CN209326929U - 一种码头船舶撞击模拟试验箱 - Google Patents

Abstract

一种码头船舶撞击模拟试验箱，包括顶端开口的试验箱本体，在试验箱本体外侧设有控制面板，在试验箱本体的内部一端设有码头模型，码头模型包括一块呈水平状态且距试验箱本体底板一定高度的码头模拟板以及一块竖立于其前端下方、同时固定在试验箱本体底板上的码头模型固定挡板，码头模型固定挡板前面设有传感器；试验箱本体内存放天然水，水中安装造波机，天然水水位低于造波机高度；码头模拟板上部安装与船模相连接的电机、数据输出装置和激光测距装置，其上方固定摄像头；控制面板分别与造波机、电机、激光测距装置及摄像头连接，数据输出装置连接传感器和摄像头。本实用新型能够模拟船舶撞击码头试验，研究码头在船舶撞击力作用下的动力特性。

Description

一种码头船舶撞击模拟试验箱

技术领域

本实用新型涉及一种码头船舶撞击模拟试验箱，属于冲击测试技术领域。

背景技术

对于码头来说，船舶撞击力是码头的一项重要动力荷载。而伴随着港口的不断发展，船运行业的繁荣的同时船舶撞击事件也不断发生，造成了一系列的人力和财力的破坏和损失。因此，码头的船舶撞击力的承受能力显得尤为重要，对一种码头进行船舶撞击力作用下的动力特性研究十分关键。并且，对码头在船舶撞击力作用下的动力特性的研究需要大量重复的撞击试验以便于采集充足的试验数据进行归纳分析。在进行初步的船舶撞击试验时，不同结构的码头试验原理几乎相同，可采用同样的试验方法。

通过船模撞击码头模型是现有的常见的测试码头动力特性的方法，船只动力来源于型号功率已知的电机，实验根据控制变量法探究船舶速度、撞击角度等因素对船舶撞击码头的影响，主要存在以下的不足：一方面，实验前期需要先对波浪进行滤定，得到合适的波浪条件才能进行实验，分组多，数据多，过程慢，需要滤定许多组波浪，耗时耗力；不同的码头实验所在的实验环境不一样，波浪条件不能通用。另一方面，船舶撞击速度是实验的一大变量，且对速度的精确程度要求很高，且电机必须在船模撞击之前停止拉船，否则影响实验结果，由于电机自身客观问题和波浪阻力这样无法平衡掉的误差，得不到准确的撞击速度。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种码头船舶撞击模拟试验箱，该试验箱能够模拟船舶撞击码头的环境条件，可以重复进行码头与船舶撞击试验，便于研究码头在船舶撞击力作用下的动力特性以及采集充足的试验数据进行归纳分析。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括一个顶面敞口、其他面封闭的试验箱本体，在该试验箱本体的外部设有控制面板，在试验箱本体的内部一端设有码头模型，码头模型包括一块呈水平状态且距试验箱本体底板一定高度的码头模拟板以及一块竖立于其前端下方、同时固定在试验箱本体底板上的码头模型固定挡板，码头模型固定挡板的前侧表面安装有传感器；在试验箱本体内部存放有天然水，水中安装有造波机，天然水的水位低于造波机的高度；在码头模拟板的上部安装有与船模相连接的电机、数据输出装置和激光测距装置，在码头模型上方还固定有摄像头；控制面板分别与造波机、电机、激光测距装置以及摄像头连接，数据输出装置则分别与传感器和摄像头连接。

相比现有技术，本实用新型的一种码头船舶撞击模拟试验箱，不仅能够运用激光测距装置实现了对船模到码头距离的精确控制，利用传感器感应码头承受的撞击力和形变，摄像头记录船模行进过程，进而通过对视频录像的分析得出船模撞击码头瞬间的准确速度。本实用新型模拟的船舶撞击码头的环境条件还能把实验环境、实验基本方法以及波浪条件都固定下来，只要改变实验码头模型就可以完成不同的码头实验，节省了费时费力的波浪滤定、调整实验水文环境等步骤，便于重复大量试验研究码头在船舶撞击力作用下的动力特性以及采集充足的试验数据进行归纳分析。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主剖视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图中，1、试验箱本体，2、控制面板，3、码头模型固定挡板，4、数据输出装置，5、数据线，6、摄像头，7、激光测距装置，8、支杆，9、造波机，10、电机，11、等距线条，12、码头模拟板。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型的保护范围。

图1和图2示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种码头船舶撞击模拟试验箱，包括一个顶面敞口、其他面封闭的试验箱本体1，本实施给出的试验箱本体1整体形状为长方体结构，但不局限于此，其具体形状结构还可以是其他常规形状，又或者仿水体构造，旨在为撞击实验提供一个封闭的地理环境和固定的水文环境。在该试验箱本体1的外部设有控制面板2，控制面板2的具体结构也比较常规，例如通常可以包括壳体组件，在壳体组件内设有主控板，根据使用需要，主控板内存储某种船舶撞击码头试验下的若干组波浪特征数据等，在壳体组件上还可以安装显示屏、按键组件等。

具体地讲，在试验箱本体1的内部一端设有码头模型，码头模型包括一块呈水平状态且距试验箱本体1底板一定高度的码头模拟板12以及一块竖立于其前端下方、同时固定在试验箱本体1底板上的码头模型固定挡板3，码头模拟板12和码头模型固定挡板3的具体形状不限于图示，可以根据试验箱本体1的整体形状任意调整。码头模型固定挡板3的前侧表面安装有传感器，此处的传感器可以根据需要选用压力传感器或应变传感器等其他常规传感器，优选地，传感器均布在码头模型固定挡板3前侧表面上，以便于准确全面地感应到来自船模对码头的撞击力和形变；在试验箱本体1内部存放有天然水，水中安装有造波机9，天然水的水位需要低于造波机9的高度，天然水的种类可以根据实验需要具体选择；在码头模拟板12的上部安装有与船模相连接的电机10、数据输出装置4和激光测距装置7，在码头模型上方还固定有摄像头6。控制面板2分别与造波机9、电机10、激光测距装置7以及摄像头6连接，数据输出装置4则分别与传感器和摄像头6连接。控制面板2与造波机9与电机10连接控制波浪的制造和电机10的开闭和功率，控制面板2与激光测距装置7连接检测船模到码头的距离，控制面板2与摄像头6连接控制摄像头6的开闭，数据输出装置4与传感器连接输出船舶撞击码头的实时数据，数据输出装置4与摄像头6采用数据线5连接输出每次试验的视频录像数据。

在本实施例中，所述码头模拟板12的具体安装方式，可以是前端通过码头模型固定挡板3固定在试验箱本体1的底板上，其后端直接固定在试验箱本体1内侧壁上。所述的控制面板2的具体位置，可以是固定在试验箱本体1的外壁上，例如固定在图1所示的与码头模型相反位置的侧壁上，当然也可以直接布置在试验箱本体1的外部。为了达到更好地造波效果且不妨碍船模运行，优选地，所述造波机9布置在与码头模型相对的试验箱本体1另一端底部。由于只有一个电机时，船模行进容易不稳，为了可以保证船模水平停靠或者调整其他角度停靠，所述电机10的数量最好为多个，例如本实施例中选取两个；通常，激光测距装置7由摄像头模块和激光发射器组成，二者都与数据输出装置4连接，优选地，二者还均位于码头模拟板12的前端且关于码头模拟板12的水平中心线对称排列。所述的摄像头6通过一根支杆8固定在码头模型的上方，支杆8两端固定在试验箱本体1上，可以是如图示固定在试验箱本体1顶部，还可以根据高度需要选择固定在试验箱本体1两个相平行的侧壁上，摄像头6最好安装在支杆8的中心位置，具体是固定在支杆8上部还是下部均可。在所述试验箱本体1的底板上、靠近码头模型处刻画有平行于码头模型固定挡板3的等距线条11，用于查看试验视频录像时估算船模撞击速度，减小实验误差。优选地，所述的等距线条11为等距离0.5m的白色细线。

本发明的一种码头船舶撞击模拟试验箱组装好后，将船模置于水中适当位置且船头朝向码头模型固定挡板3并与电机10连接，通过控制面板2选择试验波浪条件，开启造波机9和电机10，控制面板2开启摄像头6开始记录船模行进过程，调整激光测距装置7使得测量结果为测点距码头模型0.1m，与激光测距装置7连接的数据输出装置4接收测距数据，一般测距数据通过MATLAB编写的程序完成距离计算和速度的转化；数据输出装置4还与传感器连接，接收码头承受的撞击力和形变数据，通常传感数据实验结束后输出给数据处理装置即电脑；同时数据输出装置4与控制面板2连接，输出测距数据和船模撞击后的数据；当控制面板2接收到测距数据为0.1m时，停止电机10的工作。

本发明实施例不仅装置操作简单，还将码头船舶撞击试验模式化，方便了某种船舶模型下进行的码头船舶撞击试验的操作，加快了此类试验的试验进度，节省了试验人员的精力和时间。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种码头船舶撞击模拟试验箱，包括一个顶面敞口、其他面封闭的试验箱本体（1），在试验箱本体（1）的内部一端设有码头模型以及内部存放有天然水，在码头模拟板（12）的上部安装有与船模相连接的电机（10），其特征是：所述码头模型包括一块呈水平状态且距试验箱本体（1）底板一定高度的码头模拟板（12）以及一块竖立于其前端下方、同时固定在试验箱本体（1）底板上的码头模型固定挡板（3），在码头模型固定挡板（3）的前侧表面安装有传感器；天然水中安装有造波机（9），天然水的水位低于造波机（9）的高度；在码头模拟板（12）的上部还安装有数据输出装置（4）和激光测距装置（7），在码头模型上方固定有摄像头（6）；在试验箱本体的外部设有控制面板，控制面板（2）分别与造波机（9）、电机（10）、激光测距装置（7）以及摄像头（6）连接，数据输出装置（4）则分别与传感器和摄像头（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述的传感器为压力传感器或应变传感器，传感器均布在码头模型固定挡板（3）前侧表面上。

3.根据权利要求1或2所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述码头模拟板（12）的前端通过码头模型固定挡板（3）固定在试验箱本体（1）的底板上，其后端直接固定在试验箱本体（1）内侧壁上。

4.根据权利要求1所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述的控制面板（2）固定在试验箱本体（1）的外壁上。

5.根据权利要求1所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述的造波机（9）布置在与码头模型相对的试验箱本体（1）另一端底部。

6.根据权利要求1或2所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述电机（10）的数量为多个；激光测距装置（7）由摄像头模块和激光发射器组成，二者都与数据输出装置（4）连接，二者还均位于码头模拟板（12）的前端且关于码头模拟板（12）的水平中心线对称排列。

7.根据权利要求1或2所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述的摄像头（6）通过一根支杆（8）固定在码头模型的上方，支杆（8）两端固定在试验箱本体（1）上，摄像头（6）安装在支杆（8）的中心位置。

8.根据权利要求1或2所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：在所述试验箱本体（1）的底板上、靠近码头模型处刻画有平行于码头模型固定挡板（3）的等距线条（11）。

9.根据权利要求8所述的一种码头船舶撞击模拟试验箱，其特征是：所述的等距线条（11）为等距离0.5m的白色细线。