[发明专利]吊舱动力仪模型试验天平装置及使用方法

权利要求书

1.一种吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：包括位于最下方的吊舱动力仪模型（1），吊舱动力仪模型（1）顶部的支杆（11）内部轴向设置有传动轴（12），传动轴（12）由直流电机（5）带动转动，传动轴（12）带动吊舱动力仪模型（1）端部水平设置的推力扭矩天平（19）转动，推力扭矩天平（19）上安装有螺旋桨；位于吊舱动力仪模型（1）上方的支杆（11）上悬挂安装有导管力天平（8），导管力天平（8）悬臂端的底面安装有导管（9），导管（9）套设于螺旋桨圆周外部；

所述导管力天平（8）的结构为：包括与支杆（11）外壁面固装的抱箍板（81），抱箍板（81）端部安装有二分量天平（82），二分量天平（82）中部前后贯穿开设有容纳孔（827），容纳孔（827）中部设置有竖直布置的支梁（826），支梁（826）两侧安装有纵向贴片（83），支梁（826）两侧的容纳孔（827）顶面和底面安装有水平贴片（84）；所述二分量天平（82）端部的底面与导管（9）外壁面的顶部固定安装。

2.如权利要求1所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：所述吊舱动力仪模型（1）的具体结构为：包括外壳体（18），外壳体（18）侧面安装有齿轮箱（10）；所述传动轴（12）底端伸至齿轮箱（10）中，传动轴（12）通过齿轮传动机构（13）衔接有转动轴（16），使得轴向水平的转动轴（16）转动，转动轴（16）端部固定安装有推力扭矩天平（19），推力扭矩天平（19）伸出外壳体（18）。

3.如权利要求2所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：所述转动轴（16）朝向推力扭矩天平（19）的端部内嵌安装有无线信号发射器（17），推力扭矩天平（19）朝向转动轴（16）的侧面设置有与无线信号发射器（17）电性连接的推力贴片（192）和扭力贴片（193）；所述转动轴（16）上还套装有动滑环（15），齿轮箱（10）端部安装有与动滑环（15）电磁耦合的静滑环（14）。

4.如权利要求1或3所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：所述推力扭矩天平（19）端部内嵌设置有十字座（191），十字座（191）端面四臂上分别内外圈间隔安装有推力贴片（192），十字座（191）四臂的侧面分别安装有扭力贴片（193）。

5.如权利要求1所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：还包括过渡板（4），过渡板（4）顶面安装有回转姿态调整机构（7），过渡板（4）底面安装有六分力盒式天平（3），六分力盒式天平（3）底面安装有纵倾姿态调整机构（2）；吊舱动力仪模型（1）顶部的支杆（11）向上依次贯穿纵倾姿态调整机构（2）、六分力盒式天平（3），支杆（11）顶端安装于回转姿态调整机构（7）。

6.如权利要求5所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：所述过渡板（4）顶面通过电机座（51）安装有直流电机（5），直流电机（5）水平方向的输出端安装有直角传动组件（52），直角传动组件（52）朝下的输出端上经联轴器安装有扭矩传感器（6）；所述传动轴（12）顶端向上伸出支杆（11）、回转姿态调整机构（7），扭矩传感器（6）与传动轴（12）顶端连接；所述直角传动组件（52）由几型座（53）支承安装于过渡板（4）上。

7.如权利要求5所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：所述六分力盒式天平（3）为整体式结构，具体为：包括上下布置并相互衔接的上支座（31）和下支座（32），上支座（31）和下支座（32）之间共同设置有衔接的弹性柱，弹性柱按轴向方向分为竖直弹性柱（33）和水平弹性柱（34）；单个弹性柱四周壁面上均贴覆有应变片。

8.如权利要求7所述的吊舱动力仪模型试验天平装置，其特征在于：单个弹性柱上方和下方分别间隔设置有薄片（36），弹性柱端部与薄片（36）之间、薄片（36）与上支座（31）或下支座（32）之间均通过支柱（35）连接；通过支柱（35）和薄片（36）的设置使得弹性柱保有弹性。

9.一种权利要求5所述的吊舱动力仪模型试验天平装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

推力扭矩天平（19）、六分力盒式天平（3）和导管力天平（8）上均贴装有贴片；

将纵倾姿态调整机构（2）安装于船模艉部，吊舱动力仪模型（1）置放于船模下方的水中；

纵倾姿态调整机构（2）工作，经支杆（11）带动吊舱动力仪模型（1）前倾或上仰，即进行纵倾角度的调节；

直流电机（5）工作，传动轴（12）转动，推力扭矩天平（19）转动，螺旋桨转动，螺旋桨周向外部的导管（9）受到水动力作用；

推力扭矩天平（19）受到螺旋桨转动的作用力，由推力扭矩天平（19）上的贴片测得对应的电压值，两次测量的电压值的差值为有效电压值，有效电压值结合解算系数，并经过多次迭代后获得对应的力值或扭矩；

导管（9）受到的水动力传递至导管力天平（8），由导管力天平（8）上的贴片测得对应的电压值，并通过上述相同的解算转换为力值；

水流对螺旋桨和吊舱动力仪模型（1）的作用力传递至六分力盒式天平（3），由六分力盒式天平（3）上的贴片测得对应的电压值，并通过上述相同的解算转换为力值。