CN213985615U - 水池拖曳系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种水池拖曳系统，包括：支撑装置，支撑装置包括了跨池桁架和垂直桁架，至少部分垂直桁架处于水池内；动力组件，可移动地设置在跨池桁架上；拖曳模型，设置在水池内；第一传力部，第一传力部包括：第一螺纹头、第一球形碗扣和第一球形接头，第一螺纹头设置在拖曳模型的一端，第一球形碗扣连接于第一螺纹头，部分第一球形接头设置在第一球形碗扣内，另外一部分第一球形接头经由第一球形碗扣伸出；拖曳线缆，一端连接于动力组件，另一端连接于第一球形接头。该水池拖曳系统拖曳线缆的扭转不会带动拖曳模型转动，使得拖曳线缆的为拖曳模型施加的拉力均衡、稳定，能够提高水动力学数据测量的准确性。

Description

水池拖曳系统

技术领域

本实用新型涉及水动力学技术领域，具体而言，涉及一种水池拖曳系统。

背景技术

在水动力学领域中，可以将模型置于水池内，通过动力设备拖曳模型，进而即可测量模型在水池内运行过程中的水动力学参数，同时可以拍摄获取模型在水池内运动的状态，能够为船舶、潜艇、鱼雷、滑行艇、水翼艇，气垫船、冲翼艇、水上飞机等各种海洋结构物的研发提供数据支持。

然而目前的水池拖曳系统仅仅是通过缆绳拖动模型移动，而缆绳在扭转时容易引起模型翻滚，会影响到水动力学数据测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，根据本申请实施例提出了一种水池拖曳系统，包括：支撑装置，支撑装置包括了跨池桁架和垂直桁架，跨池桁架架设在水池顶部，垂直桁架设置在跨池桁架的两端，至少部分垂直桁架处于水池内；动力组件，可移动地设置在跨池桁架上；拖曳模型，设置在水池内；第一传力部，第一传力部包括：第一螺纹头、第一球形碗扣和第一球形接头，第一螺纹头设置在拖曳模型的一端，第一球形碗扣连接于第一螺纹头，部分第一球形接头设置在第一球形碗扣内，另外一部分第一球形接头经由第一球形碗扣伸出；拖曳线缆，一端连接于动力组件，另一端连接于第一球形接头。

在本申请实施例的第一种可能的实现方式中，垂直桁架包括：横向桁架；车架，设置在横向桁架的两端，跨池桁架连接于车架；导向桁架，铰接于横向桁架；紧固件，用于穿过导向桁架和横向桁架。

在本申请实施例的第二种可能的实现方式中，水池拖曳系统还包括：传动装置，传动装置包括：水上拖曳滑轮，设置在横向桁架上，位于水池的上方，设置方向朝向于动力组件；水下拖曳滑轮，设置在导向桁架上，位于水池内，设置方向朝向于动力组件；其中，拖曳线缆通过水上拖曳滑轮和水下拖曳滑轮后连接于第一球形接头。

在本申请实施例的第三种可能的实现方式中，水池拖曳系统还包括：第一绞盘，设置在横向桁架上；其中，水下拖曳滑轮可移动地设置在导向桁架上，第一绞盘的缆绳连接于水下拖曳滑轮。

在本申请实施例的第四种可能的实现方式中，水池拖曳系统还包括：导向桁架起吊组件，导向桁架起吊组件包括：起吊绞盘，设置在横向桁架上；起吊滑轮，设置在横向桁架上；起吊耳，设置在导向桁架上；起吊钢丝绳，一端连接于起吊绞盘，另一端通过起吊滑轮后连接于起吊耳。

在本申请实施例的第五种可能的实现方式中，两个垂直桁架其中的一个为起始垂直桁架，另一个为终点垂直桁架，水池拖曳系统还包括：第二传力部，第二传力部包括：第二螺纹头、第二球形碗扣和第二球形接头，第二螺纹头设置在拖曳模型的另一端，第二球形碗扣连接于第二螺纹头，部分第二球形接头设置在第二球形碗扣内，另外一部分第二球形接头经由第二球形碗扣伸出；回位阻尼绞车，设置在终点垂直桁架上，通过回位线缆连接于第二球形接头。

在本申请实施例的第六种可能的实现方式中，水池拖曳系统还包括：防撞装置，设置在终点垂直桁架上。

在本申请实施例的第七种可能的实现方式中，防撞装置包括：防撞支架，连接于终点垂直桁架；防撞乳胶垫，设置在防撞支架朝向于拖曳模型的一端。

在本申请实施例的第八种可能的实现方式中，还包括模型稳定组件，模型稳定组件包括：稳定绳张紧绞盘，设置在垂直桁架上；稳定绳导向滑轮，设置在横向桁架上；稳定绳支耳，设置在垂直桁架上；稳定绳，一端连接于稳定绳张紧绞盘，另一端绕过稳定绳导向滑轮后连接于稳定绳支耳；其中，拖曳模型可移动地设置在稳定绳上。

在本申请实施例的第九种可能的实现方式中，支撑装置包括：拖车，可移动地设置在跨池桁架上；发动机，设置在拖车上，发动机输出端连接于拖车的轮轴；控制器，连接于发动机，用于控制发动机的输出功率。

相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：

本申请实施例提供的水池拖曳系统，在工作过程中，将跨池桁架设置在水池的顶部，两个垂直桁架处于跨池桁架的两端，动力组件设置在跨池桁架上，动力组件通过拖曳线缆连接于设置在水池内的拖曳模型，随着动力组件在跨池桁架上移动，即可带动拖曳模型在水池内移动。拖曳线缆连接于第一球形接头伸出于第一球形碗扣的一端，第一球形接头和第一球形碗扣抵接，能够保障拖曳模型受力的稳定性，使得拖曳模型的运行更为平稳，能够避免拖曳模型横向位移、摆动或者转动，拖曳线缆的扭转不会带动拖曳模型转动，使得拖曳线缆的为拖曳模型施加的拉力均衡、稳定，能够提高水动力学数据测量的准确性。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的结构示意图；

图2为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的拖曳模型的结构示意图；

图3为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的拖曳模型的结构示意图；

图4为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的第一传力部的结构示意图；

图5为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的第二传力的结构示意图；

图6为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的垂直桁架的结构示意图；

图7为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的垂直桁架的结构示意图；

图8为本申请提供的又一种实施例的水池拖曳系统的垂直桁架的结构示意图；

图9为本申请提供的再一种实施例的水池拖曳系统的垂直桁架的结构示意图；

图10为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的传动装置的结构示意图；

图11为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的传动装置的结构示意图；

图12为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的水下拖曳滑轮的结构示意图；

图13为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的水下拖曳滑轮的结构示意图；

图14为本申请提供的又一种实施例的水池拖曳系统的水下拖曳滑轮的结构示意图；

图15为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的导向桁架起吊组件的结构示意图；

图16为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的回位阻尼绞车的结构示意图；

图17为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的回位阻尼绞车的结构示意图；

图18为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的防撞装置的结构示意图；

图19为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的模型稳定组件的结构示意图；

图20为本申请提供的一种实施例的水池拖曳系统的恒力张紧装置的结构示意图；

图21为本申请提供的又一种实施例的水池拖曳系统的恒力张紧装置的结构示意图；

图22为本申请提供的另一种实施例的水池拖曳系统的恒力张紧装置的结构示意图。

其中，图1至图22中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1支撑装置、2动力组件、3恒力张紧装置、4拖曳模型、5拖曳线缆、6传动装置、7第一绞盘、8导向桁架起吊组件、9回位阻尼绞车、10防撞装置、11模型稳定组件、12第一传力部、13第二传力部；

101跨池桁架、102垂直桁架、1021横向桁架、1022车架、1023导向桁架、1024紧固件；

401壳体、402支耳；

301支架、302固定轮、303移动轮、304配重件；

601水上拖曳滑轮、602水下拖曳滑轮；

801起吊绞盘、802起吊滑轮、803起吊耳、804起吊钢丝绳；

901滚轮、902制动器、903回位阻尼绞车支架

1001防撞支架、1002防撞乳胶垫；

1101稳定绳张紧绞盘、1102稳定绳导向滑轮、1103稳定绳水下滑轮；

1201第一螺纹头、1202第一球形碗扣、1203第一球形接头；

1301第二螺纹头、1302第二球形碗扣、1303第二球形接头。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本申请实施例提供一种水池拖曳系统，包括：支撑装置1、动力组件2、第一传力部12、拖曳模型4和拖曳线缆5。

如图2和图4所示，第一传力部12包括：第一螺纹头1201、第一球形碗扣1202和第一球形接头1203，第一螺纹头1201设置在拖曳模型4的一端，第一球形碗扣1202连接于第一螺纹头1201，部分第一球形接头1203设置在第一球形碗扣1202内，另外一部分第一球形接头1203经由第一球形碗扣1202伸出。

如图6至图9所示，支撑装置1包括跨池桁架101和垂直桁架102，跨池桁架101架设在水池顶部，垂直桁架102设置在跨池桁架101的两端，至少部分垂直桁架102处于水池内；动力组件2可移动地设置在跨池桁架101上；拖曳线缆5一端连接于动力组件2，另一端连接于第一球形接头1203。

本申请实施例提供的水池拖曳系统，在工作过程中，将跨池桁架101设置在水池的顶部，两个垂直桁架102处于跨池桁架101的两端，动力组件2设置在跨池桁架101上，动力组件2通过拖曳线缆5连接于设置在水池内的拖曳模型4，随着动力组件2在跨池桁架101上移动，即可带动拖曳模型4在水池内移动。拖曳线缆5通过第一传力部12连接于拖曳模型4，拖曳线缆连接于第一球形接头1203伸出于第一球形碗扣1202的一端，第一球形接头1203和第一球形碗扣1202抵接，能够保障拖曳模型4受力的稳定性，使得拖曳模型4的运行更为平稳，能够避免拖曳模型4横向位移或摆动，使得拖曳线缆5的为拖曳模型4施加的拉力均衡、稳定，能够提高水动力学数据测量的准确性。

在该实施例，通过第一球形碗扣1202与第一球形接头1203抵接，使得拖曳线缆5的扭转不能影响到拖曳模型4的姿态，能够提高水动力学数据测量的准确性。

在一些示例中，跨池桁架101采用Q235，矩形管60×60×δ3.5焊接制备而成。

在一些示例中，垂直桁架102采用Q235，矩形管60×60×δ3.5焊接成而成，与跨池桁架101通过固定交接、活动交接插销连接。

在该实施例中，提供了跨池桁架101和垂直桁架102的取材及制备工艺，能够保障支撑装置1的机械强度。

在一些示例中，拖曳线缆5采用Φ12mm的迪尼玛绳制成，长度为180m。

在一些示例中，考虑到拖曳模型4必须保证浮心在上，重心在下，且左右对称，确保其运行稳定。通过拖车和回位阻尼绞车9对拖曳模型4进行预紧，恒力张紧装置3对拖曳线缆5进行张紧，确保拖曳模型4与拖曳线缆5成一条直线。

如图6至图9所示，在一些示例中，垂直桁架102包括：横向桁架1021；车架1022，设置在横向桁架1021的两端，跨池桁架101连接于车架1022；导向桁架1023，铰接于横向桁架1021；紧固件1024，用于穿过导向桁架1023和横向桁架1021。

如图6和图7所示，在该实施例中，垂直桁架102包括了横向桁架1021、车架1022、导向桁架1023和紧固件1024，横向桁架1021的两端设置有车架1022，为车架1022提供了安装位置，跨池桁架101安装在车架1022上即可完成支撑装置1的架设。

在该实施例中，导向桁架1023铰接于横向桁架1021，如图7所示，在水池拖曳系统组装过程中，导向桁架1023可以水平设置或垂直设置，便于为导向桁架1023提供摆放位置。如图8所示，在水池拖曳系统工作过程中，可以转动导向桁架1023使得部分导向桁架1023处于水池内，通过调节导向桁架1023不同的旋转角度可以控制导向桁架1023向水池内伸入深度的调节，使得可以在不同的水深状态下通过动力组件2带动拖曳模型4移动，能够获取更多的水动力学数据。

如图7所示，在该实施例中，在转动导向桁架1023到预期位置后可以通过紧固件1024锁止导向桁架1023，防止在拖曳过程中导向桁架1023晃动或位移，能够更进一步地提高拖曳实验的顺利进行，更进一步地提高水动力学数据的准确性。

在该实施例中，在支撑装置1组装过程中，第一步：将跨池桁架101通过室内行吊，吊至水池纵向的顶面搁置，将跨池桁架101上的左右前后移动轮303调整到位、导向轮调整到位，同时，利用活动锁紧杆将横向桁架1021固定在跨池桁架101上。第二步：将导向桁架1023通过室内行吊，水平吊至横向桁架1021下面，利用紧固件1024将横向桁架1021与导向桁架1023连接，同时，固定好横向桁架1021上的恒力张紧装置3、第一绞盘7和起吊绞盘801；在导向桁架1023上固定水上拖曳滑轮601、水下拖曳滑轮602和起吊滑轮802。第三步：将终点处的垂直桁架102安装完毕后，拆除活动锁紧杆，人工移动至终点位置，再将活动锁紧杆将横向桁架1021固定，防止拖曳过程中支撑装置1翻转，利用钢丝绳和花篮螺栓将垂直桁架102与跨池桁架101的轨道支座张紧连接，防止垂直桁架102；第四步：重复第一、二、三步，拼装起点处的支撑装置1，通过锁紧杆固定起点处水池轨道装置上，利用钢丝绳和花篮螺栓将垂直桁架102与跨池桁架101的轨道支座张紧连接，防止垂直桁架102。

如图10至图11所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括：传动装置6，传动装置6包括：水上拖曳滑轮601，设置在横向桁架1021上，位于水池的上方，设置方向朝向于动力组件2；水下拖曳滑轮602，设置在导向桁架1023上，位于水池内，设置方向朝向于动力组件2；其中，拖曳线缆5通过水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602后连接于第一球形接头1203。

在该实施例中，水池拖曳系统还包括传动装置6，传动装置6包括了水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602。拖曳线缆5通过水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602在连接到拖曳模型4上，通过导向桁架1023和传动装置6可以为拖曳线缆5起到导向的作用，使得拖曳线缆5更为顺畅的连接到拖曳模型4上，确保了动力组件2能够稳定地带动拖曳模型4移动。

在该实施例中，水下拖曳滑轮602可移动地设置在导向桁架1023上，使得水下拖曳滑轮602的位置可调节。水下拖曳滑轮602在导向桁架1023的高度方向上可移动，能够使得水下拖曳滑轮602潜入到水底的深度不同，进而即可控制拖曳模型4的潜水深度，能够在不同场景下进行拖曳实验。水下拖曳滑轮602还可以在导向桁架1023的宽度方向上进行移动，能够调节拖曳线缆5的位置，便于拖曳线缆5与拖曳模型4的连接。

如图12至图14所示，在一些示例中，水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602通过拖曳支架连接于导向桁架1023，拖曳支架采用Q345钢板制成，水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602采用45#，直径为

如图14所示，在一些示例中，水下拖曳滑轮602采用低噪音高速轴承，拖曳线缆5与拖曳模型4设计成流线型接头，确保系统运行的背景噪声水平满足测试要求。

如图9所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括：第一绞盘7，设置在横向桁架1021上；其中，水下拖曳滑轮602可移动地设置在导向桁架1023上，第一绞盘7的缆绳连接于水下拖曳滑轮602。

在该实施例中，水池拖曳系统还包括第一绞盘7，第一绞盘7通过缆绳连接于水下拖曳滑轮602，通过第一绞盘7的设置可以带动水下拖曳滑轮602在导向桁架1023上移动，使得水下拖曳滑轮602的位置调节更为方便。

在该实施例中，水下拖曳滑轮602通过活动铰接插销插接在导向桁架1023上，在调整拖曳模型4潜水深度的过程中，拔掉活动铰接插销，同时转动起吊绞盘801，将垂直桁架102升至如图7所示的水平状态，通过第一绞盘7制动，人工调整起点、终点水下拖曳滑轮602的位置，保证潜水深度0.50m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m六个深度位(500mm/级)，两端一致。同时，将回位线缆和拖曳线缆5穿过水上拖曳滑轮601和水下拖曳滑轮602与拖曳模型4的前后端连接，将稳定绳穿过稳定绳导向滑轮1102与拖曳模型4的侧翼相连。

如图15所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括：导向桁架起吊组件8，导向桁架起吊组件8包括：起吊绞盘801，设置在横向桁架1021上；起吊滑轮802，设置在横向桁架1021上；起吊耳803，设置在导向桁架1023上；起吊钢丝绳804，一端连接于起吊绞盘801，另一端通过起吊滑轮802后连接于起吊耳803。

在该实施例中，水池拖曳系统还包括导向桁架起吊组件8，导向桁架起吊组件8包括起吊绞盘801、起吊滑轮802、起吊耳803和起吊钢丝绳804。起吊钢丝绳804通过起吊滑轮802连接到导向桁架1023上的起吊后，通过起吊绞盘801收放起吊钢丝绳804即可带动导向桁架1023转动，便于向水池内下放导向桁架1023，同时便于收纳导向桁架1023，便于调节导向桁架1023的设置位置。

如图5、图16和图17所示，在一些示例中，两个垂直桁架102其中的一个为起始垂直桁架102，另一个为终点垂直桁架102，水池拖曳系统还包括：第二传力部13和回位阻尼绞车9。第二传力部13包括：第二螺纹头1301、第二球形碗扣1302和第二球形接头1303，第二螺纹头1301设置在拖曳模型4的另一端，第二球形碗扣1302连接于第二螺纹头1301，部分第二球形接头1303设置在第二球形碗扣1302内，另外一部分第二球形接头1303经由第二球形碗扣1302伸出。回位阻尼绞车9，设置在终点垂直桁架102上，通过回位线缆连接于第二球形接头1303。

在该实施例中，回位线缆连接于第二球形接头1303伸出于第二球形碗扣1302的一端，在拖曳模型4回位的过程中，拖曳模型4的运行更为平稳，能够避免拖曳模型4出现横向位移，保障了拖曳模型4的准确回位。

在该实施例，通过第二球形碗扣1302与第二球形接头1303抵接，使得回位线缆的扭转不能影响到拖曳模型4的姿态，能够提高水动力学数据测量的准确性。

在该实施例中，进一步包括了回位阻尼绞车9，在工作过程中，两个垂直桁架102中的一个作为拖曳的起始端，另一个作为终点端，动力组件2经由起始垂直桁架102向终点垂直桁架102移动，在动力组件2移动到终点垂直桁架102后即可完成一组拖曳模型4的拖曳实验。为了便于实验的连续进行，动力组件2可以经由终点垂直桁架102返回至起始垂直桁架102，而在此过程中动力组件2不会对拖曳模型4施加拉力，拖曳模型4无法通过动力组件2进行回位，通过回位阻尼绞车9带动回位线缆收缩即可带动拖曳模型4向终点垂直桁架102一侧移动，即可实现拖曳模型4的回位，便于实验的连续进行。

可以理解的是，在动力组件2带动拖曳模型4移动的过程中，回位阻尼绞车9可以实现回位线缆的防线，通过回位阻尼绞车9的设置能够避免因回位线缆的设置而影响拖曳模型4水动力学数据的测量。

如图17所示，在一些示例中，回位阻尼绞车9包括滚轮901、制动器902和回位阻尼绞车支架903。滚轮901连接于回位阻尼绞车支架903，制动器902连接于滚轮901，回位线缆绕设在滚轮901上，通过滚轮901转动即可实现回位线缆的收放，通过制动器902的设置可以对滚轮901进行制动。

在一些示例中，回位线缆与拖曳线缆5的材质相同。

如图18所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括：防撞装置10，设置在终点垂直桁架102上。

在该实施例中，考虑到在回位阻尼绞车9带动拖曳模型4向终点垂直桁架102移动时，如果回位阻尼绞车9的拉力控制不准确可能会产生拖曳模型4撞击终点垂直桁架102的发生，拖曳模型4有损坏的概率。因此设置了防撞装置10，在拖曳模型4回位的过程中，拖曳模型4优先与防撞装置10相接触，能够避免拖曳模型4损坏，能够提高使用寿命。

在一些示例中，起始垂直桁架102上同样设置有防撞装置10，以避免在动力组件2带动拖曳模型4移动时撞击到起始垂直桁架102上。

如图18所示，在一些示例中，防撞装置10包括：防撞支架1001，连接于终点垂直桁架102；防撞乳胶垫1002，设置在防撞支架1001朝向于拖曳模型4的一端。

在该实施例中，防撞装置10包括了防撞支架1001和防撞乳胶垫1002，通过防撞支架1001的设置为防撞乳胶垫1002提供了安装位置，通过防撞乳胶垫1002的设置，拖曳模型4优先与防撞乳胶垫1002接触，能够避免拖曳模型4被撞毁，提高拖曳模型4的使用寿命。

如图19所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括模型稳定组件11，模型稳定组件11包括：稳定绳张紧绞盘1101，设置在垂直桁架102上；稳定绳导向滑轮1102，设置在横向桁架1021上；稳定绳水下滑轮1103，设置在垂直桁架102上；稳定绳，一端连接于稳定绳张紧绞盘1101，另一端绕过稳定绳导向滑轮1102后连接于稳定绳水下滑轮1103；其中，拖曳模型4可移动地设置在稳定绳上。

在该实施例中，水池拖曳系统还包括了模型稳定组件11，模型稳定组件11包括了稳定绳张紧绞盘1101、稳定绳导向滑轮1102、稳定绳水下滑轮1103和稳定绳，在工作过程中，稳定绳一端连接于稳定绳张紧绞盘1101，另一端绕过稳定绳导向滑轮1102连接于稳定绳水下滑轮1103，稳定绳张紧绞盘1101收紧稳定绳即可使稳定绳处于张紧状态，拖曳模型4在稳定绳上移动能够保障拖曳模型4运行的稳定性，进一步保障水动力学数据测量的准确性。

可以理解的是，在起始垂直桁架102和终点垂直桁架102上均设置有稳定绳导向滑轮1102，稳定绳水下滑轮1103，稳定绳一端连接于稳定绳张紧绞盘1101，另一端连接于起始垂直桁架102上的稳定绳导向滑轮1102。

如图3所示，在一些示例中拖曳模型4包括壳体401和支耳402，支耳402设置在壳体401的两侧，支耳402上设置有过孔，稳定绳用于穿过过孔。

在一些示例中，稳定绳的直径为100mm。

在一些示例中，动力组件2包括：拖车，可移动地设置在跨池桁架101上；发动机，设置在拖车上，发动机输出端连接于拖车的轮轴；控制器，连接于发动机，用于控制发动机的输出功率。

在该实施例中，动力组件2包括了拖车、发动机和控制器。通过控制器的设置能够控制发动机的输出功率即可调节拖车的移动速度，进而即可控制拖曳模型4在水池内移动的速度，进而可以模拟拖曳模型4在水池内的不同运行状态，可以获取到不同运行状态下拖曳模型4在水池内水动力学数据。

如图1所示，在一些示例中，水池拖曳系统还包括：恒力张紧装置3。

如图20至图22所示，恒力张紧装置3包括：支架301、固定轮302、移动轮303和配重件304，支架301设置在垂直桁架102的顶部，固定轮302设置在支架301上能够相对于支架301转动，移动轮303设置在支架301上，能够在支架301的高度方向上移动，配重件304连接于移动轮303；拖曳模型4设置在水池内。

其中，拖曳线缆5一端连接于动力组件2，绕设在固定轮302和移动轮303上，另一端连接于第一球形接头1203。

在该实施例中，拖曳线缆5绕设在恒力张紧装置3的固定轮302和移动轮303上，移动轮303受到配重件304重力的拉力在支架301的高度方向上移动，即可张紧拖曳线缆5，通过控制配置件的重量即可控制张紧力，使得拖曳线缆5为拖曳模型4施加的拉力均衡、稳定，能够提高水动力学数据测量的准确性。

该水池拖曳系统的拖曳不做如下：

步骤S201：拖曳模型潜水深度调整规定深度后，松动起吊绞盘，导向桁架下降至垂直位置，将紧固件穿过导向桁架固定在横向桁架上；

步骤S202：拖车停到起步位置，将拖曳线缆的一端绕过水上拖曳滑轮、水下拖曳滑轮和恒力张紧装置与拖车相连通过绳卡相连，另一端与拖曳模型的前端相连；回位线缆绕过终点垂直桁架的水上拖曳滑轮、水下拖曳滑轮和恒力张紧装置3与回位阻尼绞车相连，另一端与拖曳模型的末端项链；

步骤S203：转动回位阻尼绞车，将拖曳模型回位到起点位置，同时调整拖曳线缆，将拖曳线缆和回位线缆的张紧力调到一致；

步骤S203：转动稳定绳张紧绞盘，达到张紧状态，通过棘轮棘爪制动稳定绳张紧绞盘；

步骤S203：给回位阻尼绞车上电，同时给拖车指令，拖车起步前进，开始带动拖曳模型移动。

其中，拖曳线缆5和回位线缆的张紧力为2kg至4kg。

本申请实施例提供的水池拖曳系统能够实现如下功能：

1)水池拖曳系统的拖曳模型4在拖车加速的带动下，通过滑传动装置6实现拖曳模型4在水下不同深度的快速直线运动；

2)水池拖曳系统的通过控制器控制发动机的输出功率，实现拖曳模型4在加速段由0m/s加速到3m/s，在测试段(50m范围)最高以3m/s速度匀速前进，拖车运行60m后在减速段进行减速制动，拖曳模型4由3m/s减速到0，保障拖曳模型4不能撞击水下拖曳滑轮602。

以175米纵向长度的水池拖曳试验为例，拟采用原拖车作为动力源对拖曳模型4进行水下拖曳，同时可以满足0.50m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m六种不同潜水深度拖曳试验。

拖车停在水池中间90m处，连接拖曳线缆5加速10m，将拖曳模型4速度加速到3.0m/s，匀速段前进50m，拖车减速制动，模型在水阻力下减速30m至静态，其中匀速段的速度为3.0m/s。

加速段主要参数计算如下：

S₁＝1/2×a₁t₁ ² (1)

V₁＝a₁×t₁ (2)

取S₁＝10m,V1＝3m/s代入公式(1)、(2)，可得：t₁＝6.67s；a₁＝0.45m/s²。

匀速段主要参数计算如下：

S₂＝V₂×t₂ (3)

取S₂＝50m，V₂＝3m/s代入公式(3)，可得：t₂＝16.67s。

减速段主要参数计算如下：

S₃＝1/2×a₃ t₃ ² (4)

V₃＝a₃×t₃ (5)

其中，拖车刹车距离S₃＝15m，可得：a₃＝-0.30m/s²，t₃＝10s；

模型减速距离S₃＝30m，可得：a₃＝-0.15m/s²，t₃＝20s。

阻力估算如下：

Fx＝1/2C_dPAV² (6)

其中，阻力系数取C_d＝0.01，密度P＝1000kg/m³，模型截面积A＝πr²+ab＝0.125×0.125×3.14+0.15×0.15＝0.072m²，按最高航速V＝3m/s，可得：F_x＝1/2×0.01×1000kg/m³×0.072m²×(3m/s)²＝3.24kgm/s²(N)(匀速)；

最大拉力估算如下：

F_max＝ma+F_x (7)

其中，m为模型质量100kg，a为加速度a₁＝0.45m/s²，可得：F_max＝100kg×0.45m/s²+3.24kgm/s²＝48.24N

拖动模型所需的功率估算如下：

P_max＝F_max×3＝48.24×3＝144.72w (8)

拖曳系统参数汇总见表1。

表1 拖曳参数表

通过以上验算，说明借用拖车作为拖曳动力源可行，且不会增加负担，能够提高水动力学数据测量的准确性。

在本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水池拖曳系统，其特征在于，包括：

支撑装置，所述支撑装置包括了跨池桁架和垂直桁架，所述跨池桁架架设在水池顶部，所述垂直桁架设置在所述跨池桁架的两端，至少部分所述垂直桁架处于所述水池内；

动力组件，可移动地设置在所述跨池桁架上；

拖曳模型，设置在所述水池内；

第一传力部，所述第一传力部包括：第一螺纹头、第一球形碗扣和第一球形接头，所述第一螺纹头设置在所述拖曳模型的一端，所述第一球形碗扣连接于所述第一螺纹头，部分所述第一球形接头设置在所述第一球形碗扣内，另外一部分所述第一球形接头经由所述第一球形碗扣伸出；

拖曳线缆，一端连接于所述动力组件，另一端连接于所述第一球形接头。

2.根据权利要求1所述的水池拖曳系统，其特征在于，所述垂直桁架包括：

横向桁架；

车架，设置在所述横向桁架的两端，所述跨池桁架连接于所述车架；

导向桁架，铰接于所述横向桁架；

紧固件，用于穿过所述导向桁架和所述横向桁架。

3.根据权利要求2所述的水池拖曳系统，其特征在于，还包括：传动装置，所述传动装置包括：

水上拖曳滑轮，设置在所述横向桁架上，位于所述水池的上方；

水下拖曳滑轮，设置在所述导向桁架上，位于所述水池内，设置方向朝向于所述动力组件；

其中，所述拖曳线缆通过所述水上拖曳滑轮和所述水下拖曳滑轮后连接于所述第一球形接头。

4.根据权利要求3所述的水池拖曳系统，其特征在于，还包括：

第一绞盘，设置在所述横向桁架上；

其中，所述水下拖曳滑轮可移动地设置在所述导向桁架上，所述第一绞盘的缆绳连接于所述水下拖曳滑轮。

5.根据权利要求2所述的水池拖曳系统，其特征在于，还包括：导向桁架起吊组件，所述导向桁架起吊组件包括：

起吊绞盘，设置在所述横向桁架上；

起吊滑轮，设置在所述横向桁架；

起吊耳，设置在所述导向桁架上；

起吊钢丝绳，一端连接于所述起吊绞盘，另一端通过所述起吊滑轮后连接于所述起吊耳。

6.根据权利要求2所述的水池拖曳系统，其特征在于，两个所述垂直桁架其中的一个为起始垂直桁架，另一个为终点垂直桁架，所述水池拖曳系统还包括：

第二传力部，所述第二传力部包括：第二螺纹头、第二球形碗扣和第二球形接头，所述第二螺纹头设置在所述拖曳模型的另一端，所述第二球形碗扣连接于所述第二螺纹头，部分所述第二球形接头设置在所述第二球形碗扣内，另外一部分所述第二球形接头经由所述第二球形碗扣伸出；

回位阻尼绞车，设置在所述终点垂直桁架上，通过回位线缆连接于所述第二球形接头。

7.根据权利要求6所述的水池拖曳系统，其特征在于，还包括：

防撞装置，设置在所述终点垂直桁架上。

8.根据权利要求7所述的水池拖曳系统，其特征在于，所述防撞装置包括：

防撞支架，连接于所述终点垂直桁架；

防撞乳胶垫，设置在所述防撞支架朝向于所述拖曳模型的一端。

9.根据权利要求6所述的水池拖曳系统，其特征在于，还包括模型稳定组件，所述模型稳定组件包括：

稳定绳张紧绞盘，设置在所述垂直桁架上；

稳定绳导向滑轮，设置在所述横向桁架上；

稳定绳支耳，设置在所述垂直桁架上；

稳定绳，一端连接于所述稳定绳张紧绞盘，另一端绕过所述稳定绳导向滑轮后连接于所述稳定绳支耳；

其中，所述拖曳模型可移动地设置在所述稳定绳上。

10.根据权利要求1所述的水池拖曳系统，其特征在于，所述支撑装置包括：

拖车，可移动地设置在所述跨池桁架上；

发动机，设置在所述拖车上，所述发动机输出端连接于所述拖车的轮轴；

控制器，连接于所述发动机，用于控制所述发动机的输出功率。

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