[实用新型]一种实际海洋环境中海洋结构波流载荷实验测量装置

摘要

本实用新型公开了一种实际海洋环境中海洋结构波流载荷实验测量装置，包括花键轴(1)、花键套(2)、定位销(3)、步进电机(4)、三通连接杆(5)、六维力传感器(6)、驱动与通讯模块(7)、上位机控制系统(8)、支撑柱(9)。本实用新型通过采用计算机控制技术、信息采集技术、物模布局及传感器设置结构技术，实现了实际海洋环境中自升式海洋平台桩腿及其它海洋结构物实验模型在水中的漂(波)流载荷的测量，且能同时测量两根物模的波流力，解决了现有技术中测量精度不高、物模更换费时费力等问题，进一步提高了测量效率和测量准确度，为不同规格的自升式海洋平台的优化设计提供精准数据。

主权项

一种实际海洋中海洋结构波流载荷实验测量装置，其特征在于，包括：花键轴(1)、花键套(2)、定位销(3)、步进电机(4)、三通连接杆(5)、六维力传感器(6)、驱动与通讯模块(7)、上位机控制系统(8)、支撑柱(9)；所述花键轴(1)用于连接物模和所述三通连接杆(5)，所述花键轴(1)连接物模端焊接有法兰盘，法兰盘上留有连接物模的螺纹孔，物模通过螺栓固接到法兰盘；所述花键套(2)用于实现所述花键轴(1)与所述三通连接杆(5)的连接，所述花键轴(1)与所述花键套(2)在轴向上通过两个所述定位销(3)固定；所述定位销(3)用于实现所述花键轴(1)与所述三通连接杆(5)连接时的固定；所述步进电机(4)与所述花键套(2)通过法兰盘由螺栓连接在所述三通连接杆(5)上，带动物模步进转动，从而改变物模与入射波浪之间的角度；所述三通连接杆(5)用于连接所述支撑柱(9)、所述花键轴(1)、所述花键套(2)、所述步进电机(4)、所述驱动与通讯模块(7)；所述三通连接杆(5)与所述支撑柱(9)垂直；两个所述步进电机(4)安装在所述三通连接杆(5)的两端，轴向与所述花键轴(1)轴向相同且与所述三通连接杆(5)垂直；所述六维力传感器(6)通过法兰盘和螺栓连接在所述支撑柱(9)上；所述六维力传感器(6)用于采集分别置于两个所述花键轴(1)的两个物模受到波流载荷时Z方向的弯矩及水平作用力信号，并将探测到的信号传送给所述驱动与通讯模块(7)；所述驱动与通讯模块(7)用于控制所述步进电机(4)的启停与转动，从而改变两个物模与入射波浪之间的角度，并将所述六维力传感器(6)采集的物模受到波流载荷时Z方向的弯矩及水平作用力信号放大后，实时传送给所述上位机控制系统(8)；所述上位机控制系统(8)用于发送脉冲信号给所述驱动与通讯模块(7)，控制所述步进电机(4)实现物模角度的变换；所述上位机控制系统(8)接收所述驱动与通讯模块(7)传送的物模受到波流载荷时Z方向的弯矩及水平作用力信号，得到物模所承受的水平总力和扭矩差，最后通过界面直观显示；所述上位机控制系统(8)可人工输入步进电机转动角度信息，实现物模角度变换的控制；所述支撑柱(9)用于支撑所述三通连接杆(5)，将海洋结构波流载荷实验测量装置固定在海洋底部。