CN113029516A - 一种水上自航试验平台 - Google Patents
一种水上自航试验平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113029516A CN113029516A CN202110258956.1A CN202110258956A CN113029516A CN 113029516 A CN113029516 A CN 113029516A CN 202110258956 A CN202110258956 A CN 202110258956A CN 113029516 A CN113029516 A CN 113029516A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- box body
- water
- platform
- self
- cabin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 85
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012827 research and development Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供了一种水上自航试验平台，包括待试验的平台外壳、动力系统、盛放动力系统的盒体以及力传感器，平台外壳的前半部为封闭舱，后半部为开放舱，开放舱的后部敞开，动力系统包括喷水推进器和舵机，盒体可拆卸且可前后移动地悬空架设在所述开放舱内部，力传感器连接在开放舱前壁与盒体前壁外侧之间。通过将动力系统集成在盒体中，且盒体可拆卸地搁置在平台外壳内，既给平台外壳提供动力，又能通过力传感器测出平台外壳的水阻力。盒体悬空架设，减少了盒体与平台外壳之间的摩擦力，提高了推力与阻力测量的精度。解决了现有技术中拖曳试验或自航试验所带来的缺陷，并且结构简单、实现容易、效费比高，对于科研和研发工作具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于水上试验模型领域，尤其涉及一种水上自航试验平台。
背景技术
船舶和两栖车辆在研发设计和理论研究的过程中需要进行大量的水上航行试验来进行测试和分析，目前的水上航行性能试验方法主要分为拖曳试验以及自航试验。其中拖曳试验需要特定的拖曳水池以及特制的试验设备，操作复杂、试验周期长、需要的人力物力大。而自航试验一般是在实船和实车上进行，已然进入研制的后期阶段，缺乏对于前期研发设计的指导作用。因此一款结构简单、实现容易、效费比高的水上自航试验平台对于科研和研发工作具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是怎样提供一种结构简单、操作容易、效费比高，可以对船舶和两栖车辆等水上运行工具在研发设计阶段提供指导的工具，提供了一种水上自航试验平台。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种水上自航试验平台，包括待试验的平台外壳、动力系统、用于盛放所述动力系统的盒体以及力传感器，所述待试验的平台外壳的前半部为封闭舱，后半部为开放舱，所述开放舱的后部敞开，所述动力系统包括喷水推进器和舵机，所述盒体通过连接装置可拆卸且可前后移动地悬空架设在所述开放舱内部，所述力传感器一边连接在平台外壳上，另一边连接在盒体上。
进一步地，所述喷水推进器固接在所述盒体内，所述盒体的底部开设有用于所述喷水推进器进水的推进器进水口，所述盒体的后壁开设有用于所述喷水推进器出水的出水口，所述喷水推进器的喷口位于盒体的后壁外侧，所述喷口的位置对应于所述出水口，所述开放舱的底部开设有用于所述喷水推进器进水的开放舱进水口，所述推进器进水口与开放舱进水口位置相对应。
进一步地，所述舵机固接在所述盒体内，所述舵机通过连杆与喷水推进器的喷口相连，驱动喷口左右旋转。
进一步地，所述连接装置是指在所述开放舱的内壁两侧装设的滑道，在所述盒体的外壁两侧装设有与所述滑道配合的导轨。
进一步地，所述连接装置是指在所述开放舱的底部和盒体的底部分别装设互相配合的滑道和导轨。
进一步地，所述滑道和导轨间之间加润滑油或者滚珠。
进一步地，所述封闭舱内装设有电池、电调、惯导和GPS，所述电池用于提供喷水推进器、舵机、力传感器、惯导、GPS工作所需的能量，所述电调用于控制喷水推进器中的驱动电机。
进一步地，所述封闭舱内还装设有遥控接收器，所述遥控接收器用于接收遥控器信号，远距离操控平台运动。
进一步地，所述力传感器一边连接在所述开放舱前壁，另一边连接在所述盒体的前壁外侧。
进一步地，所述力传感器的安装位置高于水线。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明一种水上自航试验平台，通过将动力系统集成在盒体中，使动力系统可拆卸地搁置在待试验的平台外壳上并能为待试验的平台外壳提供动力，在待试验的平台外壳与盒体之间装设力传感器，从而在航速稳定时测出动力系统相对于待试验的平台外壳的推力作为水上自航试验平台的水阻力。通过在盒体和平台外壳间设置滑道滑轨使盒体悬空架设，减少了盒体与平台外壳之间的摩擦力，提高了推力与阻力测量的精度。解决了现有技术中拖曳试验或自航试验所带来的缺陷，并且结构简单、实现容易、效费比高，对于科研和研发工作具有重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明水上自航试验平台的剖视图；
图2为待试验的平台外壳的俯视图；
图3为盒体的俯视图；
图例说明：
1、待试验的平台外壳，11、封闭舱，12、开放舱，121、开放舱前壁，122、开放舱进水口，2、动力系统，21、喷水推进器，211、喷口，212、驱动电机，22、舵机，3、盒体，31、连接装置，311、滑道，312、导轨，32、盒体前壁，4、力传感器，5、连杆，6、GPS，7、惯导。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。
图1至图3示出了本发明的一种具体实施例，一种水上自航试验平台，包括待试验的平台外壳1，动力系统2，盛放所述动力系统的盒体3以及力传感器4，所述待试验的平台外壳1的前半部为封闭舱11，后半部为开放舱12，所述开放舱12的后部敞开，所述动力系统2包括喷水推进器21和舵机22，所述盒体3通过连接装置31可拆卸且可前后移动地悬空架设在所述开放舱内部，所述力传感器一边连接在平台外壳1上，另一边连接在盒体3上。本实施例中，力传感器4连接在开放舱前壁121与盒体前壁32外侧之间，且力传感器的安装位置高于水线。
本实施例中，通过将动力系统2盛放在盒体3内，将开放舱12的后部敞开，便于安装盒体3以及使盒体3前后移动留出空间。将盒体3通过连接装置31悬空架设在开放舱12内部，使盒体3尽量少与待试验的平台外壳1接触，减少盒体3与待试验的平台外壳1之间的摩擦力，力传感器4连接在开放舱前壁121与盒体前壁32外侧之间，盒体3通过力传感器4连接在待试验的平台外壳1上，当平台在在水中恒速运动时，根据恒速运动推力等于阻力的原理，此时力传感器4测量出来的力即为平台在该恒定速度下的水阻力。将动力系统盛装在盒体内，使盒体可拆卸地安装在开放舱内部，可对不同的平台外壳1提供在水上航行的动力，从而使待试验的平台外壳直接在水上进行自航试验不需要进行拖曳试验，避免了拖曳试验条件的限制。由于盒体悬空架设在平台外壳内，使盒体尽量少的接触平台外壳，减少了平台外壳1与盒体3之间的摩擦力，通过力传感器测量盒体与平台外壳之间的力，当平台外壳在水中恒速运动时，则认为力传感器4测量出来的力即为平台在该恒定速度下的水阻力。从而解决了现有技术中拖曳试验或自航试验所带来的缺陷，并且结构简单、实现容易、效费比高，对于科研和研发工作具有重要的意义。盒体3通过连接装置31放置在开放舱12内部后，通过力传感器4的连接限制了盒体3在开放舱内部的自由运动。
本实施例中，所述喷水推进器21固接在所述盒体3内，所述盒体3的底部开设有用于所述喷水推进器21进水的推进器进水口，所述盒体的后壁33开设有用于所述喷水推进器出水的出水口，所述喷水推进器的喷口211位于盒体的后壁外侧，所述喷口211的位置对应于所述出水口，所述开放舱12的底部开设有用于所述喷水推进器进水的开放舱进水口122，所述喷水推进器进水口与开放舱进水口位置相对应。将喷水推进器21固接在所述盒体3内，由电机通过联轴器驱动扇叶旋转，形成负压从而将喷水推进器底部的水抽上来向盒体尾部喷射出去，产生推动盒体前进的动力。
本实施例中，所述舵机22固接在所述盒体3内，所述舵机22通过连杆5与喷水推进器的喷口211相连，驱动喷口211左右旋转。从而在喷水推进器喷出的水流作用下，产生左右不对称的推力，从而驱使平台转向。
本实施例中，所述连接装置31是指在所述开放舱的内壁两侧装设的滑道311，在所述盒体的外壁两侧装设有与所述滑道配合的导轨312。盒体3通过导轨312与滑道311配合，限制了盒体3与待试验的平台外壳1的相对运动，保证盒体3只能相对于平台外壳前后平动。盒体3只通过导轨312与待试验的平台外壳1接触，其他地方架空，架空的目的也是为了消除盒体与平台外壳之间的摩擦力，使得盒体既能传递动力，又尽可能的减少与平台外壳的接触，而盒体3又通过力传感器4与待试验的平台外壳1连接，因此力传感器4能够测出盒体3与待试验的平台外壳1间的相对压力，由于盒体3只通过导轨312与待试验的平台外壳1接触，那么最大限度地减少滑道311与导轨312之间的摩擦力，确保力传感器4测出来的两者相对压力即为自航试验平台的前进动力；因此，本发明在滑道与导轨之间加润滑油脂或滚珠，使摩擦力减小到忽略不计的程度，当自航试验平台在水中恒速运动时，根据恒速运动推力等于阻力的原理，此时力传感器测量出来的力即为平台在该恒定速度下的水阻力。
在另外一个实施例中，连接装置31是指在所述开放舱的底部和盒体的底部分别装设直线导轨。通过直线导轨使得盒体3与平台外壳1的接触仅限于开放舱12的底部和盒体3的底部，既能使盒体3顺利安装在开放舱内部，也限制了盒体及待试验的平台外壳之间的自由度，并减少了滑动摩擦力，提高了推力与阻力测量的精度。同理，在直线导轨上加润滑油或滚珠，最大限度地降低摩擦力。
本实施例中，所述封闭舱内装设有电池、电调、惯导和GPS，所述电池用于提供喷水推进器、舵机、力传感器、惯导、GPS工作所需的能量，所述电调用于控制喷水推进器中的驱动电机。惯导和GPS用于测量平台的水上航行速度以及姿态角。
本实施例中，所述封闭舱内还装设有遥控接收器，所述遥控接收器用于接收遥控器信号，远距离操控平台运动。
当然，在封闭舱内还可以配置安装有数据处理软件的电脑，用于对所采集来的记录惯导、GPS、力传感器采集的数据信号进行分析处理，并传回给地面。本发明设置封闭舱的目的由于试验需要的一些设备不能进水，因此将其放置在封闭舱内，既能保证试验的完成，又能保证设备的安全。
本发明一种水上自航试验平台的使用方法是，平台下水后，启动喷水推进器21，控制其驱动电机212的转速从而调整平台航速，当GPS3测得平台航速恒定在某个特定值后，开始记录此时力传感器4的值，即为该特定航速下对应的水中阻力，接下来更换航速，保持稳定后再记录当前速度下的值。通过惯导还能够测出平台的水中姿态，从而分析平台的水中稳定性。
本实施例中的待试验的平台外壳是形如船体或两栖车辆的本体，将其中一部分设置为放置动力系统的盒体的开放舱，放置试验用品的封闭舱。通过将盒体架空设置，动力系统所产生的推力既可以通过盒体与待试验的平台外壳之间的压力测量得到，同时又避免了现有技术中拖曳试验所需要的拖曳水池以及特制的试验设备，而且又避免了自航试验在实船或实车上进行，缺乏对前期研发设计的指导作用。
本发明将动力系统集成在盒体中并测量航速稳定时盒体相对于待试验的平台外壳的推力，通过在盒体和待试验的平台外壳间设置连接装置使盒体悬空架设在待试验的平台外壳内，从而限制了两者的自由度并减少了滑动摩擦力，提高了推力与阻力测量的精度；采用惯导加GPS测速和测量平台姿态角，为平台水上快速性和稳定性试验提供了条件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种水上自航试验平台，其特征在于，包括待试验的平台外壳、动力系统、盛放动力系统的盒体以及力传感器，所述待试验的平台外壳的前半部为封闭舱，后半部为开放舱，所述开放舱的后部敞开，所述动力系统包括喷水推进器和舵机，所述盒体通过连接装置可拆卸且可前后移动地悬空架设在所述开放舱内部，所述力传感器一边连接在平台外壳上，另一边连接在盒体上。
2.根据权利要求1所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述喷水推进器固接在所述盒体内，所述盒体的底部开设有用于所述喷水推进器进水的推进器进水口，所述盒体的后壁开设有用于所述喷水推进器出水的出水口，所述喷水推进器的喷口位于盒体的后壁外侧，所述喷口的位置对应于所述出水口，所述开放舱的底部开设有用于所述喷水推进器进水的开放舱进水口，所述推进器进水口与开放舱进水口位置相对应。
3.根据权利要求2所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述舵机固接在所述盒体内，所述舵机通过连杆与喷水推进器的喷口相连，驱动喷口左右旋转。
4.根据权利要求3所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述连接装置是指在所述开放舱的内壁两侧装设的滑道，在所述盒体的外壁两侧装设有与所述滑道配合的导轨。
5.根据权利要求3所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述连接装置是指在所述开放舱的底部和盒体的底部分别装设互相配合的直线导轨。
6.根据权利要求4或5所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，在所述滑道和导轨间之间或直线导轨之间加润滑油或者滚珠。
7.根据权利要求6所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述封闭舱内装设有电池、电调、惯导和GPS，所述电池用于提供喷水推进器、舵机、力传感器、惯导、GPS工作所需的能量，所述电调用于控制喷水推进器中的驱动电机。
8.根据权利要求7所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，
所述封闭舱内还装设有遥控接收器，所述遥控接收器用于接收遥控器信号，远距离操控平台运动。
9.根据权利要求8所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述力传感器一边连接在所述开放舱前壁，另一边连接在所述盒体的前壁外侧。
10.根据权利要求9所述的一种水上自航试验平台，其特征在于，所述力传感器的安装位置高于水线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110258956.1A CN113029516A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水上自航试验平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110258956.1A CN113029516A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水上自航试验平台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113029516A true CN113029516A (zh) | 2021-06-25 |
Family
ID=76468898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110258956.1A Pending CN113029516A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水上自航试验平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113029516A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203519301U (zh) * | 2013-11-01 | 2014-04-02 | 韩颖骏 | 自航船模阻力测量装置 |
| CN105947142A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-09-21 | 于进勇 | 一种无人驾驶水上航行器 |
| CN209069554U (zh) * | 2018-10-19 | 2019-07-05 | 镇江凯邦船舶设备有限公司 | 一种喷水推进器试验台 |
| CN211375879U (zh) * | 2020-03-09 | 2020-08-28 | 上海海事大学 | 一种用于商船自主航行控制的实验平台 |
| CN111634387A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 中国船舶科学研究中心 | 一种船舶气层减阻试验测试观察系统 |
| KR20210006592A (ko) * | 2019-07-09 | 2021-01-19 | 재단법인 중소조선연구원 | 수조시설을 이용한 중소형 선박 성능 계측 시스템 |
-
2021
- 2021-03-10 CN CN202110258956.1A patent/CN113029516A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203519301U (zh) * | 2013-11-01 | 2014-04-02 | 韩颖骏 | 自航船模阻力测量装置 |
| CN105947142A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-09-21 | 于进勇 | 一种无人驾驶水上航行器 |
| CN209069554U (zh) * | 2018-10-19 | 2019-07-05 | 镇江凯邦船舶设备有限公司 | 一种喷水推进器试验台 |
| KR20210006592A (ko) * | 2019-07-09 | 2021-01-19 | 재단법인 중소조선연구원 | 수조시설을 이용한 중소형 선박 성능 계측 시스템 |
| CN211375879U (zh) * | 2020-03-09 | 2020-08-28 | 上海海事大学 | 一种用于商船自主航行控制的实验平台 |
| CN111634387A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 中国船舶科学研究中心 | 一种船舶气层减阻试验测试观察系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109515661B (zh) | 一种通用型水下航行器接驳充电系统的工作方法 | |
| Cruz et al. | The MARES AUV, a modular autonomous robot for environment sampling | |
| CN106428495A (zh) | 一种利用风能直接驱动的海上无人航行器 | |
| WO2017092479A1 (zh) | 一种用于水质监测的混合推进滑翔机 | |
| CN108398238B (zh) | 一种用于水动力模型试验的垂直型平面运动机构 | |
| CN106628076A (zh) | 旋转翼水下滑翔机 | |
| CN207644604U (zh) | 一种混合动力水下机器人平台 | |
| CN100357155C (zh) | 浮力和推进器双驱动方式远程自治水下机器人 | |
| CN104527952B (zh) | 一种微型自主式水下航行器 | |
| JP2007276609A5 (zh) | ||
| CN109060299A (zh) | 一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置及测试方法 | |
| JP2007276609A (ja) | 水中グライダー | |
| CN110082064B (zh) | 滑轨式螺旋桨射流和船行波扰动模拟实验装置及模拟方法 | |
| CN110576954A (zh) | 一种用于水体横纵剖面化学参数观测的拖曳式系统 | |
| CN112357004A (zh) | 一种中试艇海试系统及其进行舰船总体性能测试的方法 | |
| CN111498069A (zh) | 一种海洋湍流混合观测方法 | |
| CN110001888B (zh) | 一种海上智能救生系统 | |
| CN111152923B (zh) | 一种基于垂直起降固定翼水陆两栖无人机的水下地形测量装置 | |
| CN113029516A (zh) | 一种水上自航试验平台 | |
| US8381584B1 (en) | Model hull testing method, platform, and system | |
| CN104648613B (zh) | 一种基于激光引导技术的船模操纵性试验装置 | |
| CN111959700B (zh) | 水下移动探测平台及其探测方法 | |
| CN215767838U (zh) | 一种远程控制水质采样船 | |
| CN112356041A (zh) | 一种八自由度的新型潜水机器人 | |
| CN217706215U (zh) | 一种全自主水面无人机起降运载器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |