[发明专利]一种二维甲板上浪实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程实验领域，尤其涉及一种二维甲板上浪实验装置。

背景技术

在恶劣海况下，船舶等海洋结构物将发生大幅运动，甲板上浪现象十分普遍。涌上甲板的海浪将对海洋结构物上层建筑、稳性、操纵性造成巨大的影响。对于小型船舶，如果海水涌入船舱内，船舶甚至有可能发生倾覆。因此，甲板上浪是船舶与海洋工程领域的一个研究热点。

实验研究作为一种直接有效的研究手段，对甲板上浪问题有着良好的适用性。目前，甲板上浪实验可分为三维甲板上浪实验和二维甲板上浪实验。三维甲板上浪实验主要是研究实际海洋结构物在复杂波浪环境中的运动及甲板上浪情况。二维甲板上浪主要是用于验证算法的可靠性及甲板上浪发生机理。但是，过去的实验装置往往只能测量位移或者压力单一变量。这极大的限制了实验的研究范围及提高实验费用。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构简单、制作和操作方便、测量精度高、稳定性好的二维甲板上浪实验装置。

本发明的目的是这样实现的：包括基座、浮箱、小车系统和测量系统，所述小车系统包括安装在基座两端的两条直线导轨和通过底部设置的四个滑块对称安装在直线导轨上的滑车，所述滑车上对称设置有两个通孔，第一光轴和第二光轴分别通过滚珠套筒安装在两个通孔里，第一光轴和第二光轴的下端分别连接有鱼眼接头，浮箱通过两端设置的转轴分别与两个鱼眼接头的鱼眼端连接，所述测量系统包括设置在浮箱上端的姿态传感器、通过肋板安装在滑车上的垂向位移传感器和通过卡槽固定安装在基座上的水平位移传感器，垂向位移传感器上还固连有传感器滑块，传感器滑块通过卡子套装在第一光轴的上端，水平位移传感器的输出端与滑车固定连接，姿态位移传感器、垂向位移传感器和水平位移传感器分别通过导线与外部电路的计算机、数据采集器和稳压直流电源连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.卡槽与底板、卡槽与水平位移传感器之间通过胶水固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，制作和操作方便，运动精度高，稳定性好，易于控制，测量精度高，能够模拟不同波浪下的甲板上浪情况，特别是在孤立波甲板上浪模拟中表现出色，可以更好的满足实验对于甲板上浪模拟的需求，具有良好的实用和市场价值。本发明的各单元通过基座紧密的联系在一起。当波浪前进遇到浮箱时，浮箱将产生深沉、横摇等运动。通过光轴，浮箱运动将传递至滑车上。采集光轴的垂向运动和滑车的水平运动，便可得到浮箱的运动情况。通过固定于浮箱顶端的姿态传感器可以测量浮箱横摇运动情况。根据来波的不同，便可测量不同波浪环境下，浮箱的甲板上浪情况。通过固定于箱体内的压力传感器便实现位移与压力的同时测量。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的小车系统的结构示意图；

图5是本发明的垂向位移传感器的结构示意图；

图6是本发明的水平位移传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图6，本发明包括基座1、浮箱14、小车系统和测量系统，所述小车系统包括安装在基座1两端的两条直线导轨12和通过底部设置的四个滑块15对称安装在直线导轨12上的滑车18，所述滑车18上对称设置有两个通孔，第一光轴8-1和第二光轴8-2分别通过滚珠套筒19安装在两个通孔里，也即两个光轴通过滚珠轴套19与滑车18相连，第一光轴8-1和第二光轴8-2的下端分别连接有鱼眼接头16，浮箱14通过两端设置的转轴17分别与两个鱼眼接头16的鱼眼端连接，所述测量系统包括设置在浮箱14上端的姿态传感器13、通过肋板11安装在滑车18上的垂向位移传感器9和通过卡槽5固定安装在基座1上的水平位移传感器6，垂向位移传感器9上还固连有传感器滑块10，传感器滑块10通过卡子7套装在第一光轴8-1的上端，水平位移传感器6的输出端与滑车18固定连接，也即水平位移传感器6的输出端通过螺纹20与滑车连接，姿态位移传感器13、垂向位移传感器9和水平位移传感器6分别通过导线与外部电路的计算机3、数据采集器4和稳压直流电源2连接。并且卡槽5与底板1、卡槽5与水平位移传感器6之间通过胶水固定连接。