CN203323992U - 适航水面模型水动力性能二维测量机构 - Google Patents

Abstract

适航水面模型水动力性能二维测量机构，包括横跨并可滑动地支撑在拖车测桥上的基座，支撑架穿过基座且与基座固接，基座上端横向设有一对滑轮，滑轮上绕有钢丝绳，钢丝绳一端连接导向杆，其另一端连接升降杆，升降杆穿过基座并可上下滑动，导向杆在导向座内滑动，导向杆下端设有配重；升降杆上、下两端之间固设有拉线，拉线绕过从动轮，从动轮安装轴与旋转电位器一连接；升降杆底端装有阻力仪，阻力仪下方固接有连接座，连接座上设有横向转轴，纵倾摇板固装在转轴上，转轴一端与旋转电位器二连接；支撑架上设有竖向直线导轨副二，用于升降杆垂向运动的导向。本实用新型能实现水面模型多种水动力性能的测量，测量精度高，且具有较好的测量稳定性。

Description

适航水面模型水动力性能二维测量机构

技术领域

本实用新型涉及水动力性能测试技术领域，具体涉及适航水面模型的阻力、升沉位移、纵倾姿态变化等水动力性能测量试验的装置。

背景技术

 水面模型尤其是船模的静水和波浪中的水动力性能测量是水面运输载具结构和性能的研究的重要内容之一，水动力性能的测量试验中，船模阻力性能试验、船模耐波性能试验较为常见，而关于船模浮态调整及船模倾斜的船舶静力学试验较少，而这些少数的船模静力学试验对船模的水动力性能的测量，通常是将升降杆的升降位移或其横倾、纵倾角位移等最终输出为相应传感器的感应值，如此可以测得船模的升沉变化、横倾及纵倾变化，在动态测量的情况下，则为横摇、纵摇和垂荡。中国专利ZL201220681644.8公开了“一种船模静力学试验装置”，其可以实现对船模的横摇、纵摇、横倾、纵倾、垂荡、升沉的测量，其主要是利用可升降的竖杆，将竖杆的升沉变化转变为竖杆上下两端的拉线的垂向运动，并进而带动一从动轮转动，由此带动线位移传感器转轴转动，线位移传感器的感应值发生变化，纵倾姿态及横倾姿态的变化是通过竖杆下端连接的扇齿轮带动角位移传感器转轴上的圆柱齿轮转动，从而使相应角位移传感器的角度感应发生变化，通过在竖杆下端的十字转轴的纵轴和横轴上分别安装一套扇形齿轮、圆柱齿轮及角位移传感器，则可以实现横倾与纵倾姿态变化的测量。上述专利中的测量装置可以实现船模相应水动力性能的测量，但是仍然存在以下缺陷：第一，由于其升降竖杆及竖杆下端的纵倾、横倾测量机构的重量较大，整套试验装置没有设计一套可以平衡这些重量的结构，而竖杆及竖杆下端的测量机构的自重会影响到最终的测量精度及测量的稳定性；其次，竖杆的升降采用滚轮导向的结构，滚动轮导向的承载能力小，结构复杂，且导向的精度较差；第三，纵倾及横倾姿态变化的测量均是将其转换为相应角位移传感器角度感应来实现，但是使相应角位移传感器的转轴转动的传动中，需要先带动扇齿轮转动，再由扇齿轮带动圆齿轮转动，然后由圆齿轮带动角位移传感器转轴转动，其中间环节较多，且齿轮传动存在的齿隙误差均会影响整个装置的测量精度。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种适航水面模型水动力性能二维测量机构，其能够实现水面模型多种水动力性能的测量，测量精度高，且具有较好的测量稳定性。

本实用新型的技术方案如下：

适航水面模型水动力性能二维测量机构，包括横跨并可滑动地支撑在拖车测桥上的基座，支撑架穿过基座且与基座固接，基座上端横向固设有安装座一，安装座一通过轴承装置装有滑轮，滑轮上横向绕有钢丝绳，钢丝绳的一端连接导向杆，钢丝绳的另一端连接升降杆，升降杆穿过基座并可上下滑动，导向杆套设在导向座内，导向座与支撑架固接，导向杆的下端固设有托盘，托盘用于放置配重；升降杆的上、下两端之间固设有拉线，拉线绕过从动轮，从动轮安装轴与旋转电位器一连接，从动轮与旋转电位器一装在安装座二上，安装座二固接在基座上；升降杆的底端装有阻力仪，阻力仪下方固接有连接座，连接座上设有横向转轴，纵倾摇板固装在转轴上，转轴一端与旋转电位器二连接；升降杆与导向杆位于支撑架的两侧，支撑架上设有竖向直线导轨副二，升降杆与竖向直线导轨副二中的滑块固接。

其进一步技术方案为：

所述升降杆的上端与拉线之间连接有弹簧。

所述从动轮的安装轴与旋转电位器一的伸出轴通过联轴器一连接，转轴的一端通过联轴器二与旋转电位器二的伸出轴连接。

所述连接座开有开口向下的槽，转轴架设在所述槽两侧的连接座上，纵倾摇板固装在位于所述槽内的转轴上，转轴一端穿出连接座，并通过联轴器二与旋转电位器二的伸出轴连接。

所述联轴器一及联轴器二均采用无间隙弹性联轴节。

所述直线导轨副二采用四方向等载荷滚动直线导轨副。

本实用新型的技术效果：

本实用新型在进行水动力性能的测量过程中采用了随动式重量平衡结构，克服了升降杆、阻力仪、纵倾摇板等测量部件的自身重量对升沉位移测量产生的影响，且配重的位移采用了导向杆导向，试验过程中不会随拖车高速运动而晃动，从而提高了测量的稳定性；试验过程中，升降杆的垂向运动由支撑架上的四方向等载荷滚动直线导轨副进行导向，相对于传统的滚动轮的导向方式，其承载能力大、导向精度高，可以防止试验时在拖车加速和制动段由于加速度/减速度而产生的大负载对测量设备及被测模型造成损坏；本实用新型纵倾及升沉变化的测量均采用了无间隙弹性联轴节直接连接旋转电位器，省却了现有技术中的扇齿轮与圆齿轮的传动环节，避免了传统齿轮传动机构中的齿隙误差，从而提高了测量精度；在升降杆上、下段之间的拉线上增设一弹簧，能够使拉线绷紧，使拉线与从动轮之间不会产生滑动摩擦，从而进一步提高测量的精度和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为升降杆下端的纵倾摇板处的部分结构示意图。

其中：1、基座；2、支撑架；3、安装座一；4、滑轮；5、钢丝绳；6、导向杆；7、升降杆；8、导向座；9、托盘；10、配重；11、拉线；12、从动轮；13、安装座二；14、旋转电位器一；15、联轴器一；16、安装座三；17、阻力仪；18、连接座；19、转轴；20、纵倾摇板；21、联轴器二；22、旋转电位器二；23、安装座四；24、直线导轨副二；25、滑块；26、弹簧；27、拖车测桥；28、直线导轨副一；29、调节螺杆；30、锁紧爪。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

见图1、图2，本实用新型包括横跨并可滑动地支撑在拖车测桥27上的基座1，具体地，基座1通过直线导轨副一28滑动连接在拖车测桥27上, 基座1上设有水平调节螺杆29及锁紧爪30，分别用于基座1的水平度调整、基座1与拖车测桥27的锁紧；支撑架2穿过基座1且与基座1固接，基座1上端横向固设有一对安装座一3，安装座一3通过轴承装置装有滑轮4，滑轮4上横向绕有钢丝绳5，钢丝绳5的一端通过吊钩及耳环组件与导向杆6连接，钢丝绳5的另一端通过吊钩及耳环组件与升降杆7连接，升降杆7穿过基座1并可上下滑动，导向杆6套设在导向座8内，导向座8与支撑架2固接，导向杆6的下端固设有托盘9，托盘9用于放置配重10，钢丝绳5一侧的配重10用于平衡钢丝绳5另一侧的升降杆7以及随升降杆7一起升降运动的测量装置的重量；升降杆7的上、下两端之间固设有拉线11，且为了绷紧拉线11，升降杆7的上端与拉线11之间连接有弹簧26，拉线11绕过从动轮12，从动轮12的安装轴与旋转电位器一14的伸出轴通过联轴器一15连接，从动轮12与旋转电位器一14装在安装座二13上，安装座二13固接在基座1上；升降杆7的底端通过安装座三16连接有阻力仪17，阻力仪17下方固接有连接座18，连接座18开有开口向下的槽，转轴19横向架设在所述槽两侧的连接座18上，纵倾摇板20固装在转轴19上，转轴19的一端穿出连接座18，并通过联轴器二21与旋转电位器二22的伸出轴连接，旋转电位器二22通过安装座四23固接在连接座18上；升降杆7与导向杆6位于支撑架2的两侧，支撑架2一侧设有竖向直线导轨副二24，升降杆7与竖向直线导轨副二24中的滑块25固接。

进一步地，为了减小传动误差，联轴器一15及联轴器二21均采用无间隙弹性联轴节；为了提高对升降杆升沉运动的导向精度，所述竖向直线导轨副二24采用四方向等载荷滚动直线导轨副。

本实用新型的运行方式如下：

以船模拖曳水池的静力学试验为例，测量前，通过水平调节螺杆29调节基座1的水平度，将船模（也可以是其他类型的水面模型）与纵倾摇板20固接，且二者固定的位置尽可能靠近被测模型的重心位置，确保被测模型的航向与拖曳水池拖车的前进方向一致，配重10的重量根据升降杆7以及固装在升降杆7下端的测量装置（包括阻力仪17、转轴19、纵摇倾板20、旋旋电位器二22及用于安装连接上述部件的连接座18、联轴器二21、安装座四23）的重量总和而定。试验开始后，拖曳小车带动被测模型沿拖车测桥27运动，通过利用安装在升降杆7下端的阻力仪17测定被测模型在该行进速度下的航行阻力，通过行进速度的改变，可以测定被测模型在不同行进速度下的航行阻力；在运动过程中，当被测模型发生升沉变化，被测模型带动升降杆7上下移动，升降杆7上、下两端之间的拉线11垂向运动，继而带动从动轮12转动，在联轴器一15的传递作用下，旋转电位器一14的电阻发生变化，由相应的数据采集与分析处理控制系统采集旋转电位器一14的电阻变化，从而测得被测模型的升沉位移；当被测模型发生纵倾时，纵倾摇板20带动转轴19转动，在联轴器二21的传递作用下，旋转电位器二22的电阻发生变化，由数据采集与分析处理控制系统采集旋转电位器二22的电阻变化，从而测得被测模型的纵倾角度。

在试验过程中，由于升降杆7的垂向运动由支撑架2的四方向等载荷滚动直线导轨副进行导向，相对于传统的滚动轮的导向方式，其承载能力大、导向精度高，可以防止试验时在拖车加速和制动段由于加速度而产生的大负载对测量设备及被测模型造成损坏；本实用新型在进行水动力性能的测量过程中采用了随动式重量平衡结构，克服了升降杆、阻力仪、纵倾摇板等测量部件的自身重量对升沉位移测量产生的影响，提高了测量的精度及测量的稳定性。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (6)

1. 适航水面模型水动力性能二维测量机构，包括横跨并可滑动地支撑在拖车测桥（27）上的基座（1），其特征在于：支撑架（2）穿过基座（1）且与基座（1）固接，基座（1）上端固设有安装座一（3），安装座一（3）通过轴承装置装有滑轮（4），滑轮（4）上横向绕有钢丝绳（5），钢丝绳（5）的一端连接导向杆（6），钢丝绳（5）的另一端连接升降杆（7），升降杆（7）穿过基座（1）并可上下滑动，导向杆（6）套设在导向座（8）内，导向座（8）与支撑架（2）固接，导向杆（6）的下端固设有托盘（9），托盘（9）用于放置配重（10）；升降杆（7）的上、下两端之间固设有拉线（11），拉线（11）绕过从动轮（12），从动轮（12）安装轴与旋转电位器一（14）连接，从动轮（12）与旋转电位器一（14）装在安装座二（13）上，安装座二（13）固接在基座（1）上；升降杆（7）的底端装有阻力仪（17），阻力仪（17）下方固接有连接座（18），连接座（18）上设有横向转轴（19），纵倾摇板（20）固装在转轴（19）上，转轴（19）一端与旋转电位器二（22）连接；升降杆（7）与导向杆（6）位于支撑架（2）的两侧，支撑架（2）上设有竖向直线导轨副二（24），升降杆（7）与竖向直线导轨副二（24）中的滑块（25）固接。

2.按权利要求1所述的适航水面模型水动力性能二维测量机构，其特征在于：所述升降杆（7）的上端与拉线（11）之间连接有弹簧（26）。

3.按权利要求1所述的适航水面模型水动力性能二维测量机构，其特征在于：所述从动轮（12）的安装轴与旋转电位器一（14）的伸出轴通过联轴器一（15）连接，转轴（19）的一端通过联轴器二（21）与旋转电位器二（22）的伸出轴连接。

4.按权利要求3所述的适航水面模型水动力性能二维测量机构，其特征在于：所述连接座（18）开有开口向下的槽，转轴（19）架设在所述槽两侧的连接座（18）上，纵倾摇板（20）固装在位于所述槽内的转轴（19）上，转轴（19）一端穿出连接座（18），并通过联轴器二（21）与旋转电位器二（22）的伸出轴连接。

5.按权利要求3或4所述的适航水面模型水动力性能二维测量机构，其特征在于：所述联轴器一（15）及联轴器二（21）均采用无间隙弹性联轴节。

6.按权利要求1所述的适航水面模型水动力性能二维测量机构，其特征在于：所述直线导轨副二（24）采用四方向等载荷滚动直线导轨副。

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