CN221173818U - 一种用于水工模型试验的造波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水利实验设备技术领域，尤其涉及一种用于水工模型试验的造波装置，该造波装置安装在试验水槽的内部，该装置包括支撑台、驱动电机、支撑立柱与造波机构；支撑台固定连接在试验水槽的内侧壁上，多条支撑立柱固定连接在支撑台的下端，驱动电机固定连接在支撑台的上端，驱动电机与造波机构之间相互驱动连接；造波机构包括冲箱与活塞杆，驱动电机的输出端与活塞杆相互驱动连接。本实用新型中的冲箱可以在驱动电机与活塞杆的带动下进行上下往复运动，从而形成波浪，本实用新型所提出的造波装置结构简单、占地面积小，可以在水工模型试验中模拟产生波浪，提供真实的波浪环境，为试验提供准确可靠的数据基础。

Description

一种用于水工模型试验的造波装置

技术领域

本实用新型涉及水利实验设备技术领域，尤其涉及一种用于水工模型试验的造波装置。

背景技术

造波机是一项重要的水运工程实验室装置，常用于海洋工程、港口工程、防波堤设计等领域的研究和实验，能够在试验水池和水槽中生成不同波高和波长的波浪，模拟实际海浪对海洋工程结构物(防波堤、码头、港口、舰船、航道等)的影响，为相关设计提供依据，以保证项目工程的经济性、安全性和可靠性。目前，由于摇板式和推板式造波机具有结构简单、控制方便、易于维护的特点，应用最为广泛。但是随着海洋工程不断向深水海域发展，水槽深度也逐渐增加。深水条件下波浪以表面波为主，波高较大，仅在水表面一定深度范围内存在波浪，水体下部则受波浪影响极小，传统的推板造波沿水深方向，板前水体运动速度及位移相同，不适用于深水条件。另外为了生成波高较大的波浪，摇板造波需要更大功率的电机驱动，存在能耗较高、占地空间大、生产成本高的技术问题。

因此需要一种可以解决上述问题的一种用于水工模型试验的冲箱式造波装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水工模型试验的造波装置，本实用新型中的冲箱可以在驱动电机与活塞杆的带动下进行上下往复运动，从而形成波浪，本实用新型所提出的造波装置结构简单、占地面积小，可以在水工模型试验中模拟产生波浪，提供真实的波浪环境，为试验提供准确可靠的数据基础。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于水工模型试验的造波装置，该造波装置安装在试验水槽的内部，该装置包括支撑台、驱动电机、支撑立柱与造波机构；

所述支撑台固定连接在试验水槽的内侧壁上，多条支撑立柱固定连接在所述支撑台的下端，所述驱动电机固定连接在支撑台的上端，所述驱动电机与所述造波机构之间相互驱动连接；

所述造波机构包括冲箱与活塞杆，所述驱动电机的输出端与活塞杆相互驱动连接，所述冲箱固定连接在活塞杆的底部；

所述支撑立柱的内侧开设有竖直方向的滑槽，所述冲箱可在支撑立柱的滑槽内进行上下滑动；

所述冲箱的一侧为弧形结构，在冲箱上固定连接有波浪监测装置。

进一步的，所述波高监测装置包括水位传感器、控制模块、信号处理模块、通信模块与波高传感器，所述水位传感器、控制模块、信号处理模块、通信模块与波高传感器之间相互为电性连接。

进一步的，所述试验水槽的侧壁上端固定连接有固定底座，在固定底座的上端固定连接有竖支架，在竖支架上固定连接有固定横梁，所述驱动电机与固定横梁之间相互固定连接。

本实用新型的优点在于：本实用新型提供了一种用于水工模型试验的造波装置，具有以下技术效果：

1.本实用新型包括支撑台、驱动电机、支撑立柱与造波机构，造波机构包括冲箱、滑轮与活塞杆，冲箱可以在驱动电机与活塞杆的带动下进行上下往复运动，从而形成波浪，本实用新型所提出的造波装置结构简单、占地面积小，可以在水工模型试验中模拟产生波浪，提供真实的波浪环境，为试验提供准确可靠的数据基础。

2.本实用新型中的波高监测装置可以实时监测和记录波浪和水位的特性参数，提供波浪数据的收集和分析，为研究人员提供准确的试验结果。

3.本实用新型中支撑台、支撑立柱和固定底座等部件的设计可以确保装置的稳定性和可靠性，提供坚固的支撑结构。

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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型中波高监测装置的结构框图；

其中：

1、支撑台； 2、驱动电机； 3、活塞杆；

4、冲箱； 5、试验水槽； 6、固定横梁；

7、竖支架； 8、支撑立柱； 801、滑槽；

9、固定底座； 10、波高监测装置； 1001、水位传感器；

1002、控制模块； 1003、信号处理模块； 1004、通信模块；

1005、波高传感器； 11、试验模型； 12、滑轮。

具体实施方式

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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，而不能理你解为指示或暗示相对重要性，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。

实施例1：

图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的局部放大结构示意图，图3为本实用新型中波高监测装置的结构框图，如图1，图2与图3所示的一种用于水工模型试验的造波装置，该造波装置安装在试验水槽5的内部，该装置包括支撑台1、驱动电机2、支撑立柱8与造波机构；

本实用新型中的支撑台1用于支撑整个造波机构，支撑台1固定座连接在试验水槽5的内侧壁上，保持整个装置的稳定性和位置固定，多条支撑立柱8固定连接在所述支撑台1的下端，所述驱动电机2固定连接在支撑台1的上端，所述驱动电机2与所述造波机构之间相互驱动连接，驱动电机2作为驱动整个造波机构运动的动力源，通过输出端与活塞杆3相互驱动连接，从而实现波浪的产生；

本实用新型中的造波机构包括冲箱4与活塞杆3，所述驱动电机2的输出端与活塞杆3相互驱动连接，通过驱动电机2的输出端与活塞杆3相互驱动连接，推动冲箱4的运动，从而产生水中的波浪效果，所述冲箱4固定连接在活塞杆3的底部，本实用新型在支撑立柱8内侧开设有竖直方向的滑槽801，在所述冲箱4的四个边角处连接有滑轮12，滑轮12内嵌在的滑槽801的内部，起到了辅助引导的作用，冲箱4可通过滑轮12在支撑立柱8的滑槽801内进行上下滑动；本实用新型中的冲箱4一侧为弧形结构，所述试验水槽5上固定连接有波高监测装置10，在波高监测装置10的一侧设置有梯形结构的试验模型11，本实用新型中的波高监测装置10包括水位传感器1001、控制模块1002、信号处理模块1003、通信模块1004与波高传感器1005，所述水位传感器1001、控制模块1002、信号处理模块1003、通信模块1004与波高传感器1005之间相互为电性连接，控制模块1002可以控制水位传感器1001与波高传感器1005的工作状态，包括启动、停止、校准等操作，其与外部的用户界面或控制系统连接，以实现对水位传感器1001与波高传感器1005的远程控制和监测，通信模块1004用于与信号处理模块1003进行数据交互，通信模块1004可以接收来自水位传感器1001与波高传感器1005的测量数据，信号处理模块1003可以接收通信模块1004发出的测量数据，并进行滤波、放大、去噪等处理，提取有效的波高信息后将将测量数据传输到数据采集系统、监测平台或云端服务器中，水位传感器1001用于测量水面的波高，其可以采用如超声波、雷达、激光等传感器来测量波高的变化，波高传感器1005采用电容式接近传感器,具有线性好、功耗低、测量精度高、传输距离远、性能稳定、抗干扰强的优点。

本实用新型在试验水槽5的侧壁上端固定连接有固定底座9，在固定底座9的上端固定连接有竖支架7，在竖支架7上固定连接有固定横梁6，所述驱动电机2与固定横梁6之间相互固定连接，固定底座9、竖支架7和固定横梁6这些部件共同构成了支撑整个试验水槽5侧壁上端的支架结构，保证了造波装置的稳定性。

工作原理：本实用新型在使用时，首先启动驱动电机2，通过驱动电机2带动活塞杆3进行上下运动，从而使冲箱4在水中同时进行上下运动，通过冲箱4在水中的上下运动，波浪效果将得以产生，这种波浪效果可以用于模拟实际海洋环境中的波浪情况，以供水工模型试验使用；本实用新型中的波高监测装置10中的水位传感器1001与波高传感器1005可以不断地采集波浪和水位相关数据；本实用新型中的信号处理模块1003可以将采集到的原始数据传输至计算机或其他外部设备进行进一步的处理和分析，通过对数据进行分析，水位传感器1001可以监测试验水槽5内的水位；同时，波高传感器1005可以对流体波浪进行测量，并将测量数据通过通信模块1004发送至信号处理模块1003，信号处理模块1003可以对测量数据进行滤波、放大、去噪等处理后传输至计算机、数据记录仪等设备中，以便进一步的分析和记录，总的来说，波高监测装置10通过数据采集和处理，识别当前的波浪和水位状态，同时将数据传输到外部设备，以确保试验过程的安全性和准确性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种用于水工模型试验的造波装置，该造波装置安装在试验水槽(5)的内部，其特征在于，该装置包括支撑台(1)、驱动电机(2)、支撑立柱(8)与造波机构；

所述支撑台(1)固定连接在试验水槽(5)的内侧壁上，多条支撑立柱(8)固定连接在所述支撑台(1)的下端，所述驱动电机(2)固定连接在支撑台(1)的上端，所述驱动电机(2)与所述造波机构之间相互驱动连接；

所述造波机构包括冲箱(4)与活塞杆(3)，所述驱动电机(2)的输出端与活塞杆(3)相互驱动连接，所述冲箱(4)固定连接在活塞杆(3)的底部；

所述支撑立柱(8)的内侧开设有竖直方向的滑槽(801)，在所述冲箱(4)的四个边角处连接有滑轮(12)，所述冲箱(4)可通过滑轮(12)在支撑立柱(8)的滑槽(801)内进行上下滑动，所述冲箱(4)的一侧为弧形结构；

所述试验水槽(5)上固定连接有波高监测装置(10)，在波高监测装置(10)的一侧设置有试验模型(11)。

2.根据权利要求1所述的一种用于水工模型试验的造波装置，其特征在于，所述波高监测装置(10)包括水位传感器(1001)、控制模块(1002)、信号处理模块(1003)、通信模块(1004)与波高传感器(1005)，所述水位传感器(1001)、控制模块(1002)、信号处理模块(1003)、通信模块(1004)与波高传感器(1005)之间相互为电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于水工模型试验的造波装置，其特征在于，所述试验水槽(5)的侧壁上端固定连接有固定底座(9)，在固定底座(9)的上端固定连接有竖支架(7)，在竖支架(7)上固定连接有固定横梁(6)，所述驱动电机(2)与固定横梁(6)之间相互固定连接。