CN113008511B - 一种多板摇摆式造波机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水动力试验设备技术领域，公开了一种多板摇摆式造波机，包括机架以及若干造波组件，造波组件包括造波板以及扇形摇臂，扇形摇臂的一端固定安装在造波板上，造波板的一端铰接在机架的底部；机架上设有若干用于驱动各个造波板摆动的驱动组件，驱动组件包括固定在机架上的安装架、驱动轮以及驱动电机，造波板上固定连接有扇形摇臂，扇形摇臂上形成有与驱动轮转动接触的扇形接触面；驱动电机的输出轴与驱动轮之间连接有传动皮带，驱动电机能够带动驱动轮转动以通过扇形摇臂带动造波板往复摆动。通过设置多块造波板，使造波板能够围绕在机架上的铰接点往复摆动以在水池内模拟波浪，并组成了三维造波系统，模拟真实海洋的波浪环境。

Description

一种多板摇摆式造波机

技术领域

本发明涉及水动力试验设备技术领域，尤其涉及一种多板摇摆式造波机。

背景技术

水池试验是海洋试验技术中最常用，也是最重要的试验技术。顾名思义，水池试验就是在各种实验水池中开展的试验研究。

根据不同的试验需要，在水池之外添加各种设备。就可形成各种不同功能的水池，如造波水池、拖曳水池、风浪流试验水池等。所谓造波水池，就是通过配置造波设备，在水池内能同时模拟或部分模拟水面的波浪进行模型试验的水池。

现有的国内外的造波水池大多为方形，在现有条件下，目前的造波机主要为单板式结构，其在水池中所能模拟的波浪形式可以分为规则波和不规则波，规则波和非规则波只是二维波浪，船舶在海上遭遇的实际上属于不同方向的三维短峰波，而目前的单板式造波机无法在水池中模拟不同方向的三维短峰波，因此对实验室的试验产生较大限制。

发明内容

本发明意在提供一种多板摇摆式造波机，其具有能够在水池中模拟不同方向的三维短峰波的优点。

为达到上述目的，本发明的基本方案如下：

一种多板摇摆式造波机，包括机架以及若干造波组件，所述造波组件包括造波板以及扇形摇臂，所述扇形摇臂的一端固定安装在造波板上，所述造波板的一端铰接在机架的底部，且造波板能够围绕在机架上的铰接点往复摆动以在水池内模拟波浪；所述机架上设有若干用于驱动各个造波板摆动的驱动组件，所述驱动组件包括固定在机架上的安装架，所述安装架上安装有驱动轮以及驱动电机，所述造波板上固定连接有扇形摇臂，所述扇形摇臂上形成有与驱动轮转动接触的扇形接触面；所述驱动电机为正反转电机，所述驱动电机的输出轴与驱动轮之间连接有传动皮带，所述驱动电机能够带动驱动轮转动以通过扇形摇臂带动造波板往复摆动。

进一步地，所述机架上的各个造波板的摆动角度范围以及摆动周期均相同，各个造波板之间形成有相位差，且相邻造波板之间的相位差相同。

进一步地，所述机架的顶部安装有维护平台，所述维护平台的下方所述维护平台包括固定平台以及可翻转的活动平台，所述固定平台固定在机架顶部，所述活动平台铰接在机架顶部，且驱动组件位于活动平台下方。

进一步地，所述驱动轮表面形成有第一啮合部，所述扇形接触面上形成有与第一啮合部相互啮合的第二啮合部。

进一步地，所述机架远离造波板的一侧安装有吸波丝网，所述吸波丝网上配置有与水池内壁相适配的安装挂点。

进一步地，所述造波板的竖直状态为平衡位置，所述造波板偏离平衡位置的最大摆动角度为±20°。

进一步地，所述造波板以及扇形摇臂均由高强度铝质材料压铸成型，且造波板的厚度由上至下逐渐增大。

进一步地，所述造波板远离扇形摇臂的侧面定义为承受面，所述承受面包括相同大小的上板面和下板面，所述上板面上设有若干第一导流凸起，所述第一导流凸起上形成有若干第一导流面，且各个第一导流面共同汇聚于一点；所述下板面上设有第二导流凸起，所述第二导流凸起上形成有若干第二导流面，各个第二导流面之间形成有向下板面所在方向内凹的凹槽，第二导流凸起的凹槽的面积由上至下逐渐增大。

进一步地，所述造波板靠近扇形摇臂的侧面定义为支撑面，所述支撑面内排布有若干支撑架，各个支撑架之间的间距由上至下逐渐减小。

与现有技术相比本方案的有益效果是：

1、根据水池中的需要模拟的波浪形式，可以分别控制各个驱动电机以相同输出功率进行工作，驱动电机的输出轴通过传动皮带带动两个驱动轮同步转动，两个驱动轮的第一啮合部分别与扇形摇臂的扇形接触面上的第二啮合部相互配合带动造波板在偏离平衡位置±20°的摆动范围内往复摆动。由于水池中的各个造波板的摆动角度范围以及摆动周期相同，且各个造波板之间形成有相位差，每块板的运动形成一个相位差就在水池中组成了三维造波系统，从而可以更准确地模拟海洋的波浪环境，从而提高试验的准确性。

2、造波板置于水池中，会受到水中的压力，且水压随水的深度逐渐增大，在产生波浪的过程中，造波板会受到更强的冲击力，造波板支撑面上的支撑架可以对造波板起到支撑的作用，造波板的承受面上的第一导流凸起以及第二导流凸起可以分散水流对造波板的冲击力，对造波板本身进行保护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明中的造波板的承受面的结构示意图；

图4为本发明的造波机布置在水池中的状态示意图。

说明书附图中的附图标记包括：机架1、固定平台11、活动平台12、把手2、扇形摇臂3、扇形接触面31、造波板4、支撑架41、上板面42、下板面43、第一导流凸起44、第二导流凸起45、连接杆5、安装架6、驱动电机61、驱动轮62、水池7、X轴阵列造波机71、Y轴阵列造波机72、控制电柜8。

具体实施方式

下面结合说明书附图，并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例：

一种多板摇摆式造波机，如图1和2所示，包括机架1以及若干造波组件，机架1为不锈钢焊接框架，机架1的整体尺寸为L2000*W2200*H2500(单位： mm)，机架1的后方安装有吸波丝网，吸波丝网上配置有与水池7内壁相适配的安装挂点。机架1的顶部安装有维护平台，维护平台的下方维护平台包括固定平台11以及可翻转的活动平台12，固定平台11固定在机架1顶部，活动平台12铰接在机架1顶部，且活动平台12上安装有供操作人员握持的把手2。

如图1和2所示，造波组件包括造波板4以及扇形摇臂3，造波板4以及扇形摇臂3均由高强度铝质材料压铸成型，造波板4的整体高度为2500mm，造波板4的厚度由上至下逐渐增大，造波板4的一端铰接在机架1的底部，扇形摇臂3的一端固定安装在造波板4上，且扇形摇臂3与造波板4之间连接有连接杆5。

如图1和3所示，造波板4上形成有承受面和支撑面，造波板4上远离扇形摇臂3的侧面定义为承受面，承受面包括相同大小的上板面42和下板面43，上板面42上设有若干第一导流凸起44，第一导流凸起44上形成有若干第一导流面，且各个第一导流面共同汇聚于一点；下板面43上设有第二导流凸起45，第二导流凸起45上形成有若干第二导流面，各个第二导流面之间形成有向下板面43所在方向内凹的凹槽，第二导流凸起45的凹槽的面积由上至下逐渐增大。造波板4上靠近扇形摇臂3的侧面定义为支撑面，支撑面内排布有若干支撑架41，各个支撑架41之间的间距由上至下逐渐减小。

如图1和2所示，机架1上设有若干用于驱动各个造波板4摆动的驱动组件，且驱动组件位于活动平台12下方，驱动组件包括固定在机架1上的安装架 6，安装架6上安装有两个驱动轮62以及驱动电机61，造波板4上固定连接有扇形摇臂3，扇形摇臂3上形成有与驱动轮62转动接触的扇形接触面31，驱动轮62表面形成有第一啮合部，扇形接触面31上形成有与第一啮合部相互啮合的第二啮合部。

如图1和2所示，驱动电机61为正反转电机，且驱动电机61的输出功率为2KW,驱动电机61的输出轴与驱动轮62之间连接有传动皮带(图中未显示)，驱动电机61能够带动驱动轮62转动以通过扇形摇臂3带动造波板4往复摆动，造波板4能够围绕在机架1上的铰接点往复摆动以在水池7内模拟波浪；造波板4的竖直状态为平衡位置，造波板4偏离平衡位置的最大摆动角度为±20°。机架1上的各个造波板4的摆动角度范围以及摆动周期均相同，各个造波板4 之间形成有相位差，且相邻造波板4之间的相位差相同。

本方案具体实施方式如下：

使用时，在方形的水池7中布置X轴阵列造波机71和Y轴阵列造波机72， (如图4所示)在水池7中组合形成L型造波系统，在水池7的外部安装集中式的控制电柜8，用以控制各个驱动电机61的输出。

根据水池7中的需要模拟的波浪形式，通过控制电柜8分别控制各个驱动电机61以相同输出功率进行工作，驱动电机61的输出轴通过传动皮带带动两个驱动轮62同步转动，两个驱动轮62的第一啮合部分别与扇形摇臂3的扇形接触面31上的第二啮合部相互配合带动造波板4在偏离平衡位置±20°的摆动范围内往复摆动。由于水池7中的各个造波板4的摆动角度范围以及摆动周期相同，且各个造波板4之间形成有相位差，每块板的运动形成一个相位差就在水池7中组成了三维造波系统，从而可以更准确地模拟海洋的波浪环境，从而提高试验的准确性。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种多板摇摆式造波机，包括机架以及若干造波组件，其特征在于：所述造波组件包括造波板以及扇形摇臂，所述扇形摇臂的一端固定安装在造波板上，所述造波板的一端铰接在机架的底部，且造波板能够围绕在机架上的铰接点往复摆动以在水池内模拟波浪；所述机架上设有若干用于驱动各个造波板摆动的驱动组件，所述驱动组件包括固定在机架上的安装架，所述安装架上安装有驱动轮以及驱动电机，所述造波板上固定连接有扇形摇臂，所述扇形摇臂上形成有与驱动轮转动接触的扇形接触面；所述驱动电机为正反转电机，所述驱动电机的输出轴与驱动轮之间连接有传动皮带，所述驱动电机能够带动驱动轮转动以通过扇形摇臂带动造波板往复摆动；

所述造波板远离扇形摇臂的侧面定义为承受面，所述承受面包括相同大小的上板面和下板面，所述上板面上设有若干第一导流凸起，所述第一导流凸起上形成有若干第一导流面，且各个第一导流面共同汇聚于一点；所述下板面上设有第二导流凸起，所述第二导流凸起上形成有若干第二导流面，各个第二导流面之间形成有向下板面所在方向内凹的凹槽，第二导流凸起的凹槽的面积由上至下逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述机架上的各个造波板的摆动角度范围以及摆动周期均相同，各个造波板之间形成有相位差，且相邻造波板之间的相位差相同。

3.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述机架的顶部安装有维护平台，所述维护平台的下方所述维护平台包括固定平台以及可翻转的活动平台，所述固定平台固定在机架顶部，所述活动平台铰接在机架顶部，且驱动组件位于活动平台下方。

4.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述驱动轮表面形成有第一啮合部，所述扇形接触面上形成有与第一啮合部相互啮合的第二啮合部。

5.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述机架远离造波板的一侧安装有吸波丝网，所述吸波丝网上配置有与水池内壁相适配的安装挂点。

6.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述造波板的竖直状态为平衡位置，所述造波板偏离平衡位置的最大摆动角度为±20°。

7.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述造波板以及扇形摇臂均由高强度铝质材料压铸成型，且造波板的厚度由上至下逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的一种多板摇摆式造波机，其特征在于：所述造波板靠近扇形摇臂的侧面定义为支撑面，所述支撑面内排布有若干支撑架，各个支撑架之间的间距由上至下逐渐减小。

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