四自由度及力测量装置的制造方法

文档序号:9104947阅读:453来源:国知局
四自由度及力测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于船舶测试技术领域,涉及一种对船模在波浪中的升沉、纵摇、阻力、纵荡及横摇进行测试的系统,尤其涉及该系统中的四自由度及力测量装置。
【背景技术】
[0002]随着航运技术的不断发展创新,提高船舶性能预报的准确性是船型开发的重要手段,而模型试验的精度直接影响船舶性能预报的准确性,船舶在风浪中运动、增阻、失速及推进性能等的测试技术直接影响到模型试验的精度,是船舶性能预报重要依据。
[0003]目前船模在波浪中的模型试验主要有两种,一种是限制纵荡式的,测试中反映的不是真实的波浪运动,另一种是通过两端弹簧的拉伸来提供船模及测量杆的受力,能够实现一定程度上的自由纵荡,但弹簧存在弹性阻尼,影响振动频率,不能反映真实运动,对阻力测量有一定的影响。因此,现有的测量装置存在对船模运动约束较多、需要人为控制等问题,使得模型试验的精度比较低,无法保证船舶在风浪中试验与预报的可靠性与准确性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种四自由度及力测量装置,以克服现有技术存在的不足。
[0005]为解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]—种四自由度及力测量装置,其特征在于:包括一对立柱架,设于一对立柱架之间的横梁架,设于横梁架上的第一直线电机、位于第一直线电机上的第一滑座、竖直活动穿设在第一滑座内的第一活动柱以及连接在第一活动柱下端的测试头;所述第一滑座上设有检测第一活动柱升降高度的升降位移传感器;所述测试头包括依次连接在第一活动柱下端的阻力传感器、纵摇传感器和横摇传感器;
[0007]还包括有测试控制组件,所述升降位移传感器、所述阻力传感器、所述纵摇传感器、所述横摇传感器均与测试控制组件相连接。
[0008]所述第一直线电机上设有第一电机位移传感器;
[0009]所述第一电机位移传感器也与所述测试控制组件相连接。
[0010]所述测试控制组件还连接所述第一直线电机的第一电机驱动器。
[0011]所述横梁架包括第一横梁架和第二横梁架,所述第一直线电机位于所述第一横梁架上。
[0012]所述第一活动柱的侧面设有竖向光栅尺,所述第一横梁架外侧具有第一横向光栅尺;所述升降位移传感器、所述第一电机位移传感器均为光栅尺读头。
[0013]所述第一活动柱侧面具有竖向导轨,所述第一滑座具有导向槽,所述竖向导轨配合在所述导向槽内。
[0014]所述测试头还包括有固定板和连接板,所述阻力传感器一端连接所述第一活动柱的下端,另一端连接所述固定板,所述纵摇传感器和所述横摇传感器依次连接在所述固定板和所述连接板之间。
[0015]所述纵摇传感器和横摇传感器均为数字电位器,通过弹性联轴器连接至位于固定板和连接板之间的十字轴上。
[0016]本实用新型采用磁悬浮原理的直线电机为控制方式,测量船模在波浪中的阻力、纵荡及升沉变化,并利用十字轴测量结构测量纵摇及横摇变化,具有如下优点:除艏摇及横荡外不限制船模的运动姿态;
[0017]1、控制方式简单,超低的运动阻尼;
[0018]2、通过高精度光栅尺精准地测量船模的运动;
[0019]3、测量中设置了程序控制保护,电磁限位保护及失电缓冲器机械限位保护方式能更好地保护该设备;
[0020]4、该装置集成度高,便于设备的吊装及使用。
【附图说明】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明:
[0022]图1为本实用新型的第一视角立体结构示意图;
[0023]图2为本实用新型的第二视角立体结构示意图;
[0024]图3为测试头的结构示意图;
[0025]图4为测试控制部分的连接示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1和图2所示,本实用新型的四自由度及力测量装置包括一对立柱架310、第一横梁架320、第二横梁架330。
[0027]其中,一对立柱架310分列两侧,第一横梁架320和第二横梁架330安装在一对立柱架310上部之间,第一横梁架320位于第二横梁架330的下方,第一横梁架320和第二横梁架330均由一对平行间隔的横梁801构成。
[0028]还包括第一直线电机3410、第一滑座3420、第一活动柱3430以及测试头3440。
[0029]第一直线电机3410安装在第一横梁架320上,第一滑座3420又安装在第一直线电机3410上。第一滑座3420在第一直线电机3410驱动下能够沿着第一横梁架320进行平移运动。第一滑座3420上设有中间带有通孔的第一导向座3421,通孔的两侧内壁具有导向槽。第一活动柱3430两侧外壁设有竖向导轨3431。该第一活动柱3430竖直地位于第一导向座3421的通孔中,其下端从第一横梁架320的下方穿出,上端向上延伸。第一活动柱3430的竖向导轨3431配合在通孔的导向槽内,该第一活动柱3430在导向槽和竖向导轨3431的约束下能够上下运动。在第一活动柱3430另一侧面上还设有竖向光栅尺3432。在第一导向座3421上对应竖向光栅尺的位置设有升降位移传感器,该升降位移传感器为光栅尺读头。
[0030]第一直线电机3410由两根初级和位于两根初级上的四个次级组成,两根初级兼做第一滑轨3411分别安装在第一横梁架320的两根横梁上,四个次级分别位于第一滑座3420底部的四个顶角兼做在初级上的第一滑脚3412。当然,也可以是次级兼作滑轨,初级兼作滑脚。
[0031]另外,第一横梁架320的横梁外侧还设有第一横向光栅尺3413,第一滑座3420侧边对应第一横向光栅尺3413的位置安装有第一电机位移传感器3422,第一电机位移传感
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