CN207585882U - L型造波机和造波板单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种L型造波机和造波板单元。其中，L型造波机，包括用于沿储水装置相邻的两条边设置的直线段分段造波单元，以及连接两直线段分段造波单元的圆弧过渡段分段造波单元；直线段分段造波单元和圆弧过渡段分段造波单元均由多块造波板连接构成，相邻造波板之间通过运动连轴连接；每个运动连轴都与驱动装置连接，在驱动装置的驱动力作用下沿造波板连线的法线方向作往复运动。本实用新型实施例提供的L型造波机和造波板单元，在两直线段分段造波单元之间设置圆弧过渡段分段造波单元，避免因两直线段分段造波单元之间存在对接“盲区”而出现大面积的无效波浪区，保证波浪空间分布的连续性和均匀性，提高波浪模拟的准确性。

Description

L型造波机和造波板单元

技术领域

本实用新型涉及实验室波浪的物理模拟技术领域，具体而言，涉及一种L型造波机和造波板单元。

背景技术

在海岸、近海或海洋工程领域，波浪是一种关键的水动力载荷。模拟波浪并研究其对结构物的作用或破坏机理，可帮助人们认识波浪的威胁，以便为科学研究和工程设计提供技术指导。海洋波浪的物理模拟是研究波浪理论的重要方法，也是解决各类波浪相关问题的重要手段。采用造波机在实验室中生成物理波浪是目前研究波浪传播、破碎特性及其与涉海结构物相互作用的一种重要实验方法。实验室中所模拟的海洋波浪的精度将直接影响实验结果的准确性和可信度。

目前，实验室中通常采用在波浪水池中用分段式造波机生成波浪的方法来模拟真实的海洋波浪。如在水池的相邻两条边设置分段式造波机，这类造波机所有造波板静止时在平面形态上组成“L”型，故又称L型造波机。

现有的L型造波机一般包括沿水池相邻的两条边设置的两直线段分段造波单元，两直线段分段造波单元的连接处采用简单的直角对接或用水泥直角墙进行分割，这就导致在实际的多向三维波浪模拟过程中，出现水池大面积的无效波浪区，严重影响实验结果的准确性，制约了L型造波机的应用和发展。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种L型造波机和造波板单元，在两直线段分段造波单元之间设置了圆弧过渡段分段造波单元，可以提供波浪在空间分布上的连续性和均匀性，提高波浪模拟的准确性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种L型造波机，包括用于沿储水装置相邻的两条边设置的直线段分段造波单元，以及连接两直线段分段造波单元的圆弧过渡段分段造波单元；

所述直线段分段造波单元和所述圆弧过渡段分段造波单元均由多块造波板连接构成，相邻造波板之间通过运动连轴连接；每个运动连轴都与驱动装置连接，在所述驱动装置的驱动力作用下沿造波板连线的法线方向作往复运动。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，圆弧过渡段分段造波单元的每块造波板均包括套板和子板；

所述套板的一端形成与内部空腔连通的开口；所述内部空腔用于容纳所述子板；

所述子板的一端嵌入在所述套板的内部空腔内，另一端从所述套板的开口处伸出。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述套板和所述子板与所述运动连轴之间的连接均为活动连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述套板与所述运动连轴连接的一端设置有第一轴套，所述第一轴套套接在所述运动连轴上；

所述子板与所述运动连轴连接的一端设置有第二轴套，所述第二轴套套接在所述运动连轴上。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述套板的背面板上形成有多个透水孔。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述驱动装置包括驱动电机和与驱动电机连接的传动模块，所述传动模块与所述运动连轴连接，在所述驱动电机作用下，带动所述运动连轴作往复运动。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述传动模块包括丝杠和连接在所述丝杠上的螺母；所述丝杠与所述驱动电机的电机轴连接，所述螺母的内壁与所述丝杠螺纹连接，所述螺母的外壁固定连接在所述运动连轴的上端。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述传动模块采用蜗轮蜗杆机构，涡轮与所述驱动电机的电机轴连接，蜗杆的一端固定连接在所述运动连轴的上端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述驱动装置为液压伸缩杆或气压伸缩杆。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种造波板单元，包括运动连轴和活动连接在所述运动连轴上的套板和子板；所述套板的内部形成内部空腔，所述内部空腔沿套板厚度方向的宽度大于所述子板的厚度；所述套板的一端形成与内部空腔连通的开口。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的L型造波机和造波板单元，在两直线段分段造波单元之间设置圆弧过渡段分段造波单元，避免因两直线段分段造波单元之间存在对接“盲区”而出现大面积的无效波浪区，保证波浪空间分布的连续性和均匀性，提高波浪模拟的准确性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型一实施例所提供的L型造波机的俯视图；

图2为本实用新型一实施例所提供的L型造波机的立体图；

图3为本实用新型一实施例所提供的圆弧过渡段分段造波单元的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例所提供的长边或短边分段造波单元的运动连轴和造波板的剖视图；

图5为本实用新型一实施例所提供的圆弧过渡段分段造波单元的运动连轴和造波板的剖视图；

图6为本实用新型一实施例所提供的造波板的背浪面结构立体图；

图7为本实用新型一实施例所提供的造波板的分解结构示意图；

图8为本实用新型一实施例所提供的造波板的迎浪面结构立体图；

图9为本实用新型一实施例所提供的驱动装置的结构立体图；

图10为本实用新型一实施例所提供的造波板与驱动装置的连接结构示意图；

图11为本实用新型一实施例所提供的造波板与运动连轴的运动示意图；

图12为本实用新型一实施例所提供的的长边或短边分段造波单元的造波板伸缩与连轴运动的分解示意图；

图13为本实用新型一实施例所提供的的圆弧过渡段分段造波单元的造波板伸缩与连轴运动的分解示意图；

图14为本实用新型一实施例所提供的造波板单元的结构示意图。

图标：1-储水装置；2-短边分段造波单元；3-圆弧过渡段分段造波单元；4-长边分段造波单元；5-造波板；501-套板；502-子板；503-透水孔；6-运动连轴；7-螺母；8-丝杠；9-驱动电机；10-螺母座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有的L型造波机在三维波浪模拟过程中存在大面积无效波浪区的问题，本实用新型实施例提供了一种L型造波机和造波板单元，以下首先对本实用新型的L型造波机进行详细介绍。

实施例一

本实施例提供了一种L型造波机，可用于设置在储水装置中，以模拟真实的海洋波浪。如图1至图13所示，该L型造波机包括用于沿储水装置1相邻的两条边设置的直线段分段造波单元，以及连接两直线段分段造波单元的圆弧过渡段分段造波单元。如图1中所示的短边分段造波单元2、长边分段造波单元4和圆弧过渡段分段造波单元3。其中，短边分段造波单元2和长边分段造波单元4的长度也可以相同。储水装置1可以是具有一定长度和宽度的水池。

短边分段造波单元2、长边分段造波单元4和圆弧过渡段分段造波单元3均由多块造波板5连接构成，相邻造波板5之间通过运动连轴6连接。每个运动连轴6都与驱动装置连接，在驱动装置的驱动力作用下沿造波板连线的法线方向作往复运动。

如图3至图5所示，短边分段造波单元2和长边分段造波单元4以及圆弧过渡段分段造波单元3的每块造波板均包括套板501和子板502。套板501形成有用于容纳子板502的内部空腔，套板501的一端形成与内部空腔连通的开口。子板502的一端嵌入在套板的内部空腔内，另一端从套板501的开口处伸出。

套板501和子板502与运动连轴6之间的连接均为活动连接。即套板501和子板502均可绕运动连轴6转动。一种实现方式可以是：套板501与运动连轴6连接的一端设置有第一轴套，第一轴套套接在运动连轴6上，从而使套板501可绕运动连轴6转动。

具体地，可以在套板上沿纵向设置一个、两个或均匀设置多个第一轴套。子板502与运动连轴6连接的一端设置有第二轴套，第二轴套套接在运动连轴6上。同样，在子板上也可以沿纵向设置一个、两个或均匀设置多个第二轴套。第一轴套和第二轴套相互间隔地套接在运动连轴6上。

如图5至图8所示，套板501由内部空腔分隔为正面板和背面板。正面板位于迎浪面一侧，为实体板。背面板位于背浪面一侧，背面板上形成有多个通透的透水孔，多个透水孔均布于背面板之上。透水孔可以是圆形、方形、椭圆形或其它形状的孔。

直线段分段造波单元的每块造波板的结构可以与上述圆弧过渡段分段造波单元的造波板结构相同，也可以采用常用的L型造波机的造波板结构。

在一个可能的实施例中，如图9和图10所示，驱动装置包括驱动电机9和与驱动电机9连接的传动模块。传动模块的前端与运动连轴6连接，在驱动电机9作用下，带动运动连轴6作往复运动。

传动模块包括丝杠8和连接在丝杠8上的螺母7。丝杠8与驱动电机9的电机轴连接，螺母7的外观可以是立方体或其它形状，螺母7的内壁与丝杠8螺纹连接，螺母7的外壁固定连接在运动连轴6的上端。驱动电机9带动丝杠8旋转时，螺母7可沿着丝杠8向前或向后运动，从而带动运动连轴6作往复运动。

可选地，运动连轴6的上端设置有平板状的螺母座10，螺母7固定连接在螺母座上。

在另一可能的实施例中，驱动装置包括驱动电机9和与驱动电机9连接的传动模块。传动模块采用蜗轮蜗杆机构，涡轮与驱动电机9的电机轴连接，蜗杆的一端固定连接在运动连轴6的上端。驱动电机9带动涡轮旋转时，蜗杆可相对于涡轮向前或向后运动，从而带动运动连轴6作往复运动。

在又一可能的实施例中，驱动装置可以是液压伸缩杆或气压伸缩杆。液压伸缩杆或气压伸缩杆可固定在储水装置的池壁上。当液压伸缩杆或气压伸缩杆作伸缩运动时，带动运动连轴6作往复运动。

驱动装置的传动模块的运动方向与造波板连线的法线方向垂直，因此，可以驱动运动连轴6沿造波板连线的法线方向作往复运动。如图11至图13所示。每个运动连轴6在同一时刻的运动方向并不一致，当相邻两个运动连轴6的相对位置发生变化时，套板501和子板502可以绕运动连轴6转动，同时，子板502可以在套板501的内部空腔内作伸缩运动。从而，在进行三维波浪模拟的过程中，造波机整体可以呈蛇形分布，更准确地模拟真实的波浪状况。

本实施例提供的L型造波机，在两直线段分段造波单元之间设置圆弧过渡段分段造波单元，避免因两直线段分段造波单元之间存在对接“盲区”而出现大面积的无效波浪区，保证波浪空间分布的连续性和均匀性，提高波浪模拟的准确性。

实施例二

本实施例提供了一种造波机单元，应用于上述实施例一所记载的L型造波机中。如图14所示，该造波机单元包括运动连轴6和活动连接在运动连轴6上的套板501和子板502。套板501的内部形成有内部空腔，内部空腔沿套板厚度方向的宽度大于子板502的厚度。即套板501形成的内部空腔可以容纳相邻造波机单元的子板502，从而与相邻的造波机单元连接，组成造波机。

套板501的一端形成与内部空腔连通的开口。相邻造波机单元的子板502的一端可以嵌入到套板的内部空腔内，另一端从套板501的开口处伸出。

套板501和子板502与运动连轴6之间的连接均为活动连接。即套板501和子板502均可绕运动连轴6转动。一种实现方式可以是：套板501与运动连轴6连接的一端设置有第一轴套，第一轴套套接在运动连轴6上，从而使套板501可绕运动连轴6转动。

具体地，可以在套板上沿纵向设置一个、两个或均匀设置多个第一轴套。子板502与运动连轴6连接的一端设置有第二轴套，第二轴套套接在运动连轴6上。同样，在子板上也可以沿纵向设置一个、两个或均匀设置多个第二轴套。第一轴套和第二轴套相互间隔地套接在运动连轴6上。

套板501由内部空腔分隔为正面板和背面板。正面板位于迎浪面一侧，为实体板。背面板位于背浪面一侧，背面板上形成有多个通透的透水孔，多个透水孔均布于背面板之上。透水孔可以是圆形、方形、椭圆形或其它形状的孔。

将本实施例提供的造波板单元相互连接，可以组建成各种分段式造波机，包括实施例一中记载的L型造波机。在造波过程中，允许各造波板单元的运动存在一定的时间差，使造波机整体在平面形态上呈现“蛇形”运动，避免出现大面积的无效波浪区，保证波浪空间分布的连续性和均匀性，提高波浪模拟的准确性。

本实施例提供的L型造波机和造波机单元具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种L型造波机，其特征在于，包括用于沿储水装置相邻的两条边设置的直线段分段造波单元，以及连接两直线段分段造波单元的圆弧过渡段分段造波单元；

所述直线段分段造波单元和所述圆弧过渡段分段造波单元均由多块造波板连接构成，相邻造波板之间通过运动连轴连接；每个运动连轴都与驱动装置连接，在所述驱动装置的驱动力作用下沿造波板连线的法线方向作往复运动。

2.根据权利要求1所述的L型造波机，其特征在于，圆弧过渡段分段造波单元的每块造波板均包括套板和子板；

所述套板的一端形成与内部空腔连通的开口；所述内部空腔用于容纳所述子板；

所述子板的一端嵌入在所述套板的内部空腔内，另一端从所述套板的开口处伸出。

3.根据权利要求2所述的L型造波机，其特征在于，所述套板和所述子板与所述运动连轴之间的连接均为活动连接。

4.根据权利要求3所述的L型造波机，其特征在于，所述套板与所述运动连轴连接的一端设置有第一轴套，所述第一轴套套接在所述运动连轴上；

所述子板与所述运动连轴连接的一端设置有第二轴套，所述第二轴套套接在所述运动连轴上。

5.根据权利要求2所述的L型造波机，其特征在于，所述套板的背面板上形成有多个透水孔。

6.根据权利要求1所述的L型造波机，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机和与驱动电机连接的传动模块，所述传动模块与所述运动连轴连接，在所述驱动电机作用下，带动所述运动连轴作往复运动。

7.根据权利要求6所述的L型造波机，其特征在于，所述传动模块包括丝杠和连接在所述丝杠上的螺母；所述丝杠与所述驱动电机的电机轴连接，所述螺母的内壁与所述丝杠螺纹连接，所述螺母的外壁固定连接在所述运动连轴的上端。

8.根据权利要求6所述的L型造波机，其特征在于，所述传动模块采用蜗轮蜗杆机构，涡轮与所述驱动电机的电机轴连接，蜗杆的一端固定连接在所述运动连轴的上端。

9.根据权利要求1所述的L型造波机，其特征在于，所述驱动装置为液压伸缩杆或气压伸缩杆。

10.一种造波板单元，其特征在于，包括运动连轴和活动连接在所述运动连轴上的套板和子板；所述套板的内部形成内部空腔，所述内部空腔沿套板厚度方向的宽度大于所述子板的厚度；所述套板的一端形成与内部空腔连通的开口。