[发明专利]隅点运动模拟试验台

说明书

技术领域

本发明涉及船舶行业里船舶指北仪的运动型试验，尤其涉及陀螺罗经进行型式认可试验中隅点运动试验的试验设备。

背景技术

根据海事规定，每条海船都必须配备陀螺罗经。作为航海电子系统之一，陀螺罗经可以为船舶提供真艏向信息。陀螺罗经应用于航海领域，故其试验应符合“SOLAS公约”、《IEC 60945》、《ISO 8728》、《IMO A.694》等国际规范的要求。其中，《ISO 8728》规范作为船用陀螺罗经产品型式认可试验的依据，更是硬性的规定了船用陀螺罗经必须进行隅点运动试验并达到要求。

隅点运动代表船舶的真实运动，因此进行隅点运动试验的目的是动态模拟船舶的真实运动，并在模拟中对陀螺罗经进行误差试验。船用陀螺罗经若要通过船级社的型式认可，必须进行隅点运动试验。因此，需要一个可以提供船用陀螺罗经隅点运动试验条件的试验设备-隅点运动试验设备。现阶段大多数国家采用一种水平加速器，利用单摆运动中摆角小于5°时的运动可近似看作简谐运动的原理，来模拟一种简谐运动环境来对陀螺罗经进行误差性试验。但该设备体积较大，占地面积较大，且该设备在运转过程中控制过程复杂，导致制造成本过高且不易维护。

随着新型陀螺技术的广泛应用及新陀螺罗经产品的不断推出，迫切需要一种结构简单、控制方便、成本较低且容易维护的设备，来模拟船舶隅点运动，为型式认可试验中的隅点运动试验提供试验条件。

发明内容

为解决现有隅点运动模拟试验设备体积较大，控制过程复杂，制造成本过高且维护不易的问题，本发明提出一种隅点运动模拟试验台，该隅点运动模拟试验台包括支架和曲柄-连杆-滑块机构；所述支架分为与水平面平行的两层，底层用以设置电动机以及与所述电动机相连的减速机构；所述支架的顶层上设置有所述曲柄-连杆-滑块机构，所述曲柄-连杆-滑块机构中的曲柄结构的一端与所述减速机构的输出轴固定连接，滑块结构通过连杆结构与所述曲柄结构相连，且所述曲柄结构与所述连杆结构的有效杆长相同，所述滑块结构包括设备安装台以及直线轴承，所述直线轴承与滑轨相配合。使用该隅点运动模拟试验台，可以为试验仪器提供较为精准的试验环境，且设备的制造成本及维护成本不高，实用性及准确性都较为明显。

设所述曲柄结构与所述连杆结构的有效杆长均为L，所述减速机构能够提供的转速为ω，所述曲柄结构的转动角度为α，所述连杆结构的转动角度为β，则所述滑块结构的位移S为：

S＝L·cos(α)+L·cos(β)＝L·cos(ω·t)+L·cos(ω·t)＝2·L·cos(ω·t)。

由上式可知，所述滑块结构的运动为简谐运动，其运动方程为：

S＝2·L·cos(ω·t)，

故所述滑块结构的加速度为：

a＝-2·L·ω²·cos(ω·t)，

所述滑块结构的运动周期为：

T＝(2·π)/ω。

因此，当所述曲柄结构与所述连杆结构的有效杆长相同时，可保证安装在所述设备安装台上的陀螺罗经，能够随该隅点运动模拟试验台的运转而进行简谐运动，即使得安装在所述设备安装台上的船用陀螺罗经进行隅点运动。

而所述设备安装台底部固定有直线轴承，所述滑轨穿过所述直线轴承并与所述直线轴承相配合。由于直线轴承的承载球与轴点接触，故使用载荷小，钢球以极小的摩擦阻力旋转，从而能获得高精度的平稳运动，保证了运动的稳定性，因此，采用直线轴承与所述滑轨相配合，能够确保所述设备安装台的运动精度与运动稳定性。

优选地，在所述支架的底部安装有可以进行水平调整的万向轮，用以调整设备方向、调整设备安装台的水平及方便该隅点运动模拟试验台的转移。

优选地，在所述支架的顶层上设置有挡块，所述挡块位于所述滑块结构沿所述滑轨运动时所能达到的两处最远点处。所述挡块用以防止所述滑块结构在运动过程中，由于非正常原因导致脱轨的情况，有效地保证了该隅点运动模拟试验台的安全性及可靠性。