CN208171559U - 一种水槽模型试验角度旋控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水槽模型试验角度旋控装置，包括固定在静水槽的拖车横梁上的挂梁支架，挂梁支架的下端固定有垂向旋转台，垂向旋转台通过一连接挂板连接水平旋转台，水平旋转台通过转接板连接一力学传感器，力学传感器的下端固定有转接方板，转接方板通过可伸缩式转接杆与试验模型相连；垂向旋转台包括垂向旋转台电机，垂向旋转台电机的电源线接口连接一控制器，控制器集成有两套电动旋转台的电源控制与角度控制系统。

Description

一种水槽模型试验角度旋控装置

技术领域

本实用新型涉及旋转装置，具体涉及一种水槽模型试验角度旋控装置。

背景技术

水槽试验是一种研究渔具装备或人工鱼礁礁体等水动力性能的试验方法，例如研究拖网网板模型在不同水流冲角下的阻力系数及升力系数，人工鱼礁礁体模型位于不同水流冲角下的流场测定等，目前此类试验多数选择动水槽开展试验，而目前国内多数动水槽的尺寸受到一定限制，因此制作的模型尺寸与实物尺寸的比例过小，增大了试验结果的误差范围。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种水槽模型试验角度旋控装置，以解决传统水槽尺寸小、试验结果误差大的问题。

本实用新型的技术方案是：一种水槽模型试验角度旋控装置，包括固定在静水槽的拖车横梁上的挂梁支架，所述挂梁支架的下端固定有垂向旋转台，所述垂向旋转台通过一连接挂板连接水平旋转台，所述水平旋转台通过转接板连接一力学传感器，所述力学传感器的下端固定有转接方板，所述转接方板通过可伸缩式转接杆与试验模型相连；

所述垂向旋转台包括垂向旋转台电机，所述垂向旋转台电机的电源线接口连接一控制器，所述控制器集成有两套电动旋转台的电源控制与角度控制系统。

本实用新型通过挂梁支架固定于拖车横梁上，下端挂附两套电动旋转台，并集成角度控制系统与电源控制系统为控制器，直接操控两套电动旋转台的转动与角度设定，通过安装连接力学传感器测定模型在水流作用下的受力，输出到显示端并进行记录采集，可伸缩转接杆可根据需要调整模型在水下的深度。本实用新型通过两套电动旋转台与角度控制器系统控制试验模型的旋转与角度设定，角度的精度可达到0.005度，角度范围为0-360度，角度的设定可以通过模型状态观察手动调整，装置在模型的更换时可控制下部装置垂向旋转，由水下转到水上的合适高度或角度位置进行模型更换，不需要装卸其他部件。该装置结合静水槽及拖车的实用，拓宽了水槽试验模型的尺寸限制，并可在较大流速范围内开展试验，拖车速度范围为(0-2.5m/s)。两套电动旋转台是指水平旋转台和垂向旋转台

所述挂梁支架用于装附固定两套电动旋转台，所述挂梁支架采用边长50mm，壁厚5mm的不锈钢方管制成，且所述不锈钢方管呈“「”形结构。

所述挂梁支架通过两根平行钢管挂于拖车横梁的上缘，两根平行钢管的侧边通过螺栓固定于拖车横梁的侧面，两根平行钢管的下部安装垂向旋转台机身。

所述控制器上设有可触摸显示屏。直接通过触摸式键盘设定角度并可手动操控电动旋转台转动。

所述垂向旋转台电机为步进电机。用于带动垂向旋转台的转动。

所述垂向旋转台是直径200mm的圆形转盘，且所述垂向旋转台可承重100kg。通过垂向旋转台电机的带动进行转动，并通过控制器进行角度旋转控制，垂向旋转台的转动带动其上连接的下部所有装置进行垂向连接，可正反向转动，转动可设定限制为1圈，防止多圈转动缠绕缆线。

所述垂向旋转台还包括垂向旋转台控制接口和垂向旋转台机身，所述垂向旋转台控制接口是RS232接口，所述垂向旋转台控制接口位于所述垂向旋转台机身上，所述垂向旋转台控制接口通过缆线连接所述控制器。

所述控制器连接总缆线，所述束集两套电动旋转台的电源线与控制线。防止缆线缠绕凌乱。

所述水平旋转台包括呈蜗轮蜗杆结构的水平旋转台机身和水平旋转台电机，所述水平旋转台机身可正反向旋转且空回极小，所述水平旋转台机身为铝合金结构，水平旋转台机身机侧边设有水平旋转台控制接口，所述水平旋转台控制接口是RS232接口，所述水平旋转台控制接口通过缆线连接所述控制器；所述水平旋转台电机连接所述水平旋转台机身。通过水平旋转台电机连接水平旋转台机身从而带动水平旋转台的转动，且转动精度可达到0.005度。

所述水平旋转台是直径200mm的圆形转盘，且所述水平旋转台可承重100kg。通过水平旋转台电机的带动进行转动，并通过控制器进行角度旋转控制，水平旋转台的转动通过可伸缩转接杆带动试验模型的旋转，可正反向转动，转动可限制为正负向各180度，防止多圈转动缠绕力学传感器的缆线。

所述转接板是一正方型铝合金板，所述转接板的边长为120mm，所述转接板的厚度为10mm，所述转接板的上部通过内六角螺栓与所述水平旋转台连接，所述转接板的下部连接所述力学传感器。

所述力学传感器是三分力传感器。可测试3个方向的力学数据。

所述力学传感器包括力学传感器输出接口，所述力学传感器输出接口通过连接缆线与计算机相连。通过软件读取并记录模型受力数据。

所述转接方板是一正方形的连接板，且所述转接方板是由铝合金制成的转接方板，所述转接方板的边长为65mm，厚度为10mm。

所述转接方板的上部与力学传感器连接，所述转接方板的下部通过一转接杆连接板与所述可伸缩转接杆连接。

所述试验模型包括模型卡板、框架和网片模型，所述模型卡板连接所述可伸缩转接杆的下端，所述模型卡板是由铝合金制成的模型卡板，所述模型卡板上开设有卡槽，所述框架的上部与所述卡槽卡接，且框架的上部通过卡槽螺栓与卡槽固定。

所述框架为不锈钢方管构成的框架，所述不锈钢方管的截面边长为25mm，所述不锈钢方管的厚度为3mm，所述框架的内部边长为500mm，所述框架的四角开有固定孔，所述网片模型固定在所述框架内。

所述网片模型的展开面积为0.25平方米。

所述网片模型可以是渔用纤维网片或者金属网片。

所述固定孔为直径5mm的开孔，且所述固定孔通过网线或尼龙扎带固定所述网片模型。防止网片模型在框架四角的位置滑移。

所述卡槽螺栓是直径6mm的内六角螺栓。用于将框架固定在模型卡板的卡槽里。

所述可伸缩转接杆通过两根不锈钢钢管拼接而成，所述不锈钢钢管的截面尺寸为50mm×25mm，壁厚5mm，所述不锈钢钢管上分别开设有宽度6.5mm的卡槽，通过4颗固定螺栓将两根钢管固定。可根据需要调整长度。

所述固定螺栓是直径6mm内六角螺栓。用于内外杆长度调整后卡住并固定。

所述转接杆连接板是铝合金制成的转接杆连接板，所述转接杆连接板的边长为65mm，厚度10mm，所述转接杆连接板用于连接转接方板和可伸缩转接杆22。

所述连接挂板上设有一挂板支撑。能够提高连接挂板的强度。

所述力学传感器输出接口设有三个，通过缆线与一数据输出端连接。

所述水平旋转台电机是步进电机。用于带动水平旋转台的转动。

所述水平旋转台电机包括水平旋转台电机电源接口，所述水平旋转台电机电源接口水连接所述控制器。

所述连接挂板上设有一挂板支撑。能够提高连接挂板的强度。

所述挂板支撑包括两块壁厚5mm的三角形不锈钢板，所述挂板支撑的下部连接所述水平旋转台机身。

所述连接挂板固定在垂向旋转台上，并且通过挂板支撑连接垂向旋转台下方的部件。

所述垂向旋转台机身呈蜗轮蜗杆结构，所述垂向旋转台机身可正反向旋转且空回极小，所述垂向旋转台机身为铝合金制成的垂向旋转台机身，通过垂向旋转台电机连接垂向旋转台机身，并带动垂向旋转台的转动，垂向旋转台机身的侧边设有垂向旋转台控制接口，所述垂向旋转台控制接口通过缆线连接控制器。控制器控制垂向旋转台机身的转动精度可达到0.005度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的局部示意图。

图中：1.数据输出端，2.拖车横梁，3.挂梁支架，4.控制器，5.垂向旋转台电机，6.垂向旋转台电机电源接头，7.垂向旋转台，8.垂向旋转台控制接口，9.总缆线，10.水平旋转台机身，11.水平旋转台控制接口，12.水平旋转台，13.转接板，14.力学传感器，15.转接方板，16.固定螺栓，17.模型卡板，18.框架，19.网片模型，20.固定孔，21.卡槽螺栓，22.可伸缩转接杆，23.转接杆连接板，24.力学传感器输出接口，25.水平旋转台电机，26.水平旋转台电机电源接口，27.挂板支撑，28.连接挂板，29.垂向旋转台机身。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1、图2所示，本实用新型由数据输出端1，拖车横梁2，挂梁支架3，控制器4，垂向旋转台电机5，垂向旋转台电机电源接头6，垂向旋转台7，垂向旋转台控制接口8，总缆线9，水平旋转台机身10，水平旋转台控制接口11，水平旋转台12，转接板13，力学传感器14，转接方板15，固定螺栓16，模型卡板17，框架18，网片模型19，固定孔20，卡槽螺栓21，可伸缩转接杆22，转接杆连接板23，力学传感器输出接口24，水平旋转台电机25，水平旋转台电机电源接口26，挂板支撑27，连接挂板28与垂向旋转台机身29组成。

数据输出端1，计算机软件显示与数据采集，为力学传感器14采集数据的输出端，输出的数据为试验模型在水流作用下的受力数据。

拖车横梁2，静水槽拖车中间的横梁，可用于固定挂梁支架3。

挂梁支架3，固定于拖车横梁2上，用于装附固定两套电动旋转台系统，采用边长50mm，壁厚5mm的不锈钢方管制成，“「”形结构，即两根平行钢管挂于拖车横梁2上缘，侧边通过螺栓固定于拖车横梁2的侧面，下部安装垂向旋转台机身29。

控制器4，集成了两套电动旋转台的电源控制与角度控制系统，具有可触摸显示屏，可直接通过触摸式键盘设定角度并可手动操控电动旋转台转动。

垂向旋转台电机5，为步进电机，用于带动垂向旋转台7的转动。

垂向旋转台电机电源接头6，垂向旋转台电机5的电源线接口，连接于控制器4。

垂向旋转台7，直径200mm的圆形转盘，可承重100kg，通过垂向旋转台电机5的带动进行转动，并通过控制器4进行角度旋转控制，垂向旋转台7的转动带动其上连接的下部所有装置进行垂向连接，可正反向转动，转动可设定限制为1圈，防止多圈转动缠绕缆线。

垂向旋转台控制接口8，RS232接口，位于垂向旋转台机身29上，通过缆线连接于控制器4。

总缆线9，束集两套电动旋转台的电源线与控制线，防止缆线缠绕凌乱，连接于控制器4。

水平旋转台机身10，蜗轮蜗杆结构，可正反向旋转且空回极小，主体材料为铝合金结构，通过水平旋转台电机25连接蜗轮蜗杆，并带动水平旋转台12的转动，机身侧边有水平旋转台控制接口11，通过缆线连接于控制器4，绝对精度可达到0.005度。

水平旋转台控制接口11，RS232接口，位于水平旋转台机身10，通过缆线连接于控制器4。

水平旋转台12，直径200mm的圆形转盘，可承重100kg，通过水平旋转台电机25的带动进行转动，并通过控制器4进行角度旋转控制，水平旋转台7的转动通过可伸缩转接杆22带动试验模型的旋转，可正反向转动，转动可限制为正负向各180度，防止多圈转动缠绕力学传感器14的缆线。

转接板13，正方型铝合金板，边长120mm，厚度10mm，通过内六角螺栓上部连接于水平旋转台13，下部连接于力学传感器14。

力学传感器14，三分力传感器，可测试3个方向的力学数据，通过力学传感器输出接口24上连接缆线与计算机相连，通过软件读取并记录模型受力数据。

转接方板15，力学传感器14下部的方形连接板，铝合金材料，边长65mm，厚度10mm，下部通过转接杆连接板23与可伸缩转接杆22连接。

固定螺栓16，直径6mm内六角螺栓，用于内外杆长度调整后卡住并固定。

模型卡板17，连接于可伸缩转接杆22下端，铝合金结构，其上开有卡槽，用于连接模型，本方案将框架18上部卡于卡槽，通过卡槽螺栓21固定。

框架18，不锈钢方管，截面边长25mm，壁厚3mm，框架内部边长500mm，可开展面积0.25平方米的网片模型受力试验，实际可根据需要调整，四角开有固定孔20，用于固定网片模型19。

网片模型19，渔用纤维网片或者金属网片。

固定孔20，直径5mm开孔，可通过网线或尼龙扎带等固定网片，防止网片在框架四角的位置滑移。

卡槽螺栓21，直径6mm内六角螺栓，用于将框架固定于模型卡板17的卡槽里。

可伸缩转接杆22，两根不锈钢钢管通过卡槽拼接，钢管截面尺寸为50mm×25mm，壁厚5mm，分别开有宽度6.5mm的卡槽，通过4颗固定螺栓16将两根钢管固定，可根据需要调整长度。

转接杆连接板23，铝合金材料，边长65mm，厚度10mm，用于连接转接方板15与可伸缩转接杆22。

力学传感器输出接口24，共3个接口，通过缆线与数据输出端1连接。

水平旋转台电机25，步进电机，用于带动水平旋转台12的转动。

水平旋转台电机电源接口26，水平旋转台电机25的电源线接口，连接于控制器4。

挂板支撑27，2块壁厚5mm的三角形不锈钢板，固定于连接挂板28上，下部连接水平旋转台机身10。

连接挂板28，连接固定于垂向旋转台7上，通过挂板支撑27连接固定下部装置。

垂向旋转台机身29，蜗轮蜗杆结构，可正反向旋转且空回极小，主体材料为铝合金结构，通过垂向旋转台电机5连接蜗轮蜗杆，并带动垂向旋转台7的转动，机身侧边有垂向旋转台控制接口8，通过缆线连接于控制器4，绝对精度可达到0.005度。

本方案为使用该装置开展网片模型的实施方法，实际可根据需要改变下部的模型连接进行网板及礁体等模型的试验。

本实用新型不限于所述实例，相似结构均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于，包括固定在静水槽的拖车横梁上的挂梁支架，所述挂梁支架的下端固定有垂向旋转台，所述垂向旋转台通过一连接挂板连接水平旋转台，所述水平旋转台通过转接板连接一力学传感器，所述力学传感器的下端固定有转接方板，所述转接方板通过可伸缩式转接杆与试验模型相连；

所述垂向旋转台包括垂向旋转台电机，所述垂向旋转台电机的电源线接口连接一控制器，所述控制器集成有两套电动旋转台的电源控制与角度控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述挂梁支架用于装附固定两套电动旋转台，所述挂梁支架采用边长50mm，壁厚5mm的不锈钢方管制成，且所述不锈钢方管呈“「”形结构。

3.根据权利要求2所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述挂梁支架通过两根平行钢管挂于拖车横梁的上缘，两根平行钢管的侧边通过螺栓固定于拖车横梁的侧面，两根平行钢管的下部安装垂向旋转台机身。

4.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述控制器上设有可触摸显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述垂向旋转台是直径200mm的圆形转盘，且所述垂向旋转台承重100kg。

6.根据权利要求5所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述垂向旋转台还包括垂向旋转台控制接口和垂向旋转台机身，所述垂向旋转台控制接口是RS232接口，所述垂向旋转台控制接口位于所述垂向旋转台机身上，所述垂向旋转台控制接口通过缆线连接所述控制器。

7.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述水平旋转台包括呈蜗轮蜗杆结构的水平旋转台机身和水平旋转台电机，所述水平旋转台机身可正反向旋转且空回极小，所述水平旋转台机身为铝合金结构，水平旋转台机身机侧边设有水平旋转台控制接口，所述水平旋转台控制接口是RS232接口，所述水平旋转台控制接口通过缆线连接所述控制器；所述水平旋转台电机连接所述水平旋转台机身。

8.根据权利要求7所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述水平旋转台是直径200mm的圆形转盘，且所述水平旋转台可承重100kg。

9.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述转接板是一正方型铝合金板，所述转接板的边长为120mm，所述转接板的厚度为10mm，所述转接板的上部通过内六角螺栓与所述水平旋转台连接，所述转接板的下部连接所述力学传感器。

10.根据权利要求1所述的一种水槽模型试验角度旋控装置，其特征在于：所述转接方板是一正方形的连接板，且所述转接方板是由铝合金制成的转接方板，所述转接方板的边长为65mm，厚度为10mm。