[发明专利]水下吊舱或舵桨推进装置模型驱动及推力、扭矩测试系统

说明书

本发明公开了水下吊舱(舵桨)推进装置模型的驱动及推力、扭矩测试系统，适用于采用吊舱(舵桨)的舰船或水下潜器模型推进性能试验，包括驱动模块、测量模块和传输模块。驱动模块采用高功率密度、可工作于水下环境的高效直流电机，转速控制精度要求高；电机旋转轴连接测量模块。测量模块另一端连接螺旋桨，测量模块的应变片微应变直接反映螺旋桨的性能特征，消除了密封圈、齿轮等部件摩擦的影响；传输模块通过非接触耦合方式传输信号和测量模块的应变片全桥线路的输入电压。本发明的技术方案结构精巧、设计紧凑，能够满足新颖外形吊舱推进器的模型试验要求。

技术领域

本发明属于试验技术领域，涉及一种水下吊舱(舵桨)推进装置模型，具体涉及水下吊舱(舵桨)推进装置模型的驱动及推力、扭矩测试系统。

背景技术

吊舱推进器是一种集推进和操纵功能于一体的新型舰船推进装置，通过位于舱体中的电机直接驱动螺旋桨从而推动舰船运动，吊舱推进器可以整体绕竖直轴旋转360°，控制船舶的操纵性能。

吊舱推进器水动力性能模型试验往往采用垂直传动轴加直角齿轮驱动螺旋桨的方式，结合推力、扭矩动力仪测量推进器水动力特性，通过滑环传输测试数据。这类测试装置的传动轴与桨轴的位置和角度都已固化，一些新颖外形的吊舱推进器模型由于尺度的限制无法采用这类测试装置进行试验。采用新颖外形吊舱推进器的舰船越来越多，试验装置结构上的缺陷使得这类舰船无法开展模型试验，影响了这类舰船的水动力性能预报。

发明专利内容

本发明专利的目的在于提供一种新型吊舱推进模型驱动动力及水动力测量仪器，用于水下吊舱(舵桨、潜器)推进装置模型的驱动及其推力、扭矩的测量以及数据采集、传输的测试系统。

本发明是技术方案据以如下：

水下吊舱(舵桨)推进装置模型驱动及推力、扭矩测试系统，适用于采用吊舱(舵桨)的舰船或水下潜器的模型推进试验中为水下吊舱(舵桨)或潜器推进装置的模型提供集直接的驱动模式、无摩擦的推力扭矩测量手段以及非接触耦合式数据传输于一体的测试系统，包括驱动模块、推力扭矩测量模块和数据传输模块，所述驱动模块提供推进器动力输入，使其产生旋转运动，所述测量模块实时测量推进器产生的推力、扭矩应变信号，所述传输模块给测量模块提供电源，同时接受测量模块的数据。

优选的：所述驱动模块采用高功率密度、可工作于水下环境的高效永磁直流电机，所述电机直接驱动螺旋桨。

优选的：所述测量模块一端连接电机旋转轴，另一端连接螺旋桨。

优选的：所述传输模块采用非接触耦合方式。

优选的：所述驱动模块的电机旋转轴通过接口与所述测量模块相连，所述电机壳体设计有纵向和周向定位结构。

优选的：所述测量模块应变片全桥线路的输入电压通过所述传输模块的非接触耦合方式提供，所述应变片的微应变信号经过放大器处理输入到所述传输模块的调制线路，所述应变片直接测量推进器的推力、扭矩。

优选的：所述传输模块将旋转部件中的信号数据传输到固定部件，耦合线路固定部分与电机端部的接口相连，旋转部分与测量模块相连。

优选的：所述传输模块一方面通过非接触耦合方式给测量模块的应变片全桥线路提供输入电压，另一方面接受所述测量模块的测试数据。

本发明专利由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的优点是：

(1)通过电机直接驱动推进器，取消了传统动力仪垂直传动轴和齿轮箱，消除了垂直传动轴、齿轮箱角度位置对吊舱推进器模型外形的限制，适用性更广，各种新颖外形的吊舱推进器(舵桨、潜器)都可以采用该技术进行模型推进试验；

(2)测量模块直接和推进器连接，消除了密封圈、齿轮等机构的摩擦影响，推力、扭矩测量值直接反映了推进器的性能；