[发明专利]一种船模任意浮态下静水力性能检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种船模任意浮态下静水力性能检测装置及方法，其中装置包括升降单元、旋转单元和测力仪，所述升降单元和旋转单元之间通过测力仪连接，所述装置在工作状态下，旋转单元下方与船模连接，船模下方设置水池；所述升降单元，用于通过纵向移动带动船模升降，进而控制船模在水池中的吃水；所述旋转单元包括两个垂直相交的旋转轴，用于通过一个旋转轴纵向旋转、另一个旋转轴横向旋转，控制船模倾斜；所述测力仪，用于测量船模在不同吃水状态下的浮力以及不同倾斜状态下的弯矩。本发明升降单元与旋转单元结合能够精确模拟出船模的任意浮态，采用测力仪直接测量出不同浮态下船模浮力以及弯矩，进而全面地表征船模的静水力性能。

技术领域

本发明属于船舶静水力性能测量试验技术领域，更具体地，涉及一种船模任意浮态下静水力性能检测装置及方法。

背景技术

浮性和稳性是船舶与海洋工程专业实验教学中最为重要的概念之一，船舶静力学原理相关的教材中对求任意浮态下浮力的方法做了原理性的介绍，但没有一种能够直观测量浮力实验的装置。

现有的技术中测量静水力的设备主要是在船体模型的边侧上设置力矩测量装置来测量横倾或者纵倾弯矩，利用悬挂重物的方式来控制倾角以及吃水，这样的测量方式误差较大，不能精确模拟出船模的任意浮态。在国内船舶试验中缺少一种简便，直观的角度旋转装置，从而限制了船舶的教学实验的展开。

由此可见，现有技术存在误差较大、不能精确模拟出船模的任意浮态的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种船模任意浮态下静水力性能检测装置及方法，由此解决现有技术存在误差较大、不能精确模拟出船模的任意浮态的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种船模任意浮态下静水力性能检测装置，包括：升降单元、旋转单元和测力仪，所述升降单元和旋转单元之间通过测力仪连接，所述装置在工作状态下，旋转单元下方与船模连接，船模下方设置水池；

所述升降单元，用于通过纵向移动带动船模升降，进而控制船模在水池中的吃水；

所述旋转单元包括两个垂直相交的旋转轴，用于通过一个旋转轴纵向旋转、另一个旋转轴横向旋转，控制船模倾斜；

所述测力仪，用于测量船模在不同吃水状态下的浮力以及不同倾斜状态下的弯矩。

进一步地，所述旋转单元包括连接杆以及垂直相交的第二旋转轴和第三旋转轴，

所述第二旋转轴与连接杆活动连接，连接杆底部与船模固定连接，第二旋转轴用于通过纵向旋转带动连接杆旋转，进而带动船模倾斜；

所述第三旋转轴和连接杆固定连接，用于通过横向旋转带动连接杆与第二旋转轴之间发生滑动，进而改变船模朝向。

进一步地，所述测力仪在测量时，与第三旋转轴的旋转角度一致。

进一步地，所述装置还包括位于升降单元与测力仪之间的龙门支架，升降单元通过滑动导轨与龙门支架连接，所述装置在工作时，通过滑动导轨移动至水池正上方。

进一步地，所述升降单元包括：第一固定平台、电机、第一升降平台、支撑杆、第一旋转轴、第二固定平台和第二升降平台，

所述第一固定平台和第二固定平台通过支撑杆连接，第一升降平台与第二升降平台通过支撑杆连接，第一旋转轴固定于第一固定平台和第二固定平台之间，并穿过第一升降平台，电机用于驱动第一旋转轴旋转。

进一步地，所述旋转单元还包括角位台，角位台与第二升降平台之间通过测力仪连接，角位台同时与第二旋转轴和第三旋转轴连接，用于支撑和固定第二旋转轴和第三旋转轴。

按照本发明的另一方面，提供了一种船模任意浮态下静水力性能检测方法，包括：