一種二維甲板上浪實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及船舶與海洋工程實驗領域，尤其涉及一種二維甲板上浪實驗裝置。
【背景技術】
[0002]在惡劣海況下，船舶等海洋結構物將發生大幅運動，甲板上浪現象十分普遍。涌上甲板的海浪將對海洋結構物上層建筑、穩性、操縱性造成巨大的影響。對于小型船舶，如果海水涌入船艙內，船舶甚至有可能發生傾覆。因此，甲板上浪是船舶與海洋工程領域的一個研宄熱點。
[0003]實驗研宄作為一種直接有效的研宄手段，對甲板上浪問題有著良好的適用性。目前，甲板上浪實驗可分為三維甲板上浪實驗和二維甲板上浪實驗。三維甲板上浪實驗主要是研宄實際海洋結構物在復雜波浪環境中的運動及甲板上浪情況。二維甲板上浪主要是用于驗證算法的可靠性及甲板上浪發生機理。但是，過去的實驗裝置往往只能測量位移或者壓力單一變量。這極大的限制了實驗的研宄范圍及提高實驗費用。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是為了提供一種結構簡單、制作和操作方便、測量精度高、穩定性好的二維甲板上浪實驗裝置。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現的:包括基座、浮箱、小車系統和測量系統，所述小車系統包括安裝在基座兩端的兩條直線導軌和通過底部設置的四個滑塊對稱安裝在直線導軌上的滑車，所述滑車上對稱設置有兩個通孔，第一光軸和第二光軸分別通過滾珠套筒安裝在兩個通孔里，第一光軸和第二光軸的下端分別連接有魚眼接頭，浮箱通過兩端設置的轉軸分別與兩個魚眼接頭的魚眼端連接，所述測量系統包括設置在浮箱上端的姿態傳感器、通過肋板安裝在滑車上的垂向位移傳感器和通過卡槽固定安裝在基座上的水平位移傳感器，垂向位移傳感器上還固連有傳感器滑塊，傳感器滑塊通過卡子套裝在第一光軸的上端，水平位移傳感器的輸出端與滑車固定連接，姿態位移傳感器、垂向位移傳感器和水平位移傳感器分別通過導線與外部電路的計算機、數據采集器和穩壓直流電源連接。
[0006]本實用新型還包括這樣一些結構特征:
[0007]1.卡槽與底板、卡槽與水平位移傳感器之間通過膠水固定連接。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型結構簡單，制作和操作方便，運動精度高，穩定性好，易于控制，測量精度高，能夠模擬不同波浪下的甲板上浪情況，特別是在孤立波甲板上浪模擬中表現出色，可以更好的滿足實驗對于甲板上浪模擬的需求，具有良好的實用和市場價值。本實用新型的各單元通過基座緊密的聯系在一起。當波浪前進遇到浮箱時，浮箱將產生深沉、橫搖等運動。通過光軸，浮箱運動將傳遞至滑車上。采集光軸的垂向運動和滑車的水平運動，便可得到浮箱的運動情況。通過固定于浮箱頂端的姿態傳感器可以測量浮箱橫搖運動情況。根據來波的不同，便可測量不同波浪環境下，浮箱的甲板上浪情況。通過固定于箱體內的壓力傳感器便實現位移與壓力的同時測量。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的三維結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型的主視圖；
[0011]圖3是本實用新型的左視圖；
[0012]圖4是本實用新型的小車系統的結構示意圖；
[0013]圖5是本實用新型的垂向位移傳感器的結構示意圖；
[0014]圖6是本實用新型的水平位移傳感器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]結合圖1至圖6，本實用新型包括基座1、浮箱14、小車系統和測量系統，所述小車系統包括安裝在基座I兩端的兩條直線導軌12和通過底部設置的四個滑塊15對稱安裝在直線導軌12上的滑車18，所述滑車18上對稱設置有兩個通孔，第一光軸8-1和第二光軸8-2分別通過滾珠套筒19安裝在兩個通孔里，也即兩個光軸通過滾珠軸套19與滑車18相連，第一光軸8-1和第二光軸8-2的下端分別連接有魚眼接頭16，浮箱14通過兩端設置的轉軸17分別與兩個魚眼接頭16的魚眼端連接，所述測量系統包括設置在浮箱14上端的姿態傳感器13、通過肋板11安裝在滑車18上的垂向位移傳感器9和通過卡槽5固定安裝在基座I上的水平位移傳感器6，垂向位移傳感器9上還固連有傳感器滑塊10，傳感器滑塊10通過卡子7套裝在第一光軸8-1的上端，水平位移傳感器6的輸出端與滑車18固定連接，也即水平位移傳感器6的輸出端通過螺紋20與滑車連接，姿態位移傳感器13、垂向位移傳感器9和水平位移傳感器6分別通過導線與外部電路的計算機3、數據采集器4和穩壓直流電源2連接。并且卡槽5與底板1、卡槽5與水平位移傳感器6之間通過膠水固定連接。
[0017]也即本實用新型由浮箱、小車系統、測量系統、基座四部分組成，所述浮箱為一簡化的矩形方箱，其能夠在波浪的作用下發生橫搖、垂蕩、深沉運動；所述小車系統能夠將浮箱運動進行分解，從而便于運用傳感器進行測量；測量系統對各部分運動進行測量，并存儲實驗數據；所述基座將為各單元提供支撐，從而將各單元組成一個整體。所述基座I由基座底板、卡槽5組成；且基座底板中部被掏空，卡槽5位于基座底板一端邊緣，用來固定安裝水平位移傳感器6。在工作過程中，波浪與浮箱14相互作用從而引起浮箱14運動，通過兩個光軸將運動傳遞給小車系統，最后由垂向位移傳感器9、水平位移傳感器6和姿態傳感器13完成測量。
[0018]如圖1所示，所述浮箱14為一簡化的二維實驗模型，在浮箱14兩端固定有轉軸17。在本實施例中，浮箱14整體采用5mm厚玻璃鋼板制作而成，各板材之間采用環氧樹脂粘結而成。浮箱水線高200mm，重心高200mm，轉軸為直徑20mm光軸。
[0019]如圖4所示，所述小車系統主要由滑車18、滑塊15、直線導軌12、光軸8、魚眼接頭16、滾珠套筒19組成。在本實施例中滑車18由1mm厚的聚丙烯塑料板粘結而成，滑車底部通過螺絲與四個滑塊15相連。滑塊15能夠在直線導軌12上做水平方向運動。兩個光軸8-1和8-2能夠在滾珠套筒18內進行垂向運動。光軸8末端通過螺紋連接與魚眼接頭16相連，魚眼接頭16與浮箱14兩側的轉軸17相連。
[0020]測量系統由計算機3、數據采集器4、穩壓直流電源2、水平位移傳感器6、垂向位移傳感器9、姿態傳感器13組成，其中水平位移傳感器6通過卡槽5固定在基座底板I上，垂向位移傳感器10通過肋板11固定在滑車18上，姿態傳感器13固定在浮箱14上。通過數據采集器4，便可將測量的數據保存至計算機3中。水平位移傳感器6及垂向位移傳感器10的安裝及結構示意圖如圖5和圖6所示。
[0021]本實用新型的甲板上浪實驗裝置工作原理簡述如下:首先，根據實驗需要確定所需來波的幅度和頻率，控制水槽中的造波板運動生成波浪。隨后，波浪將傳遞至浮箱14處并與浮箱14相互作用，引起浮箱14運動，滑車18將浮箱14的運動進行分解。最后通過垂向位移傳感器9、水平位移傳感器6以及姿態傳感器13對浮箱與水槽的運動參數進行測量，即獲得甲板上浪對浮箱14的影響。
【主權項】
1.一種二維甲板上浪實驗裝置，其特征在于:包括基座、浮箱、小車系統和測量系統，所述小車系統包括安裝在基座兩端的兩條直線導軌和通過底部設置的四個滑塊對稱安裝在直線導軌上的滑車，所述滑車上對稱設置有兩個通孔，第一光軸和第二光軸分別通過滾珠套筒安裝在兩個通孔里，第一光軸和第二光軸的下端分別連接有魚眼接頭，浮箱通過兩端設置的轉軸分別與兩個魚眼接頭的魚眼端連接，所述測量系統包括設置在浮箱上端的姿態傳感器、通過肋板安裝在滑車上的垂向位移傳感器和通過卡槽固定安裝在基座上的水平位移傳感器，垂向位移傳感器上還固連有傳感器滑塊，傳感器滑塊通過卡子套裝在第一光軸的上端，水平位移傳感器的輸出端與滑車固定連接，姿態位移傳感器、垂向位移傳感器和水平位移傳感器分別通過導線與外部電路的計算機、數據采集器和穩壓直流電源連接。
2.根據權利要求1所述的一種二維甲板上浪實驗裝置，其特征在于:卡槽與底板、卡槽與水平位移傳感器之間通過膠水固定連接。
【專利摘要】本實用新型提供一種二維甲板上浪實驗裝置，包括浮箱、小車系統、測量系統、基座四部分，所述小車系統主要由滑車、滑塊、直線導軌、光軸、魚眼接頭、滾珠套筒組成；所述測量系統由計算機、數據采集器、穩壓直流電源、水平位移傳感器、垂向位移傳感器、姿態傳感器組成，其中水平位移傳感器通過卡槽固定在基座上，垂向位移傳感器通過肋板固定在滑車上，姿態傳感器固定在浮箱上；所述基座由基座底板、卡槽組成。波浪與浮箱相互作用從而引起浮箱運動，通過光軸將運動傳遞給小車系統，最后由位移傳感器和姿態傳感器完成測量。本實用新型裝置結構簡單，操作方便。運動平穩，適用于二維甲板上浪實驗研究。
【IPC分類】G09B25-00, G01M10-00
【公開號】CN204557910
【申請號】CN201520138146
【發明人】段文洋, 陳云賽, 金善勤, 黃禮敏, 韓陽, 鄭興, 趙彬彬
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月11日