多船間水動力干擾測量裝置制造方法
【專利摘要】多船間水動力干擾測量裝置，包括固裝在拖車上的兩個縱向第一導軌及一個縱向第二導軌，兩個第一導軌上橫跨裝有船模一的拖曳機構，第二導軌上裝有船模二的拖曳機構，船模一的拖曳機構上設有由滾珠絲桿副驅動的橫向運動機構、蝸輪蝸桿驅動的回轉運動機構以及升降機構，分別用于驅動船模一橫向運動、回轉運動以及升降運動；船模二的拖曳機構包括由電機驅動的縱向縱向運動機構以及升降機構，分別用于驅動船模二在安裝導軌上的縱向運動以及升降運動；所述連個拖曳機構中均裝有測量水動力性能的傳感器。本發明能夠實現多船在不同相對位置下以相同速度或不同速度航行時水動力性能的測量，用于多船間水動力干擾性能的全面研究。
【專利說明】多船間水動力干擾測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水動力性能測試【技術領域】，具體涉及相互鄰近航行的兩船或多船之間 的水動力干擾研究的模型試驗中用于測量水動力性能的測量裝置。
【背景技術】
[0002] 相互鄰近航行的兩船或多船之間會發生干擾作用，從而影響各自的水動力性能， 在靜水中，兩船或多船內側的流場發生干擾，會產生相互作用力，可能使船體發生橫向運動 從而危及船體的安全航行，在波浪中，船體會產生搖蕩運動并傳播輻射波，輻射波在遭遇其 他船舶會產生繞射波，各船的輻射波及繞射波傳遞到毗鄰的船體并產生新的激勵作用，從 而影響船體的搖蕩運動，同時還會形成新的繞射，因此，多船間水動力干擾研究是船舶流體 力學的一個重要研究課題。拖曳水池模型試驗是多船間水動力干擾研究的主要方法，現有 的模型試驗對水動力干擾性能的研究片面、有限，即往往僅能實現兩船或多船相同速度、相 對位置固定航行時的水動力干擾性能測試，而不能全面地模似實船航行中多船在不同相對 位置下、不同速度航行時的水動力干擾性能的測試。
【發明內容】
[0003] 本 申請人:針對現有技術中的上述缺點進行改進，提供一種多船間水動力干擾測量 裝置，其能夠實現多船在不同相對位置下以相同速度或不同速度航行時水動力性能的測 量，用于多船間水動力干擾性能的全面研究。
[0004] 本發明的技術方案如下： 多船間水動力干擾測量裝置，包括固裝在拖車上的兩個第一導軌及一個第二導軌，第 一導軌和第二導軌均縱向布置，兩個第一導軌上橫跨裝有船模一的拖曳機構，第二導軌上 裝有船模二的拖曳機構，其中： 所述船模一的拖曳機構的結構如下：包括橫跨并固定支撐在兩個第一導軌上的基座， 滑座通過橫向設置的第一滾珠絲桿副和第一直線導軌副可滑動地支撐在基座上；滑座連接 有支桿一，支桿一下端在垂向上依次固接有三分力傳感器一、安裝板一，安裝板一用來連接 船模一； 所述船模二的拖曳機構的結構如下：包括通過縱向設置的第二直線導軌副可滑動地支 撐在第二導軌上的移動座，移動座上裝有電機，電機的輸出軸連接有齒輪，齒輪與固裝在第 二導軌上的縱向齒條嚙合傳動；移動座連接有支桿二，支桿二下端在垂向上依次固接有三 分力傳感器二、安裝板二，安裝板二用來連接船模二。
[0005] 其進一步技術方案為： 所述滑座通過回轉機構與支桿一連接，所述回轉機構包括可嚙合傳動的渦輪與蝸桿， 蝸桿橫向布置，渦輪與蝸桿分別通過軸承裝置可轉動地安裝在滑座上，渦輪與支桿一固接。
[0006] 所述回轉機構與支桿一之間連接有升降機構，所述升降機構包括固定座，固定座 固裝在渦輪上，固定座上設有垂向布置的第二滾珠絲桿副，第二滾珠絲桿副的螺母二通過 升降導向套與支桿一固接。
[0007] 所述移動座上設有垂向布置的第三滾珠絲桿副，第三滾珠絲桿副的螺母三與支桿 二固接。
[0008] 本發明的技術效果： 本發明通過在拖車上安裝縱向布置的導軌，在不同的導軌上通過拖曳機構安裝船模， 拖曳機構上設置水動力性能測量傳感器，由此可以實現多個船模相對位置固定且航行速度 相同下的水動力性能的測量；進一步通過在其中一個或多個船模的拖曳機構中設置由伺服 電機驅動的齒輪齒條傳動系統，可以實現船模在拖車前進方向上運動的疊加，使得相鄰航 行的船模的運動速度不同，由此，可以測量不同航行速度下相鄰航行的船模的水動力性能； 進一步通過在其中一個或多個船模的拖曳機構中設置橫向直線運動機構以及回轉運動機 構，可以實現相鄰航行的船模橫向間距以及該拖曳機構中船模的偏航角的調節，由此實現 相鄰航行的船模的相對位置的調節，結合其他船模拖曳機構中設置的在導軌上的縱向直線 運動機構，可以實現船相鄰航行的船模在不同相對位置下以相同速度航行或不同速度航行 時的水動力性能的測量，用于多船間水動力干擾性能的全面研究。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0010] 圖2為本發明所述船模一的拖曳機構的結構示意圖。
[0011] 圖3為本發明所述船模一的拖曳機構的側視結構示意圖，圖示為半剖視圖。
[0012] 圖4為圖1中A部放大圖。
[0013] 圖5為本發明所述船模二的拖曳機構的結構示意圖。
[0014] 其中：1、第一導軌；2、第二導軌；3、船模一；4、船模二；5、基座；6、滑座；7、第一滾 珠絲桿副；701、絲桿一；702、螺母一；8、第一直線導軌副；9、支桿一；10、三分力傳感器一； 11、安裝板一；12、第二直線導軌副；13、移動座；14、電機；15、齒輪；16、齒條；17、支桿二； 18、三分力傳感器二；19、安裝板二；20、渦輪；21、蝸桿；22、固定座；23、第二滾珠絲桿副； 231、螺母二；232、絲桿二；24、升降導向套；25、第三滾珠絲桿副；251、螺母三；252、絲桿三； 26、鎖緊螺栓；27、手輪一；28、手輪二；29、手輪三29 ; 30、手輪四。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖，說明本發明的【具體實施方式】。
[0016] 見圖1，本發明包括固裝在拖曳水池拖車上的兩個第一導軌1及一個第二導軌2， 第一導軌1和第二導軌2均縱向布置，兩個第一導軌1上橫跨裝有船模一 3的拖曳機構，第 二導軌2上裝有船模二4的拖曳機構，其中： 見圖1、圖2、圖3,所述船模一 3的拖曳機構的結構如下：包括橫跨并固定支撐在兩個 第一導軌1上的基座5,具體地，基座5通過鎖緊螺栓26鎖緊在第一道貴1上，滑座6通過 橫向設置的第一滾珠絲桿副7和第一直線導軌副8可滑動地支撐在基座5上，第一滾珠絲 桿副7中的絲桿一 701通過軸承組件可轉動地支撐在基座5上，第一滾珠絲桿副7中的螺 母一 702與滑座6固接，絲桿一 701可由常規的手動驅動或電機驅動，圖3中所示，絲桿一 701由手輪一 27手動驅動；滑座6連接有支桿一 9,支桿一 9下端在垂向上依次固接有三分 力傳感器一 10、安裝板一 11，安裝板一 11用來連接船模一 3,通過驅動第一滾珠絲桿副7帶 動滑座6沿著基座5橫向直線運動，繼而實現支桿一 9下方的船模一 3的橫向運動，由此可 以實現船模一 3與船模二4的橫向間距B的調節，三分力傳感器一 10用于測量船模一 3在 運動過程中的縱向力、橫向力及偏航力矩。
[0017] 進一步地，見圖2、圖3,所述滑座6通過回轉機構與支桿一 9連接，所述回轉機構 包括可嚙合傳動的渦輪20與蝸桿21，蝸桿21橫向布置，渦輪20與蝸桿21分別通過軸承裝 置可轉動地安裝在滑座6上，渦輪20與支桿一 9固接，蝸桿21可由常規的手動驅動或電機 驅動，圖3中所示，蝸桿21由手輪二28手動驅動，通過驅動蝸桿21帶動渦輪20轉動，繼而 實現支桿一 9下方的船模一 3的回轉運動，由此可以實現船模一 3與拖車前進方向的之間 的夾角的調整，即偏航角β的調節。
[0018] 進一步地，見圖2、圖3,所述回轉機構與支桿一 9之間連接有升降機構，所述升降 機構包括固定座22，固定座22固裝在渦輪20的內環上，渦輪20轉動時，所述升降機構隨渦 輪20 -同轉動，固定座22上設有垂向布置的第二滾珠絲桿副23,第二滾珠絲桿副23的螺 母二231通過升降導向套24與支桿一 9固接，第二滾珠絲桿副23中的絲桿二232通過軸 承組件可轉動地支撐在固定座22上，第二滾珠絲桿副23中的螺母二231與升降導向套24 固接，絲桿二232可由常規的手動驅動或電機驅動，圖3中所示，絲桿二232由手輪三29手 動驅動，通過驅動第二滾珠絲桿副23帶動支桿一 9、三分力傳感器一 10、船模一 3沿垂向直 線運動，便于船模一 3的安裝以及安裝時確保三分力傳感器一 10的安全。
[0019] 見圖1、圖4、圖5,所述船模二4的拖曳機構的結構如下：包括通過縱向設置的第 二直線導軌副12可滑動地支撐在第二導軌2上的移動座13,移動座13上裝有電機14,電 機14的輸出軸連接有齒輪15,齒輪15與固裝在第二導軌2上的縱向齒條16嚙合傳動；移 動座13連接有支桿二17,支桿二17下端在垂向上依次固接有三分力傳感器二18、安裝板 二19,安裝板二19用來連接船模二4,通過電機14驅動齒輪15,通過齒輪15與齒條16的 嚙合傳動，實現移動座13沿著第二導軌2縱向直線運動，繼而實現支桿二17下方的船模二 4的沿第二導軌2縱向的直線運動，由此可以實現船模二4在拖車前進方向上的運動疊加， 三分力傳感器二18用于測量船模二4在運動過程中的縱向力、橫向力及偏航力矩。
[0020] 進一步地，見圖4、圖5,所述移動座13上設有垂向布置的第三滾珠絲桿副25,第三 滾珠絲桿副25的螺母二251與支桿二17固接，第三滾珠絲桿副25中的絲桿三252通過軸 承組件可轉動地支撐在移動座13上，絲桿三252可由常規的手動驅動或電機驅動，圖5中 所示，絲桿三252由手輪四30手動驅動，通過驅動第三滾珠絲桿副25帶動支桿二17、三分 力傳感器二18、船模二4沿垂向直線運動，便于船模二4的安裝以及安裝時確保三分力傳感 器二18的安全。
[0021] 本發明所述縱向，指與拖車的前進方向平行的方向。
[0022] 測量前，根據試驗所需的縱向間距L及橫向間距Β確定船模一 3的拖曳機構和船 模二2的拖曳機構在第一導軌1和第二導軌2上的安裝位置，所述連個拖曳機構固定好后， 則船模一 3與船模二4的縱向間距L及橫向間距Β確定，試驗開始后，拖車帶動第一導軌1、 第二導軌2以及所述兩個拖曳機構一同沿著安裝在水池上的拖車軌道縱向運動，此時，船 模一 3、船模二4的運動速度相同，均等于拖車的運動速度，可以通過兩個三分力傳感器分 別測量船模一 3、船模二4在相對位置固定且相同航行速度下的水動力性能。
[0023] 在兩個船模隨著拖車一同運動的過程中，啟動電機14,通過齒輪15與齒條16的嚙 合傳動，帶動船模二4沿第二導軌2縱向做直線運動，此時，船模一 3的運動速度仍然等于 拖車運動速度，而船模二4的運動速度為拖車運動速度與電機14驅動船模二4在第二導軌 2上的運動速度之和，此時，縱向間距L所時間變化，在二者的橫向間距B不變的情況下，則 可以通過兩個三分力傳感器分別測量船模一 3、船模二4在不同航行速度下的水動力性能。
[0024] 通過驅動船模一 3的拖曳機構中的第一滾珠絲桿副7,可以調節船模一 3與船模二 4橫向間距B、通過驅動船模一 3的拖曳機構中的渦輪20與蝸桿21可以調節船模一 3與拖 車前進方向的之間的夾角β，由此可以實現船模一 3與船模4相對位置的調節，結合船模 二4的拖曳機構中設置的驅動船模二4在第二導軌2上直線運動的齒輪齒條傳動系統，利 用所述兩個三分力傳感器，可以實現船模一 3與船模二4在不同相對位置下以相同速度航 行或不同速度航行時的水動力性能的測量，用于兩船間水動力干擾性能的研究。根據實驗 的需要，本發明同樣適用于多船，只需要在拖車下安裝用于安裝船模的縱向導軌，并且在導 軌上安裝本發明所述兩套拖曳機構中的任意一套，用來拖曳增加的船模即可。
[0025] 以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的范圍參見權利 要求，在本發明的保護范圍之內，可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1. 多船間水動力干擾測量裝置，其特征在于：包括固裝在拖車上的兩個第一導軌（1) 及一個第二導軌（2)，第一導軌（1)和第二導軌（2)均縱向布置，兩個第一導軌（1)上橫跨裝 有船模一（3)的拖曳機構，第二導軌（2)上裝有船模二（4)的拖曳機構，其中 ： 所述船模一（3)的拖曳機構的結構如下：包括橫跨并固定支撐在兩個第一導軌（1)上 的基座（5)，滑座（6)通過橫向設置的第一滾珠絲桿副（7)和第一直線導軌副（8)可滑動地 支撐在基座（5 )上；滑座（6 )連接有支桿一（9 )，支桿一（9 )下端在垂向上依次固接有三分 力傳感器一（10 )、安裝板一（11)，安裝板一（11)用來連接船模一（3 ); 所述船模二（4)的拖曳機構的結構如下：包括通過縱向設置的第二直線導軌副（12)可 滑動地支撐在第二導軌（2)上的移動座（13)，移動座（13)上裝有電機（14)，電機（14)的輸 出軸連接有齒輪（15 )，齒輪（15 )與固裝在第二導軌（2 )上的縱向齒條（16 )嚙合傳動；移動 座（13)連接有支桿二（17)，支桿二（17)下端在垂向上依次固接有三分力傳感器二（18)、安 裝板二（19 )，安裝板二（19 )用來連接船模二（4 )。
2. 按權利要求1所述的多船間水動力干擾測量裝置，其特征在于：所述滑座（6)通過 回轉機構與支桿一（9)連接，所述回轉機構包括可嚙合傳動的渦輪（20)與蝸桿（21)，蝸桿 (21)橫向布置，渦輪（20)與蝸桿（21)分別通過軸承裝置可轉動地安裝在滑座（6)上，渦輪 (20)與支桿一（9)固接。
3. 按權利要求2所述的多船間水動力干擾測量裝置，其特征在于：所述回轉機構與 支桿一（9)之間連接有升降機構，所述升降機構包括固定座（22)，固定座（22)固裝在渦輪 (20)上，固定座（22)上設有垂向布置的第二滾珠絲桿副（23)，第二滾珠絲桿副（23)的螺母 二（231)通過升降導向套（24)與支桿一（9)固接。
4. 按權利要求1至3任一權利要求所述的多船間水動力干擾測量裝置，其特征在于： 所述移動座（13)上設有垂向布置的第三滾珠絲桿副（25)，第三滾珠絲桿副（25)的螺母三 (251)與支桿二（17)固接。
【文檔編號】G01M10/00GK104111159SQ201410362445
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】朱建良, 韓陽, 許國偉, 胡科, 匡曉峰 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所
專業數控銑床產品供應商
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