海洋平臺模型多目標物理特性測定裝置制造方法
【專利摘要】一種船舶工程模型【技術領域】的海洋平臺模型多目標物理特性測定裝置，包括：運動傳遞盤、連接桿件、三分力傳感器、可調支撐件、導軌槽、底座、轉盤和固定桿，運動傳遞盤的上表面由連接桿件與轉盤相連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導軌槽與底座之間由固定桿相固定連接，導軌槽與轉盤同平面設置且由可調支撐件活動相連，使得水平轉動的測試力、橫向搖動或縱向搖動的測量慣量依次通過轉盤、連接桿件和運動傳遞盤傳遞至三分力傳感器。本發明可以通過調節可伸縮的連接桿長度滿足適合不同平臺模型的高度，將強迫運動機構和海洋平臺模型結合，從而傳遞預定的運動并測量得到力的時間歷程。
【專利說明】海洋平臺模型多目標物理特性測定裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及的是一種船舶工程模型【技術領域】的測定裝置，具體是一種海洋平臺模 型多目標物理特性測定裝置。
【背景技術】
[0002] 浮式海洋平臺在水池中進行模型水動力性能試驗的第一道工序就是模型制作。平 臺模型不僅在外形上要和實體幾何相似，而且與性能有關的參數如重量、重心位置以及慣 量等也要滿足幾何形似的要求。在模型縮尺比λ選定以后，根據幾何相似的要求進行模型 制作，同時對水動力性能相關的各種參數也要正確模擬。外形及上層建筑幾何相似的模型 制成后，需要根據海洋平臺實體的數據，對模型的重量、重心位置及慣量等技術參數進行調 節模擬，以保證模型與實體的質量個質量分布相似。這些參數直接影響到海洋平臺在海上 風、浪、流作用下的運動及受力。
[0003] 傳統的海洋平臺物理特性測定裝置采用雙刀頭設計，模型的重心位置及慣量的調 節都是在實驗室的專用調節架上進行的。調節架上部的中間位置兩側裝有水平的刀口，可 支撐調節架移動部分和模型的總質量。在進行模型重心位置的調節時，先將模型吊放在調 節架內，這時調節架及其中的模型都由刀口支撐并能繞支撐軸線在縱向自由擺動。由于船 舶對垂直軸的慣性矩，首搖慣量在數值上與縱搖差別不大，通常認為Kzz ~ Kyy，因此對Κζζ 不需要另行測試。但對于其他類型的浮式海洋平臺，Κζζ與Kyy差別明顯，需要另行調節。 比如在測量橫搖、縱搖和首搖運動慣性半徑等參數時，需要逐一調整測試方法以及模型的 擺放位置，因此大大增加了工作量。同時，傳統海洋工程模型試驗中，平臺模型模擬使用的 的"試湊法"，也極大地制約了物理特性測定的效率。測力裝置在多種形式的強迫運動試驗 中廣泛使用。根據試驗測力過程精確性、安全性、簡易性的要求，設計一種適用于海洋平臺 模型物理特性測定裝置具有重要的實際意義。
[0004] 經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN103759872,
【公開日】2014-4-30， 公開了一種用于海洋平臺模型振蕩試驗的多自由度測力裝置，包括：運動傳遞盤、連桿支 座、連接桿件、三分力傳感器、滑輪支撐、固定方板；運動傳遞盤與強迫運動機構連接，是整 個裝置的基座盤，連桿支座固定在運動傳遞盤或三分力傳感器上，連接桿件連接兩個連桿 支座，或連接連桿支座與滑輪支撐，三分力傳感器上下端面分別與連桿支座和固定方板連 接，滑輪支撐與連接桿件連接，并支承在固定方板上，固定方板固定在海洋平臺模型上，或 與三分力傳感器連接，或支承滑輪支撐。但由于測量時海洋平臺模型的支撐全由三分力傳 感器以及滑輪支撐，對模型的最大質量有一定的限制要求。同時測量橫搖、縱搖時，由于使 用到三分力傳感器與滑輪的組合，會產生一定的誤差。測量時模型的受迫振動不夠顯著，不 利于得到精確的數據。同時該裝置重心在運動傳遞盤之下，加上模型之后，由于模型是放置 在運動傳遞盤之上的，整體會有一個較大的重心偏移，這對后期計算會產生比較大的影響。
【發明內容】
[0005] 本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種海洋平臺模型多目標物理特性測 定裝置，能夠滿足絕海洋平臺模型多目標物理特性的測定需要。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的，包括：運動傳遞盤、連接桿件、三分力傳感器、 可調支撐件、導軌槽、底座、轉盤和固定桿，其中：運動傳遞盤的上表面由連接桿件與轉盤相 連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導軌槽與底座之間由固定桿 相固定連接，導軌槽與轉盤同平面設置且由可調支撐件活動相連，使得水平轉動的測試力、 橫向搖動或縱向搖動的測量慣量依次通過轉盤、連接桿件和運動傳遞盤傳遞至三分力傳感 器。
[0007] 所述的可調支撐件包括：用于測試水平轉動的測試力的兩對滑輪組，以及用于測 試橫向搖動或縱向搖動的測量慣量的一對刀口組，其中：兩對滑輪組均勻設置于轉盤的邊 緣，各對滑輪組為相對布置使得轉盤與運動傳遞盤相對靜止以準確傳遞水平轉動的測試 力，刀口組于轉盤的邊緣相對布置以傳遞橫向搖動或縱向搖動的測量慣量。
[0008] 所述的滑輪組包括：支架和滑輪，其中：支架的一端設置于轉盤上，另一端與滑輪 相固定，滑輪設置于導軌槽中。
[0009] 所述的刀口組包括：楔形刀頭、刀柄，其中：刀頭與刀柄成90°相連；刀柄與運動 傳遞盤活動相連。
[0010] 所述的運動傳遞盤和底座為直徑不同的圓盤結構。
[0011] 所述的轉盤和導軌槽為直徑不同的圓環結構且同心設置。
[0012] 所述的可調支撐件為4個均勻布置的長條狀伸縮桿結構。
[0013] 所述的固定桿分別為4個均勻布置的圓柱桿結構。
[0014] 本發明突破海洋平臺高度的要求，不受海洋平臺上層建筑高大的限制，可以通過 調節可伸縮的連接桿長度滿足適合不同平臺模型的高度，將強迫運動機構和海洋平臺模型 結合，從而傳遞預定的運動并測量得到力的時間歷程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為實施例1的結構圖；
[0016] 圖2為實施例1的可調支撐件的結構圖；
[0017] 圖3為實施例2的可調支撐件的結構圖；
[0018] 圖4為實施例2的實施示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。 實施例1
[0020] 如圖1和圖2所示，本實施例包括：運動傳遞盤1、連接桿件2、三分力傳感器3、可 調支撐件4、導軌槽5、底座6、轉盤7和固定桿8,其中：運動傳遞盤1的上表面由連接桿件 2與轉盤7相連，下表面由三分力傳感器3與底座6相連，導軌槽 5與底座6之間由固定桿 8相固定連接，導軌槽5與轉盤7同平面設置且由可調支撐件4活動相連，使得水平轉動的 測試力依次通過轉盤7、連接桿件2和運動傳遞盤i傳遞至三分力傳感器3。
[0021] 所述的可調支撐件4包括：用于測試水平轉動的測試力的兩對滑輪組，其中：兩對 滑輪組均勻設置于轉盤7的邊緣，各對滑輪組為相對布置使得轉盤7與運動傳遞盤i相對 靜止以準確傳遞水平轉動的測試力。
[0022] 所述的滑輪組包括：支架9和滑輪1〇,其中：支架9的一端設置于轉盤7上，另一 端與滑輪10相固定，滑輪10設置于導軌槽5中。
[0023] 所述的運動傳遞盤1和底座6為直徑不同的圓盤結構，底座6固定于水平地面。
[0024] 所述的轉盤7和導軌槽5為直徑不同的圓環結構且同心設置。
[0025] 所述的可調支撐件4為4個均勻布置的長條狀伸縮桿結構。
[0026] 所述的固定桿8分別為4個均勻布置的圓柱桿結構。
[0027] 三分力傳感器3為測量兩兩正交的X、Y、Z三個方向受力大小的測力儀器。 實施例2
[0028] 如圖3和圖4所示，導軌槽5與轉盤7同平面設置且由可調支撐件4活動相連，使 得橫向搖動或縱向搖動的測量慣量依次通過轉盤7、連接桿件2和運動傳遞盤1傳遞至三分 力傳感器 3。
[0029] 所述的可調支撐件4包括：用于測試橫向搖動或縱向搖動的測量慣量的一對刀口 組，刀口組于轉盤7的邊緣相對布置以傳遞橫向搖動或縱向搖動的測量慣量。
[0030] 所述的刀口組包括：楔形刀頭11、刀柄12,其中：刀頭11與刀柄12成90°相連； 刀柄12與運動傳遞盤1活動相連。
【權利要求】
1. 一種海洋平臺模型多目標物理特性測定裝置，其特征在于，包括：運動傳遞盤、連接 桿件、三分力傳感器、可調支撐件、導軌槽、底座、轉盤和固定桿，其中：運動傳遞盤的上表面 由連接桿件與轉盤相連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導軌槽 與底座之間由固定桿相固定連接，導軌槽與轉盤同平面設置且由可調支撐件活動相連，使 得水平轉動的測試力、橫向搖動或縱向搖動的測量慣量依次通過轉盤、連接桿件和運動傳 遞盤傳遞至三分力傳感器； 所述的可調支撐件包括：用于測試水平轉動的測試力的兩對滑輪組，以及用于測試橫 向搖動或縱向搖動的測量慣量的一對刀口組，其中：兩對滑輪組均勻設置于轉盤的邊緣，各 對滑輪組為相對布置使得轉盤與運動傳遞盤相對靜止以準確傳遞水平轉動的測試力，刀口 組于轉盤的邊緣相對布置以傳遞橫向搖動或縱向搖動的測量慣量。
2·根據權利要求1所述的裝置，其特征是，所述的滑輪組包括：支架和滑輪，其中：支架 的一端設置于轉盤上，另一端與滑輪相固定，滑輪設置于導軌槽中。 3_根據權利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述的運動傳遞盤和底座為直徑不同的 圓盤結構、所述的轉盤和導軌槽為直徑不同的圓環結構且同心設置。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其特征是,所述的可調支撐件為4個均勻布置的長條狀 伸縮桿結構。
5. 根據權利要求3所述的裝置，其特征是，所述的固定桿分別為4個均勻布置的圓柱桿 結構。
【文檔編號】G01M7/06GK104215418SQ201410468607
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】呂海寧, 田新亮, 陳夏峰, 孫志君, 劉寬, 李杰明, 余澤 申請人:上海交通大學
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