CN112729767A

CN112729767A - 多功能船模性能试验仪

Info

Publication number: CN112729767A
Application number: CN202011578620.5A
Authority: CN
Inventors: 刘正国; 陈皓; 吴高迪; 蒋京校
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2040-12-28
Also published as: CN112729767B

Abstract

一种多功能船模性能试验仪，涉及模型试验领域。多功能船模性能试验仪包括连船梁、两根滑杆、上下布置的主横梁和动横梁、可旋转地连接于主横梁顶部的转盘、检测沿主横梁长度方向拉压力的第一拉压力传感器及检测沿主横梁宽度方向拉压力的第二拉压力传感器，两根滑杆的底部分别与连船梁连接且被配置成可绕连船梁长度方向轴线和宽度方向轴线转动，两根滑杆的顶部分别依次滑动贯穿动横梁和主横梁的两端，主横梁的两端和动横梁的两端分别通过至少一个弹片连接。多功能船模性能试验仪能够快速准确的测量船模在静水或波浪中以不同浪向运动前行时的纵向和横向总阻力以及船体横向力受力不均匀情况下的绕转转矩。

Description

多功能船模性能试验仪

技术领域

本申请涉及船舶与海洋工程模型试验技术领域，具体而言，涉及一种对船模以任意角度航行在静水或波浪中的受力和运动参量进行测量的多功能船模性能试验仪。

背景技术

目前在船舶与海洋工程领域中对于船模性能试验的测试设备功能比较单一，缺乏适用于有流速情况下的船舶斜航试验的研究设备，缺乏波浪中斜航和波浪中阻力研究的试验设备，缺乏船模耐波性试验的稳航设备。

因此，需要一种对船模以任意角度航行在静水或波浪中的受力和运动参量进行测量的装置。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多功能船模性能试验仪，其能够快速准确的测量船模在静水或波浪中以不同浪向运动前行时的纵向和横向总阻力以及船体横向力受力不均匀情况下的绕转转矩。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种多功能船模性能试验仪，其包括连船梁、两根滑杆、上下布置的主横梁和动横梁、可旋转地连接于主横梁顶部的转盘、连接于转盘顶部的立柱及与立柱顶部连接的固定架，两根滑杆的底部分别与连船梁连接且被配置成可绕连船梁长度方向轴线和宽度方向轴线转动，两根滑杆的顶部分别依次滑动贯穿动横梁和主横梁的两端，主横梁的两端和动横梁的两端分别通过至少一个弹片连接，主横梁和动横梁之间设有用于检测主横梁所受沿长度方向拉压力的第一拉压力传感器，两个滑杆分别连接有用于检测其所受沿主横梁宽度方向拉压力的第二拉压力传感器。

在一些可选的实施方案中，连船梁的两端分别连接有支座，每个支座均铰接有十字节，两根滑杆的底部分别与对应的十字节铰接。

在一些可选的实施方案中，主横梁的两端分别设有与两根滑杆顶部连接的平衡机构；平衡机构包括与主横梁连接的平衡立柱、设于平衡立柱顶部的滑轮、可升降的平衡体及两端分别与对应滑杆和平衡体连接的连接绳，连接绳的中部绕设于对应滑轮上。

在一些可选的实施方案中，主横梁的底部连接有上连接座，动横梁的顶部连接有下连接座，第一拉压力传感器设于上连接座上，下连接座和第一拉压力传感器之间连接有第一推力杆。

在一些可选的实施方案中，动横梁的两端分别连接有端部连接座，两根滑杆上分别连接有传力件，第二拉压力传感器设于对应传力件的外壁，端部连接座和对应第二拉压力传感器之间连接有第二推力杆。

在一些可选的实施方案中，转盘上设有多个沿其周向均匀间隔布置的角度标记孔。

在一些可选的实施方案中，固定架为H形且连接有多个紧固爪。

在一些可选的实施方案中，还包括分别用于检测两根滑杆绕连船梁长度方向轴线转动角度的角度传感器。

本申请的有益效果是：本实施例提供的多功能船模性能试验仪包括连船梁、两根滑杆、上下布置的主横梁和动横梁、可旋转地连接于主横梁顶部的转盘、连接于转盘顶部的立柱及与立柱顶部连接的固定架，两根滑杆的底部分别与连船梁连接且被配置成可绕连船梁长度方向轴线和宽度方向轴线转动，两根滑杆的顶部分别依次滑动贯穿动横梁和主横梁的两端，主横梁的两端和动横梁的两端分别通过至少一个弹片连接，主横梁和动横梁之间设有用于检测主横梁所受沿长度方向拉压力的第一拉压力传感器，两个滑杆分别连接有用于检测其所受沿主横梁宽度方向拉压力的第二拉压力传感器。本实施例提供的多功能船模性能试验仪能够快速准确的测量船模在静水或波浪中以不同浪向运动前行时的纵向和横向总阻力，也可用于船模波浪增阻的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的多功能船模性能试验仪的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的多功能船模性能试验仪的第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的多功能船模性能试验仪的第三视角的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的多功能船模性能试验仪的第四视角的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的多功能船模性能试验仪中连船梁、滑杆、主横梁和动横梁连接时的剖视图。

图中：100、连船梁；110、滑杆；111、传力件；112、直线轴承；120、主横梁；121、上连接座；130、动横梁；131、下连接座；132、端部连接座；133、第二推力杆；140、转盘；150、螺栓；160、立柱；170、固定架；180、第一拉压力传感器；181、第一推力杆；190、第二拉压力传感器；200、角度传感器；210、支座；220、十字节；230、平衡立柱；240、滑轮；250、平衡体；260、连接绳；270、角度标记孔；280、紧固爪；290、弹片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的多功能船模性能试验仪的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供一种多功能船模性能试验仪，其包括连船梁100、两根滑杆110、上下布置的主横梁120和动横梁130、可旋转地连接于主横梁120顶部的转盘140、四个用于将主横梁120和转盘140位置锁止和解锁的螺栓150、连接于转盘140顶部的立柱160及与立柱160顶部连接的固定架170，转盘140上设有72个沿其周向均匀间隔布置的角度标记孔270，固定架170为H形且两侧的两端分别连接有一个紧固爪280。

两根滑杆110的底部分别与连船梁100连接且被配置成可绕连船梁100长度方向轴线和宽度方向轴线转动，连船梁100的两端分别连接有支座210，每个支座210均铰接有十字节220，十字节220的两个相对的一端分别与每个支座210铰接，两根滑杆110的底部分别与对应的十字节220的另外两个相对的一端铰接，两个支座210分别连接有用于检测两根滑杆110绕连船梁100长度方向轴线转动角度的角度传感器200，角度传感器200为非接触磁感应角度传感器。

两根滑杆110的顶部分别依次滑动贯穿动横梁130和主横梁120的两端，主横梁120的两端和动横梁130的两端分别通过两个弹片290连接，主横梁120的两端分别设有与两根滑杆110顶部连接的平衡机构；平衡机构包括与主横梁120连接的平衡立柱230、设于平衡立柱230顶部的滑轮240、可升降的平衡体250及两端分别与对应滑杆110和平衡体250连接的连接绳260，连接绳260的中部绕设于对应滑轮240上。

主横梁120和动横梁130之间连接用于检测沿主横梁120长度方向拉压力的第一拉压力传感器180，主横梁120的底部连接有上连接座121，动横梁130的顶部连接有下连接座131，第一拉压力传感器180设于上连接座121上，下连接座131和第一拉压力传感器180之间连接有第一推力杆181。两个滑杆110分别连接有用于检测沿主横梁120宽度方向拉压力的第二拉压力传感器190，动横梁130的两端分别连接有端部连接座132，两根滑杆110上分别通过直线轴承112连接有传力件111，第二拉压力传感器190设于对应传力件111的外壁，端部连接座132和对应第二拉压力传感器190之间连接有第二推力杆133。

本实施例提供的多功能船模性能试验仪使用时将连船梁100固定连接于待测量的船模上，随后利用立柱160顶部连接的固定架170上连接的四个紧固爪280将多功能船模性能试验仪固定，旋转四个螺栓150解锁主横梁120和转盘140，随后沿水平面相对于主横梁120旋转转盘140和立柱160至预设的试验角度以进行不同角度的斜浪实验，反向旋转四个螺栓150将主横梁120和转盘140位置锁止，即可进行实验，当连船梁100底部连接的船模在水中受到波浪冲击时，连船梁100带动两个支座210随波浪上下左右移动，从而通过两个支座210分别铰接十字节220使两根滑杆110相对于连船梁100长度方向轴线和宽度方向轴线转动，并通过两个支座210分别连接的角度传感器200检测两根滑杆110绕连船梁100长度方向轴线转动的角度，同时当十字节220受力后进一步带动两根滑杆110连接的传力件111移动并将拉压力传递至端部连接座132和第二推力杆133之间设置的第二拉压力传感器190，从而通过第二拉压力传感器190实时的检测两根滑杆110承受的沿连船梁100宽度方向轴线的拉压力，当第二推力杆133受力传递至动横梁130，动横梁130受力移动时通过两端的弹片290将力传递至主横梁120的两端，使主横梁120和动横梁130之间产生相互作用，导致动横梁130顶部连接下连接座131上第一推力杆181对主横梁120底部连接的上连接座121上第一拉压力传感器180产生相对运动，并通过第一拉压力传感器180实时的检测主横梁120承受的沿其长度方向的拉压力，从而实现对船模各种航向下的横向、纵向、两侧摇摆的受力情况测试，可适用于静水中的力和航态测量，也可用于波浪中船模的受力和运动测量。

此外，主横梁120的两端分别设有与两根滑杆110顶部连接的平衡机构，两根滑杆110顶部连接的连接绳260绕设于两个滑轮240后连接于可升降的平衡体250上，当两根滑杆110受力上升或下降时通过连接绳260带动对应的平衡体250下降或上升形成受力平衡，从而消除滑杆110底部连接部件对实验的影响；固定架170连接的紧固爪280能够帮助将多功能船模性能试验仪的顶部稳定的固定，以便于对船模进行检测；转盘140上设有72个沿其周向均匀间隔布置的角度标记孔270，相邻的两个角度标记孔270之间间隔的角度为5度角，作业人员相对于主横梁120旋转转盘140和立柱160时，能够通过各个角度标记孔270的位置快速的衡量转动角度，以便于进行不同角度的斜浪实验。

在其他可选的实施例中，用于将主横梁120和转盘140位置锁止和解锁的螺栓150的数量可以为多个，例如两个、三个、四个或四个以上。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims

1.一种多功能船模性能试验仪，其特征在于，其包括连船梁、两根滑杆、上下布置的主横梁和动横梁、可旋转地连接于所述主横梁顶部的转盘、连接于所述转盘顶部的立柱及与所述立柱顶部连接的固定架，两根所述滑杆的底部分别与所述连船梁连接且被配置成可绕所述连船梁长度方向轴线和宽度方向轴线转动，两根所述滑杆的顶部分别依次滑动贯穿所述动横梁和所述主横梁的两端，所述主横梁的两端和所述动横梁的两端分别通过至少一个弹片连接，所述主横梁和所述动横梁之间设有用于检测所述主横梁所受沿长度方向拉压力的第一拉压力传感器，两个所述滑杆分别连接有用于检测其所受沿所述主横梁宽度方向拉压力的第二拉压力传感器。

2.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述连船梁的两端分别连接有支座，每个所述支座均铰接有十字节，两根所述滑杆的底部分别与对应的所述十字节铰接。

3.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述主横梁的两端分别设有与两根所述滑杆顶部连接的平衡机构；所述平衡机构包括与所述主横梁连接的平衡立柱、设于所述平衡立柱顶部的滑轮、可升降的平衡体及两端分别与对应所述滑杆和所述平衡体连接的连接绳，所述连接绳的中部绕设于对应所述滑轮上。

4.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述主横梁的底部连接有上连接座，所述动横梁的顶部连接有下连接座，所述第一拉压力传感器设于所述上连接座上，所述下连接座和所述第一拉压力传感器之间连接有第一推力杆。

5.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述动横梁的两端分别连接有端部连接座，两根所述滑杆上分别连接有传力件，所述第二拉压力传感器设于对应所述传力件的外壁，所述端部连接座和对应所述第二拉压力传感器之间连接有第二推力杆。

6.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述转盘上设有多个沿其周向均匀间隔布置的角度标记孔。

7.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，所述固定架为H形且连接有多个紧固爪。

8.根据权利要求1所述的多功能船模性能试验仪，其特征在于，还包括分别用于检测两根所述滑杆绕所述连船梁长度方向轴线转动角度的角度传感器。