[发明专利]一种波动板流体阻力测量装置

说明书

本发明公开一种波动板流体阻力测量装置,该装置包括水槽、固定架、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件，该装置通过齿轮齿条驱动，相邻驱动模块中的齿轮呈周期性相位差布置，波动板与多组驱动模块的杆端粘接，通过电机带动驱动模块作往复直线运动，进而实现水下的波动板的波动。驱动模块支撑在前后支撑组件上，通过安装在前支撑组件与固定架之前的力传感器测得流体阻力大小。本发明的波动板流体阻力测量装置可以实现壁面在水下的波状运动，驱动部分位于水上，降低了整体装置对于流体阻力测量装置的密封要求，通过模块化的齿轮齿条组件与杆组件可以控制壁面的波动频率，阻力的测量直接通过力传感器测得，结构简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及流体测阻领域，具体涉及一种波动板流体阻力测量装置。

背景技术

目前水下机器人的结构设计中大多借鉴了鱼类的运动机理以提高工作效率。其中鳐科鱼类是一种长鳍鱼类，它在水中游动时利用自身的波动运动产生推进力。波动游动的鱼类在游动时依靠柔性长鳍背的波动产生推进力，相较于摆动游动的运动方式而言其游动阻力更小。然而目前对于波动游动鱼类的减阻研究大多依靠数值模拟，缺乏相应的实验验证。因为相比一般的流体阻力测量实验而言，针对波动游动的模形的阻力测量实验要求模形能够实现仿生鱼类的波状运动。因此设计一台既能实现波动运动，又能测量流体阻力的装置对于鱼类波动游动的减阻机理研究具有一定的积极意义。

发明内容

为了研究波动游动的鱼类的减阻效果，本发明提供一种波动板流体阻力测量装置，具体技术方案如下：

一种波动板流体阻力测量装置,其特征在于，该装置包括水槽、固定架、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件；

所述的水槽的横截面为形，其顶端开口，所述的水槽的前后端可接入水路中，所述的固定架、前支撑组件与后支撑组件均为形结构，所述的固定架的两侧底座位于水槽的外侧，固接在整个测量装置的工作面上；所述的固定架与所述的前支撑组件之间通过力传感器连接；

所述的前支撑组件包括驱动电机、电机底座、第一底板、第一移动架、第一滚轮，所述的驱动电机通过所述的电机底座固定在所述的第一底板上，两个所述的第一滚轮安装在所述的第一移动架的两个支脚上；

所述的后支撑组件包括轴承座、第二底板、第二移动架、第二滚轮，所述的轴承座固接在所述的第二底板上，所述的第二底板固接在第二移动架上，两个所述的第二滚轮安装在所述的第二移动架的两个支脚上；

所述的中间运动组件包括齿轮轴、连接架、波动板和九组齿轮齿条驱动模块，所述的连接架的两端固定连接在所述的第一底板和第二底板上，所述的齿轮轴的两端分别与所述的驱动电机、轴承座相连，九组齿轮齿条驱动模块均匀布置在所述的前支撑组件和后支撑组件之间，所述的齿轮齿条驱动模块包括齿轮、齿条组件、T形杆组件，所述的齿轮固接在所述的齿轮轴上，且相邻的两个齿轮的安装相位差为90°，齿轮与齿条组件啮合，所述的T形杆组件固定在所述的齿条组件的下部，且两端支撑在所述的连接架上，所述的波动板固定连接九个所述的T形杆组件。

进一步地，所述的齿条组件为矩形框结构，包括上齿条、下齿条以及连接上齿条、下齿条的左右连接杆。

进一步地，所述的齿轮为半齿轮，所述的齿轮上开设有四个沿周向均布的键槽。

进一步地，所述的T形杆组件包括杆底座和圆杆，所述的杆底座与所述的齿条组件固定连接，且其两端与所述的连接架连接，所述的圆杆与所述的波动板固定连接。

进一步地，所述的波动板为柔性橡胶板。

进一步地，所述的T形杆组件的杆底座上开设半圆形凹槽，所述的连接件上也开设半圆形凹槽，两个半圆形凹槽中安装滚珠。

进一步地，所述的水槽、前支撑组件、中间运动组件、后支撑组件的中心线位于同一竖直平面内。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：