[实用新型]脐带缆动力学模型验证试验系统

说明书

本实用新型涉及一种海缆试验系统，特别是涉及一种脐带缆动力学模型验证试验系统。包括可调升降平台、脐带缆固定支架、三维力传感器、脐带缆及移动负载平台；可调升降平台设置于移动负载平台上；脐带缆固定支架设置于可调升降平台上，并且通过可调升降平台的驱动进行升降动作；三维力传感器设置于脐带缆固定支架上，并且与脐带缆的一端连接，脐带缆的另一端深入水中；三维力传感器用于采集脐带缆在水下运动状态下的受力变化。本实用新型能在水池条件下模拟脐带缆在母船升沉和海流流速联合激励下水下的运动形态和缆内部最大张力的变化趋势，可用来验证脐带缆动力学建模的正确性以及对动力学模型参数进行修正。

技术领域

本实用新型涉及一种海缆试验系统，特别是涉及一种脐带缆动力学模型验证试验系统。

背景技术

目前，国内外深海ROV(遥控无人潜水器)的脐带缆通常为钢丝反螺旋铠装缆，在支持母船和潜水器之间起着物理连接、能源供给与信息传输等重要作用。脐带缆在母船升沉、海流流速和自身刚度等影响下在水下有着复杂的动态特性。脐带缆在海流作用下会产生弯曲和空间形状变化，在高海况下脐带缆内部会出现高低张力剧烈交替的现象，若缆的强度不足时，极易发生断裂，引起ROV丢失事故。如何从原理上揭示水下脐带缆系统在深水环境中复杂的动力学特性以及从实际措施上降低铠缆张力是当前深海ROV走向深海作业所需解决的关键问题。为了防止意外的发生，有必要建立脐带缆的动态数学模型，提前预测脐带缆在母船升沉和海流等联合激励下脐带缆的水下形态和受力状态，用以评估能否可以安全使用，是否有必要采取其他张力抑制措施。动力学数学模型建立后，需有专用的试验系统对模型进行验证，但目前还没有专门的脐带缆动力学验证试验系统，这样不利于脐带缆的安全使用评估。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种脐带缆动力学模型验证试验系统，以便于脐带缆的安全使用评估。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种脐带缆动力学模型验证试验系统，包括可调升降平台、脐带缆固定支架、三维力传感器、脐带缆及移动负载平台；

所述可调升降平台设置于移动负载平台上；

所述脐带缆固定支架设置于所述可调升降平台上，并且通过所述可调升降平台的驱动进行升降动作；

所述三维力传感器设置于脐带缆固定支架上；

所述脐带缆的首端与所述三维力传感器连接，所述脐带缆的末端为自由端，可深入水中；所述三维力传感器用于采集所述脐带缆在水下运动状态下的受力变化。

所述可调升降平台设置于所述移动负载平台的一侧中部；所述移动负载平台的另一侧设有重心调节器。

所述重心调节器为两个，并且分别设置所述移动负载平台另一侧的前后端。

所述重心调节器由多个配重片叠置而成。

所述可调升降平台包括上固定板、滑块、丝杠、导杆、下固定板及旋转驱动电机，其中下固定板设置于所述移动负载平台上，所述上固定板通过导杆与下固定板连接，所述丝杠的两端分别可转动地与上固定板和下固定板连接；所述滑块通过丝母与所述丝杠连接，并且所述滑块与所述导杆滑动连接，所述滑块与所述脐带缆固定支架连接；所述旋转驱动电机设置于所述移动负载平台内，并且输出端与所述丝杠连接。

所述移动负载平台通过磁轨导航实现沿一确定方向的运动。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型可以稳定模拟在母船升沉和海流流速联合激励下脐带缆的水下运动和受力状态，验证动力学数学模型的正确性；

2.本实用新型的试验系统具有结构简单、操作方便、通用性强等特点，可拓展应用到海上拖曳领域。

附图说明