[发明专利]一种水池船模在波浪中的拖曳装置及其试验方法

权利要求书

1.一种水池船模在波浪中的拖曳装置，包括拖车，其上设有拖车横梁（1），其特征在于：所述拖车横梁（1）下部的水面（7）上放置有船模（2），所述拖车横梁（1）上固装有夹持机构（3），位于夹持机构（3）下方的船模（2）上固装有夹板机构（4），所述夹持机构（3）在气缸（304）作用下对夹板机构（4）进行夹紧和松开动作；拖车横梁（1）与船模（2）共同安装有试航仪（5）和导航机构（6），所述试航仪（5）安装于船模（2）的重心位置；所述船模（2）通过夹持机构（3）夹紧夹板机构（4）的摩擦力实现随着拖车启动加速或停车减速，在夹持机构（3）松开夹板机构（4）后，船模（2）则在试航仪（5）的主杆（504）的拖曳下运动，并由导航机构（6）限制运动方向；

所述夹板机构（4）的结构为：包括与船模（2）固接的安装座一（405），安装座一（405）上对称安装有竖向的滑槽（401），两个滑槽（401）之间共同安装有夹持板（402），所述夹持板（402）上部与两个滑槽（401）顶部分别安装有上弹簧（403），夹持板（402）下部与安装座一（405）之间安装有对称的下弹簧（404），所述上弹簧（403）与下弹簧（404）均位于滑槽（401）内并沿其长度方向布置；

所述导航机构（6）的结构为：包括与拖车横梁（1）固装的固定座三（604），固定座三（604）顶部的两端分别安装有轴支座（603），两个轴支座（603）之间水平安装有导轨二（602），导轨二（602）上安装有沿其滑动的滑动座二（601），贯穿滑动座二（601）竖直安装有导航杆（605），所述导航杆（605）的底端通过铰支座（606）连接有安装座三（607），所述安装座三（607）通过紧固件与船模（2）固装。

2.如权利要求1所述的一种水池船模在波浪中的拖曳装置，其特征在于：所述夹持机构（3）的结构为：包括与拖车横梁（1）固装的固定座一（301），固定座一（301）上安装有支撑板（302），支撑板（302）上通过气缸连杆机构安装有双夹持钢板（303）；所述双夹持钢板（303）为两块对称的钢板，双夹持钢板（303）的两块钢板在气缸连杆机构驱动下合拢夹紧夹板机构（4）或张开释放。

3.如权利要求2所述的一种水池船模在波浪中的拖曳装置，其特征在于：所述气缸连杆机构的结构为：包括安装于支撑板（302）上的气缸（304），气缸（304）输出端对称铰接有第一连杆（305），单根第一连杆（305）端部铰接有第二连杆（306），第二连杆（306）端部与双夹持钢板（303）铰接；所述第二连杆（306）中部与支撑板（302）铰接；位于第二连杆（306）外侧的支撑板（302）与双夹持钢板（303）之间还铰接有第三连杆（307）。

4.如权利要求3所述的一种水池船模在波浪中的拖曳装置，其特征在于：试航仪（5）的结构为：包括水平布置的导轨一（501），导轨一（501）两端分别通过固定座二（502）固装于拖车横梁（1），导轨一（501）上安装有沿其长度方向运动的滑动座一（505），滑动座一（505）与两个固定座二（502）之间分别安装有弹簧（503），贯穿滑动座一（505）竖直安装有主杆（504），所述主杆（504）底部依次安装有阻力传感器（509）、角度传感器一（510）和角度传感器二（511），并在底部端头连接有安装座二（512），所述安装座二（512）固装于船模（2）上；所述主杆（504）侧边还安装有位移传感器（508）。

5.如权利要求4所述的一种水池船模在波浪中的拖曳装置，其特征在于：还包括定滑轮（506），所述定滑轮（506）上跨装有线缆，线缆一端安装有砝码（507），另一端穿过定滑轮（506）并连接至滑动座一（505）。

6.如权利要求1所述的一种水池船模在波浪中的拖曳装置，其特征在于：所述导航机构（6）通过导轨二（602）与铰支座（606）的安装，约束船模（2）的横向位移，并且释放了纵摇、横摇、垂荡和纵荡四个自由度。

7.一种利用权利要求5所述的水池船模在波浪中的拖曳装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：准备工作，预置砝码（507），数据采集系统采集零点数据，双夹持钢板（303）在气缸连杆机构驱动下夹紧夹持板（402），造波机开始造波；

第二步：启动加速，待船模（2）附近的入射波稳定后，拖车开始运行，固装于拖车横梁（1）上的夹持机构（3）随拖车运行，进而通过双夹持钢板（303）与夹持板（402）之间的夹紧摩擦力，带动船模（2）随拖车一起运行；

第三步：开始试验，待拖车达到预定航速，双夹持钢板（303）张开并释放夹持板（402），滑动座一（505）在惯性作用下沿导轨一（501）滑动，通过线缆拽动砝码（507），并作用于两侧的弹簧（503），主杆（504）相对于滑动座一（505）滑动并倾斜；待由弹簧（503）、滑动座一（505）、定滑轮（506）和砝码（507）组成的弹簧系统恢复平衡状态后，即船模（2）仅依靠主杆（504）的拖曳而运行，通过阻力传感器（509）、位移传感器（508）、角度传感器一（510）及角度传感器二（511）采集船模（2）于该状态下在波浪中受到的阻力、垂荡、纵摇运动响应和横摇运动响应的物理量；

第四步：减速停止，数据采集完成后，将双夹持钢板（303）夹紧夹持板（402），拖车开始制动减速，依靠双夹持钢板（303）与夹持板（402）之间的夹紧摩擦力，使得船模（2）随拖车一起减速运行，直至停止；

第五步：返程，待第四步中船模（2）随拖车停止后，拖车开始反向运行，依靠双夹持钢板（303）与夹持板（402）之间的夹紧摩擦力来牵引船模（2），直至返回试验初始位置，双夹持钢板（303）张开并释放夹持板（402）。