[发明专利]一种三体船分段式载荷实验装置

权利要求书

1.一种三体船分段式载荷实验装置，其特征在于，包括三船体，所述三船体包括主体、分别设置在所述主体中部两侧的湿甲板、设置在所述湿甲板外部的片体、设置在所述主体尾部并驱动所述三船体航行的两个喷水推进系统；

所述三船体从所述三船体的前端至尾端纵向依次分为八段，分别为L1纵段、L2纵段、L3纵段、L4纵段、L5纵段、L6纵段、L7纵段和L8纵段，且所述片体及所述湿甲板所在处设置在L6纵段、L7纵段和L8纵段内；每相临两纵段之间用硅胶布和硫化硅橡胶进行密封；

所述主体沿所述主体的中轴线布置有纵向测量梁系统，所述纵向测量梁系统包括多个纵向测量梁组，多个纵向测量梁组中的部分设置在相临两纵段之间，剩余的纵向测量梁组设置在所述L6纵段中两组和L7纵段内两组，且分别设置在所述L6纵段和L7纵段中的两个纵向测量梁组沿所述主体的中轴线对称设置；所述纵向测量梁组包括纵向测量梁Ⅰ，设置在相临两纵段的纵向测量梁Ⅰ的两端分别通过固定装置Ⅰ固定在相临两纵段内，且其轴线与所述主体的中轴线重合；设置在相临两纵段之间的纵向测量梁Ⅰ上设有应变片，设置在所述L6纵段内的纵向测量梁Ⅰ的两端均通过所述固定装置Ⅰ固定在L6纵段内，且其轴线与所述主体的中轴线平行；设置在所述L7纵段内的纵向测量梁Ⅰ的两端均通过所述固定装置Ⅰ固定在L7纵段内，且其轴线与所述主体的中轴线平行；

所述三船体沿所述主体与所述湿甲板之间的分界线分割为三段，分割后在L6纵段中的部分为H1横段、H2横段和H3横段，在L7纵段中的部分为H4横段、H5横段和H6横段，在L8纵段中的部分为H7横段、H8横段和H9横段，其中H2横段、H5横段和H8横段在所述主体中，每相临两横段之间用硅胶布和硫化硅橡胶进行密封；

在所述L6纵段、L7纵段和L8纵段内设有横向测量梁系统Ⅰ或横向测量梁系统Ⅱ；

横向测量梁系统Ⅰ包括多个横向测量梁组，且多个所述横向测量梁组分别固定在所述H1横段与所述H2横段之间、所述H2横段与H3横段之间、所述H4横段与所述H5横段之间、所述H5横段与所述H6横段之间、所述H7横段与所述H8横段之间、所述H8横段与所述H9横段之间、所述H2横段内、所述H5横段内和所述H8横段内；所述横向测量梁组包括横向测量梁，设置在所述H1横段与所述H2横段之间、所述H2横段与H3横段之间、所述H4横段与所述H5横段之间、所述H5横段与所述H6横段之间、所述H7横段与所述H8横段之间、所述H8横段与所述H9横段之间的横向测量梁上贴有应变片；

设置在所述H1横段与所述H2横段之间的横向测量梁的两端分别通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H1横段内和所述H2横段内，设置在所述H2横段内的横向测量梁的两端均通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H2横段内，设置在所述H2横段与所述H3横段之间的横向测量梁的两端分别固定在所述H2横段内和所述H3横段内，且设置在H1横段与所述H2横段之间的横向测量梁的轴线、设置在所述H2横段内的横向测量梁的轴线、设置在所述H2横段与所述H3横段之间的横向测量梁的轴线重合，且均垂直于所述主体的中轴线，设置在所述H2横段内的横向测量梁设置在所述L6纵段的中间；

设置在所述H4横段与所述H5横段之间的横向测量梁的两端分别通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H4横段内和所述H5横段内，设置在所述H5横段内的横向测量梁的两端均通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H5横段内，设置在所述H5横段与所述H6横段之间的横向测量梁的两端分别固定在所述H5横段内和所述H6横段内，且设置在H4横段与所述H5横段之间的横向测量梁的轴线、设置在所述H5横段内的横向测量梁的轴线、设置在所述H5横段与所述H6横段之间的横向测量梁的轴线重合，且均垂直于所述主体的中轴线，设置在所述H5横段内的横向测量梁设置在所述L7纵段的中间；

设置在所述H7横段与所述H8横段之间的横向测量梁的两端分别通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H7横段内和所述H8横段内，设置在所述H8横段内的横向测量梁的两端均通过所述固定装置Ⅰ固定在所述H8横段内，设置在所述H8横段与所述H9横段之间的横向测量梁的两端分别固定在所述H8横段内和所述H9横段内，且设置在H7横段与所述H8横段之间的横向测量梁的轴线、设置在所述H8横段内的横向测量梁的轴线、设置在所述H8横段与所述H9横段之间的横向测量梁的轴线重合，且均垂直于所述主体的中轴线，设置在所述H8横段内的横向测量梁设置在所述L8纵段的前部；

所述横向测量梁系统Ⅱ包括沿所述主体中轴线对称设置在所述片体上的多个横向测量用纵梁组和沿所述主体中轴线对称设置的两个三分力传感器测量组；

多个所述横向测量用纵梁组中的一个横向测量用纵梁组设置在所述L6纵段与所述L7纵段之间，一个横向测量用纵梁组设置在所述L7纵段与所述L8纵段之间，所述横向测量用纵梁组包括纵向测量梁Ⅱ，所述纵向测量梁Ⅱ上贴有应变片，且设置在所述L6纵段与所述L7纵段之间的纵向测量梁Ⅱ的两端分别通过所述固定装置Ⅰ固定在所述L6纵段内和所述L7纵段内，设置在所述L7纵段与所述L8纵段之间的纵向测量梁Ⅱ的两端分别通过所述固定装置Ⅰ固定在所述L7纵段和所述L8纵段内，且设置在所述L6纵段和L7纵段之间的所述纵向测量梁Ⅱ的轴线和设置在所述L7纵段和所述L8纵段之间的纵向测量梁Ⅱ的轴线均与所述主体中轴线平行；

所述三分力传感器测量组设置在所述L7纵段前部，所述三分力传感器测量组与所述L7纵段前端的距离为所述L7纵段长度的五分之一，所述三分力传感器测量组包括三分力传感器，所述三分力传感器的两端分别通过固定装置Ⅱ固定在所述主体上和所述湿甲板上，且所述三分力传感器的轴线垂直于所述主体的中轴线；

所述喷水推进系统包括导流管，所述导流管包括水平部和倾斜部，所述导流管的出水口设置在所述水平部的尾端，所述导流管的入水口设置在所述倾斜部的头端，所述水平部的头端与所述倾斜部的尾端固定连接，所述倾斜部的头端穿过所述主体伸入水面下，所述水平部内靠近所述出水口处设置有螺旋桨，所述主体上固定有交流电机，且所述交流电机的输出轴通过轴套型万向节与传动轴的一端连接，所述传动轴的另一端与所述螺旋桨连接；

所述固定装置Ⅰ包括与所述三体船固定连接的木质底座Ⅰ，所述木质底座Ⅰ内镶嵌有螺母Ⅰ，所述木质底座Ⅰ顶端设有钢质固定底座，所述钢质固定底座的底端通过与所述螺母Ⅰ相配合的螺栓与所述木质底座Ⅰ固定连接，所述钢质固定底座的上表面具有半圆形凹槽，所述钢质固定底座的上方设有钢质固定盖，所述钢质固定盖的下表面也具有半圆形凹槽，两个所述半圆形凹槽围成形成一个完整的圆形凹槽，所述钢质固定底座与所述钢质固定盖通过固定螺栓固定连接；

所述纵向测量梁Ⅰ、所述横向测量梁、所述纵向测量梁Ⅱ的两端均设置在与其相对应的所述圆形凹槽内，且所述纵向测量梁Ⅰ、所述横向测量梁、所述纵向测量梁Ⅱ的外径均与其所对应的圆形凹槽的内径相匹配；

所述固定装置Ⅱ包括与所述三体船固定连接的木质底座Ⅱ，所述木质底座Ⅱ内镶嵌有螺母Ⅱ，所述木质底座Ⅱ的顶端设有L型板，所述L型板的水平部通过与所述螺母Ⅱ相配合的螺栓与所述木质底座Ⅱ的顶端固定连接，所述三分力传感器的两端分别与两个所述L型板的竖直部固定连接；

所述纵向测量梁Ⅰ、所述横向测量梁、所述纵向测量梁Ⅱ均为钢管制成，且不同纵段内的纵向测量梁Ⅰ和纵向测量梁Ⅱ的壁厚不同，不同横段内的横向测量梁的壁厚不同；

贴在所述纵向测量梁Ⅰ上的应变片正对所述相临两纵段之间用硅胶布和硫化硅橡胶进行密封处；

贴在所述纵向测量梁Ⅱ上的应变片正对所述相临两纵段之间用硅胶布和硫化硅橡胶进行密封处；

贴在所述横向测量梁上的应变片正对所述相临两横段之间用硅胶布和硫化硅橡胶进行密封处；

所述水平部的尾端至所述水平部内所述螺旋桨所在处的内径由小至大依次增加，所述水平部的头端至所述水平部内所述螺旋桨所在处的内径由小至大依次增加，所述倾斜部的头端截面为竖直截面；所述倾斜部在所述传动轴穿入处加工有水平设置的隧道；

所述木质底座Ⅰ和木质底座Ⅱ上均开有孔，且开孔直径与所述螺母Ⅰ和所述螺母Ⅱ的螺纹孔径相匹配，开孔直径小于螺母Ⅰ和螺母Ⅱ的外径，与所述螺母Ⅰ相配合的螺栓进入孔内与所述螺母Ⅰ拧紧，使所述钢质固定底座与所述木质底座Ⅰ固定连接，与所述螺母Ⅱ相配合的螺栓进入孔内与螺母Ⅱ拧紧，使所述L型板与所述木质底座Ⅱ固定连接；

所述三分力传感器底部的木质底座Ⅱ与所述纵向测量梁Ⅰ和所述纵向测量梁Ⅱ之间均有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种三体船分段式载荷实验装置，其特征在于：所述主体的顶部连接有试航仪。