[发明专利]一种船模静力学实验装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种静力学实验装置，尤其是一种适用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学，也适用于浮体模型水力学性能试验研究的静力学实验装置。

背景技术

近年来，国际海运事业蓬勃发展，各国不断加强海军建设，对船舶结构和性能的研究提出了迫切的需求。这样的背景下，各国加大了国内高校船舶专业的建设，并对各高校船舶专业教学质量，尤其是对培养学生创造性思维能力和动手能力的实验教学提出了较高的要求。

目前，船舶专业的实验教学主要包括船舶结构强度实验教学、船舶阻力性能实验教学、船舶耐波性能实验教学、船舶操纵性能实验教学等，关于船模浮态调整和船模倾斜的船舶静力学实验教学较少，而船舶载重量和重心位置又是实船验收中校核的关键，需要进行实船浮态调整试验和倾斜试验测量，开设船模静力学实验对专业知识的传授、学生动手能力的培养和学生未来的工作应用显得尤为重要。开发船模静力学实验装置成为解决上诉问题的关键。本专利的目的是发明一种适用于高等学校船舶专业实验教学的静力学实验装置，主要用于船模浮态调整实验教学和船模倾斜实验教学，也适用于浮体模型水力学性能的试验研究。

经检索发现，专利申请号为201020608632.3，授权公告号为CN202159449U的实用新型专利“流体静力学实验装置”，包括增压管主体3及设置在其下部的循环水槽1，循环泵2，右端的缓冲密封罐4、液位计5、水-空气U形压差计6、煤油-空气U形压差计7、水银-空气U形压差计8、水-水银双液柱压差计9、水-苯甲醇微差计10，水-空气单管压力计11、水封12和上部的导流管13。在导流管的管壁上开有多个测压孔，每个测压孔通过硅胶管与各自的测压玻璃管连接。本实用新型由于设置了多个测点，安装有多个压差计因此可演示U形管压差计、单管压力计、液位计、微差计、液封、连通器的工作原理，可进行正负压操作，并可测定某些液体的密度。论文“船模强制运动装置可行性方案分析与设计”中，涉及一种船模强制运动装置，该装置以AWD直线运动平台和曲柄滑块机构作为核心运动构件，实现船模的强制六个自由度运动。

本发明专利与申请号为201020608632.3，授权公告号为CN202159449U的实用新型专利“流体静力学实验装置”以及论文“船模强制运动装置可行性方案分析与设计”中涉及一种船模强制运动装置，在用途、工作原理、结构组成和形式上完全不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构强度高、易于加工和制造、便于拆装和搬运、使用和操作方便、测量精度高的静力学实验装置。

本发明的目的是这样实现的：

船模静力学实验装置，主要包括静力学水槽（1）、连接架（2）、姿态仪（3）和数据采集与分析处理部分，静力学水槽由两段对称的槽体通过螺栓连接构成，两端槽体之间垫有防漏橡胶垫，槽体由竖钢和上、下角钢焊接构成骨架，槽体的侧壁和底面用玻璃胶粘接玻璃壁；连接架由上横槽钢、下横槽钢和竖槽钢焊接而成，固定在静力学水槽上方的中间位置；姿态仪安装在连接架上。

姿态仪（3）包括垂向测量部分和角度测量部分，垂向测量部分包括1根竖杆（33），竖杆两端装有拉线支柱（35），拉线支柱之间装有拉线（37），竖杆底部安装有竖杆连接座（34），竖杆上套有支撑框架（29），支撑框架上、下两端分别固定有4根支撑柱（30），每根支撑柱上装有2根轴（31），每根轴固定1个滚珠轴承（32），支撑框架上方套有固定卡（44），支撑框架的侧面安有1个线位移传感器支座（38），线位移传感器支座上安有1个线位移传感器（39）和一个从动轮（43）；角度测量部分包括连接在竖杆连接座上的上连接板（46），上连接板两侧固定有纵摇支撑板（48），十字转轴（70）的横轴（72）两端套在2个纵摇支撑板的轴承孔中，十字转轴的纵轴（71）两端套在2个横摇支撑板（63）的轴承孔中，横摇支撑板下连有下连接板（58），下连接板上活连接模型连接板（60），纵摇支撑板的一侧有2根连接螺杆（49），连接螺杆固定1块纵摇角位移传感器连接板（53），十字转轴的横轴的一端装有纵摇扇齿轮（56），纵摇扇齿轮与纵摇圆齿轮（57）齿合，纵摇圆齿轮与纵摇角位移传感器（51）连接，安装在纵摇角位移传感器连接板上，横摇支撑板上安有1块横摇角位移传感器连接板（64），十字转轴的纵轴两端装有横摇轴承（66），一个横摇轴承内侧的纵轴上装有横摇扇齿轮（67），横摇扇齿轮与横摇圆齿轮（68）齿合，横摇圆齿轮与横摇角位移传感器（65）连接，安装在横摇角位移传感器连接板上。