CN113945358A - 一种入水加载约束发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及入水试验装置技术领域，提供了一种入水加载约束发射装置，包括装置本体，装置本体包括对入水试件进行约束和导向的约束发射系统，约束发射系统上连接有加载增速系统，约束发射系统包括发射架，发射架上连接有用于发射试件的发射装置，发射架内设置有定位装置，定位装置上放置有水箱，加载增速系统包括分别与发射装置相连接的加载弹性件和升降机构，加载弹性件的另一端连接有加载环，加载环同时也与约束发射系统相连接；试件通过发射装置发射，并穿过约束发射系统，避免出现试件的偏航和旋转，同时受到加载弹性件的加载力实现助力试件的入水速度，结合水箱在定位装置上通过位移与试件落水方向相一致，使试件精准落入水箱内的目标位置。

Description

一种入水加载约束发射装置

技术领域

本发明涉及入水试验装置技术领域，具体涉及一种入水加载约束发射装置。

背景技术

入水问题广泛存在于自然界当中，在工程和军事领域具有尤为重要的应用价值，如海上飞机的起降、机载灭雷系统、弹体的水下打击等。物体的入水过程是一个跨介质过程，涉及多相、湍动、相变、非定常等问题，具有强瞬时性、强载荷、强非线性的特点。高速入水问题面临诸多挑战，如由多相湍动带来的弹道稳定性问题、由触水初期冲击载荷导致的运动体结构破坏、由空化与空泡溃灭造成的振动、噪声、表面剥蚀等问题，因此对入水问题进行研究具有十分重要的现实意义。

在实验室环境下，对于入水问题的研究往往建立在试件做自由落体运动的基础上，因此试件的入水速度受到很大程度的限制，并且存在试件偏航和旋转等情况。

如何有效地解决上述技术问题，是目前本领域技术人员需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种入水加载约束发射装置。

入水加载约束发射装置，包括装置本体，所述装置本体包括对入水试件进行约束和导向的约束发射系统，所述约束发射系统上连接有加载增速系统；

所述约束发射系统包括发射架，所述发射架上连接有用于发射所述试件的发射装置，所述发射架内设置有定位装置，所述定位装置上放置有水箱；

所述加载增速系统包括分别与所述发射装置相连接的加载弹性件和升降机构，所述加载弹性件的另一端连接有加载环，所述加载环同时也与所述约束发射系统相连接。

可选的，所述发射架包括底板，所述底板上连接有支架，所述支架上分别连接有顶架和中梁，所述中梁上设置有供所述试件穿过的导向孔；

所述顶架与所述发射装置相连接，所述中梁分别与所述加载环和所述升降机构相连接，靠近所述顶架侧的所述升降机构的端部与所述顶架相连接，所述定位装置设置在所述底板上。

可选的，所述试件包括入水件，所述入水件上连接有连接件，远离所述入水件侧的所述连接件的端部连接有挂耳件。

可选的，靠近所述连接件侧的所述挂耳件的端部设置有供所述连接件穿过的第一通孔，靠近所述挂耳件侧的所述连接件的表面设置有螺纹，所述螺纹穿过所述第一通孔与所述挂耳件相连接；

远离所述第一通孔侧的所述挂耳件的端部设置有吊耳件，所述吊耳件上设置有第二通孔，所述第二通孔有销钉穿过，穿过所述第二通孔的销钉悬挂在所述发射装置上。

可选的，所述升降机构包括安装件，所述安装件的一侧端部与所述顶架相连接，所述安装件的另一侧端部与所述中梁相连接；

所述安装件上连接有导向件，所述安装件和所述导向件之间设置有丝杠，所述丝杠上连接有可沿所述丝杠表面进行位移的托叉件；

靠近所述中梁侧的所述丝杠的端部连接有使所述丝杠进行旋转的齿轮件，所述齿轮件连接有使所述齿轮件进行旋转的手轮件。

可选的，靠近所述导向件侧的所述托叉件的端部同时沿所述导向件的表面进行位移，远离所述导向件侧的所述托叉件的端部穿过所述安装件。

可选的，靠近所述顶架侧的所述安装件的端部穿出靠近所述顶架侧的所述导向件的端部，靠近所述中梁侧的所述安装件的端部与靠近所述中梁侧的所述导向件的端部相连接。

可选的，所述安装件和所述导向件之间还设置有固定件；

靠近所述顶架侧的所述丝杠的端部与所述导向件相连接，靠近中梁侧的所述丝杠的端部处与所述固定件相连接。

可选的，所述定位装置包括设置在所述底板上的水箱放置件，所述底板上还设置有可进行伸缩的伸缩件，所述伸缩件的一侧端部与所述水箱放置件相连接，并且所述伸缩件的伸缩带动所述水箱放置件进行位移。

可选的，所述底板上设置有沿所述底板边缘进行位移的定位件，所述定位件与所述水箱相连接。

在本发明中，加载增速系统中的加载弹性件通过升降机构升起后与约束发射系统中的发射装置相连接，试件通过发射装置进行发射，试件在发射过程中穿过约束发射系统，从而避免出现试件的偏航和旋转等情况，同时受到加载弹性件的加载力实现助力试件的入水速度，使得模型获得较高的入水速度，远大于自由落体产生的速度，并且结合水箱可在定位装置上通过位移与试件落水方向相一致，使试件精准落入水箱内的目标位置。

附图说明

图1是本发明提供的装置本体剖视结构示意简图；

图2是本发明提供的连接件的结构示意图；

图3是本发明提供的挂耳件的结构示意图；

图4是本发明提供的挂耳件的仰视结构示意图；

图5是本发明提供的升降机构侧视结构示意图；

图6是本发明提供的定位装置的结构示意图；

附图标记：

1、约束发射系统；11、发射架；111、支架；112、底板；12、发射装置；13、顶架；14、中梁；15、定位装置；151、伸缩件；152、定位件；153、水箱放置件；

2、加载增速系统；21、加载弹性件；22、升降机构；221、安装件；222、导向件；223、丝杠；224、固定件；225、手轮件；226、齿轮件；227、托叉件；23、加载环；

3、水箱；

4、试件；41、入水件；42、连接件；43、螺纹；44、挂耳件；45、吊耳件；46、第二通孔；47、第一通孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，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。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”、“相连”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供的一实施例，如图1所示，一种入水加载约束发射装置，包括装置本体，装置本体包括对入水试件4进行约束和导向的约束发射系统1，约束发射系统1上连接有加载增速系统2；

约束发射系统1包括发射架11，发射架11上连接有用于发射试件4的发射装置12，发射架11内设置有定位装置15，定位装置15上放置有水箱3；

加载增速系统2包括分别与发射装置12相连接的加载弹性件21和升降机构22，加载弹性件的21另一端连接有加载环23，加载环23同时也与约束发射系统1相连接。

在本实施例中，加载增速系统2中的加载弹性件21通过升降机构22升起后与约束发射系统1中的发射装置12相连接，试件4通过发射装置12进行发射。试件4在发射过程中穿过约束发射系统1，从而避免出现试件4的偏航和旋转等情况，同时受到加载弹性件2的加载力实现助力试件4的入水速度，使得模型获得较高的入水速度，远大于自由落体产生的速度，并且结合水箱3可在定位装置15上通过位移与试件4落水方向相一致，使试件4精准落入水箱3内的目标位置。

本发明提供的又一实施例，如图1所示，发射架11包括底板112，底板112上连接有支架111，支架111上分别连接有顶架13和中梁14，中梁14上设置有供试件4穿过的导向孔；

顶架13与发射装置12相连接，中梁14分别与加载环23和升降机构22相连接，靠近顶架13侧的升降机构22的端部与顶架13相连接，定位装置15设置在底板112上。

在本实施例中，加载弹性件21的两端分别连接在中梁14上的两个加载环23上，加载弹性件21的中间段连接在试件4上，试件4在落水过程中穿过导向孔。在试件4穿过导向孔的过程中，从而避免出现试件4的偏航和旋转等情况。由于试件4受到重力和加载弹性件21的加载力，试件实现加速下落，与加载弹性件21相连接的试件4部分卡在导向孔处的中梁14上，同时试件4的其它部分已入水完成入水试验。

本发明提供的又一实施例，结合图2和图3，试件4包括入水件41，入水件41上连接有连接件42，远离入水件41侧的连接件42的端部连接有挂耳件44。

在本实施例中，加载弹性件21的中间段穿过挂耳件44，加载弹性件21的两端分别连接在中梁14上的两个加载环23上，使加载弹性件21产生了对试件4的加载力。

在试件4落水的过程中：试件4受到重力和加载弹性件21的加载力，与加载弹性件21相连接的挂耳件44卡在导向孔处的中梁14上，入水件41则入水，避免模型的偏斜和旋转，在入水实验中获得垂直的入水空泡。

本发明提供的又一实施例，结合图2、图3和图4，靠近连接件42侧的挂耳件44的端部设置有供连接件42穿过的第一通孔47，靠近挂耳件44侧的连接件42的表面设置有螺纹43，螺纹43穿过第一通孔47与挂耳件44相连接。

远离第一通孔47侧的挂耳件44的端部设置有吊耳件45，吊耳件45上设置有第二通孔46，第二通孔46有销钉穿过，穿过第二通孔46的销钉悬挂在发射装置12上。

在本实施例中，连接件42上的螺纹43穿过第一通孔47，并使螺纹43与螺栓相连接，实现连接件42与挂耳件45的连接。

销钉穿过吊耳件45上的第二通孔46，使挂耳件44与顶架13上的发射装置12相连接。从而通过操作发射装置12，使挂耳件44、入水件41、连接件42同时竖直下落。

发射装置12包括设置在顶架13上的发射架，发射架上设置有可上下位移的操作件，位于发射架内的操作件的端部连接有随操作件同步移动的连接钩，远离操作件侧的连接钩的端部与穿过第二通孔的销钉相挂接。当操作人员移动操作件时，连接钩随操作件同步位移，使连接钩脱离吊耳件45，从而实现试件4垂直下落。

本发明提供的又一实施例，如图5所示，升降机构22包括安装件221，安装件221的一侧端部与顶架13相连接，安装件221的另一侧端部与中梁14相连接；

安装件221上连接有导向件222，安装件221和导向件222之间设置有丝杠223，丝杠223上连接有可沿丝杠223表面进行位移的托叉件227；

靠近中梁14侧的丝杠223的端部连接有使丝杠223进行旋转的齿轮件226，齿轮件226连接有使齿轮件226进行旋转的手轮件225。

在本实施例中，操作人员通过操作手轮件225，手轮件225带动齿轮件226旋转，齿轮件226带动丝杠223旋转，使丝杠223表面的托叉件227进行上升或下降，从而使放置在托叉件227上的挂耳件44进行上升或下降。

当托叉件227上升时，托叉件227上的挂耳件44同步上升，直至将挂耳件44升高至顶架13上的发射装置12处，操作人员再将挂耳件44与发射装置12进行连接。

为了实现升降机构22的自动化，可通过现有技术中的控制面板和控制设备设置在升降机构22上，使终端设备通过现有技术中的控制系统对升降机构22实现自动升降。其中，终端设备包括但不限于手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、遥控器。

在将挂耳件44与发射装置12进行连接的步骤中，也可以通过现有技术中的控制面板和连接设备设置在顶架13或升降机构22上实现，使终端设备通过现有技术中的控制系统对连接过程实现自动化。

发射装置12的发射过程，也可以通过现有技术中的控制面板和发射设备设置在顶架13或发射装置12上实现，使终端设备通过现有技术中的控制系统对发射过程实现自动化。

操作人员操作手轮件225的过程，也可以通过现有技术中的控制面板和摇转设备设置在升降机构22上实现，使终端设备通过现有技术中的控制系统对摇转过程实现自动化。

由于现有技术中的自动化控制面板、控制设备、连接设备、摇转设备、发射设备均已是成熟技术，并且其具体技术内容不属于本申请的保护内容，因此不对其作具体描述。

为了使托叉件227更稳定的支撑和放置挂耳件44，本发明提供的又一实施例，如图5所示，靠近导向件222侧的托叉件227的端部同时沿导向件222的表面进行位移，远离导向件222侧的托叉件227的端部穿过安装件221。

丝杠223与安装件221平行设置，丝杠223与导向件222的主体部分平行设置。

更进一步的，靠近导向件222侧的托叉件227的端部同时沿导向件222的主体部分的表面进行位移。

为了使升降机构22更稳定的与顶架13和中梁14相连接，本发明提供的又一实施例，如图5所示，靠近顶架13侧的安装件221的端部穿出靠近顶架13侧的导向件222的端部，靠近中梁14侧的安装件221的端部与靠近中梁14侧的导向件222的端部相连接。

本发明提供的又一实施例，如图5所示，安装件221和导向件222之间还设置有固定件224；

靠近顶架13侧的丝杠223的端部与导向件222相连接，靠近中梁14侧的丝杠223的端部处与固定件224相连接。

在本实施例中，固定件224一方面防止丝杠223倾倒，一方面辅助实现了放置齿轮件226的空间。

本发明提供的又一实施例，如图6所示，定位装置15包括设置在底板112上的水箱放置件153，底板112上还设置有可进行伸缩的伸缩件151，伸缩件151的一侧端部与水箱放置件153相连接，并且伸缩件151的伸缩带动水箱放置件153进行位移。

在本实施例中，操作人员对伸缩件151进行操作，使伸缩件151实现伸长或收缩，伸缩件151在伸长或收缩的过程中带动水箱放置件153进行同步位移，从而使水箱放置件153移动到目标位置，进而保证模型在水箱3中竖直下落产生准二维空泡，同时避免在空泡内外流场的测量条件下进行PIV测量时，粒子在空泡气液交界面发生发射和折射而影响实验精度。

操作人员操作伸缩件151的伸长或收缩过程，也可以通过现有技术中的控制面板和伸缩设备设置在底板112上实现，使终端设备通过现有技术中的控制系统对伸长或收缩过程实现自动化。

为了加强水箱3放置在水箱放置件153上的稳定性，本发明提供的又一实施例，如图6所示，底板112上设置有沿底板112边缘进行位移的定位件152，定位件152与水箱3相连接。

操作人员对定位件152进行移动，使定位件152与已位于目标位置的水箱3进行连接。该过程也可以通过现有技术中的控制面板和移动设备设置在底板112上实现，使终端设备通过现有技术中的控制系统对定位件的移动实现自动化。

以上所述并非是对本发明的限制，最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或替换，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种入水加载约束发射装置，包括装置本体，其特征在于，

所述装置本体包括对入水试件进行约束和导向的约束发射系统，所述约束发射系统上连接有加载增速系统；

所述约束发射系统包括发射架，所述发射架上连接有用于发射所述试件的发射装置，所述发射架内设置有定位装置，所述定位装置上放置有水箱；

所述加载增速系统包括分别与所述发射装置相连接的加载弹性件和升降机构，所述加载弹性件的另一端连接有加载环，所述加载环同时也与所述约束发射系统相连接。

2.根据权利要求1所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，

所述发射架包括底板，所述底板上连接有支架，所述支架上分别连接有顶架和中梁，所述中梁上设置有供所述试件穿过的导向孔；

所述顶架与所述发射装置相连接，所述中梁分别与所述加载环和所述升降机构相连接，靠近所述顶架侧的所述升降机构的端部与所述顶架相连接，所述定位装置设置在所述底板上。

3.根据权利要求2所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，所述试件包括入水件，所述入水件上连接有连接件，远离所述入水件侧的所述连接件的端部连接有挂耳件。

4.根据权利要求3所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，

靠近所述连接件侧的所述挂耳件的端部设置有供所述连接件穿过的第一通孔，靠近所述挂耳件侧的所述连接件的表面设置有螺纹，所述螺纹穿过所述第一通孔与所述挂耳件相连接；

远离所述第一通孔侧的所述挂耳件的端部设置有吊耳件，所述吊耳件上设置有第二通孔，所述第二通孔有销钉穿过，穿过所述第二通孔的销钉悬挂在所述发射装置上。

5.根据权利要求2所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，

所述升降机构包括安装件，所述安装件的一侧端部与所述顶架相连接，所述安装件的另一侧端部与所述中梁相连接；

所述安装件上连接有导向件，所述安装件和所述导向件之间设置有丝杠，所述丝杠上连接有可沿所述丝杠表面进行位移的托叉件；

靠近所述中梁侧的所述丝杠的端部连接有使所述丝杠进行旋转的齿轮件，所述齿轮件连接有使所述齿轮件进行旋转的手轮件。

6.根据权利要求5所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，靠近所述导向件侧的所述托叉件的端部同时沿所述导向件的表面进行位移，远离所述导向件侧的所述托叉件的端部穿过所述安装件。

7.根据权利要求6所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，靠近所述顶架侧的所述安装件的端部穿出靠近所述顶架侧的所述导向件的端部，靠近所述中梁侧的所述安装件的端部与靠近所述中梁侧的所述导向件的端部相连接。

8.根据权利要求6所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，

所述安装件和所述导向件之间还设置有固定件；

靠近所述顶架侧的所述丝杠的端部与所述导向件相连接，靠近中梁侧的所述丝杠的端部处与所述固定件相连接。

9.根据权利要求2所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，所述定位装置包括设置在所述底板上的水箱放置件，所述底板上还设置有可进行伸缩的伸缩件，所述伸缩件的一侧端部与所述水箱放置件相连接，并且所述伸缩件的伸缩带动所述水箱放置件进行位移。

10.根据权利要求9所述的入水加载约束发射装置，其特征在于，所述底板上设置有沿所述底板边缘进行位移的定位件，所述定位件与所述水箱相连接。

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