CN110700180B - 一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于信号技术领域，具体涉及可以大大减弱甚至消除水池末端的反射波的一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置。本装置包括角度调节区A、波浪消除区B波浪破碎区C和波浪冲撞区D，所述角度调节区A包括角度调节杆4、滑轮2、角度调节轮6、内外滑道8、垂直假壁1和电机，由电机驱动角度调节杆4移动；所述波浪消除区B包括方形框架、支撑隔板10和过滤海绵11，过滤海绵11填充在方形框架内部。本装置原材料丰富，造价低，易于生产、加工和制造；安装简单，易于维护和保养；消波效果好；中间采用升降机构便于航车拖船出坞；设计成可变攻角，以适应不同来流情况，提高消波效果。

Description

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置

技术领域

本发明属于信号技术领域，具体涉及可以大大减弱甚至消除水池末端的反射波的一种可 调角度拖曳水池末端反射波消除装置。

背景技术

在拖曳水池中做有关耐波性实验时，需要用到造波机，通过造波机生成各种参数的波浪 来模拟船舶以及结构物在实际海浪下的运动情况。由于拖曳水池长度有限，势必在波浪传播 到水池末端后反射回来，与来流方向波浪相叠加，改变了原有设定波浪的相关参数。波长越 长，波速越快，反射回来的时间越短。对于需要长时间造波的试验来说影响很大。

经检索发现：专利申请号为CN201721842473.1，公开号为CN208088224U的实用新型专 利公开了“一种波浪试验水槽末端反射波消除装置”。“本实用新型提供了一种波浪试验水槽 末端反射波消除装置，包括抗冲击区、缓冲区和消波区；所述消波区包括方形框架、三角形 框架和三维土工网垫；所述缓冲区包括透水隔层和水土保护毯，所述透水隔层设置于所述三 角形框架的斜边上，所述透水隔层上方设置水土保护毯；所述抗冲击区包括支撑框架和条状 集束柔性塑料水草，所述支撑框架设置于水土保护毯上方，所述条状集束柔性水草捆绑固定 在支撑框架上。本实用新型的有益效果是：可以在波浪水槽实验中减弱消除反射波对测波数 据的影响，减弱甚至消除反射波造成的测波数据偏差，同时适用于多种类型的波浪水槽试验。” 本发明专利所涉及的一种拖曳水池末端反射波消除装置与专利申请号为CN201721842473.1， 公开号为CN208088224U的实用新型专利在所用材料上有个别相同,但是在装置的结构组成和 形式上，使用和操作方法上等方面完全不同，这里不做赘述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置，包括角度调节区A、波浪消除区B波浪破 碎区C和波浪冲撞区D，，所述角度调节区A包括角度调节杆4、滑轮2、角度调节轮6、内外 滑道8、垂直假壁1和电机，由电机驱动角度调节杆4移动；所述波浪消除区B包括方形框架、支撑隔板10和过滤海绵11，过滤海绵11填充在方形框架内部；所述波浪破碎区C包括 方形框架、土工格室13、支撑隔板10和柔性生态水土保护毯12，土工格室13布置在方形框 架表面，方形框架内部填充柔性生态水土保护毯12；所述波浪冲撞区D包括方形框架、支撑 隔板10和三维土工网垫14，三维土工网垫14布置在支撑隔板10上，支撑隔板10与方形框 架通过活动铰链3连接；所述波浪消除区B、波浪破碎区C和波浪冲撞区D的方形框架的上 端通过活动铰链3与框架连接杆15相连，框架连接杆15通过活动铰链3与角度调节杆4相 连接。

所述波浪消除区B、波浪破碎区C和波浪冲撞区D的所有方形框架侧边安装活动隔层， 下端通过活动轴承与活动铰链3相连，活动铰链3焊接在内滑道9上，内滑道9末端通过轴 承与角度调节轮6连接，角度调节轮6可与外滑道8相啮合。

所述角度调节轮6通过轴承与角度调节杆4相连接，角度调节轮6在电机驱动下带动角 度调节杆4运动以及内滑道9的滑动。

所述内滑道9镶嵌在外滑道8侧壁上；内滑道9与方形框架下端通过活动铰链3相连， 在内滑道9滑动时，带动方形框架运动；内滑道9末端安装角度调节轮6，角度调节轮6可与外滑道8上的锯齿7相啮合。

本发明的有益效果在于：

(1)原材料丰富，造价低，易于生产、加工和制造；

(2)安装简单，易于维护和保养；

(3)消波效果好；

(4)中间采用升降机构便于航车拖船出坞；

(5)设计成可变攻角，以适应不同来流情况，提高消波效果。

附图说明

图1是本发明的一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置侧面结构示意图；

图2是本发明的支撑隔板示意图；

图3是本发明的经特殊处理的土工格室示意图；

图4是本发明的角度调节杆示意图；

图5是本发明的内外滑道示意图；

图6是活动隔板的示意图；

图7是典型拖曳水池示意图；

图8是剪叉式升降机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

图1中：A.角度调节区B.波浪消除区C.波浪破碎区D.波浪冲撞区

1.垂直假壁，2.滑轮，3.活动铰链，4.角度调节杆，5.往复电机，6.角度调节轮，7.外滑轮 上的锯齿，8.外滑轮，9.内滑轮，10.支撑隔板，11.过滤海绵，12.柔性生态水土保护毯，13. 土工格室，14.三维土工网垫，15.框架连接杆

如图1、图2所示，本发明专利包括波浪冲撞区、波浪破碎区、波浪消除区和角度调节 区。四个部分由框架连接杆15通过活动铰链3相连接。所述波浪冲撞区、波浪破碎区和波浪 消除区方形框架侧边均安装活动隔板，由活动铰链3与框架连接杆15相连接。所述波浪冲撞 区、波浪破碎区和波浪消除区方形框架靠近角度调节区的一面均安装支撑隔板10，由螺丝固 定在方形框架上。

所述角度调节杆4上端安装滑轮2，滑轮2与角度调节杆4通过焊接连接，角度调节杆 下端安装角度调节轮6，角度调节轮6可与外滑道8相啮合，角度调节轮与内滑道9通过轴承相连接。角度调节轮6由电机驱动5，实现角度调节轮6带动内滑道9和角度调节杆4同 步移动。

所述内滑道9镶嵌在外滑道8侧壁上的凹槽上，外滑道底部为锯齿形状7，可与内滑道9 一端的齿轮6相啮合，实现内轮道9在齿轮6的带动下在外滑道8内部移动。

所述角度调节杆4下端通过轴承连接角度调节轮6，上端通过焊接连接滑轮2。电机5驱 动角度调节轮6转动时，角度调节轮6带动角度调节杆4实现攻角的变化。

所述框架连接杆末端通过活动铰链3连接在角度调节杆4上端滑轮2的下方，角度调节 杆4移动时，可带动框架连接杆15移动，以此实现波浪冲撞区、波浪破碎区和破浪消除区同 步改变攻角。

所述活动隔板通过活动铰链3与框架连接杆15以及内滑道9相连接，在波浪冲击区、波 浪破碎区和破浪消除区改变攻角时，可同步改变形状，且具有支撑方形框架内部填充物的作 用。

所述土工格室(图5)经过特殊处理，在其膜片上进行打孔，当波浪传播到土工格室时， 带孔的膜片能够消除波能在垂直方向上的势能。土工格室由铁丝固定在方形框架上。

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置能够实现不同来流下的最佳消波效果。当有 不同来流时，通过电机驱动角度调节轮带动角度调节杆运动，可实现波浪冲撞区、波浪破碎 区和波浪消除区改变攻角，以此达到针对不同来流下的最佳消波效果。

所述一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置考虑到航车拖船出坞，将装置分为三部 分，左右各安放一部分，中间部分采用升降机构，可根据需要实现升降。升降机构采用剪叉 式，大大提高升降的稳定性。升降机构固定在水池底部，顶端焊接在外滑道下表面。

所述左右两部分安装时与水池侧壁保留有一定的空隙，防止改变攻角时摩擦到壁面。左 右两部分与中间部分同样保留有一定的空隙，防止与中间部分升降时产生摩擦。上述左右部 分和中间部分由同一控制系统控制，实现同步变换攻角。

下面具体介绍本装置：

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置，主要由波浪冲撞区、波浪破碎区、波浪消 除区和角度调节区组成。可实现大大减弱甚至消除拖曳水池中由于波浪触壁反射所引起的试 验误差，提高实验精度。

所述波浪冲撞区主要由方形框架、支撑隔板和三维土工网垫组成。所述波浪破碎区包括 方形框架、土工格室、支撑隔板和柔性水土保护毯，其中土工格室经特殊处理，在其膜片上 进行打孔。所述波浪消除区由方形框架、支撑隔板和过滤海绵组成。上述波浪冲撞区、波浪 破碎区和破浪消除区中的方形框架通过活动连接杆与角度调节杆相连，实现角度调节杆带动 所述波浪冲撞区、波浪破碎区和破浪消除区中的方形框架改变攻角，以此来达到不同来流的 最佳消波效果。

考虑到拖曳水池中航车拖船出坞，将本装置分成三部分，左右各一部分，中间一部分。 中间部分底部采用升降机构，按需升降。

本装置的最大特点是能够针对不同的波浪来流改变攻角，达到最佳的消波效果。并且考 虑到拖曳水池结构以及使用情况，中间部分采用升降机构，能够实现按需升降。

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置可以大大减弱甚至消除由于波浪触壁反射造 成试验误差，提高测量数据的准确性，提高实验精度。

本发明专利涉及的是一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置。通过本装置可以实现 大大减弱甚至消除水池末端的反射波，以提高实验精度。

本发明专利的目的是提供一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置，以大大减弱甚至 消除反射波对实验精度的影响。同时本发明要解决怎样设计制造出效果好，造价低，安装简 单，调节方便、使用和操作方便、易于生产、加工和制造，易于拆装，易于维护和保养，便 于航车拖船出坞的反射波消除装置，该装置不仅能够适用于船模拖曳水池，也适用于各类拖 曳水槽以及波浪水槽等。

本发明专利采用下列技术方案：

一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置，主要包括波浪冲撞区、波浪破碎区、波浪 消除区和角度调节区。

所述波浪冲撞区包括方形框架、活动铰链、支撑隔板和三维土工网垫。所述活动铰链安 装在方形框架的顶点。所述支撑隔板用螺丝固定在方形框架上，以起到支撑三维土工网垫的 作用。所述三维土工网垫用绳子捆绑在支撑隔板上。

所述波浪破碎区包括方形框架、活动铰链、支撑隔板、柔性生态保护毯和土工格室。所 述活动铰链安装在方形框架的顶点。所述支撑隔板用螺丝固定在方形框架上。所述土工格室 经过特殊处理，在其膜片上进行打孔，能够消除波能中垂直方向上的势能。所述柔性生态保 护毯填充在方形框架内部。所述土工格室用铁丝固定在方形框架表面。

所述波浪消除区包括方形框架、活动铰链、支撑隔板和过滤海绵。所述活动铰链安装在 方形框架的顶点。所述支撑隔板用螺丝固定在方形框架上。所述过滤海绵填充在方形框架内 部，过滤海绵的不同孔隙率视情况而定。

所述角度调节区包括角度调节杆、滑轮、角度调节轮、内外滑道、控制电机和活动铰链。 所述滑轮安装在角度调节杆靠近垂直假壁一侧的末端。所述角度调节轮安装在角度调节杆靠 近水平滑道一侧的末端。所述角度调节杆通过滑轮与角度调节轮安装在垂直假壁以及水平滑 道上。所述活动铰链安装在角度调节杆滑轮下方。所述控制电机与角度调节轮相连接，实现 角度调节轮的往复运动，以带动角度调节杆调节攻角。

所述波浪冲撞区、波浪破碎区和破浪消除区框架侧边安装活动隔层，通过活动铰链与框 架连接杆相连。

所有方形框架上部的活动铰链通过框架连接杆与角度调节杆上的活动铰链相连接，实现 角度调节杆带动方形框架改变攻角。

所有方形框架下部的活动铰链连接到内滑道，内滑道靠近垂直假壁一侧的末端安装角度 调节轮，通过角度调节轮实现内外滑道的相对运动。

考虑到航车拖船出坞，将本装置分成三部分，中间部分采用升降机构，可实现按需升降。 所述中间部分外滑道连接剪叉式升降机构，升降机构固定在水池底部。

所述方形框架、角度调节杆、框架连接杆、垂直假壁、水平内外滑道、活动铰链、角度 调节轮均采用铝合金材料，既能保证其强度又能防止生锈。

所述电机采用防水电机，可实现在水下长时间作业。

综上所述，一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置主要包括波浪冲撞区、波浪破碎 区、波浪消除区和角度调节区等。所述波浪冲撞区包括方形框架、支撑隔板和三维土工网垫， 三维土工网垫布置在支撑隔板上，支撑隔板与方形框架通过活动铰链连接。所述波浪破碎区 包括方形框架、土工格室、支撑隔板和柔性水土保护毯，土工格室布置在方形框架表面，方 形框架内部填充柔性水土保护毯。所述波浪消除区包括方形框架、支撑隔板和过滤海绵，过 滤海绵填充在方形框架内部。所述角度调节区包括角度调节杆、滑轮、角度调节轮、内外滑 道、垂直假壁和电机，由电机驱动角度调节杆移动。

所述波浪冲撞区、波浪破碎区和波浪消除区的方形框架的上端通过活动铰链与框架连接 杆相连，框架连接杆通过活动铰链与角度调节杆相连接。所述波浪冲撞区、波浪破碎区和波 浪消除区的方形框架的下端通过活动轴承与活动铰链相连，活动铰链焊接在内滑道上。内滑 道末端通过轴承与角度调节轮连接，角度调节轮可与外滑道相啮合。角度调节轮通过轴承与 角度调节杆相连接。

本装置可根据不同波浪来流改变攻角，以达到最佳的消波效果。由电机驱动角度调节轮 带动角度调节杆移动，从而带动框架连接杆平动，实现所述波浪冲撞区、波浪破碎区和波浪 消除区的方形框架改变攻角，适用不同波浪的来流，达到最佳的消波效果；

本装置可根据拖曳水池的实际使用方式分成三部分，左右各一部分中间一部分，中间部 分采用升降机构，能够实现按需升降，升降机构采用剪叉式以提高升降时的稳定性；

本装置的波浪冲撞区、波浪破碎区和波浪消除区的方形框架通过活动铰链与框架连接杆 相连，在框架连接杆做平动运动时方形框架可改变攻角；

内滑道镶嵌在外滑道侧壁上，在角度调节轮的带动下可实现内滑道在外滑道壁面往返运 动；

内滑道与方形框架下端通过活动铰链相连，在内滑道滑动时，带动方形框架运动；

内滑道末端安装角度调节轮，角度调节轮可与外滑道上的锯齿相啮合；

角度调节轮与角度调节杆通过轴承相连接，角度调节轮在电机驱动下带动角度调节杆运 动以及内滑道的滑动；

波浪破碎区使用经特殊处理的土工格室，在其膜片上打孔，能够消除波能中垂直方向上 的势能；

所述波浪冲撞区、波浪破碎区和波浪消除区的所有方形框架侧边安装活动隔层，以支撑 内部填充物；

左右部分与拖曳水池侧壁保留有一定空隙，以减小改变攻角时的摩擦；中间部分与左右 部分也保留有一定空隙，以减小中间部分升将时的摩擦；

左右两部分与中间部分在控制系统的带动下实现攻角的同步变化；

装置不仅适用于船模拖曳水池，也适用于各类拖曳水槽以及波浪水槽等。

Claims (1)

1.一种可调角度拖曳水池末端反射波消除装置，包括角度调节区A、波浪消除区B、波浪破碎区C和波浪冲撞区D，其特征在于，所述角度调节区A包括角度调节杆(4)、滑轮(2)、角度调节轮(6)、内外滑道、垂直假壁(1)和电机，由电机驱动角度调节杆(4)移动；所述波浪消除区B包括方形框架、支撑隔板(10)和过滤海绵(11)，过滤海绵(11)填充在方形框架内部；所述波浪破碎区C包括方形框架、土工格室(13)、支撑隔板(10)和柔性生态水土保护毯(12)，土工格室(13)布置在方形框架表面，方形框架内部填充柔性生态水土保护毯(12)；所述波浪冲撞区D包括方形框架、支撑隔板(10)和三维土工网垫(14)，三维土工网垫(14)布置在支撑隔板(10)上，支撑隔板(10)与方形框架通过活动铰链(3)连接；所述波浪消除区B、波浪破碎区C和波浪冲撞区D的方形框架的上端通过活动铰链(3)与框架连接杆(15)相连，框架连接杆(15)通过活动铰链(3)与角度调节杆(4)相连接；所述角度调节杆(4)上端安装滑轮(2)，滑轮(2)与角度调节杆(4)通过焊接连接，角度调节杆下端安装角度调节轮(6)，角度调节轮(6)与外滑道(8)相啮合，角度调节轮与内滑道(9)通过轴承相连接； 角度调节轮(6)由电机驱动，实现角度调节轮(6)带动内滑道(9)和角度调节杆(4)同步移动；滑轮安装在角度调节杆靠近垂直假壁一侧的末端；角度调节轮安装在角度调节杆靠近水平滑道一侧的末端；角度调节杆通过滑轮与角度调节轮安装在垂直假壁以及水平滑道上；活动铰链安装在角度调节杆滑轮下方；控制电机与角度调节轮相连接，实现角度调节轮的往复运动，以带动角度调节杆调节攻角；

所述波浪消除区B、波浪破碎区C和波浪冲撞区D的所有方形框架侧边安装活动隔层，下端通过活动轴承与活动铰链(3)相连，活动铰链(3)焊接在内滑道(9)上，内滑道(9)末端通过轴承与角度调节轮(6)连接，角度调节轮(6)可与外滑道(8)相啮合；

所述角度调节轮(6)通过轴承与角度调节杆(4)相连接，角度调节轮(6)在电机驱动下带动角度调节杆(4)运动以及内滑道(9)的滑动；

所述内滑道(9)镶嵌在外滑道(8)侧壁上；内滑道(9)与方形框架下端通过活动铰链(3)相连，在内滑道(9)滑动时，带动方形框架运动；内滑道(9)末端安装角度调节轮(6)，角度调节轮(6)可与外滑道(8)上的锯齿(7)相啮合。

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