[发明专利]一种凸轮机构式船舶晃荡模拟装置

说明书

一种凸轮机构式船舶晃荡模拟装置，包括：机架，控制终端，船模型，船模型底部设置有磁铁，船模型内部设置有检测黑盒；实验舱，内部填充模拟环境液体和船模型，与顶杆通过安装在实验舱侧面的球面副连接，与侧面转轴通过设置在与实验舱另一侧的侧面轴承连接；从动轮；顶杆，顶部与实验舱侧面通过球面副连接，底部与从动轮铰接；限位导轨，与机架固定连接；动力凸轮组，设置在从动轮下方，与从动轮滑动连接与机架固定连接；至少一组机架轴承，设置在机架上与侧面转轴连接；侧面转轴，与机架轴承连接；侧面轴承，中间穿过侧面转轴，实验舱固定连接；检测黑盒。本发明组成结构少使用寿命长，采用凸轮结构方便切换不同的船舶晃荡模拟运动。

技术领域

本设备涉及船舶模型模拟装置，具体涉及一种凸轮机构式船舶晃荡模拟装置。

背景技术

目前已有不少船舶晃荡模拟装置，如船舶二自由度运动平台、船舶四自由度运动平台、船舶六自由度运动平台等，其结构紧凑、承载能力强和刚度好、误差较小、动力学性能较好等，但是也存在组成结构繁多，操作复杂、制作成本高等不足，而且还需要结合机器人技术、机床技术、计算机数字控制技术、振动控制技术多坐标数控编程等多项技术；涉及领域又有位置正解、灵活度、工作空间、刚度和精确度、动力学建模和优化、控制算法、数控编程、测量标定、制造工艺以及工程应用等诸多方面，使得这些运动平台非常复杂，限制了这些船舶晃荡模拟装置的应用。

中国公开专利号CN 201510205730.X，公开日2015年7月8日，发明名称一种液舱晃荡实验装置公开了一种属于船舶液舱晃荡实验设备技术领域，涉及一种多功能液舱晃荡实验装置，由滑块、滚珠丝杠组成的滑动机构放置在箱体上，并通过齿轮与伺服电机相连接，由两块带有孔的扁钢固定于箱体两侧，由带相同孔径的摇杆通过调节杆放置支架上，同时下端插入滑块上的球铰中，上端拖盘或滑块上放置水槽，波高传感器置于水槽中，并与无线发射模块相连接构成无线发射装置，数据采集模块、无线接收装置和计算机连接共同组 成信号接收装置 ；能进行液舱横摇、横荡、横摇与横荡相互耦合运动的模拟，能够在一定范围内改变运动的幅值与频率，满足不同测量目的的要求。

但是其不足之处是船舶晃荡模拟装置组成复杂，对输出波形的控制通过波形发生器产生对动力电机要求较高。

发明内容

本发明是针对现有现有船舶晃荡模拟装置组成结构复杂、成本高、实现步骤复杂而设计了一种采用凸轮机构的简易船舶晃荡模拟装置。

一种凸轮机构式船舶晃荡模拟装置，包括：机架，控制终端，带磁铁的船模型，按着缩尺比制作的放入密封空心椭球体实验舱的船模型，船模型底部设置有磁铁，船模型内部设置有检测黑盒；可打开的密封空心椭球体实验舱，内部填充模拟环境液体以及安置带磁铁的船模型，与顶杆通过安装在实验舱侧面的球面副连接，与侧面转轴通过设置在与实验舱另一侧的侧面轴承连接；从动轮，与动力凸轮组滑动连接与顶杆底端铰接；顶杆，顶部与可打开的密封空心椭球体实验舱侧面通过球面副连接，底部与从动轮铰接；限位导轨设置在可打开的密封空心椭球体实验舱侧面下方，与机架固定连接，与顶杆滑动连接；动力凸轮组，设置在从动轮下方，与从动轮滑动连接与机架固定连接；至少一组机架轴承，设置在机架上与侧面转轴连接；侧面转轴，设置在可打开的密封空心椭球体实验舱的侧面，并穿过侧面轴承，与机架轴承连接；侧面轴承，安装在可打开的密封空心椭球体实验舱的侧面，中间穿过侧面转轴，与可打开的密封空心椭球体实验舱固定连接；用于检测试验过程中产生的船舶晃荡数据的检测黑盒，设置在带磁铁的船模型内部，与带磁铁的船模型可拆卸连接。

试验开始时，打开可打开的密封空心椭球体实验舱并往里面注入一半的模拟液体，所述的模拟液体根据需要模拟的环境不同分为盐水和淡水；待液体填充完毕，往可打开的密封空心椭球体实验舱中央放入船模型，所述的船模型底部设置有磁铁，内部安置好检测黑盒；关闭可打开的密封空心椭球体实验舱并操作控制终端进行试验。

试验结束时，打开可打开的密封空心椭球体实验舱从里面取出船模型并取出检测黑盒，把黑盒连接至个人电脑对检测到的数据进行分析得出船舶晃荡实验结果。