一种船模受力及位移测量装置的制作方法

本发明涉及船模试验技术领域，尤其涉及一种船模受力及位移测量装置。

背景技术：

通过对船模研究过程中所获取的船模资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。文字、用词应力求准确。研究报告的文字也简单、明了、通顺、流畅，既明白如话，又把研究的效果准确地、科学地表达出来。船模研究报告以行业为研究对象，并基于行业的现状，行业经济运行数据，行业供需现状，行业竞争格局，重点企业经营分析，行业产业链分析，市场集中度等现实指标，分析预测行业的发展前景和投资价值。通过最深入的数据挖掘，对行业进行严谨分析，从多个角度去评估企业市场地位，准确挖掘企业的成长性，已经为众多企业带来了最专业的研究和最有价值的咨询服务过程。

在模型实验中，升船机运行时缺少对船厢中船模的受力和位移测量，使得在提升的过程中，船在船厢中会发生晃荡。而通过物理模型模拟升船机运行（提升船厢）过程中，监测船厢中船的受力情况和位移，包括水平位移（前后左右），上下（升沉），以及各个方向的倾斜角度的测量尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决在模型实验中升船机运行时缺少对船厢中船模的受力和位移测量的问题，而提出的一种船模受力及位移测量装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种船模受力及位移测量装置，包括船厢和船模主体，还包括：

安装面板，所述安装面板设置于船模主体后端，且所述安装面板用于安装z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构；

z轴监测机构，所述z轴监测机构设置于安装面板中部，且所述z轴监测机构用于测量船模主体后端至船厢底部的距离；

x轴监测机构，所述x轴监测机构设置于z轴监测机构内部，且所述x轴监测机构用于测量船模主体在x轴方向的拉力及位移；

y轴监测机构，所述y轴监测机构设置于x轴监测机构内部，且所述y轴监测机构用于测量船模主体在y轴方向的拉力及位移；

所述船厢内漂浮有船模主体，所述船模主体后端紧密焊接有安装面板，所述安装面板上固定设置有z轴监测机构，所述z轴监测机构内部活动安装有x轴监测机构，所述x轴监测机构内部活动设置有y轴监测机构。

所述z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构均与外部控制器电性连接，所述z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构供电电路接通时，所述z轴监测机构监测船模主体在船厢内的高度，所述x轴监测机构监测船模主体在x轴方向的拉力及位移，所述y轴监测机构监测船模主体在y轴方向的拉力及位移，所述z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构供电电路断开时，所述z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构不进行工作。

优选地，所述z轴监测机构包括外壳体、上盖体、活动槽、密封件、高度传感器以及轨道槽a；

所述外壳体固定嵌设于安装面板中部，所述外壳体底面四角处均固定安装有高度传感器，所述外壳体上端紧密焊接有上盖体，所述上盖体内部开设有活动槽，所述活动槽内活动连接有密封件，所述外壳体左右两侧内壁靠近下端的位置对称开设有两个轨道槽a，所述轨道槽a内活动连接有x轴监测机构。

优选地，所述x轴监测机构包括安装箱体a、滚轮a、横向传感器、限位槽a、复力弹簧a、限位环a、导向杆a、轨道槽b以及避让槽；

所述安装箱体a活动设置于z轴监测机构内部，所述安装箱体a下端外侧靠近其底面四角处的位置均固定安装有滚轮a，所述滚轮a外侧与轨道槽a内壁滚动接触，所述z轴监测机构内部前端还固定安装有横向传感器，所述横向传感器后侧开设有限位槽a，所述限位槽a内部与安装箱体a外侧活动连接，所述安装箱体a外侧前端固定设置有导向杆a，所述导向杆a外侧与复力弹簧a后端固定套接，所述复力弹簧a前端固定设置有限位环a，所述限位环a与限位槽a相匹配；

所述安装箱体a内部靠近上下两端的位置均对称开设有两个轨道槽b，所述轨道槽b内壁与y轴监测机构外侧活动连接，所述安装箱体a内侧中部还对称开设有两个避让槽。

优选地，所述y轴监测机构包括安装箱体b、滚轮b、纵向传感器、限位槽b、复力弹簧b、限位环b、导向杆b、连接耳、紧固螺栓、圆球槽以及圆球体；

所述安装箱体b外侧与x轴监测机构内部活动连接，所述安装箱体b外侧上下两端靠近角落的位置均固定安装有滚轮b，所述滚轮b外侧与轨道槽b内壁滚动接触，所述x轴监测机构内部右侧固定安装有纵向传感器，所述纵向传感器侧面开设有限位槽b，所述限位槽b内部与安装箱体b外侧活动连接，所述安装箱体b右侧面固定设置有导向杆b，所述导向杆b外侧与复力弹簧b左端固定连接，所述复力弹簧b右端固定设置有限位环b，所述限位环b尺寸大小与限位槽b尺寸大小相匹配，所述安装箱体b前后端外侧均对称设置有两个连接耳，两个所述连接耳通过多个紧固螺栓固定连接，两个所述连接耳的宽度小于避让槽的宽度；；

所述安装箱体b内部开设有圆球槽，所述圆球槽内壁与圆球体外壁活动接触。

优选地，所述安装面板中部还设置有钢杆，所述钢杆上端依次穿过z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构，且所述钢杆分别与z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构内部活动连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种船模受力及位移测量装置，具备以下有益效果：

1．本发明涉及一种船模受力及位移测量装置，由于在模型实验中，升船机运行时缺少对船厢中船模的受力和位移测量，使得在提升的过程中，船在船厢中会发生晃荡。而通过物理模型模拟升船机运行（提升船厢）过程中，监测船厢中船的受力情况和位移，包括水平位移（前后左右），上下（升沉），以及各个方向的倾斜角度的测量尤为重要，因此我们在船模主体后端的安装面板上安装有z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构，使得在进行物理模型模拟升船机运行（提升船厢）过程中，利用z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构可以监测船厢中船的受力情况和位移，包括水平位移（前后左右），上下（升沉），以及各个方向的倾斜角度的测量。本发明装置结构简单，经久耐用，稳定性较好，且成本较低，便于模型试验及现场观测；

2．本发明通过在船模主体后端的安装面板中部固定安装z轴监测机构，利用外壳体底面四角处设置的高度传感器，利用高度传感器可以测量该装置到船厢底部的距离，4个传感器可以计算船体在船厢提升过程中倾斜了的方向和量值，从而保证升船机中提升的船体（或为客船）稳定，进而维持船舱舒适度；同时利用上盖体中活动槽内部密封件与钢杆的活动连接，使得z轴监测机构、x轴监测机构以及y轴监测机构在测量过程中避免触水导致短路的危险；

3．本发明在z轴监测机构中外壳体内部活动设置有x轴监测机构，利用钢杆与x轴监测机构的活动连接，使得当船模主体发生x轴向位移时，位于安装箱体a侧面的复力弹簧a后端受到推压，使得复力弹簧a前端在横向传感器的限位槽a内挤压横向传感器，通过横向传感器可以实时监测船模主体在x轴向上的受到的拉力和位移距离；

4．本发明通过在x轴监测机构内部活动设置有y轴监测机构，并在安装箱体b内部开设圆球槽，利用圆球槽内的圆球体与钢杆的活动连接，使得当船模主体受到外界压力进而产生x轴向或y轴向移动时，通过y轴监测机构在x轴监测机构内部滑动的距离以及安装箱体b外侧复力弹簧b推压纵向传感器，从而测量出船模主体在y轴向的拉力及位移；或通过y轴监测机构推动x轴监测机构在z轴监测机构内移动，进而测量出船模主体在x轴向的拉力及位移，本发明装置稳定性较好，测量误差小，其本身阻力较小，不易磨损，寿命高，测量结果准确，也便于拆卸，保养维护方便，有利于市场推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中船模主体的结构示意图；

图3为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中z轴监测机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中z轴监测机构的结构拆分示意图；

图5为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中上盖体的内部结构示意图；

图6为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中z轴监测机构的内部结构主视图；

图7为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中z轴监测机构的内部结构侧视图；

图8为本发明提出的一种船模受力及位移测量装置中安装箱体b的内部结构示意图。

图中标号说明：1、船厢；2、船模主体；3、安装面板；4、z轴监测机构；400、外壳体；401、上盖体；402、活动槽；403、密封件；404、高度传感器；405、轨道槽a；5、x轴监测机构；500、安装箱体a；501、滚轮a；502、横向传感器；503、限位槽a；504、复力弹簧a；505、限位环a；506、导向杆a；507、轨道槽b；508、避让槽；6、y轴监测机构；600、安装箱体b；601、滚轮b；602、纵向传感器；603、限位槽b；604、复力弹簧b；605、限位环b；606、导向杆b；607、连接耳；608、紧固螺栓；609、圆球槽；610、圆球体；7、钢杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种船模受力及位移测量装置，包括船厢1和船模主体2，还包括：

安装面板3，安装面板3设置于船模主体2后端，且安装面板3用于安装z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6；

z轴监测机构4，z轴监测机构4设置于安装面板3中部，且z轴监测机构4用于测量船模主体2后端至船厢1底部的距离；

x轴监测机构5，x轴监测机构5设置于z轴监测机构4内部，且x轴监测机构5用于测量船模主体2在x轴方向的拉力及位移；

y轴监测机构6，y轴监测机构6设置于x轴监测机构5内部，且y轴监测机构6用于测量船模主体2在y轴方向的拉力及位移；

船厢1内漂浮有船模主体2，船模主体2后端紧密焊接有安装面板3，安装面板3上固定设置有z轴监测机构4，z轴监测机构4内部活动安装有x轴监测机构5，x轴监测机构5内部活动设置有y轴监测机构6。

z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6均与外部控制器电性连接，z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6供电电路接通时，z轴监测机构4监测船模主体2在船厢1内的高度，x轴监测机构5监测船模主体2在x轴方向的拉力及位移，y轴监测机构6监测船模主体2在y轴方向的拉力及位移，z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6供电电路断开时，z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6不进行工作。

安装面板3中部还设置有钢杆7，钢杆7上端依次穿过z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6，且钢杆7分别与z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6内部活动连接。值得注意的时，z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6的下端均开设有钢杆避让孔，便于当船模主体2发生左右摇摆时，钢杆7在该装置内有足够空间转动，避免该装置的损坏。

本发明涉及一种船模受力及位移测量装置，由于在模型实验中，升船机运行时缺少对船厢中船模的受力和位移测量，使得在提升的过程中，船在船厢中会发生晃荡。而通过物理模型模拟升船机运行（提升船厢）过程中，监测船厢中船的受力情况和位移，包括水平位移（前后左右），上下（升沉），以及各个方向的倾斜角度的测量尤为重要，因此我们在船模主体2后端的安装面板3上安装有z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6，使得在进行物理模型模拟升船机运行（提升船厢）过程中，利用z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6可以监测船厢中船的受力情况和位移，包括水平位移（前后左右），上下（升沉），以及各个方向的倾斜角度的测量。本发明装置结构简单，经久耐用，稳定性较好，且成本较低，便于模型试验及现场观测。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

z轴监测机构4包括外壳体400、上盖体401、活动槽402、密封件403、高度传感器404以及轨道槽a405；

外壳体400固定嵌设于安装面板3中部，外壳体400底面四角处均固定安装有高度传感器404，外壳体400上端紧密焊接有上盖体401，上盖体401内部开设有活动槽402，活动槽402内活动连接有密封件403，外壳体400左右两侧内壁靠近下端的位置对称开设有两个轨道槽a405，轨道槽a405内活动连接有x轴监测机构5。

本发明通过在船模主体2后端的安装面板3中部固定安装z轴监测机构4，利用外壳体400底面四角处设置的高度传感器404，可以实时监测船模主体2在船厢内在提升过程中，船身跟水位的变化，避免在实际情况下船身在提升过程中发生触底的风险；同时利用上盖体401中活动槽402内部密封件403与钢杆7的活动连接，使得z轴监测机构4、x轴监测机构5以及y轴监测机构6在测量过程中避免触水导致短路的危险。

实施例3：基于实施例1和2有所不同的是；

x轴监测机构5包括安装箱体a500、滚轮a501、横向传感器502、限位槽a503、复力弹簧a504、限位环a505、导向杆a506、轨道槽b507以及避让槽508；

安装箱体a500活动设置于z轴监测机构4内部，安装箱体a500下端外侧靠近其底面四角处的位置均固定安装有滚轮a501，滚轮a501外侧与轨道槽a405内壁滚动接触，z轴监测机构4内部前端还固定安装有横向传感器502，横向传感器502后侧开设有限位槽a503，限位槽a503内部与安装箱体a500外侧活动连接，安装箱体a500外侧前端固定设置有导向杆a506，导向杆a506外侧与复力弹簧a504后端固定套接，复力弹簧a504前端固定设置有限位环a505，限位环a505与限位槽a503相匹配；

安装箱体a500内部靠近上下两端的位置均对称开设有两个轨道槽b507，轨道槽b507内壁与y轴监测机构6外侧活动连接，安装箱体a500内侧中部还对称开设有两个避让槽508。

本发明在z轴监测机构4中外壳体400内部活动设置有x轴监测机构5，利用钢杆7与x轴监测机构5的活动连接，使得当船模主体2发生x轴向位移时，位于安装箱体a500侧面的复力弹簧a504后端受到推压，使得复力弹簧a504前端在横向传感器502的限位槽a503内挤压横向传感器502，通过横向传感器502可以实时监测船模主体2在x轴向上的受到的拉力和位移距离。

实施例4：基于实施例1、2和3有所不同的是；

y轴监测机构6包括安装箱体b600、滚轮b601、纵向传感器602、限位槽b603、复力弹簧b604、限位环b605、导向杆b606、连接耳607、紧固螺栓608、圆球槽609以及圆球体610；

安装箱体b600外侧与x轴监测机构5内部活动连接，安装箱体b600外侧上下两端靠近角落的位置均固定安装有滚轮b601，滚轮b601外侧与轨道槽b507内壁滚动接触，x轴监测机构5内部右侧固定安装有纵向传感器602，纵向传感器602侧面开设有限位槽b603，限位槽b603内部与安装箱体b600外侧活动连接，安装箱体b600右侧面固定设置有导向杆b606，导向杆b606外侧与复力弹簧b604左端固定连接，复力弹簧b604右端固定设置有限位环b605，限位环b605尺寸大小与限位槽b603尺寸大小相匹配，安装箱体b600前后端外侧均对称设置有两个连接耳607，两个连接耳607通过多个紧固螺栓608固定连接，两个连接耳607的宽度小于避让槽508的宽度；；

安装箱体b600内部开设有圆球槽609，圆球槽609内壁与圆球体610外壁活动接触。

本发明通过在x轴监测机构5内部活动设置有y轴监测机构6，并在安装箱体b600内部开设圆球槽609，利用圆球槽609内的圆球体610与钢杆7的活动连接，使得当船模主体2受到外界压力进而产生x轴向或y轴向移动时，通过y轴监测机构6在x轴监测机构5内部滑动的距离以及安装箱体b600外侧复力弹簧b604推压纵向传感器602，从而测量出船模主体2在y轴向的拉力及位移；或通过y轴监测机构6推动x轴监测机构5在z轴监测机构4内移动，进而测量出船模主体2在x轴向的拉力及位移，本发明装置稳定性较好，测量误差小，其本身阻力较小，不易磨损，寿命高，测量结果准确，也便于拆卸，保养维护方便，有利于市场推广。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。