CN110954294A

CN110954294A - 一种双板式多功能内波造波机

Info

Publication number: CN110954294A
Application number: CN201911375431.5A
Authority: CN
Inventors: 付国峰; 张振上; 顾长增; 李希东
Original assignee: Qingdao Nansen Marine Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Nansen Marine Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-04-03

Abstract

本发明公开了一种双板式多功能内波造波机，属于海洋内波仿真技术领域，其包括机架、安装在机架上的上推板造波系统和下推板造波系统、安装在机架上的电机安装板，其中，上推板造波系统和下推板造波系统的上推板底部和下推板顶部平齐且位于上下层流体分界上，可以通过控制上推板和下推板以各自的速度加速度和行程反向水平运动，产生内波或内孤立波，而且通过将上下推板模块化，上下推板分别由若干个相同的推板模块拼接而成，不同数量的模块拼接成不同长度的推波板，进而可以实可改变上下推板的长度比，即改变上下层流体的层深比，最终既可以产生内孤立波，也可以产生连续内波，解决了现有造波机只能产生固定层深比内波的弊端。

Description

一种双板式多功能内波造波机

技术领域

本发明涉及海洋内波仿真技术领域，尤其涉及一种双板式多功能内波造波机。

背景技术

在实际海洋中，海水的温度、盐度和密度是随着空间和时间变化的，由于海水的密度分布，经常处于不均匀状态，因此出现海洋内波是一种比较普遍的现象。内波和表面波不同，最大振幅发生在海面以下，通常内波的振幅为几米至几十米，有的可达几百米。内波可将海洋上层的能量传递至深层，又可把深层较冷的海水连同营养物带到较暖的浅层，促进生物的繁衍。内波致使等密度面波动，使声速的大小和方向均发生改变，对声呐的影响极大，有利于潜艇在水下的隐蔽，同时对海上设施也有破坏作用。因此对于内波的研究非常重要。

现有内波造波机多数为固定层深比内波造波机，仅仅能就某一固定上下层的流体层深比产生内孤立波或者内波。更改上下层流体层深比时，无法产生理想波形。并且现有内波造波机多数为单功能内波造波机，仅仅能产生内孤立波或者连续内波，无法拥有同时产生两种不同波的功能。因此，亟待提供一种既能产生内孤立波又可以产生实验室内波的多功能造波机，以解决已有技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明提供一种双板式多功能内波造波机，通过更改层深比和更改造波功能设定既可以产生内孤立波也可以产生连续内波，解决了现有造波机只能产生固定层深比内波的弊端。

本发明提供的具体技术方案如下：

本发明提供的一种双板式多功能内波造波机包括机架、安装在所述机架上的上推板造波系统和下推板造波系统、安装在所述机架上的电机安装板，其中，所述上推板造波系统包括固定在所述电机安装板上的第一伺服电机、固定在所述机身上的第一丝杠支撑座和第一丝杠支持端、可转动安装在所述第一丝杠支撑座上的第一丝杠、固定安装在所述机身上的第一直线导轨组、滑动安装在所述机身上的上推板座、固定在所述上推板座上的上推板、安装在所述上推板上的至少一个上推板模块，所述第一丝杠驱动所述上推板做往复运动；所述下推板造波系统包括固定在所述电机安装板上的第二伺服电机、固定在所述机身上的第二丝杠支撑座和第二丝杠支持端、可转动安装在所述第二丝杠支撑座上的第二丝杠、固定安装在所述机身上的第二直线导轨组、滑动安装在所述机身上的下推板座、固定在所述下推板座上的下推板、安装在所述下推板上的至少一个下推板模块，所述第二丝杠驱动所述下推板做往复运动；所述第一直线导轨组位于所述第二直线导轨组的内侧，所述下推板模块位于所述上推板模块的下方。

可选的，所述第一伺服电机采用第一联轴器驱动所述第一丝杠转动，所述第二伺服电机采用第二联轴器驱动所述第二丝杠转动。

可选的，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机并排安装在所述电机安装板上，所述第一丝杠支撑座和所述第一丝杠支持端分别位于所述第一丝杠的两端，所述第二丝杠支撑座和所述第二丝杠支持端分别位于所述第二丝杠的两端。

可选的，所述上推板的两侧设置有腰型孔，所述上推板模块安装在所述腰型孔内。

可选的，所述下推板的两侧设置有腰型孔，所述下推板模块安装在所述腰型孔内。

可选的，所述第一直线导轨组和所述第二直线导轨组均包括2根直线导轨和配置在每一根所述直线导轨上的2个滑块。

本发明的有益效果如下：

本发明实施例提供一种双板式多功能内波造波机包括机架、安装在机架上的上推板造波系统和下推板造波系统、安装在机架上的电机安装板，其中，上推板造波系统和下推板造波系统的上推板底部和下推板顶部平齐且位于上下层流体分界上，可以通过控制上推板和下推板以各自的速度加速度和行程反向水平运动，产生内波或内孤立波，而且通过将上下推板模块化，上下推板分别由若干个相同的推板模块拼接而成，不同数量的模块拼接成不同长度的推波板，进而可以实可改变上下推板的长度比，即改变上下层流体的层深比，最终通过更改层深比和更改造波推板运动情况既可以产生内孤立波，也可以产生连续内波，解决了现有造波机只能产生固定层深比内波的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例的一种双板式多功能内波造波机的等轴侧结构示意图；

图2为本发明实施例的一种双板式多功能内波造波机的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例的一种双板式多功能内波造波机的正视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合图1~图3对本发明实施例的一种双板式多功能内波造波机进行详细的说明。

参考图1和图2所示，本发明实施例提供的一种双板式多功能内波造波机包括机架16、安装在机架16上的上推板造波系统A和下推板造波系统B、安装在机架上的电机安装板3，其中，上推板造波系统A包括固定在电机安装板3上的第一伺服电机1、固定在机身16上的第一丝杠支撑座4和第一丝杠支持端9、可转动安装在第一丝杠支撑座4上的第一丝杠6、固定安装在机身16上的第一直线导轨组20、滑动安装在机身16上的上推板座8、固定在上推板座8上的上推板11、安装在上推板11上的至少一个上推板模块12，第一丝杠6用于驱动上推板11做往复运动；下推板造波系统B包括固定在电机安装板3上的第二伺服电机2、固定在机身16上的第二丝杠支撑座5和第二丝杠支持端10、可转动安装在第二丝杠支撑座5上的第二丝杠15、固定安装在机身16上的第二直线导轨组19、滑动安装在机身16上的下推板座7、固定在下推板座7上的下推板13、安装在下推板13上的至少一个下推板模块14，第二丝杠15驱动下推板13做往复运动；第一直线导轨组20位于第二直线导轨组19的内侧，下推板模块14位于上推板模块12的下方。

参考图1和图2所示，第一伺服电机1采用第一联轴器17驱动第一丝杠6转动，第二伺服电机2采用第二联轴器18驱动第二丝杠15转动。也即第一丝杠6和第二丝杠15分别采用联轴器与第一伺服电机1和第二伺服电机2连接，进而第一丝杠6和第二丝杠15可以分别在第一伺服电机1和第二伺服电机2的驱动下根据需要进行正转或者反转。参考图1和图2所示，第一伺服电机1和第二伺服电机2并排安装在电机安装板3上，第一丝杠支撑座4和第一丝杠支持端9分别位于第一丝杠6的两端，第二丝杠支撑座5和第二丝杠支持端10分别位于第二丝杠16的两端。

参考图1和图2所示，上推板11的两侧设置有腰型孔，上推板模块12安装在该腰型孔内，上推板11两侧加工的腰型孔在上推板模块12安装后可调整两两之间的间距，保证相邻两块上推板模块12之间紧密贴合。下推板13的两侧设置有腰型孔，下推板模块14安装在下推板两侧的腰型孔内，下推板13两侧加工的腰型孔在下推板模块14安装后可调整两两之间的间距，保证相邻两块下推板模块14之间紧密贴合。本发明实施例的双板式多功能内波造波机采用模块化的上推板模块12和下推板模块14组成上下推波板，也即上下推波板分别由若干个相同的上推板模块12和下推板模块14拼接而成，不同数量的上推板模块12和下推板模块14拼接成不同长度的推波板，即可改变上下推波板的长度比，即改变上下层流体的层深比。因此，本发明实施例的双板式多功能内波造波机通过改变上推板11上设置的上推板模块12的数量或者改变下推板13上设置的下推板模块14 数量即可实现上下推波板的长度比的更改，可以实现不同层深比的更改，进而既可以产生内孤立波，也可以产生连续内波。

参考图2和图3所示，第一直线导轨组20和第二直线导轨组19均包括2根直线导轨和配置在每一根直线导轨上的2个滑块。上推板座8安装在第一直线导轨组20上，为保证连接强度，第一直线导轨组20包含两个直线导轨，每根直线导轨配2个滑块。上推板座8与第一丝杠6上丝母座连接，丝母座与第一丝杠配合，用于动力传动。整个上推板造波系统A运转时，第一直线导轨组承受整个上推板造波系统A造波时的全部负载，第一丝杠仅起动力传动作用。下推板座7安装在第二直线导轨组19上，为保证连接强度，第二直线导轨组19包含两个直线导轨，每根直线导轨配2个滑块。下推板座7与第二丝杠15上丝母座连接，丝母座与第二丝杠配合，用于动力传动。整个下推板造波系统B运转时，第二直线导轨组承受整个下推板造波系统B造波时的全部负载，第二丝杠仅起动力传动作用。

参考图1和图2所示，上推板造波系统A的第一伺服电机1通过第一联轴器17与第一丝杠6挠性连接，第一丝杠6通过第一丝杠支撑座4、第一丝杠支持端9固定在机架16上，机架16上可与波动水槽连接。上推板模块12根据实验情况选用不同数量并由下而上依次安装在上推板11上，上推板11两侧加工有腰型孔，腰型孔用于上推板模块12安装后调整两两之间的间距，保证相邻两块上推板模块12之间紧密贴合。控制终端控第一伺服电机1以一定的速度曲线、加速度曲线旋转，进而带动第一丝杠6转动，第一丝杠6通过与之配合的丝母座将第一伺服电机1的旋转运动转化为上推板11的往复直线运动。

参考图1、图2和图3所示，下推板造波系统B的第二伺服电机2通过第二联轴器18与第二丝杠15挠性连接，第二丝杠15通过第二丝杠支撑座5、第二丝杠支持端10固定在机架16上，下推板模块14根据实验情况的需要选用不同数量设置，并且由下而上依次安装在下推板13上，下推板13两侧加工有腰型孔，可以在下推板模块安装后调整两两下推板模块14之间的间距，保证相邻两下推板模块14之间紧密贴合。控制终端控制第二伺服电机2以一定的速度曲线、加速度曲线旋转，进而带动第二丝杠15，第二丝杠15通过与之配合的丝母座将第二伺服电机2的旋转运动转化为下推板13的往复直线运动。

示例的，控制终端一端分别于第一伺服电机1、第二伺服电机2连接，另一端与上位机连接。控制终端接收上位机软件发出的指令，转化为伺服运动命令，传递给第一伺服电机1、第二伺服电机2进而控制上推板11、下推板13以各自的速度曲线、加速度曲线和行程反向运动。示例的，控制终端可以是移动手机或者微型电脑，本发明实施例对此不作限制。

采用本发明实施例的双板式多功能内波造波机生成连续内波的过程如下：1）根据实验设定选用不同数量的上推板模块12和下推板模块14组合并分别安装固定在上推板11和下推板13上；2）往造波水槽内注入两层密度不同的流体，并使密度跃层位于上推板11和下推板13分界处，上层流体液面与上推板11中位置最靠上设置的上推板模块12顶部平齐或略低于；3）打开配套使用的已有技术中的上位机造波软件，设定造波周期，行程，造波数量，上下层流体深度等参数，运行和控制终端接收上位机的运动指令，转化为驱动伺服运动信号，驱动伺服电机运动，经过动力传动系统驱动上推板和下推板连续反向运动，使水槽内的两层流体反向流动，从而在两层流体界面产生上凸或下凹型的连续内波。

采用本发明实施例的双板式多功能内波造波机生成内孤立波的过程如下：根据实验设定选用不同数量的上推板模块12和下推板模块14组合并分别安装固定在上推板11和下推板13上；2）往造波水槽内注入两层密度不同的流体，并使密度跃层位于上推板11和下推板13分界处，上层流体液面与上推板11中位置最靠上设置的上推板模块12顶部平齐或略低于；3）打开上位机造波软件，设定内孤立波波高、振幅、上凸或下凹等参数，运行，控制终端接收上位机的运动指令，转化为驱动伺服运动信号，驱动伺服电机运动，经过动力传动系统驱动上下推板连续反向运动，使水槽内的两层流体反向流动，从而在两层流体界面产生上凸或下凹型的内孤立波。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述双板式多功能内波造波机包括机架、安装在所述机架上的上推板造波系统和下推板造波系统、安装在所述机架上的电机安装板，其中，所述上推板造波系统包括固定在所述电机安装板上的第一伺服电机、固定在所述机身上的第一丝杠支撑座和第一丝杠支持端、可转动安装在所述第一丝杠支撑座上的第一丝杠、固定安装在所述机身上的第一直线导轨组、滑动安装在所述机身上的上推板座、固定在所述上推板座上的上推板、安装在所述上推板上的至少一个上推板模块，所述第一丝杠驱动所述上推板做往复运动；所述下推板造波系统包括固定在所述电机安装板上的第二伺服电机、固定在所述机身上的第二丝杠支撑座和第二丝杠支持端、可转动安装在所述第二丝杠支撑座上的第二丝杠、固定安装在所述机身上的第二直线导轨组、滑动安装在所述机身上的下推板座、固定在所述下推板座上的下推板、安装在所述下推板上的至少一个下推板模块，所述第二丝杠驱动所述下推板做往复运动；所述第一直线导轨组位于所述第二直线导轨组的内侧，所述下推板模块位于所述上推板模块的下方。

2.根据权利要求1所述的双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述第一伺服电机采用第一联轴器驱动所述第一丝杠转动，所述第二伺服电机采用第二联轴器驱动所述第二丝杠转动。

3.根据权利要求1所述的双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机并排安装在所述电机安装板上，所述第一丝杠支撑座和所述第一丝杠支持端分别位于所述第一丝杠的两端，所述第二丝杠支撑座和所述第二丝杠支持端分别位于所述第二丝杠的两端。

4.根据权利要求2或3所述的双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述上推板的两侧设置有腰型孔，所述上推板模块安装在所述腰型孔内。

5.根据权利要求2或3所述的双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述下推板的两侧设置有腰型孔，所述下推板模块安装在所述腰型孔内。

6.根据权利要求1所述的双板式多功能内波造波机，其特征在于，所述第一直线导轨组和所述第二直线导轨组均包括2根直线导轨和配置在每一根所述直线导轨上的2个滑块。