[发明专利]船模波浪中稳性试验装置中的水动力性能测量机构

说明书

技术领域

本发明涉及水动力性能测试技术领域，具体涉及用于船舶波浪中稳性研究的船模试验中的水动力性能测量机构，尤其涉及船模波浪中纵向力、横向力、艏摇力矩、纵摇位移、垂荡位移、横摇力矩或横摇位移的测量机构。

背景技术

船舶稳性，是指船舶受外力作用偏离其正浮平衡位置而倾斜，当外力消失后能恢复到原平衡位置的能力，具有这种能力的船是稳定的，否则是不稳定的或随遇平衡，船舶稳性是船舶最重要的性能之一，是船舶安全航行的基本保障。模型试验是船舶完整稳性研究的主要方法。现有的船模波浪中稳性试验属于二维测量，即仅能测量纵向力、纵摇位移及垂荡位移，且仅适合于在迎浪波浪中的快速性适航试验，然而，在波浪中进行稳性力臂的测量，除了必须考虑耐波性模型试验中船模航行和波浪的模拟，更加重要的是船模运动姿态的模拟和力矩的准确测量，除了需要船模带艏摇角运动，还需要船模能在垂向及纵摇方向是自由运动的，同时能还要进行变横倾水动力试验，以便能够测量船舶稳性研究中的涉及横向力、横向力、艏摇力矩及横摇力矩的测量，同时还能够侧廊纵摇位移、垂荡位移甚至横摇位移，目前还没有这种船模波浪中稳性试验的测量装置。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种船模波浪中稳性试验装置中的水动力性能测量机构，其能够实现船模纵向力、横向力、艏摇力矩、纵摇位移、垂荡位移及横摇位移的测量，也能够实现定横倾角下的纵向力、横向力、艏摇力矩、纵摇位移、垂荡位移及横摇力矩的测量。

本发明的技术方案如下：

船模波浪中稳性试验装置中的水动力性能测量机构，包括横跨并可滑动地支撑在拖车测桥上的基座，支撑架穿过基座且与基座固接，基座上端固设有安装座一，安装座一通过轴承装置装有滑轮，滑轮上横向绕有钢丝绳，钢丝绳的一端连接配重杆，钢丝绳的另一端连接升沉杆，升沉杆与配重杆位于支撑架的两侧，升沉杆穿过基座并可上下滑动，配重杆套设在导向座内，导向座与支撑架固接，配重杆的下端固设有托盘，托盘用于放置配重；基座上固装有拉线式位移传感器，拉线式位移传感器的拉线伸出端固定在升沉杆上，且所述拉线为垂向布置；升沉杆的底端装有三分力传感器，三分力传感器下方固接有支撑座，支撑座的两侧壁上通过轴承装置架设有纵摇轴，纵摇轴一端与旋转电位器一连接；纵摇轴与横摇轴垂直设置形成十字型轴，横摇轴的两端通过轴承装置架设在支撑座两侧的固定座上，横摇轴一端与旋转电位器二连接，横摇轴另一端依次连接有横摇力矩传感器、横摇定位座及横摇分度锁紧盘，横摇定位座及固定座均固定支撑在连接板上，连接板与船模连接；支撑架上设有升沉杆的升沉运动的导向机构。

其进一步技术方案为：

所述支撑座呈U型结构，U型支撑座的两侧壁上通过轴承装置架设有纵摇轴，横摇轴的两端通过轴承装置架设在U型支撑座Ｕ型开口两侧的固定座上。

所述导向机构包括设在支撑架上的竖向直线导轨副，升沉杆与竖向直线导轨副中的滑块固接。

所述三分力传感器为组合式传感器结构，包括相互独立的由上至下依次布置的纵向力传感器、艏摇力矩传感器及横向力传感器，三个独立的传感器之间通过连接法兰连接，纵向力传感器与升沉杆固接，横向力传感器与U形支撑座固接。

所述纵摇轴与旋转电位器一的伸出轴通过联轴器一连接，横摇轴与旋转电位器二的伸出轴通过联轴器二连接。

所述竖向直线导轨副采用四方向等载荷滚动直线导轨副。

本发明的技术效果：

本发明所述测量机构中船模在垂向及纵摇方向是自由运动的，同时还能进行变横倾水动力试验，通过多分力测力传感器的设置，能够准确获取波浪中作用在船模上的纵向力、横向力、艏摇力矩三种水动力性能，通过纵摇轴以及旋转电位器的设置，可以测量纵倾角，通过拉链式位移传感器的设置，可以测量除按摩的升沉位移；本发明设置横摇定位座及横摇分度锁紧盘，且二者之间可以锁紧或松开，从而使横摇方向上的运动受约束或者不受约束，由此在横摇运动受约束时，可以进行定横倾角水动力试验，除了能够测量作用在船模上的纵向力、横向力、艏摇力矩以及船模的升沉位移和纵倾角，还可以通过横摇力矩传感器测量作用在船模上的横摇力矩，在横摇运动不受约束时，除了能够测量作用在船模上的纵向力、横向力、艏摇力矩以及船模的升沉位移和纵倾角，还可以通过横摇轴以及旋转电位器的设置测量船模的横倾角。多种水动力性能的测量为船模波浪中稳性力臂的测量提供了更为完善的侧丽江基础，进而为船舶纯稳性研究提供了更为完善的基础保障。