CN2926035Y - 一种二自由度造风系统 - Google Patents

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CN2926035Y CN 200620007628 CN200620007628U CN2926035Y CN 2926035 Y CN2926035 Y CN 2926035Y CN 200620007628 CN200620007628 CN 200620007628 CN 200620007628 U CN200620007628 U CN 200620007628U CN 2926035 Y CN2926035 Y CN 2926035Y
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李宁
杨建民
彭涛
刘杰鸣
张承懿
王敏声
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China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Shanghai Jiaotong University
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC Research Center
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Abstract

本实用新型涉及一种二自由度造风系统，其特征在于：它包括一主承力结构、一风向俯仰调整结构、一风向水平调整结构；主承力结构包括一大梁和一对设置在大梁两侧的刚性伸出臂；风向俯仰调整结构包括一枢接在两侧伸出臂之间的俯仰框架，俯仰框架的一侧固接一俯仰控制电机的输出端，俯仰控制电机连接在一侧伸出臂上；风向水平调整结构包括若干风机，每一风机分别枢接在俯仰框架内，且每一风机的顶部枢接端固接一摆杆，俯仰框架的顶部连接一水平控制电机，水平控制电机的输出端固接一摆杆，将所有摆杆的两端分别连接在两同步杆上。本实用新型填补了海洋深水试验中的二自由度风速模拟的空白，满足了我国海洋工程试验研究的急需，为海洋工程试验研究提供了关键的技术支持和试验手段。

Description

一种二自由度造风系统
技术领域
本实用新型涉及一种造风系统，特别是关于一种用于船舶与海洋工程领域中，造风方向在俯仰和水平两个方向可以调节的二自由度造风系统。
背景技术
随着人类向海洋的不断进军，各种用于探索、开发、利用海洋的海洋工程结构物不断涌现。在船舶与海洋工程试验领域，风作为施加在海洋工程结构物上的主要外载荷之一，其模拟的准确性是十分重要的。建筑等大型结构物的风荷载试验一般在风洞中进行，常用的造风系统在风洞中固定安装，其造风方向恒定，风向无法变化。而实际环境中的风向是不断变化的，因此，若要在试验过程中改变结构物上风的方向，就需要转动结构物模型在风洞内的朝向，来达到改变风向的要求。而海洋工程结构物的模型试验研究一般在大型的水池中进行，试验模型的全尺寸动则十余米，甚至数十米，旋转起来十分困难。且在试验过程中还要考虑风荷载以外的各种外载荷，如波浪、水流等的方向及他们的组合。因此，按照结构物在风洞中进行风荷载试验那样，通过旋转模型来改变风向，在海洋工程试验中是无法实现的。由于外载荷的模拟与实际有所差别，因此严重影响了海洋工程试验研究的进行。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可调节风向的造风系统，其能够在海洋工程模型试验中随时改变造风风向，从而使得在海洋工程试验中能够实现风向按照要求不断调整的二自由度造风系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种二自由度造风系统，其特征在于：它包括一主承力结构、一风向俯仰调整结构、一风向水平调整结构；所述主承力结构包括一大梁和一对设置在所述大梁两侧的刚性伸出臂；所述风向俯仰调整结构包括一枢接在所述两侧伸出臂之间的俯仰框架，所述俯仰框架的一侧固接一俯仰控制电机的输出端，所述俯仰控制电机连接在所述一侧伸出臂上；所述风向水平调整结构包括若干风机，每一所述风机分别枢接在所述俯仰框架内，且每一所述风机的顶部枢接端固接一摆杆，所述俯仰框架的顶部连接一水平控制电机，所述水平控制电机的输出端固接一摆杆，将所有摆杆的两端分别连接在两连杆上。
所述风向俯仰调整结构可调节角度范围为±15度。
所述风向水平调整结构可调节角度范围为±30度。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于在系统的主承力结构上设置了一由俯仰控制电机带动的俯仰框架，因此可以通过俯仰控制电机控制造风系统在俯仰方向的造风。2、本实用新型由于在俯仰框架上设置了一水平控制电机，并通过水平控制电机带动摆杆和连杆同步运动，因此可以使每一台造风系统中的风机都在随俯仰框架作俯仰运动的同时，沿自身的枢接线在水平方向摆动，从而实现了本实用新型造风系统在二个自由度内自由变化的目的。3、本实用新型首次提出了通过旋转单个风机和成组风机的朝向来改变所产生的风向，使整个造风系统可随时任意调整，并可以通过预先设定的时间序列给定两个步进电机的运动方式，从而实现风向按照时间的变化而变化。本实用新型填补了海洋深水试验中的二自由度风速模拟的空白，满足了我国海洋工程试验研究的急需，为海洋工程试验研究提供了关键的技术支持和试验手段。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图
图2是本实用新型风向俯仰调整结构的侧视示意图
图3是本实用新型俯仰调整状态示意图
图4是本实用新型风向水平调整结构的俯视示意图
图5是本实用新型水平调整状态示意图
具体实施方式
如图1～5所示，本实用新型的二自由度造风装置包括一主承力结构10、一风向俯仰调整结构20和一风向水平调整结构30。
主承力结构10包括一大梁11，大梁11底部两侧设置有一对伸出臂12，在两伸出臂12之间枢接风向俯仰调整结构20。
风向俯仰调整结构20包括一连接在一侧伸出臂12上的俯仰控制电机21，俯仰控制电机21的输出端穿过伸出臂12固接一俯仰框架22，俯仰框架22的另一端枢接在另一侧伸出臂12上，在俯仰框架22上连接风向水平调整结构30。
风向水平调整结构30包括一设置在俯仰框架顶部的水平控制电机31，水平控制电机31的输出端固接一摆杆32，在俯仰框架22内设置若干风机33，每个风机33的上、下分别枢接在俯仰框架22上，每个风机33顶部的枢接端穿出俯仰框架22并固接一摆杆34，将所有摆杆32、34两端分别连接在两同步杆35上。
上述实施例中，俯仰控制电机21和水平控制电机31可以采用步进电机，也可以采用其它电机及传动装置。俯仰控制电机21可以控制俯仰调整结构20在±15°范围内摆动；水平控制电机31可以控制水平调整结构30在±30°范围内摆动。关于俯仰控制电机21和水平控制电机31的转动角度还可以再大或再小，但上述角度范围已经可以满足使用要求。
本实用新型操作时，俯仰控制电机21的转动可以带动俯仰框架22绕水平轴线进行风向的俯仰调整，水平控制电机31的转动可以通过摆杆34带动两同步杆35在水平方向左右移动，并通过两同步杆35带动各连接风机33的摆杆32带动各风机沿自身枢接轴线摆动，从而同时实现俯仰和水平两个自由度的造风操作。

Claims (3)

1、一种二自由度造风系统，其特征在于：它包括一主承力结构、一风向俯仰调整结构、一风向水平调整结构；
所述主承力结构包括一大梁和一对设置在所述大梁两侧的刚性伸出臂；
所述风向俯仰调整结构包括一枢接在所述两侧伸出臂之间的俯仰框架，所述俯仰框架的一侧固接一俯仰控制电机的输出端，所述俯仰控制电机连接在所述一侧伸出臂上；
所述风向水平调整结构包括若干风机，每一所述风机分别枢接在所述俯仰框架内，且每一所述风机的顶部枢接端固接一摆杆，所述俯仰框架的顶部连接一水平控制电机，所述水平控制电机的输出端固接一摆杆，将所有摆杆的两端分别连接在两连杆上。
2、如权利要求1所述的一种二自由度造风系统，其特征在于：所述风向俯仰调整结构可调节角度范围为±15度。
3、如权利要求1或2所述的一种二自由度造风系统，其特征在于：所述风向水平调整结构可调节角度范围为±30度。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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