CN113335476A - 一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶破损稳性模型试验技术领域，尤其是一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，包括船体模型和驱动机构，船体模型的舷侧镶嵌透明有机窗板，透明有机窗板中开设破损口，破损口的四周外端面粘附有磁钢边框，破损口处盖设有磁性盖板，磁性盖板和磁钢边框相吸，驱动机构拉动磁性盖板移动使得破损口打开，本申请可以实现多种破损开口方案的主动控制，根据波浪中破损稳性模型试验特点及试验研究内容，实现波浪中多种破损开口方案的实时切换。

Description

一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置
技术领域
本发明涉及船舶破损稳性模型试验技术领域，尤其是一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置。
背景技术
船舶破损稳性是衡量船舶航行安全性的重要性能，当船舶由于碰撞、搁浅、触礁等事故发生船舶舷侧或底部破损后，会引起船舶的下沉或者倾覆，对船舶航行安全带来严重威胁。破损船舶的生存能力是评价破损船舶安全性的重要指标，需要在破损船舶运动特性研究的基础上，综合考虑破损船舶的环境条件，建立破损船舶失稳运动的预报方法和模型试验技术，为破损船舶生存能力评估提供有效的技术手段。
传统的破损稳性计算和模型试验方案主要基于船舶横浪状态，模型试验中一般基于采用两种方式：一种方式是假设破损舱室已经完全进水，此时认为船舶损失了一定的浮力，此种方式基于准静态方式，不能模拟真实的破损状态，且无法满足对破损船舶瞬态进水和持续进水的研究需求；另一种方式是采用重物锤敲击的方式实现破损开口的瞬时打开，此种方式不能满足对破损开口快速打开时间的要求，且一次模型试验只能实现一种破损开口尺寸的研究。
现阶段应用先进的船舶动力学理论，需要考虑不同浪向、破损形式对船舶性能的影响，因此，需要研发适用于多种破损方案的破损开口主动控制装置。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，实现多种破损开口方案的主动控制，根据波浪中破损稳性模型试验特点及试验研究内容，实现波浪中多种破损开口方案的实时切换。
本发明所采用的技术方案如下：一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，包括船体模型和驱动机构，船体模型的舷侧镶嵌透明有机窗板，透明有机窗板中开设破损口，破损口的四周外端面粘附有磁钢边框，破损口处盖设有磁性盖板，磁性盖板和磁钢边框相吸，驱动机构拉动磁性盖板移动使得破损口打开。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述驱动机构包括安装板、电机、转轴、两个以上的绕线轮和两个以上的轴承座，电机、轴承座安装在安装板上，安装板安装在船体模型的上表面，转轴可转动式水平安装在所有轴承座上，电机带动转轴转动，绕线轮套设固定在转轴上，绕线轮上缠绕牵引线，牵引线的端部和磁性盖板的上端固定相连，转轴转动时绕线轮转动并卷绕牵引线以向上拉动磁性盖板。
所述磁钢边框外表面涂覆防水脂，磁性盖板的内表面涂覆防水脂。
所述磁性盖板为橡胶软磁片。
所述绕线轮为两个，轴承座为三个，三个轴承座均匀排列成一排，相邻两个轴承座之间布置一个绕线轮。
所述绕线轮和转轴之间通过键连接，转轴上位于每个绕线轮的两侧均套设固定有防止绕线轮左右移动的轴箍。
本发明的有益效果如下：本申请通过控制电机的转角和转速，驱动转轴，带动绕线轮转动设定的速度，绕线轮上的牵引线克服磁性盖板和磁钢边框之间的吸力而向上拉动磁性盖板移动设定的距离，实现破损口打开开口尺寸的控制。可以实现多种破损开口方案的主动控制，可以根据波浪中破损稳性模型试验特点及试验研究内容，实现波浪中多种破损开口方案的实时切换，获得船舶破损过程中的运动特性和规律。本申请可以基于同一个船体模型，实现不同的破损方案，达到控制精度和节约成本的目的。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是驱动机构的示意图。
其中：10、船体模型；20、透明有机窗板；21、破损口；30、磁钢边框；40、磁性盖板；51、安装板；52、电机；53、转轴；54、绕线轮；55、轴承座；56、牵引线；60、轴箍。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-2所示，本实施例的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，包括船体模型10和驱动机构，船体模型10的舷侧镶嵌透明有机窗板20，透明有机窗板20中开设破损口21，破损口21的四周外端面粘附有磁钢边框30，破损口21处盖设有磁性盖板40，磁性盖板40和磁钢边框30相吸，驱动机构拉动磁性盖板40移动使得破损口21打开。其中透明有机窗板20由有机玻璃制成。
驱动机构包括安装板51、电机52、转轴53、两个以上的绕线轮54和两个以上的轴承座55，电机52、轴承座55安装在安装板51上，安装板51安装在船体模型10的上表面，转轴53可转动式水平安装在所有轴承座55上，电机52带动转轴53转动，绕线轮54套设固定在转轴53上，绕线轮54上缠绕牵引线56，牵引线56的端部和磁性盖板40的上端固定相连，转轴53转动时绕线轮54转动并卷绕牵引线56以向上拉动磁性盖板40。
磁钢边框30外表面涂覆防水脂，磁性盖板40的内表面涂覆防水脂。
磁性盖板40为橡胶软磁片。
绕线轮54为两个，轴承座55为三个，三个轴承座55均匀排列成一排，相邻两个轴承座55之间布置一个绕线轮54。
绕线轮54和转轴53之间通过键连接，转轴53上位于每个绕线轮54的两侧均套设固定有防止绕线轮54左右移动的轴箍60。
本申请破损口21打开之前，磁性盖板40和磁钢边框30相吸使得磁性盖板40将破损口21堵住，磁性盖板40和磁钢边框30之间依靠防水脂实现防水，保证破损口21未打开之前的高水密性，即保证破损口21处不会漏水。
需要将破损口21打开时，按照预定的速度，通过控制电机52的转角和转速，驱动转轴53，带动绕线轮54转动设定的速度，绕线轮54上的牵引线56克服磁性盖板40和磁钢边框30之间的吸力而向上拉动磁性盖板40移动设定的距离，实现破损口21打开开口尺寸的控制。
综上所述，本申请可以实现多种破损开口方案的主动控制，可以根据波浪中破损稳性模型试验特点及试验研究内容，实现波浪中多种破损开口方案的实时切换，获得船舶破损过程中的运动特性和规律。本申请可以基于同一个船体模型10，实现不同的破损方案，达到控制精度和节约成本的目的。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：包括船体模型(10)和驱动机构，船体模型(10)的舷侧镶嵌透明有机窗板(20)，透明有机窗板(20)中开设破损口(21)，破损口(21)的四周外端面粘附有磁钢边框(30)，破损口(21)处盖设有磁性盖板(40)，磁性盖板(40)和磁钢边框(30)相吸，驱动机构拉动磁性盖板(40)移动使得破损口(21)打开。
2.如权利要求1所述的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：所述驱动机构包括安装板(51)、电机(52)、转轴(53)、两个以上的绕线轮(54)和两个以上的轴承座(55)，电机(52)、轴承座(55)安装在安装板(51)上，安装板(51)安装在船体模型(10)的上表面，转轴(53)可转动式水平安装在所有轴承座(55)上，电机(52)带动转轴(53)转动，绕线轮(54)套设固定在转轴(53)上，绕线轮(54)上缠绕牵引线(56)，牵引线(56)的端部和磁性盖板(40)的上端固定相连，转轴(53)转动时绕线轮(54)转动并卷绕牵引线(56)以向上拉动磁性盖板(40)。
3.如权利要求2所述的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：所述磁钢边框(30)外表面涂覆防水脂，磁性盖板(40)的内表面涂覆防水脂。
4.如权利要求3所述的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：所述磁性盖板(40)为橡胶软磁片。
5.如权利要求4所述的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：所述绕线轮(54)为两个，轴承座(55)为三个，三个轴承座(55)均匀排列成一排，相邻两个轴承座(55)之间布置一个绕线轮(54)。
6.如权利要求1所述的用于船舶破损稳性模型试验的主动控制装置，其特征在于：所述绕线轮(54)和转轴(53)之间通过键连接，转轴(53)上位于每个绕线轮(54)的两侧均套设固定有防止绕线轮(54)左右移动的轴箍(60)。
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