[实用新型]斜浪中阻力增加测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水动力性能测试技术领域，具体涉及船模在波浪中的阻力增加、升沉位移、纵摇、横摇姿态变化等水动力性能试验的测量装置，尤其涉及能够同时测量船模在斜浪中的阻力增加及耐波性能的装置。

背景技术

 船模在波浪中的的水动力性能测量是水面运输工具结构和性能研究的重要内容之一，水动力性能的测量试验中，最典型的方式是水池模型试验，其中船模在波浪中的阻力增加性能试验、船模耐波性试验较为常见。船模在波浪中的阻力增加试验是为了获得船模在不同航速波浪中的阻力增加传递函数，预报实船在不同海况中波浪阻力增加平均值及失速值，船模耐波性试验是为了获得船模在静水、规则波和不规则波中的横摇、纵摇、垂荡运动的频率响应函数，据此预报实船的运动响应情况。现有技术中，也有直接在拖曳水池中进行的船模耐波性能试验中的升沉杆上安装阻力测量装置，由此能够同时测量船模在波浪中的阻力和耐波性能。现有的在拖曳水池中进行的船模耐波性能试验主要是利用可升降的竖杆，将竖杆的升沉变化转变为竖杆上下两端的拉线的垂向运动，并进而带动一从动轮转动，由此带动线位移传感器转轴转动，线位移传感器的感应值发生变化，纵摇及横摇姿态的变化是通过竖杆下端连接的扇齿轮带动角位移传感器转轴上的圆柱齿轮转动，从而使相应角位移传感器的角度感应发生变化，由此实现垂荡、横摇、纵摇运动的测量，这种在拖曳水池中进行的船模耐波性能试验装置仍然存在以下缺陷：第一，采用升沉杆单杆拖曳船模，在斜浪中，无法确保船模的航向，而且船舶在斜浪中航行时,其横摇运动同时承受外激励和参数激励,在这种参强激励作用下,也可能导致船舶大幅横摇甚至倾覆，目前大多数拖曳水池不具备完成斜浪中船模阻力增加测量的能力，大多拖曳水池只能进行迎浪或顺浪两种航向的船模耐波性试验；第二，纵摇及横摇运动的测量均是将其转换为相应角位移传感器角度感应来实现，但是使相应角位移传感器的转轴转动的传动中，需要先带动扇齿轮转动，再由扇齿轮带动圆齿轮转动，然后由圆齿轮带动角位移传感器转轴转动，其中间环节较多，且齿轮传动存在的齿隙误差均会影响整个装置的测量精度；第三，竖杆的升降采用滚轮导向的结构，滚动轮导向结构复杂，且导向的精度较差；第四，船模的纵荡运动完全由水池中的波浪决定，不能对船模的纵荡运动范围进行调节。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种斜浪中阻力增加测量装置，其能够实现船模在斜浪中的多种水动力性能的测量，测量可靠，且结构简单。

本实用新型的技术方案如下：

斜浪中阻力增加测量装置，包括两侧带有对称立柱的支架，水平轴贯穿并支撑在两个立柱上，且水平轴的一端沿一侧立柱的外侧向外延伸，位于两个立柱之间的水平轴的轴段的中心位置处套设有支撑座一，升降杆贯穿支撑座一并与支撑座一滑动连接，升降杆上连接有船模垂荡运动的测量机构，升降杆的下端装有测阻传感器，测阻传感器下方通过十字联轴节一连接有船模横摇和纵摇运动的测量机构；水平轴向一侧立柱外侧延伸的轴段上套设有支撑座二，导航杆贯穿支撑座二并与支撑座二滑动连接，导航杆的下端连接有十字联轴节二，十字联轴节一及十字联轴节二分别通过一个活动连接底座固定支撑在船模连接板上，船模连接板与船模固定连接；钢丝绳一端固定在立柱上端，钢丝绳的另一端连接预紧弹簧后绕过定滑轮，并与支撑座一连接，定滑轮设在立柱的下端，两个立柱上对称设有钢丝绳。

其进一步技术方案为：

所述船模垂荡运动的测量机构包括固接在升降杆上的竖向齿条，齿条与齿轮啮合，齿轮的安装轴与垂荡编码器的伸出轴传动连接，齿轮的安装轴通过轴承支撑在支撑座一上，垂荡编码器通过垂荡支座装在支撑座一上；所述船模纵摇运动的测量机构包括纵摇编码器，纵摇编码器通过纵摇支座装在活动连接底座的活动耳板上，纵摇编码器的伸出轴与纵轴传动连接，纵轴另一端依次穿过活动耳板、框架座后与十字联轴节一的纵向安装孔连接，纵轴通过轴承装在活动耳板上；所述船模横摇运动的测量机构包括横摇编码器，横摇编码器通过横摇支座装在框架座上，横摇编码器的伸出轴与横轴传动连接，横轴另一端穿过框架座后与十字联轴节一的横向安装孔连接，横轴通过轴承装在框架座上。

所述升降杆的外部套装有直线轴承一，导航杆的外部套装有直线轴承二，直线轴承一及直线轴承二分别固定支撑在支撑座一、支撑座二上。

所述预紧弹簧上连接有拉力传感器。

所述水平轴向一侧立柱外侧延伸的轴段上设有防撞垫，防撞垫与立柱连接。

本实用新型的技术效果：