[发明专利]一种基于多自由度可调式水动力耐波性试验多单元装置

说明书

本发明属于水动力实验模拟系统方向技术领域，涉及一种基于多自由度可调式水动力耐波性试验多单元装置，包括地基支撑结构、电动缸刚性固定支座、交流伺服电动缸系统、消波装置结构、多自由度固定支座、转动固定支座、限位板结构、造波板、液压缸、波浪角度调整支座、水池底部支座滑槽等结构，在控制上包括PC机、数据采集系统、控制系统、速度传感器、角度传感器、电动缸位移传感器、液压杆位移传感器、浪高仪传感器等结构。本发明不仅具有利用前沿的相位差造波技术进行试验斜波的可行性制造，而且在此提出了波面可多自由度调节的斜波造波系统，可有效的提高斜波造波的精度与效率，提高了水动力实验室造波系统的多样性与稳定性。

技术领域

本发明属于水动力实验模拟系统方向技术领域，涉及一种基于多自由度可调式水动力耐波性试验多单元装置。

背景技术

水动力造波是一项重要的实验技术，造波机为试验中最为重要的实验装置，用以模拟实验真实海况，广泛应用于特种飞行器水上飞机的水上滑行状态的研究，新型飞机迫降性能的分析以及潜艇水下与水面运行参数的探究等重要科研领域。造波机模拟不同实际海况波浪的准确性与有效性，直接决定着未来不同新型水上飞机、航空飞机、潜艇等开发利用，以及适航认证。波浪模拟装置是进行水动力耐波性试验最重要最核心的设备。目前，国内进行耐波性试验采用的波浪模拟装置的造波板，前后可摇摆固定，其他自由度限制的方法，驱动动力主要采用液压驱动方式。针对目前传统造波方法存在不足为：(1)传统斜波模拟，为利用相位差原理，对斜波进行制造，过程中个造波板间存在一定的相位角，造波板间相互交叉错开，造波过程中错开部位对整个波浪产生扰动，相位差越大，扰动越大，影响斜波的精确度；(2)传统的波浪模拟，利用液压缸作为动力，存在运动定位控制精度差、动态响应不好、维护困难，难以获得理想品质的波浪。

本发明内容本发明的目的：为接解决上述技术问题，提出一种基于多自由度可调式水动力耐波性试验多单元装置

本发明的技术方案

一种基于多自由度可调式水动力耐波性试验多单元装置，其特征在于：结构上包括地基支撑结构4、电动缸刚性固定支座3、交流伺服电动缸系统2、消波装置结构1、多自由度固定支座12、限位板结构14、造波板5、一号液压缸6、二号液压缸9，波浪角度调整支座7、水池底部支座滑槽8、造波实验池底10、智能控制系统11；所述的消波装置结构螺栓1固定于地基支撑结构上，与水面相接触；所述的交流伺服电动缸系统2，一端通过电动缸刚性固定支座3固定于地面支撑上端面，一端通过多自由度固定支座12与造波板5相连；所述的电动缸刚性固定支座3通过半埋于地面支撑里面牢固固定；所述的地基支撑结构4为水泥结构，防水处理；所述的造波板5，为刚性结构，通过多自由度固定支座12固定于交流伺服电动缸系统2顶杆端，通过造波板下轴承支座13固定于波浪角度调节支座上端，均通过螺栓连接，保证刚性；液压缸包括四个，一号液压缸6、二号液压缸9各两个，两端各对称布置一个固定于水下，所述的波浪角度调整支座7为刚性较强的长方体钢构，放置于造波实验池底10的凹槽的水池底部支座滑槽8上，另一端通过造波板下轴承支座13分别固定各造波板；所述的造波实验池底10为水泥结构，防水处理；所述的智能控制系统11为数据采集，处理，控制电动缸与液压缸运动的系统；所述的多自由度固定支座12，通过螺栓连接交流伺服电动缸系统2前端与造波板5上端，所述的造波板下轴承支座13固定于水池底部支座滑槽8上端，和造波板5下端，可前后自由转动；所述的限位板结构14置于水池底部支座滑槽8上端，限制水池底部滑槽位置，固定于造波实验池底10上端。

所述智能控制系统11包括PC机11-1、数据采集系统11-2、控制系统11-3、速度传感器11-4、角度传感器11-5、电动缸位移传感器11-6、液压杆位移传感器11-7、浪高仪位移传感器11-8；所述的PC机11-1、数据采集系统11-2、控制系统11-3放置于水泥地基岸边；所述的速度传感器11-4，采集电动缸转速信息；所述的角度传感器11-5，采集造波板的偏转信息；所述的电动缸位移传感器11-6，采集电动缸伸长与缩短时的位移量；所述的液压杆位移传感器11-7，采集液压顶杆的位移量；所述的浪高仪传感器11-8放置于水面，采集所造波浪大小信息。