[发明专利]一种大尺度海洋结构物刚体运动及弹性变形水池试验装置

摘要

本发明属于海洋船舶设备制造技术领域，具体地说，是一种大尺度海洋结构物刚体运动及弹性变形水池试验装置，包括空间位置调整机构、线性运动限制机构、旋转运动限制机构，空间位置调整机构通过滚轮安装在轨道上，线性运动限制机构通过连杆连接在空间位置调整机构的门架上，旋转运动限制机构通过上部连接杆连接在线性运动限制机构的横向滑块机构上。本发明可以在对大尺度海洋结构物约束极小的情况下，能够同时测量出大尺度海洋结构物在任意波浪参数下的刚体运动和弹性变形运动，并可以根据实验需要，任意限制大尺度海洋结构物六个刚体位移中的一个或多个，并同时保证余下自由度运动不受影响。

主权项

1.一种大尺度海洋结构物刚体运动及弹性变形水池试验装置，其特征在于，包括空间位置调整机构、线性运动限制机构、旋转运动限制机构，所述空间位置调整机构通过滚轮安装在轨道上，用于改变测量装置在水池中的位置，所述线性运动限制机构通过连杆连接在所述空间位置调整机构的门架上，用于约束大尺度海洋结构物的线位移，所述旋转运动限制机构通过上部连接杆连接在所述线性运动限制机构的横向滑块机构上，用于约束大尺度海洋结构物的角位移；所述空间位置调整机构包括：固定框架、门架、连杆、滚轮、滚轮轴，所述滚轮轴与所述门架底部两侧支座的轴孔连接，所述滚轮与所述滚轮轴连接且在电传动装置的驱动下沿着所述固定框架两侧长边的轨道运动以带动整个测量装置运动，所述连杆一端连接于所述门架上部的外伸梁上另一端与所述线性运动限制机构相连；所述线性运动限制机构包括横向滑块机构、纵向滑块机构、支撑架、纵荡滑道、纵向滑块法兰、横荡滑道、纵荡限制机构，所述支撑架上开有轴孔与所述连杆焊接连接，所述纵荡滑道焊接设置于所述支撑架两端外伸支座之间，所述纵荡滑道穿过所述纵向滑块机构，所述纵向滑块法兰与所述纵向滑块机构连接且其外伸轴筒套在所述横荡滑道上，所述横荡滑道穿过所述横向滑块机构，所述纵向滑块机构包括纵向滑块上壳体、纵向滑块下壳体、纵荡滚轮轴、纵荡滚轮、纵荡滚轮轴承、横荡限制轮轴、横荡限制轮、横荡限制轮轴承、纵荡限制支座和纵荡限制销钉，所述纵荡滚轮轴承和纵荡滚轮与纵荡滚轮轴同轴心连接，所述纵荡滚轮轴焊接设置于纵向滑块上壳体和纵向滑块下壳体之间，所述纵荡滚轮夹紧穿过所述纵向滑块机构的纵荡滑道孔的所述纵荡滑道，所述横荡限制轮轴、横荡限制轮和横荡限制轮轴承同轴心连接，所述横荡限制轮轴头部开有螺纹并旋紧在所述纵向滑块上壳体的外伸支座上，所述纵荡限制支座焊接设置于所述纵向滑块上壳体和纵向滑块下壳体上，所述纵荡限制销钉头部开有螺纹并旋紧在所述纵荡限制支座上，尾部开有通孔供钢丝绳穿过，所述横向滑块机构包括横向滑块上壳体、横向滑块下壳体、横荡滚轮轴、横荡滚轮、横荡滚轮轴承、横向滑块支座和垂荡限制轮，所述横荡滚轮轴承和横荡滚轮与横荡滚轮轴同轴心连接，所述横荡滚轮轴焊接设置于横向滑块上壳体和横向滑块下壳体之间，所述横荡滚轮夹紧穿过所述横向滑块机构的横荡滑道孔的所述横荡滑道，所述横向滑块上壳体和横向滑块下壳体上开有螺纹孔与所述横向滑块支座上的通孔用螺钉一一对应连接，所述垂荡限制轮设置于所述横向滑块支座上且对称于所述横向滑块支座上的通孔布置，所述横向滑块支座上端外伸支座的轴孔与所述纵向滑块机构中的横荡限制轮等高，横向滑块支座上开有通孔供所述旋转运动限制机构下部的垂荡球铰穿过，所述纵荡限制机构包括纵荡限制轮轴、纵荡限制轮和纵荡限制轮轴承，所述纵荡限制轮轴、纵荡限制轮和纵荡限制轮轴承同轴心连接，所述纵荡限制轮轴焊接设置于所述支撑架上，所述纵荡限制轮与所述纵向滑块机构中的纵荡限制销钉等高；所述旋转运动限制机构包括旋转运动限制机构上部、旋转运动限制机构中部、旋转运动限制机构下部，所述旋转运动限制机构上部，包括上部连接杆、艏摇升降轮、十字杆、下部连接杆、圆形轨道、艏摇升降杆、艏摇限制框，所述上部连接杆一端焊接连接于所述横向滑块机构中的横向滑块支座上另一端焊接于所述十字杆上，所述十字杆中心开有通孔以使所述旋转运动限制机构下部的垂荡球铰穿过，所述下部连接杆一端焊接于所述十字杆上另一端焊接于所述圆形轨道上，所述圆形轨道上设有圆形槽道，所述艏摇升降杆一端与艏摇限制框焊接另一端穿过所述十字杆上的艏摇升降孔，所述艏摇升降轮焊接设置于所述艏摇升降孔两侧并夹紧所述艏摇升降杆且在电传动装置的驱动下使所述艏摇升降杆做升降运动，所述旋转运动限制机构中部包括转盘、艏摇滚轮、艏摇滚轮支座、直齿条、横纵摇升降轮和横纵摇升降轮支座，所述转盘中心开有通孔以使所述旋转运动限制机构下部的垂荡球铰穿过，所述转盘上开有螺钉孔与所述艏摇滚轮支座上开设的通孔配合并用螺钉连接，所述艏摇滚轮的艏摇滚轮轴安装在所述艏摇滚轮支座的轴孔上，所述艏摇滚轮安装在所述旋转运动限制机构上部圆形轨道上开设的圆形槽道里并能沿着槽道做旋转运动，所述直齿条焊接安装在所述转盘的外伸梁上，所述横纵摇升降轮安装在所述横纵摇升降轮支座的横纵摇升降轮轴上且所述横纵摇升降轮支座上开有槽道，所述横纵摇升降轮支座外伸端与转盘外伸梁贴合以保证所述转盘与所述横纵摇升降轮支座同步旋转，所述横纵摇升降轮与所述直齿条啮合并在电传动装置的驱动下带动横纵摇升降轮支座做升降运动，所述旋转运动限制机构下部包括垂荡球铰、横纵摇球铰、艏摇球铰、垂荡球铰支座、横纵摇球铰支座、艏摇球铰支座和大尺度海洋结构物，所述垂荡球铰支座、横纵摇球铰支座和艏摇球铰支座固定在大尺度海洋结构物上并与所述垂荡球铰、横纵摇球铰和艏摇球铰对应连接。