CN218180161U - 水下推拉力转换测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水下推拉力转换测试装置，该装置包括水下推拉力模块(1)、安装架(2)、测试支架(4)、和拉压力传感器(7)；所述测试支架(4)的两侧转动连接到所述安装架(2)上，所述测试支架(4)的下端通过连接紧固件(3)固定连接有所述水下推拉力模块(1)，所述测试支架(4)前端通过连接紧固件连接有所述转换支架(6)，所述传感器支架(8)紧固连接到所述安装架(2)上，用于支撑连接所述拉压力传感器(7)，所述转换支架(6)与所述拉压力传感器(7)贯穿连接。采用该测试装置进行测试时，可以根据实际测试需求改变竖直和水平力臂的长度进而实现不同力的测量，且没有防水要求限制，测量精度高。

Description

水下推拉力转换测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种水下推拉力模块的性能测试装置，尤其涉及一种水下推拉力模块的推拉力的测试装置。

背景技术

随着社会经济的发展以及人类从事海洋开发活动的频繁和深入，水下航进设备成为海洋科学研究、资源调查、应急搜救等民用领域的重要手段，同时在情报侦测、探雷灭雷、军事支援等方面也发挥着关键作用。水下推进器是绝大部分水下设备的动力装置，推进器性能的优劣直接影响水下机器人的工作性能。推进力的大小是其核心设计参数。通常水下推进器的推进力是由计算得出，但由于各类阻力、误差等各种因素的影响，其真实数值往往与计算值存在偏差，导致水下设备的整体性能受到影响。推力测试可以分析比较各种螺旋桨设计方案的优劣，进行螺旋桨理论的验证，分析几何参数对螺旋桨性能的影响规律。同时也可以分析水下设备的电机与螺旋桨是否匹配等问题。因此，推力测试是推进器性能测试的重要环节之一。

现有技术公布了申请号为201410827050.7的一种小型船舶螺旋桨推力测量装置，其介绍了测量水下推进器的装置，其设置了水平导轨和垂直于水平面布置的竖直导轨，靠推进器推进产生推力，推动水平导轨测试推力的大小，靠垂直导轨可以测试不同深度螺旋桨的推力，其主要问题是没有确定传感器的安装使用方式，且加工成本太高。现有技术公布了申请号为201910400404.2的一种自主水下航行器用推力测试装置，该装置对推力大小的范围无要求，可适用于不同尺寸的水池、不同型号的自主水下航行器(AUV)的推力测试。

实用新型内容

然而，如上所述的先有技术的装置存在的技术问题是实际测试的力相对传感器是压力时，误差较大，特别是只能针对拉力的测试有效，实际水下推拉力模块的力是双向的，比如改变螺旋桨的方向即可实现力的方向的改变。因此需要一种设备能够准确地测量出不同方向下水下推进器的推力值，并能结合实际情况进行调节，以便适应于不同力的测量。

为解决上述技术问题，本实用新型的水下推拉力转换测试装置是通过以下技术方案实现的：

本实用新型首先提出了一种水下推拉力转换测试装置，其特征在于，包括水下推拉力模块、安装架、连接紧固件、测试支架、转换支架、拉压力传感器、传感器支架；所述测试支架的两侧转动连接到所述安装架上，所述测试支架的下端通过连接紧固件固定连接有所述水下推拉力模块，所述测试支架前端通过连接紧固件连接有所述转换支架，所述传感器支架紧固连接到所述安装架上，用于支撑连接所述拉压力传感器，所述转换支架与所述拉压力传感器贯穿连接。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，所述测试支架为三角形支架，包括相互垂直的水平力臂和竖直力臂，所述水下推拉力模块固定到所述竖直力臂的下端，所述转换支架固定到所述水平力臂的前端，所述水平力臂和竖直力臂可以分别调节长度，以便调节测试支架的竖直长度和水平长度从而可以对测试的推拉力进行放大和缩小。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，传感器支架可前后移动调整位置并连接到所述安装架上。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，通过所述调节螺母和调节螺栓可以调整所述拉压力传感器的竖直高度。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，所述的拉压力传感器上端设有调心球轴承，所述转换支架与所述拉压力传感器上的所述调心球轴承贯穿连接。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，所述安装架上通过螺栓固定有相对设置的轴承，贯穿测试支架固设有光轴，通过所述光轴将所述测试支架分别与所述轴承连接，所述的轴承有顶丝，所述光轴与轴承通过顶丝紧固连接。

当所述水下推拉力模块产生推拉力时，所述测试支架的光轴可以随所述轴承产生一个转动的趋势。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，利用力平衡方程将被测试对象的水下推拉力模块产生的推拉力转换为所述拉压力传感器所受到的拉压力。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，所述测试支架(4)的下端通过连接紧固件(3)固定连接于所述水下推拉力模块(1)。

进一步优选地，对于本实用新型的水下推拉力转换测试装置，所述拉压力传感器置于水面以上，能够实现对水下的所述水下推拉力模块产生的推拉力进行转换测试，从而不用考虑防水要求。

该测试装置，可以将被测试对象的推拉力转换为传感器的拉压力，可以调节测试支架的竖直和水平长度对测试的推拉力进行放大和缩小，通过传感器上的调心球轴承，减小测试误差，同时可以将水下推力测试传感器转换到水面上，安装调试方便且不用考虑防水的要求。

利用本实用新型的所述的水下推拉力转换测试装置进行水下推拉力转换测试，其特征在于，所述拉压力传感器(7)置于水面以上，能够实现对水下的所述水下推拉力模块(1)产生的推拉力进行转换测试，从而不用考虑防水要求。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型可以精确的将水下推拉力模块的推拉力转换成拉压力机的拉压力，测试精度高，系统安装简单，可以根据实际测试需求改变竖直和水平力臂的长度进而实现不同力的测量；

2.本实用新型采用了拉压力传感器上置，不用考虑传感器防水及线路防水问题；

3.本实用新型安装方便，加工精度要求不高，可以显著降低生产加工成本。

附图说明

图1为本实用新型的水下推拉力转换测试装置的整体结构示意图；

图2a为本实用新型的水下推拉力转换测试装置正向剖面示意图；

图2b为图2a所示的水下推拉力转换测试装置在A-A方向的剖面示意图；

图3为本实用新型的水下推拉力转换测试装置的测力原理示意图。

附图标记说明

图1和图2中相关组成部分为：水下推拉力模块1、安装架2、连接紧固件3、测试支架4、轴承5、光轴5’、转换支架6、拉压力传感器7、传感器支架8、调节螺母9、调节螺栓10。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的技术方案作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型示范性的实例，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无需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。

如图1、图2a和图2b所示，本实用新型的水下推拉力转换测试装置，包括水下推拉力模块1、安装架2、测试支架4、轴承5、光轴5’、转换支架6、拉压力传感器7和传感器支架8；所述测试支架4转动连接到所述安装架2上，所述测试支架4连接有所述水下推拉力模块1，所述测试支架4前端通过连接紧固件连接有所述转换支架6，所述传感器支架8紧固连接到所述安装架2上，用于支撑连接所述拉压力传感器7，所述转换支架6与所述拉压力传感器7贯穿连接。

其中，在一个优选实施方式中，所述测试支架(4)包括相互垂直的水平力臂和竖直力臂，所述水下推拉力模块(1)固定到所述竖直力臂的下端，所述转换支架(6)紧固件固定到所述水平力臂的前端；所述水平力臂和竖直力臂能够分别调节长度，以便通过调节测试支架(4)的竖直长度和水平长度实现对测试的推拉力进行放大和缩小。

在一个具体优选实施方案中，该测试装置还设有如图1和图2a所示，设有调节螺母9和调节螺栓10；贯穿所述测试支架4固定设有光轴，通过所述光轴5’将所述测试支架与所述轴承5连接，所述轴承5相对设置并通过螺栓固定到所述安装架2上，所述的轴承5有顶丝，所述光轴5’与所述相对设置的2个轴承5均通过顶丝紧固连接，当水下推拉力模块1有推拉力产生时，测试支架4的光轴5’可以随轴承5产生一个转动的趋势，也就是说，所述测试支架4通过光轴5’转动连接到所述安装架(2)上，随着轴承5转动产生转动；所述测试支架4优选具有相互垂直的可以分别调节长度的水平力臂和竖直力臂，以便通过调节测试支架4的竖直和水平长度可以对测试的推拉力进行放大和缩小，所述测试支架4的竖直力臂的下端通过连接紧固件3固定连接有所述推拉力模块1，测试支架4的水平力臂的前端通过连接紧固件连接有所述转换支架6，测试支架4的光轴设于所述水平力臂和竖直力臂交接处，所述传感器支架8可前后移动调整位置并紧固连接到所述安装架2上，所述拉压力传感器7通过调节螺母9和调节螺栓10与所述传感器支架8紧固连接，这样传感器支架8能够前后移动调整位置并紧固连接到所述安装架2上，通过所述调节螺栓10和调节螺母9可以调整所述拉压力传感器7的竖直高度；在一个具体实施方式中，所述的拉压力传感器7上端设有调心球轴承，所述调心球轴承与拉压力传感器7螺纹连接；所述转换支架6通过其上的凸出的轴干与所述拉压力传感器7上的所述调心球轴承贯穿连接。

在一个具体实施方案中，所述测试支架(4)的下端通过连接紧固件(3)固定连接于所述水下推拉力模块(1)。

利用本实用新型所述的水下推拉力转换测试装置进行水下推拉力转换测试时，该测试装置可以将被测试对象的推拉力转换为传感器的拉压力，可以调节测试支架的竖直和水平长度对测试的推拉力进行放大和缩小，通过传感器上的调心球轴承，减小测试误差，同时可以将水下推力测试传感器转换到水面上，安装调试方便且不用考虑防水的要求。

如图3所示，描述了本实用新型的测力原理,其中，L1为水平力臂，L2为竖直力臂，F1为推拉力(正数代表图中箭头方向，负数代表图中箭头所示反方向)，F2为拉压力(正数代表图中箭头方向，负数代表图中箭头所示反方向)。当水下推拉力模块有水平推拉力的时候，测试支架4会有以其圆轴轴线为转轴旋转的趋势，根据静力平衡原理，产生的转矩M2和M1大小相等方向相反，即M1＝F1*L1＝F2*L2＝M2，其中F1、L1和L2为已知数，可以求得需要测试的力F2＝F1*L1/L2。根据实际使用的工况，可以对L1和L2进行不同的赋值，这样可以实现单一的传感器测试不同的推力值。如果L2大于L1相当于等比例缩小了传感器的测量值，如果L2小于L1相当于等比例放大了传感器的测量值。实际测试装置安装完成后，需要对传感器进行置零，测试清楚L1和L2的值，即可进行数据的测量。

具体地，在一个实施方案中，例如，如图3所示，所采用的该水下推拉力测试装置中，L1＝L2＝450mmm，当被测试装置(水下推拉力模块1)产生水平向左方向的推拉力时F1，拉压力传感器7收到向上的拉压力F2(读数50kg)。整个系统是处于一种静止状态，根据静力平衡原理，得出F1＝F2*L2/L1＝50kg。计算得出被测试装置(水下推拉力模块1)的推拉力为50kg。也就是说，如图1所示，以三角测试支架4为受力对象，其收到被测试装置(水下推拉力模块1)水平向左的力即推拉力(使三角测试支架4受到顺时针转动的扭矩)和拉压力传感器7竖直向下的力即拉压力(使三角支架4收到逆时针转动的扭矩)的作用，这两个力产生的扭矩大小相等，方向相反，和扭矩为零。

在又一个具体实施方案中，通过本实用新型的水下推拉力转换测试装置按照具体测试的推拉力(也称为“推力”)F1、水平力臂L1和竖直力臂L2以及经过计算得到的拉压力(也称为“拉力”)F2如下面的表1所示：

因此，由表1可以看出，通过本实用新型的水下推拉力转换测试装置，能够实现对水下的所述水下推拉力模块产生的推拉力进行转换测试，从而不用考虑防水要求。该测试装置，可以将被测试对象的推拉力转换为传感器的拉压力，可以调节测试支架的竖直和水平长度对测试的推拉力进行放大和缩小，通过传感器上的调心球轴承，减小测试误差，同时可以将水下推力测试传感器转换到水面上，安装调试方便且不用考虑防水的要求。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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)

1.一种水下推拉力转换测试装置，其特征在于，包括水下推拉力模块(1)、安装架(2)、测试支架(4)、转换支架(6)、拉压力传感器(7)、传感器支架(8)；所述测试支架(4)转动连接到所述安装架(2)上，所述测试支架(4)连接有所述水下推拉力模块(1)，所述测试支架(4)前端连接有所述转换支架(6)，所述传感器支架(8)紧固连接到所述安装架(2)上，用于支撑连接所述拉压力传感器(7)，所述转换支架(6)与所述拉压力传感器(7)贯穿连接。

2.根据权利要求1所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述测试支架(4)为三角形支架，包括相互垂直的水平力臂和竖直力臂，所述水下推拉力模块(1)固定到所述竖直力臂的下端，所述转换支架(6)固定到所述水平力臂的前端；

所述水平力臂和竖直力臂能够分别调节长度，以便通过调节测试支架(4)的竖直长度和水平长度实现对测试的推拉力进行放大和缩小。

3.根据权利要求1所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，传感器支架(8)能够前后移动调整位置并连接到所述安装架(2)上。

4.根据权利要求1所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，通过调节螺母(9)和调节螺栓(10)来调整所述拉压力传感器(7)的竖直高度。

5.根据权利要求2所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，通过调节螺母(9)和调节螺栓(10)来调整所述拉压力传感器(7)的竖直高度。

6.根据权利要求1所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述的拉压力传感器(7)上端设有调心球轴承，所述转换支架(6)与所述拉压力传感器(7)上端的所述调心球轴承贯穿连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述安装架(2)上通过螺栓固定有相对设置的轴承(5)，贯穿测试支架(4)固设有光轴(5’)，通过所述光轴(5’)将所述测试支架(4)与所述轴承(5)连接，所述的轴承(5)有顶丝，所述光轴(5’)与轴承(5)通过顶丝紧固连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述测试支架(4)的下端通过连接紧固件(3)固定连接于所述水下推拉力模块(1)。

9.根据权利要求7所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述测试支架(4)的下端通过连接紧固件(3)固定连接于所述水下推拉力模块(1)。

10.根据权利要求1-6任一项所述的水下推拉力转换测试装置，其特征在于，所述拉压力传感器(7)置于水面以上，能够实现对水下的所述水下推拉力模块(1)产生的推拉力进行转换测试。

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