一种原型实验波浪爬高模拟装置的制作方法

本发明涉及一种原型实验波浪爬高模拟装置，属于海岸工程技术领域。

背景技术：

随着全球气候变化和海平面的上升引起的风暴潮的增强，海堤受到越来越多的波浪爬高的影响。对于波浪爬高作用下的海堤外坡护面材料，尚缺少专用的实验仪器。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种流量和周期可调的，且波浪连续爬高的模拟装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种原型实验波浪爬高模拟装置，包括：浪池、供水装置、浪涌装置；所述浪池的一端设有浪坡，浪池内设有浪涌装置；所述供水装置为设置在浪坡的坡壁下端的带水泵的进水管；所述浪涌装置为通过传动杆与伺服电机连接的生波板，所述生波板纵向设置在浪坡的底部。

上述生波板的底部通过铰接头固定在浪坡的底部与浪池底的交界处。通过铰接头，生波板铰接头为圆心做摆动。

上述传动杆包括万向杆和直杆，所述直杆的一端通过万向节11与生波板连接，另一端通过万向节11与万向杆连接；所述万向杆的另一端通过电机传动轴连接伺服电机。万向杆在电机传动轴的带动下做圆周运动，进而通过直杆推动生波板摆动。

上述直杆穿过固定在浪池内侧壁上的滑动轴承。通过滑动轴承固定直杆的水平位置，保证直杆始终保持在水平方向运动。

上述浪坡的坡壁的底部设有测试槽。用于放置在波浪下测试的测试材料。

上述浪坡的顶部纵向设有拦水板。防止浪涌的水四处溅射。

上述浪坡的坡壁下端设有带阀门的排水管。

进一步的，上述浪池为直角梯形。

进一步的，上述浪池的高为3-6米。

上述浪池和生波板的材质为不锈钢。

本发明的有益之处在于：本发明的一种原型实验波浪爬高模拟装置通过万向杆将伺服电机的圆周远动转化为直杆的活塞运动，驱动生波板以铰接头为圆心做往复摆动，进而推动水在浪坡上形成波浪。通过调节伺服电机的转速可调节波浪的往复周期，通过注入的水量可调节形成的波浪的高度。该装置结构简单，操作方便，维护费用低，实用性强，可模拟浪高和周期可调的，连续的波浪爬高过程；进一步，可通过调节浪坡的角度，模拟测试波浪对各种浪堤的冲击，还可用于检测不同类型的海堤外坡的护面材料的抗冲蚀能力。

附图说明

图1为本发明的一种原型实验波浪爬高模拟装置的结构示意图的侧视图；

图2为本发明的一种原型实验波浪爬高模拟装置的结构示意图的俯视图。

附图中标记的含义如下：1、浪池，2、浪坡，3、水泵，4、进水管，5、排水管，6、生波板，7、伺服电机，8、电机传动轴，9、万向杆，10、直杆，11、万向节，12、滑动轴承，13、测试槽，14、拦水板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种原型实验波浪爬高模拟装置，包括：不锈钢直角梯形浪池1、供水装置、浪涌装置；浪池1一端的斜边为浪坡2，浪池1内设有浪涌装置；浪池1的高为5米。

供水装置为设置在浪坡2的坡壁下端的带水泵3的进水管4；浪坡2的坡壁下端设有带阀门的排水管5。

浪涌装置为通过传动杆与伺服电机7连接的不锈钢生波板6，生波板6的底部通过铰接头固定在浪坡2的底部与浪池1底的交界处。

传动杆包括万向杆9和直杆10，直杆10穿过固定在浪池1内侧壁上的滑动轴承12，一端通过万向节11与生波板6连接，另一端通过万向节11与万向杆9连接；万向杆9的另一端通过电机传动轴8连接伺服电机7。

浪坡2的顶部纵向设有拦水板14，坡壁的底部设有测试槽13。

伺服电机7和直杆10通过支架固定在浪池1内。

进行测试时：将测试样品放置于测试槽13中，通过进水管4向生波板6和浪池1之间的空腔注水，注水量和根据目标波浪情况而定。

启动伺服电机7，通过电机传动轴8驱动万向杆9将伺服电机7的圆周运动转化为活塞运动，并通过直杆10将活塞运动传递到生波板6，滑动轴承12保证了直杆10始终保持在水平方向运动。生波板6在直杆10的推动下，以铰接头为圆心做往复转动，推动水在浪坡2上进行波浪爬高，同时对测试槽13中的样品进行冲刷测试。

挡水板是为了防止过高的波浪爬高导致水冲出设备。

测试的波浪周期可以由伺服电机7的转速调节。

测试的波高可以由生波板6和浪池1之间空腔的注水量来调节。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。