CN115452318A - 一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发公开了一种可纵向移动且可控制水翼转动的试验装置。包括运动平台、水平主翼、垂直的波浪形前缘水翼、传动装置和伺服电机等。运动平台通过丝杆结构控制整体装置的纵向移动，一个伺服电机安装在丝杆结构的末端。另一个伺服电机下方依次连接水翼传动装置，伺服电机通过控制齿轮转动，带动皮带的工作，控制两个垂直波浪形前缘水翼以相同速率向相反方向运动。本发明精确测量波浪形前缘摆动水翼在纵向不同位置不同角度的升阻力情况，根据实验自行调节装置放置位置，改变水翼不同旋转角度等，连续进行一系列试验对比研究；本发明利用一套试验装置完成高速船舶附体摆动波浪形前缘水翼结构在不同位置的升阻力影响研究和不同摆动角度的水翼制动效果。
Description
技术领域
本发明涉及船用水翼装置试验技术领域，属于一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置。
背景技术
翼型作为船舶与海洋工程和航空航天领域中的重要结构设计基础，其性能研究一直作为工程设计中的热点问题。T型翼是其中一种减摇效果显著、可行性高、并应用广泛的实用技术，是目前解决高速船舶减摇最有效的技术手段之一。无论是在军用方面还是民用方面，减小在高速航行的纵摇和垂荡都是非常必要的。
然而，在现有试验技术中的对一般水翼的对比研究一般都采用数值模拟研究和将水翼模型固定在船模底部的某一确定位置在拖曳水池中进行试验研究。虽然通过水池试验研究具有一定真实性，但水翼放置位置固定，进行对比试验成本高，且实施过程繁琐。因此本发明提出了一种可通过两个伺服电机控制整体装置纵向运动和水翼本身转动的实验装置，可在传统试验基础上，实现灵活控制研究对象，可进行多种类对比实验，大大减少了试验成本和复杂性，具有很好的实际应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置，包括丝杆结构、第一伺服电机、第二伺服电机、第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、两个波浪形前缘水翼、齿轮结构；
所述第一伺服电机与丝杆结构末端连接，控制整个装置纵向移动；
所述第一连接杆上端通过滚珠轴承结构与钢板连接，下端与齿轮固连；
所述第二伺服电机与第二连接杆的上端连接，控制齿轮转动，从而控制垂直波浪形前缘水翼同速率反向对转运动；第二连接杆的下端与对转齿轮结构垂直刚性固定；
所述齿轮结构与第三连接杆和第四连接杆的上端通过传动装置连接，第三连接杆(5)和第四连接杆的下端与垂直的波浪前缘水翼固连。
本发明还可以包括：
1、所述丝杆结构包括一个螺纹杆和光滑杆；螺纹杆置于两个刚性底座中，末端与伺服电机相连；光滑杆同样与两个刚性底座相贯，控制装置的纵向移动。
2、所述两个波浪形前缘水翼呈波浪形结构，波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，结构的振幅和波长比例为2:3；船体制动时，第一伺服电机和第二伺服电机工作，调整两个波浪形前缘水翼相对转动，转动角度范围为：0～30度。
3、所述传动装置为第三连接杆和第四连接杆上的齿槽，并通过带齿皮带连接。
本发明的有益效果在于：
1、本发明能够精确测量波浪形前缘摆动水翼在纵向不同位置不同角度的升阻力情况；
2、本发明可以根据实验需求更加便利地调节装置放置位置，改变水翼不同旋转角度等；
3、本发明可连续进行一系列试验对比研究，增加了实验数据的样本量；
4、本发明提供了一种制造简单、可操作性强、经济节能的可控制水翼在船模底部纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置；
5、相比常规的试验装置，本发明大大减少了试验的成本且兼具灵活节能等优点。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图2是本发明主要连接机构示意图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明纵向运动机构示意图；
图5是本发明水翼传动装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如附图1所示，一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼装置，该装置主要包括丝杆结构、第一连接杆3、第二连接杆4、第三连接杆5、第四连接杆6、水平主翼、两个波浪形前缘水翼8、传动装置、第一伺服电机1、第二伺服电机2和齿轮结构9。所述第一连接杆3上端通过滚珠轴承结构与钢板连接、下端与齿轮固连；第二连接杆4上端第二伺服电机2控制齿轮转动、下端与对转齿轮结构9垂直刚性固定；第三连接杆5和第四连接杆6上端通过传动装置连接到对转齿轮结构9、下端与垂直的波浪前缘水翼8固连。第一伺服电机1控制装置的纵向运动，第二伺服电机2控制垂直的波浪形前缘的转动。
如附图2所示，两个垂直的波浪形前缘水翼8呈波浪形结构，波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，结构的振幅和波长大致比例为2:3，上端与第三连接杆5和第四连接杆6刚性固定，可随连接杆转动。
如附图3所示，将丝杆结构其中一杆为螺纹杆7置于两个刚性底座中，末端与第一伺服电机1相连；另外一个杆件为光滑杆，同样与另外两个刚性底座相贯，通过第一伺服电机1控制螺纹杆的转动，从而实现装置的纵向移动。
如附图4所示，包括第二连接杆4、第三连接杆5、第四连接杆6、第二伺服电机2、对转齿轮结构9、皮带传动装置等部件；第二伺服电机2通过控制第二连接杆4使对转齿轮结构9转动，齿轮转动通过皮带传动装置使得第三连接杆5和第四连接杆6同时以相同速率相反方向对转运动。
如附图5所示，包括两个齿轮组成的对转齿轮结构9提供相同速率相反方向的运动，通过带齿皮带传动装置连接第三连接杆5和第四连接杆6控制垂直的波浪形前缘水翼8的转动，实现波浪形前缘水翼8以相同速率相反方向的对转运动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置，其特征在于：包括丝杆结构、第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)、第一连接杆(3)、第二连接杆(4)、第三连接杆(5)、第四连接杆(6)、两个波浪形前缘水翼(8)、齿轮结构(9)；
所述第一伺服电机(1)与丝杆结构末端连接，控制整个装置纵向移动；
所述第一连接杆(3)上端通过滚珠轴承结构与钢板连接，下端与齿轮固连；
所述第二伺服电机(2)与第二连接杆(4)的上端连接，控制齿轮转动，从而控制垂直波浪形前缘水翼同速率反向对转运动；第二连接杆(4)的下端与对转齿轮结构(9)垂直刚性固定；
所述齿轮结构(9)与第三连接杆(5)和第四连接杆(6)的上端通过传动装置连接，第三连接杆(5)和第四连接杆(6)的下端与垂直的波浪前缘水翼(8)固连。
2.根据权利要求1所述的一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置，其特征在于：所述丝杆结构包括一个螺纹杆(7)和光滑杆；螺纹杆(7)置于两个刚性底座中，末端与伺服电机(1)相连；光滑杆同样与两个刚性底座相贯，控制装置的纵向移动。
3.根据权利要求1所述的一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置，其特征在于：所述两个波浪形前缘水翼(8)呈波浪形结构，波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，结构的振幅和波长比例为2:3；船体制动时，第一伺服电机(1)和第二伺服电机(2)工作，调整两个波浪形前缘水翼(8)相对转动，转动角度范围为：0～30度。
4.根据权利要求1所述的一种可纵向移动的波浪前缘摆动水翼试验装置，其特征在于：所述传动装置为第三连接杆(5)和第四连接杆(6)上的齿槽，并通过带齿皮带连接。
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