[发明专利]一种摆线推进器试验装置

说明书

本发明一种摆线推进器试验装置，包括船体平台，船体平台的正下方平行船底板，船体平台上设有第一电机，第一电机的下端面与第一电机轴同轴连接，第一电机轴自上而下依次套设有第一连接件、转速传感器以及第一转矩传感器，第一连接件上端面的两端均设有推力感应器，第一电机轴的底部与嵌设于船底板内的转动圆盘固定连接，转动圆盘的上方等间距设有若干第二电机，若干第二电机的下端面均通过第二连接件与转动圆盘固定连接，若干第二电机的下端面中心处均与第二电机轴同轴连接，若干第二电机轴均自上而下依次套设有角度传感器和第二转矩传感器，若干第二电机轴的底部均与叶片轮固定连接；本发明具有结构可靠、运行稳定、运动模拟及测量精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种摆线推进器试验装置，尤其涉及一种用于摆线推进器模型的水动力性能测试方法。

背景技术

摆线推进器是一种特种船用推进器，兼有推进和操纵的功能，由一组向下伸出船体并与船体表面相垂直的叶片组成，叶片的剖面一般是机翼形式；在推进器运行过程中，叶片围绕位于旋转平面中心并垂直于旋转平面的轴线公转，同时整体随船进行直线运动，在大地坐标系下，叶片的运动轨迹是摆线；叶片在公转的同时，受到偏心机构的作用，以一定的规律围绕沿着过剖面弦长中点平行于展向的轴线自转；旋转平面内存在一个控制点，在叶片自转的过程中，机翼剖面的鼻尾线与控制点到鼻尾线中点的连线垂直，随着控制点位置的变化，所有叶片的合力可以朝向水平面360°范围内的任意方向，因此同时具备推进和操纵的功能，并具有减小船舶摇荡的效果；从叶片运行轨迹的角度，该推进器被称为摆线推进器；从叶片外形的角度，也被称为直翼推进器；摆线推进器的优点是操纵性能优异，缺点是推进效率较低、机械结构复杂、桨叶易与异物相碰而损坏等。

摆线推进器的偏心率是控制点到旋转中心的距离与公转半径之比，其实船应用一般是采用偏心轮连杆机构或齿轮机构来对偏心率和偏心方向进行控制；在摆线推进器的设计阶段，往往采用缩比模型，应用模型试验的方法对摆线推进器的水动力性能进行测试；常规的摆线推进器模型试验方法是采用偏心轮连杆机构或齿轮机构实现对推进器的驱动，转矩的测量包含了机械装置的部分，由于模型尺度和实船尺度机械构造的差异以及安装配合等因素，使得难以将模型尺度下机械装置的转矩换算到实船尺度，所以转矩无法直接测量是现有测试方法的一个缺点。

综上，现有摆线推进器的水动力性能模型测试普遍存在以下问题：1.推进器的转矩难以直接测量；2.摆线推进器叶片运动控制精度不高。

因此，在现有摆线推进器模型的水动力性能测试中，实现转矩的直接测量以及提高叶片运动控制精度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决现有摆线推进器模型的水动力性能测试，难以将模型尺度机械装置的转矩换算到实船尺度以及摆线推进器叶片运动控制精度不高等问题，提供了用于摆线推进器模型水动力测试的试验装置以及测试方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供了一种摆线推进器试验装置，包括船体2和设置于所述船体2内的船体平台1，所述船体平台1上嵌设有第一电机3，其特征在于，所述第一电机3的第一电机轴4上自上而下依次套设有第一连接件5、转速传感器6以及第一转矩传感器7，所述第一连接件5上端面设有若干推力感应器8；所述船体2的底板上活动嵌设有转动圆盘10，所述转动圆盘10与所述第一电机轴4的下端固定连接，所述转动圆盘10的下端面等距设置有若干转动桨15，所述转动桨15的上端穿过所述转动圆盘10与固定在所述转动圆盘10上端面的若干第二电机11的第二电机轴12连接；所述第二电机轴12上自上而下依次套设有角度传感器13和第二转矩传感器14；所述转速传感器6、第一转矩传感器7、若干推力感应器8、角度传感器13以及第二转矩传感器14分别与数据处理终端连接并将数据传输至所述数据处理终端，并将所述数据进行处理后与理论值之差作为修正值，将所述修正值反馈到下一时刻的所述第一电机3和第二电机11实现高精度运动相似。