于其因其经济性好、下水出水灵活性高、环境适应性好、作业效率高、使用有效等优点，得到了迅速发展，越来越广泛的应用于海洋工程的各种作业。目前水下机器人的方式主要推进方式有螺旋桨推进和喷水推进两种。但无论哪种推进方式，都需要准确确认各类推进器所能实现的最大拖力及不同输入功率对应下的拖力，从而实现水下机器人的高速、高效运动。传统测量方法需要使用水下拉力传感器，对传感器的密封要求较高，价格较昂贵，测量航行器的拖力的方法复杂。

发明内容

根据上述提出现有的水下拉力传感器测量水下航行器拖力方法复杂且对设备密封性要求较高的技术问题，而提供一种水下航行器拖力测量装置。本发明主要利用设置了水下定滑轮和导向定滑轮的竖直梯架和水平支架，从而能够使拉力传感器设置在岸上的情况下也能测量水下航行器的推进器的拖力。

本发明采用的技术手段如下：

一种水下航行器拖力测量装置，包括：竖直梯架、水平支架、水下定滑轮、导向定滑轮、凸台、挡板、连接绳和拉力传感器；

所述水平支架的一端固定安装于所述竖直梯架顶部，所述挡板可拆卸安装于所述水平支架另一端的底面；

所述竖直梯架包括横梁和扶手；所述横梁可拆卸安装于所述竖直梯架；所述凸台可拆卸安装于所述扶手；

所述水下定滑轮和所述导向定滑轮分别可拆卸安装于所述横梁和所述水平支架；所述水下定滑轮与所述水下航行器的推进器位于同一水平面；

所述连接绳一端固定于所述水下航行器，另一端依次穿过所述水下定滑轮和所述导向定滑轮固定连接于所述拉力传感器。

进一步地，还包括数据采集模块和PC端，所述数据采集模块分别所述拉力传感器和所述PC端电连接，所述拉力传感器采集的数据通过所述数据采集模块传送至所述PC端。

进一步地，所述水平支架与所述竖直梯架相互垂直。

进一步地，所述挡板为L型挡板。

进一步地，所述挡板与所述水平支架、所述横梁与所述竖直梯架、所述凸台与所述扶手、所述水下定滑轮与所述横梁以及所述导向定滑轮与所述水平支架之间均采用螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述水下定滑轮、所述导向定滑轮和所述挡板均采用316号钢制成；所述竖直梯架、所述凸台和所述水平支架采用铝型材制成。

进一步地，所述凸台包括配重块。

进一步地，所述横梁位置可以在竖直方向上调整，所述导向定滑轮和所述挡板可以在水平方向上调整。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的水下航行器拖力测量装置，包括通过螺栓可拆卸的水下定滑轮、导向定滑轮、凸台和挡板，装配简单，且各部分的具体位置能够根据实验环境的水深和用于测量的水池池壁的宽度进行调整，拆装方便。

2、本发明提供的水下航行器拖力测量装置，竖直梯架、凸台和水平支架均采用铝型材制成，在满足拖力测量的强度要求和防锈的情况下，结构更加轻便。

3、本发明提供的水下航行器拖力测量装置，测量拖力的条件适合水池等室内环境，测量方法方便简单，且经济性较好。

综上，应用本发明的技术方案利用设置了水下定滑轮和导向定滑轮的竖直梯架和水平支架，从而能够使拉力传感器设置在岸上的情况下也能测量水下航行器的推进器的拖力。因此，本发明的技术方案解决了现有的水下拉力传感器测量水下航行器拖力方法复杂且对设备密封性要求较高的技术问题。

基于上述理由本发明可在力学测量装置等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述水下航行器拖力测量装置结构示意图。

图2为采用本发明所述水下航行器拖力测量装置进行测量的原理示意图。

图3为采用本发明所述水下航行器拖力测量装置进行测量的原理示意俯视图。

图中：1、水下定滑轮；2、凸台；3、扶手；4、横梁；5、导向定滑轮；6、水平支架；7、挡板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种水下航行器拖力测量装置，包括：竖直梯架、水平支架6、水下定滑轮1、导向定滑轮5、凸台2、挡板7、连接绳和拉力传感器；

所述水平支架6的一端固定安装于所述竖直梯架顶部，所述挡板7可拆卸安装于所述水平支架6另一端的底面；

所述竖直梯架包括横梁4和扶手3；所述横梁4可拆卸安装于所述竖直梯架；所述凸台2可拆卸安装于所述扶手3；

所述水下定滑轮1和所述导向定滑轮5分别可拆卸安装于所述横梁4和所述水平支架6；所述水下定滑轮1与所述水下航行器的推进器位于同一水平面，以确保测量的力与拖力满足二力平衡条件；

所述连接绳一端固定于所述水下航行器，另一端依次穿过所述水下定滑轮1和所述导向定滑轮5固定连接于所述拉力传感器。

进一步地，所述水平支架6与所述竖直梯架相互垂直，方便所述测量装置更好的安装在池壁上。

进一步地，所述挡板7为L型挡板，所述挡板7用于限制所述测量装置的水平位移。

进一步地，所述挡板7与所述水平支架6、所述横梁4与所述竖直梯架、所述凸台2与所述扶手3、所述水下定滑轮1与所述横梁4以及所述导向定滑轮5与所述水平支架6之间均采用螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述水下定滑轮1、所述导向定滑轮5和所述挡板7均采用316号钢制成；所述竖直梯架、所述凸台2和所述水平支架6采用铝型材制成，采用上述材质制成的所述测量装置能够在满足强度要求的情况下能够克服在水下或潮湿环境中易生锈的问题，延长装置使用寿命。

进一步地，所述横梁4位置可以在竖直方向上调整，所述导向定滑轮5和所述挡板7可以在水平方向上调整，所述横梁4的固定位置可以根据实际试验环境进行及时调整，所述挡板7的固定位置可以根据测量用的水池的池壁宽度进行具体调整，使所述测量装置在进行测量时能更好的固定在池壁上。

如图2-3所示，采用本发明所述的水下航行器拖力测量装置，在工作时，将所述测量装置固定于池壁上，工作人员能够通过所述竖直梯架到所述凸台2，调节所述水下定滑轮1的固定位置，使所述水下定滑轮1与所述水下航行器的推进器位于同一水平面，然后将所述连接绳一端固定于所述水下航行器，另一端依次穿过所述水下定滑轮1和所述导向定滑轮5固定连接于所述拉力传感器，完成上述安装过程后，即可进行拖力测量，所述拉力传感器采集的数据通过所述数据采集模块传送至所述PC端，通过信号处理即可得到水下航行器的拖力。

进一步地，所述凸台2包括配重块，当进行测量拖力的水下航行器拖力过大，会造成所述竖直梯架发生弯曲变形，此时在所述凸台2上加载配重块，能够平衡该装置在拐角连接处产生的弯矩。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种水下航行器拖力测量装置，其特征在于，包括：竖直梯架、水平支架、水下定滑轮、导向定滑轮、凸台、挡板、连接绳和拉力传感器；

2.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，还包括数据采集模块和PC端，所述数据采集模块分别所述拉力传感器和所述PC端电连接，所述拉力传感器采集的数据通过所述数据采集模块传送至所述PC端。

3.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述水平支架与所述竖直梯架相互垂直。

4.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述挡板为L型挡板。

5.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述挡板与所述水平支架、所述横梁与所述竖直梯架、所述凸台与所述扶手、所述水下定滑轮与所述横梁以及所述导向定滑轮与所述水平支架之间均采用螺栓可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述水下定滑轮、所述导向定滑轮和所述挡板均采用316号钢制成；所述竖直梯架、所述凸台和所述水平支架采用铝型材制成。

7.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述凸台包括配重块。

8.根据权利要求1所述的水下航行器拖力测量装置，其特征在于，所述横梁位置可以在竖直方向上调整，所述导向定滑轮和所述挡板可以在水平方向上调整。