一种海上综合补给系统的试验装置的制作方法

本发明涉及船用机械领域，特别涉及一种海上综合补给系统的试验装置。

背景技术：

海上综合补给系统是补给舰上一种十分重要的设备，海上综合补给系统主要用于在航行状态下，将需要补给的物资从补给舰输送到需要进行补给的船只上。

补给舰在进行补给时，会将海上综合补给系统的钢丝绳连接到待补给的船只上，然后将物资放置在悬挂在钢丝绳上的吊货小车中，再使吊货小车沿着钢丝绳移动到待补给的船只上。为了确保吊货小车的平稳，应尽量确保钢丝绳处于张紧状态。但是由于海上风浪的影响，补给舰和待补给的船只之间难以保持相对静止，因此若要保证钢丝绳在进行补给的过程中始终处于张紧的状态，海上综合补给系统需要可以随着波浪的起伏控制收放钢丝绳。

为了确保海上综合补给系统在实际工作中的稳定性，需要在陆地环境上对其进行试验，但是现有的试验装置通常只是采用绞车连续拉动海上综合补给系统的钢丝绳，以此模拟补给过程中，补给舰和船只之间由于风浪而导致距离变大，海上综合补给系统的钢丝绳放长的运动，不能模拟出补给舰和船只之间的距离变小，海上综合补给系统的钢丝绳收短的运动，因而无法真实模拟出船只随风浪浮动时钢丝绳的收放运动。

技术实现要素：

为了解决现有技术中试验装置无法模拟出船只随风浪浮动时钢丝绳的运动状态的问题，本发明实施例提供了一种海上综合补给系统的试验装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种海上综合补给系统的试验装置，所述试验装置包括滑轨支架、滑轨、小车、滑轮组件、曲柄绞车和牵引绳，所述滑轨固定安装在所述滑轨支架的顶部，所述小车设置在所述滑轨上，所述滑轮组件设置在所述滑轨支架上，且位于所述滑轨的一端，所述曲柄绞车包括曲柄和用于驱动所述曲柄转动的动力机构，所述曲柄的一端与所述动力机构连接，所述曲柄的另一端设置有动滑轮，且所述动滑轮所在的平面与所述曲柄的转动平面平行，所述牵引绳的一端固定在所述滑轨支架上，所述牵引绳的另一端依次绕过所述动滑轮和所述滑轮组件，并固定连接在所述小车上，待试验的海上综合补给系统的钢丝绳与所述小车连接，所述小车能够在所述牵引绳和所述钢丝绳的牵引下沿所述滑轨滑动，且所述牵引绳和所述钢丝绳的牵引方向相反。

可选地，所述滑轮组件包括第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮设置在所述滑轨支架顶部位于所述滑轨一端的位置，所述第二滑轮设置在所述滑轨支架的底部。

进一步地，所述滑轨的至少一端设置有用于限制所述小车的滑动范围的限位结构。

可选地，所述限位结构包括挡板，所述挡板竖直设置在所述滑轨上。

可选地，所述小车朝向所述挡板的一端设置有缓冲结构。

具体地，所述小车上设置有连接座，所述连接座的中部与所述小车连接，所述连接座的两端分别设置有第一连接孔和第二连接孔，所述连接座通过所述第一连接孔与所述钢丝绳连接，通过所述第二连接孔与所述牵引绳连接。

进一步地，所述小车上设置有连接座和卸扣，所述连接座的中部与所述小车连接，所述连接座的两端分别设置有第一连接孔和第二连接孔，所述连接座通过所述第一连接孔与所述卸扣连接，所述卸扣与所述钢丝绳连接，所述连接座通过所述第二连接孔与所述牵引绳连接。

可选地，所述动力机构包括液压马达和变速器，所述液压马达的转轴与所述变速器的输入轴连接，所述变速器的输出轴与所述曲柄连接。

可选地，所述试验装置还包括用于测量所述牵引绳上的张力的张力传感器。

可选地，所述滑轨支架上位于所述滑轨一端的位置设置有用于检测所述小车位移的位移传感器。

本发明实施例通过将滑轨固定安装在滑轨支架的顶部，小车设置在滑轨上，使得小车可以沿着滑轨移动，滑轮组件设置在滑轨支架上，牵引绳的一端固定在滑轨支架上，另一端绕过曲柄绞车和滑轮组件后固定在小车上，同时海上综合补给系统的钢丝绳也固定在小车上，且牵引绳和钢丝绳的牵引方向相反，使得可以通过牵引绳和钢丝绳同时牵引小车移动，通过曲柄绞车包括曲柄和动力机构，曲柄的一端与动力机构连接，使得曲柄可以在动力机构的驱动下转动，通过在曲柄的另一端上设置动滑轮，牵引绳绕在动滑轮上，使得在动力机构驱动曲柄转动时，动滑轮与滑轮组件之间的距离发生周期性的变化，可以通过牵引绳和钢丝绳的共同作用使小车沿着滑轨做往复运动，从而模拟出在海洋环境中，船只随风浪浮动时钢丝绳的运动状态，由于运动状态更真实，因此可以更准确的对海上综合补给系统进行测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种海上综合补给系统的试验装置的侧视图；

图2是图1中的A处放大示意图；

图3是本发明实施例提供的一种第一滑轮安装示意图；

图4是图1中的B向视图；

图5是本发明实施例提供的一种曲柄绞车的俯视图；

图6是本发明实施例提供的一种牵引绳绕线方式示意图；

图7是本发明实施例提供的一种滑轨支架的俯视示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种海上综合补给系统的试验装置的侧视图，

图2是图1中的A处放大示意图，结合图1和图2，该试验装置包括滑轨支架10、滑轨20、小车30、滑轮组件40、曲柄绞车50和牵引绳60，滑轨20固定安装在滑轨支架10的顶部，小车30设置在滑轨20上，滑轮组件40设置在滑轨支架10上，且位于滑轨20的一端，曲柄绞车50包括曲柄51和用于驱动曲柄51转动的动力机构52，曲柄51的一端与动力机构52连接，曲柄51的另一端设置有动滑轮511，且动滑轮511所在的平面与曲柄51的转动平面平行，牵引绳60的一端固定在滑轨支架10上，牵引绳60的另一端依次绕过动滑轮511和滑轮组件40，并固定连接在小车30上，待试验的海上综合补给系统的钢丝绳61与小车30连接，小车30能够在牵引绳60和钢丝绳61的牵引下沿滑轨20滑动，且牵引绳60和钢丝绳61的牵引方向相反。

曲柄51在动力机构52的驱动下，带动动滑轮511绕轴线C-C做圆周转动。

牵引绳60将小车30沿着滑轨20向滑轮组件40一端牵引，钢丝绳61将小车30沿着滑轨20向海上综合补给系统一端牵引。

通过将滑轨固定安装在滑轨支架的顶部，小车设置在滑轨上，使得小车可以沿着滑轨移动，滑轮组件设置在滑轨支架上，牵引绳的一端固定在滑轨支架上，另一端绕过曲柄绞车和滑轮组件后固定在小车上，同时海上综合补给系统的钢丝绳也固定在小车上，且牵引绳和钢丝绳的牵引方向相反，使得可以通过牵引绳和钢丝绳同时牵引小车移动，通过曲柄绞车包括曲柄和动力机构，曲柄的一端与动力机构连接，使得曲柄可以在动力机构的驱动下转动，通过在曲柄的另一端上设置动滑轮，牵引绳绕在动滑轮上，使得在动力机构驱动曲柄转动时，动滑轮与滑轮组件之间的距离发生周期性的变化，可以通过牵引绳和钢丝绳的共同作用使小车沿着滑轨做往复运动，从而模拟出在海洋环境中，船只随风浪浮动时钢丝绳的运动状态，由于运动状态更真实，因此可以更准确的对海上综合补给系统进行测试。

如图1所示，滑轮组件40包括第一滑轮41和第二滑轮42，第一滑轮41设置在滑轨支架10顶部位于滑轨20一端的位置，第二滑轮42设置在滑轨支架10的底部，通过第一滑轮41和第二滑轮42以改变牵引绳60的方向，便于牵引绳60缠绕到曲柄绞车50中的动滑轮511上。

优选地，小车30到第一滑轮41之间的牵引绳60处于水平状态，第一滑轮41和第二滑轮42之间的牵引绳60处于竖直状态。

在实现过程中，滑轨支架10的高度可以根据具体的试验环境设置，第二滑轮42设置在滑轨支架10的底部可以降低牵引绳60的高度，有利于牵引绳60缠绕到动滑轮511上。

具体地，滑轨支架10可以包括多个竖直设置的支撑柱13和通过多个支撑柱13支撑的滑轨安装平台14，滑轨20设置在滑轨安装平台14上，多个支撑柱13连接有支撑杆15，以增强滑轨支架10的结构强度。

可选地，牵引绳60可以是右旋钢丝绳，捻向相同，此外也可以采用尼龙等。

图3是本发明实施例提供的一种第一滑轮安装示意图，图4是图1中的B向视图，图5是本发明实施例提供的一种曲柄绞车的俯视图，结合图3～图5，第一滑轮41安装在第一滑轮支架411上，第一滑轮支架411固定连接在滑轨支架10上。在本实施例中，设置有2个第二滑轮42，2个第二滑轮42同轴设置，且两个第二滑轮42可相对自由转动，曲柄51上设置有2个动滑轮511，两个动滑轮511同轴设置，图6是本发明实施例提供的一种牵引绳绕线方式示意图，如图5所示，牵引绳60的一端固定在滑轨支架10上，另一端先绕过其中一个动滑轮511上的绳槽，再绕过其中一个第二滑轮42上的绳槽，然后绕过另一个动滑轮511上的绳槽，再绕过另一个第二滑轮42上的绳槽，最后通过第一滑轮41将牵引绳60调整为水平方向后，与小车30连接，由于设置有2个第二滑轮42和2个动滑轮511，可以使得在曲柄绞车50转动时，小车30往复运动的幅度更大。

在曲柄51带动动滑轮511绕轴线C-C做圆周转动时，动滑轮511到第二滑轮42之间的距离发生连续变化，存在一个近点和一个远点，相应地，动滑轮511与第二滑轮42之间的牵引绳60的总长度也连续发生变化，从而通过牵引绳60带动小车30在滑轨20上做往复运动，且小车30运动的速度与牵引绳60运动的速度以及钢丝绳61的速度相等，当动滑轮511位于近点时，动滑轮511与第二滑轮42之间的距离最小，动滑轮511与第二滑轮42之间的牵引绳60的总长度也最小，此时，小车30距离第一滑轮41的距离处于最大值，反之，当动滑轮511位于远点时，动滑轮511与第二滑轮42之间的距离最大，动滑轮511与第二滑轮42之间的牵引绳60的总长度也最大，此时，小车30距离第一滑轮41的距离处于最小值，以小车30距离第一滑轮41的距离处于最大值的位置和距离第一滑轮41的距离处于最小值的位置的中点为平衡点，小车30在钢丝绳61和牵引绳60的牵引下进行简谐运动，且小车30运动的周期与曲柄51转动的周期相同，小车在简谐运动的过程中的最高速度可以达到210m/min。

在本实施例中，由于设置有2个动滑轮511，因此动滑轮511为4倍率动滑轮，即当曲柄51带动动滑轮511转动一周时，动滑轮511与第二滑轮42之间的牵引绳60的总长度的变化量为曲柄51长度的4倍，相应地，小车30在滑轨20上的移动范围也是曲柄51长度的4倍。

可以想到的是，在其他实施例中，还可以设置更多的动滑轮511和更多的第二滑轮42，并采用其他的绕绳方式，例如设置3个动滑轮511和3个第二滑轮42，使动滑轮511为8倍率动滑轮，从而使得小车30往复运动的幅度发生变化，以满足不同的试验要求。

此外，用于安装第二滑轮42的滑轮轴421中还开设有润滑油注入通道421a，以便于对第二滑轮42加注润滑油。

在其他实施例中，第二滑轮42也可以是具有两道绳槽的滑轮，动滑轮511也可以是具有两道绳槽的滑轮，从而只需要设置一个第二滑轮42和一个动滑轮511，就可以采用与图6中相同的绕绳方式，可以方便第二滑轮42和动滑轮511的安装。

再次参见图4，动力机构52可以包括液压马达521和变速器524，液压马达521的转轴与变速器524的输入轴连接，变速器524的输出轴与曲柄51连接，通过改变液压马达521的转速或变速器524的变速比可以改变曲柄51转动的速度，从而可以调节小车30往复运动的频率。

在本实施例中，动力机构52包括多个液压马达521，每个液压马达521的转轴上设置有一个小齿轮522，多个小齿轮522与一个大齿轮523啮合，大齿轮523与变速器524的输入轴同轴连接。采用多个液压马达可以得到更大的动力以驱动曲柄51转动，在试验中可以使牵引绳60上的张力达到10T，以使得钢丝绳61上的张力达到海上综合补给系统在实际工作时的大小。

此外，在本实施例中，变速器524为一级圆柱直齿轮减速器，变速器524的输入轴为高速轴，高速轴上套设有高速齿轮5242，变速器524的输出轴为低速轴，低速轴上套设有与高速齿轮5242相啮合的低速齿轮5241。

优选地，动力机构52包括对称设置的两个变速器524，两个变速器524的输出轴同轴设置，且均与曲柄51连接，通过两个变速器524驱动曲柄51转动，可以使曲柄51的转动更平稳。

相应地，每一个变速器524的输入轴均分别与一个大齿轮523同轴连接，每一个大齿轮523均与多个液压马达521的转轴上的小齿轮522啮合。

优选地，滑轨20的至少一端设置有用于限制小车30的滑动范围的限位结构。

进一步地，限位结构包括挡板12，挡板12竖直设置在滑轨20上。

具体地，图7是本发明实施例提供的一种滑轨支架的俯视示意图，如图7所示，滑轨20的靠近待试验的海上综合补给系统的一端设置有挡板12，且挡板12垂直于滑轨20设置，从而可以避免小车30在滑动过程中冲出滑轨20。

需要说明的是，在试验过程中，应该通过调节小车30的初始位置以及小车30往复运动的幅度，以避免小车30与挡板12发生碰撞，挡板12仅在试验出现异常而导致小车30可能冲出滑轨20时，阻挡小车30运动，例如在试验过程中出现牵引绳60或钢丝绳松脱、断裂等情况。

在其他实施例中，也可以在滑轨20的另一端设置挡板12，或者在滑轨20的两端都设置挡板12。

相应地，小车30朝向挡板12的一端可以设置有缓冲结构301，以减缓小车30与挡板12发生碰撞时的冲击。

具体地，缓冲结构301可以是气囊、橡胶垫或是其他可以吸收冲击的结构，例如废旧轮胎或是沙袋等，本发明并不以此为限。

如图2所示，在本实施例中，滑轨支架10上还可以设置护栏11，护栏11位于滑轨20的两侧边。

优选地，小车30上设置有连接座31，连接座31的中部与小车30连接，连接座31的两端分别设置有第一连接孔31a和第二连接孔31b，连接座31通过第一连接孔31a与钢丝绳61连接，通过第二连接孔31b与牵引绳60连接，从而可以方便小车30与牵引绳60和钢丝绳61的连接。

具体地，第一连接孔31a设置在连接座31靠近海上综合补给系统的一端，第二连接孔31b设置在连接座31靠近第一滑轮41的一端。

优选地，连接座31与小车30可拆卸连接，从而可以便于更换小车30。

实现时，可以设置有多个质量不同的小车30，通过将不同质量的小车30更换到滑轨20上，再将连接座31与小车30连接，由于小车30质量不同，因此小车30的惯性也不同，在试验过程中，牵引绳60和钢丝绳61上的张力也不同，从而可以适应不同的试验要求。

在本发明的另一实施方式中，小车30上设置有连接座31和卸扣32，连接座31的中部与小车30连接，连接座31的两端分别设置有第一连接孔31a和第二连接孔31b，连接座31通过第一连接孔31a与卸扣32连接，卸扣32与钢丝绳61连接，连接座31通过第二连接孔31b与牵引绳60连接，通过卸扣32连接钢丝绳61和连接座31，可以便于钢丝绳61的拆装。

容易想到的是，牵引绳60与连接座31之间也可以通过卸扣连接。

此外，连接座31上还可以设置耳板33，两块耳板33分别通过第一连接孔31a和第二连接孔31b与连接座31连接，牵引绳60和卸扣32分别与两块耳板33连接。

如图2所示，试验装置还包括用于测量牵引绳60上的张力的张力传感器71。

可选地，张力传感器71设置在牵引绳60与小车30连接的部位，通过张力传感器71可以获取牵引绳60上的张力值及其变化情况。

如图7所示，滑轨支架10上设置有用于检测小车30位移的位移传感器72，从而可以获取小车30在任意时刻的位移情况。

可选地，位移传感器72可以为激光位移传感器，激光位移传感器设置在滑轨支架10上位于滑轨20一端的位置处。

以下简短说明本发明所提供的试验装置的工作过程：

试验时，将钢丝绳61连接在小车30的一端，将牵引绳60的一端固定在地面或是滑轨支架10上，另一端依次绕过动滑轮511和滑轮组件40后固定在小车30的另一端，控制曲柄绞车50运转，曲柄51在动力机构52的驱动下转动，从而带动动滑轮511一起转动，动滑轮511在随着曲柄51转动的过程中与滑轮组件40的距离不断发生周期性的变化，使得小车30在钢丝绳61和牵引绳60的牵引下在滑轨20上周期性的往复直线移动，从而模拟出在海洋环境中，补给舰和船只之间相互运动时，钢丝绳61的运动状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。