CN111238770B - 造波机 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开的一种造波机，固定支架的一端安装有驱动装置，其另一端与连接架的竖直杆顶端销轴铰接；联动杆的顶端销轴铰接在固定支架上具有驱动装置的一端；连接架上竖直杆侧部的连接杆端部与背波转换块顶面固定相连，驱动装置的动作部与连接架上的连接杆相连；推波块位于固定支架的底面下方，连接架的竖直杆底端和联动杆的底端分别销轴铰接在推波块的顶面相对应的两端；背波转换块位于推波块的后侧面位置处；驱动装置驱动连接架绕其竖直杆顶端的铰接点进行旋转后，推波块和背波转换块往复摆动。其推波块在进行往复摆动制造前侧水域的波浪时，将推波块后侧面水域的作用力消除，防止推波块后侧面水域形成背波和涡旋，提升造波机进行波浪制造质量。

Description

造波机
技术领域
本发明涉及一种人为波浪制造技术领域，尤其是一种造波机。
背景技术
造波机是一种能够在实验水池中人为造出各种波浪的仪器，这种波浪分为很多种，一般包括：规则波、不规则波、二维波、三维波以及有特殊要求的波。它是船舶、港工、波浪发电装置等进行模拟试验的专用设备，是室内模拟海洋环境中不可缺少的装置。
造波机通过设置于设备前端并且置于水中的造波板的往复运动来制造满足特定需要的波浪。由于实验研究的复杂性和多样性，研究人员对产生波浪的要求越来越高，主要体现在模拟精度和多样性方面。按照造波板的往复运动形式分类，目前有三种造波机：平推式、摇摆式和推摇复合式，它们分别应用于不同场合、满足不同的需要。
而传统的推板式(活塞式)造波机主要是推波板在水中进行往复运动来实现造波。目前绝大多数推板式造波机都是将造波板放置在水中，此时，造波板的前后面都处在水中，由于密封处理的难度较大，很难实现造波装置的密封处理，无法使造波板的后面位置形成无水区，从而就会导致在造波板进行往复运动的时候造波板的后面形成背波，还会在造波机的后面形成涡旋，降低造波机的造波质量。
故，针对目前技术上存在上述缺陷，实有必要进行专项研究，可以解决现有技术中存在的缺陷的造波机。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种在造波板做往复运动的时候不会产生背波的造波机。
本发明所设计的造波机，包括固定支架、连接架、截面呈扇形的推波块、截面呈扇形的背波转换块和与连接架的竖直杆相平行的联动杆；固定支架的一端安装有驱动装置，其与驱动装置相对应的另一端与连接架的竖直杆顶端销轴铰接；联动杆的顶端销轴铰接在固定支架上具有驱动装置的一端；连接架上竖直杆侧部的连接杆端部与背波转换块顶面固定相连，驱动装置的动作部与连接架上的连接杆相连；推波块位于固定支架的底面下方，连接架的竖直杆底端和联动杆的底端分别销轴铰接在推波块的顶面相对应的两端；背波转换块位于推波块的后侧面位置处；推波块的前侧面用于制造波浪；背波转换块的圆弧外侧面位于后侧，背波转换块上靠近推波块后侧圆弧面的前侧面设置有圆弧凹陷，推波块上后侧圆弧面贴近圆弧凹陷内的圆弧凹面；驱动装置驱动连接架绕其竖直杆顶端的铰接点进行旋转后，推波块和背波转换块同步往复摆动。
进一步优选，连接架上的竖直杆和连接杆之间通过支撑杆相互连接。
进一步优选，固定支架为框架，驱动装置和连接架的竖直杆顶端分别安装在框架顶部相对应的两端。
进一步优选，驱动装置包括驱动电机、旋转轮和连杆，驱动电机安装在固定支架的一端，旋转轮的中心孔处套接固定在驱动电机的旋转轴上，且连杆的顶端旋转式安装在旋转轮的偏心轴上，且连杆底端旋转式安装在连接架的连接杆上。
进一步优选，连接架的连接杆呈倾斜状设置。
进一步优选，推波块顶面的相对应两端分别与连接架的竖直杆底端和联动杆的底端进行销轴铰接，其两者铰接部位等高；连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位与联动杆顶端的销轴铰接部位的位置相互等高。
本发明所设计的造波机，其结构利用背波转换块的设置，推波块在进行往复摆动制造前侧水域的波浪时，将推波块后侧面水域的作用力消除，以防止推波块后侧面水域形成背波和涡旋，进一步提升造波机进行制造成型的波浪质量。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图(一)；
图2是实施例的整体结构示意图(二)；
图3是实施例的造波机的推波块和背波转换块均向前旋转摆动的示意图；
图4是实施例的造波机的推波块和背波转换块均向后旋转摆动示意图(一)；
图5是实施例的造波机的推波块和背波转换块均向后旋转摆动示意图(二)。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-图5所示，本实施例所描述的造波机，包括固定支架6、连接架3、截面呈扇形的推波块1、截面呈扇形的背波转换块2和与连接架3的竖直杆31相平行的联动杆5；固定支架的一端安装有驱动装置4，其与驱动装置相对应的另一端与连接架的竖直杆顶端销轴铰接；联动杆的顶端销轴铰接在固定支架上具有驱动装置的一端；连接架上竖直杆31侧部的连接杆32端部与背波转换块顶面固定相连，驱动装置的动作部与连接架上的连接杆相连；推波块位于固定支架的底面下方，连接架的竖直杆底端和联动杆的底端分别销轴铰接在推波块的顶面相对应的两端；背波转换块位于推波块的后侧面位置处；推波块的前侧面用于制造波浪；背波转换块2的圆弧外侧面21位于后侧，背波转换块上靠近推波块1后侧圆弧面11的前侧面设置有圆弧凹陷22，推波块上后侧圆弧面贴近圆弧凹陷22内的圆弧凹面；驱动装置4驱动连接架绕其竖直杆顶端的铰接点进行旋转后，推波块和背波转换块同步往复摆动；背波转换块和连接架的连接杆端部之间可以是焊接固定相连。
为了使得推波块和背波转换块进行同步往复摆动的设计更加合理，并且避免推波块后侧水域形成涡旋和背波的效果更好，使得造波机前侧水域形成波浪的效果更佳而设计的驱动装置4包括驱动电机9、旋转轮41和连杆43，驱动电机9通过支架61安装在固定支架6的一端，旋转轮的中心孔处套接固定在驱动电机的旋转轴上，且连杆的顶端旋转式安装在旋转轮的偏心轴上，且连杆底端旋转式安装在连接架的连接杆上；连接架3的连接杆32呈倾斜状设置；连杆43的两端设置插孔，连接杆32上与背波转换块2固定相连的一端侧部设置有插轴321，两插孔分别轴承套接固定在插轴321和偏心轴421上。
其中，推波块的前侧推波面13为竖直状态，另一个面为水平面12，水平面的相对应两端分别与连接架的竖直杆底端和联动杆的底端进行销轴铰接，并且连接架的竖直杆底端34和联动杆的底端铰接部位52均是可以旋转的，并且要让两个铰接部位等高；连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位33与联动杆顶端的销轴铰接部位51的位置相互等高，其中连接架的竖直杆顶端进行销轴铰接和联动杆顶端的进行销轴铰接实现两者均可旋转，基于上述等高的设计形成平行四边形连杆机构，从而其设计的目的是可以使推波块的水平面和竖直面在连接架的竖直杆和联动杆旋转的过程中使得推波块的水平面始终保持水平状态、以及竖直面也始终保持在竖直状态。
背波转换块通过连接架与固定支架相连接，使背波转换块能够绕着连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位进行旋转。背波转换块的外侧圆弧面是以连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位为圆心而形成圆弧面；在背波转换块前侧设计圆弧凹陷内的圆弧凹面是为了消除推波块在旋转平移的过程中产生的背波，圆弧凹面是以推波块的后侧圆弧面的圆心为圆心而形成略大于推波块的后侧圆弧面的圆弧凹面，其机理是可以让整个机构在旋转的过程中，推波块在自转的过程中是在背波转换块的包裹下运动的，以此消除推波块产生的背波。
驱动装置是通过驱动电机通电带动旋转轮旋转，旋转轮旋转后使得偏心轴绕着旋转轮的圆心旋转，此时，通过连杆进行推拉连接架绕其竖直杆的顶端铰接部旋转摆动，从而进一步地驱动推波块和背波转换块同步摆动，使得推波块的前侧造波面在水中进行往复运动形成波浪，旋转轮、偏心轴和连杆形成曲柄连杆机构达到设备运行稳定、运动机理简单等效果。
进一步地，驱动装置带动推波块和背波转换块均绕着连接架与固定支架的销轴铰接处旋转，因为背波转换块与水接触的面为外侧圆弧面，利用其旋转摆动的原理将不会产生波浪从而达到消波的效果，推波块通过联动杆的连接，可以使推波块在旋转摆动的过程中其前侧造波面保持的竖直状态，使得造波效果较佳，推波块的前侧竖直面向前推动后在前侧水域7形成波浪。
进一步地，推波块在联动杆的作用下是通过绕着其圆弧面的圆心旋转摆动时维持造波面的竖直状态的，所以在背波转换块的前侧圆弧凹陷绕着推波块的圆弧面的圆心旋转摆动，保证推波块在联动杆的作用下自转，始终在背波转换块的包裹下运动的，利用背波转换块来隔绝推波块向前侧或后侧摆动时推波块后侧面产生的力(推波块向前侧摆动将其后侧水域8的水向前侧引的力，向后侧摆动对后侧水域8产生挤压力)对其后侧水域产生影响，从而达到消除波的效果。
本实施例中，连接架3上的竖直杆31和连接杆32之间通过支撑杆35相互连接；其结构增强连接架的结构强度。
本实施例中，固定支架6为正方体框架60或长方体框架60，驱动装置和连接架的竖直杆顶端分别安装在正方体框架或长方体框架顶部相对应的两端；其结构的设计，将上述造波机结构安装在框架后，使得造波机在水池中更容易进行放置和安装，提升使用性能。
本实施例所描述的造波机与现有技术相比，还具有以下有益效果：该造波结构，利用推波块进行制造波浪后，在造波机后侧水域不会产生背波，非常适合于产生沿海或浅水波，其造波机理基于推板造波的原理，使用时不会像普通推板造波机一样产生背波，进一步满足造波的复杂性与多样性的要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均将落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种造波机，其特征在于，包括固定支架、连接架、截面呈扇形的推波块、截面呈扇形的背波转换块和与连接架的竖直杆相平行的联动杆；固定支架的一端安装有驱动装置，其与驱动装置相对应的另一端与连接架的竖直杆顶端销轴铰接；
联动杆的顶端销轴铰接在固定支架上具有驱动装置的一端；连接架上竖直杆侧部的连接杆端部与背波转换块顶面固定相连，驱动装置的动作部与连接架上的连接杆相连；
推波块位于固定支架的底面下方，连接架的竖直杆底端和联动杆的底端分别销轴铰接在推波块的顶面相对应的两端；
背波转换块位于推波块的后侧面位置处；推波块的前侧面用于制造波浪；背波转换块的圆弧外侧面位于后侧，背波转换块上靠近推波块后侧圆弧面的前侧面设置有圆弧凹陷，推波块上后侧圆弧面贴近圆弧凹陷内的圆弧凹面；
驱动装置驱动连接架绕其竖直杆顶端的铰接点进行旋转后，推波块和背波转换块同步往复摆动；使背波转换块能够绕着连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位进行旋转，推波块在自转的过程中是在背波转换块的包裹下运动，以消除推波块产生的背波。
2.根据权利要求1所述的造波机，其特征在于，连接架上的竖直杆和连接杆之间通过支撑杆相互连接。
3.根据权利要求1所述的造波机，其特征在于，固定支架为框架，驱动装置和连接架的竖直杆顶端分别安装在框架顶部相对应的两端。
4.根据权利要求1所述的造波机，其特征在于，驱动装置包括驱动电机、旋转轮和连杆，驱动电机安装在固定支架的一端，旋转轮的中心孔处套接固定在驱动电机的旋转轴上，且连杆的顶端旋转式安装在旋转轮的偏心轴上，且连杆底端旋转式安装在连接架的连接杆上。
5.根据权利要求1所述的造波机，其特征在于，连接架的连接杆呈倾斜状设置。
6.根据权利要求1所述的造波机，其特征在于，推波块顶面的相对应两端分别与连接架的竖直杆底端和联动杆的底端进行销轴铰接，其两者铰接部位等高；连接架的竖直杆顶端销轴铰接部位与联动杆顶端的销轴铰接部位的位置相互等高。
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