一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台的制作方法

本实用新型涉及一种实验平台，特别是涉及一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台。

背景技术：

随着经济的发展，化石原料日益短缺，可再生能源的利用得到人们的广泛关注。海洋中蕴含着巨大的可再生能源，其中波浪能是分布最广的一种能源。目前，波浪能主要用于发电，与此同时也出现了许多利用波浪能驱动的海洋探测装备，如波浪推进航行器、波浪船等。为了方便研究这些海洋装备，测试其性能，需要设计一种实验平台。现有的实验平台有如三自由度、六自由度实验平台，但对于开展波浪系统实验研究而言，这些实验平台存在结构复杂、体积庞大、造价昂贵、使用不方便等问题，因此急需设计一种便捷的实验平台，本实用新型创造性的设计出一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台。

技术实现要素：

为了避免现有技术存在的不足，克服现有实验平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵、使用不方便等问题。本实用新型提供一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台，并且此实验平台具有较好的便捷性和实验效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台，包括主体框架装置，驱动执行装置，信息采集装置。

所述主体框架装置包括透明水槽、架子、伸缩卡爪、紧定螺栓、导轨I、导轨II、滑块、绞车安装板。透明水槽采用高透明亚克力板材料制作而成，方便观测水槽内实验对象的运动情况；架子是采用铝合金方管型材焊接而成，在架子短杆的两头钻孔，通过螺栓与伸缩卡爪连接；伸缩卡爪也采用铝合金方管型材焊接而成，在其上面钻有小孔，与架子连接时可以伸缩调节距离，从而能够适应更多的实验环境；紧定螺栓在伸缩卡爪的一侧，实际运用时通过旋转紧定螺栓使架子与透明水槽紧固连接；导轨I与导轨II通过螺钉安装在架子上面，并且二者保持平行；四块滑块下方与导轨相连，上方通过螺钉与绞车安装板连接；并且要将导轨I和导轨II的同一端抬高一定距离，使摩擦力和重力下滑分力相抵消，提高实验结果的精确度。

所述驱动执行装置包括步进电机、步进电机驱动器、步进电机安装支架、联轴器、绞车安装支架I、绞车安装支架II、绞车滚筒、缆绳、波浪推进航行器。步进电机采用86BYG250H型号，通过联轴器与绞车滚筒连接，带动滚筒旋转；步进电机驱动器采用MA860H型号，通过螺钉固定在绞车安装板上；步进电机安装支架采用铝合金板材制成，上方通过螺钉与步进电机连接，下方通过螺钉与绞车安装板连接，从而实现固定步进电机的功能；绞车安装支架I和绞车安装支架II共同支撑起绞车滚筒，并且下端都用螺钉固定在绞车安装板上面；缆绳缠绕在绞车滚筒上，下端连接波浪推进航行器即实验对象。在实验过程当中，步进电机驱动器输出不同的脉冲频率和脉冲数从而实现步进电机输出不同的转速，来模拟海浪的运动规律，改变波浪推进航行器的运动周期和幅值，整个过程中的运动是通过联轴器、绞车滚筒、缆绳一步步传递下来的。

所述信息采集装置包括力传感器、无线加速度传感器、摄像机。力传感器采用的型号为ZNLBM-30，一端固定在架子上面，另一端固定在绞车安装板上面；无线加速度传感器采用型号为A301，通过双面胶固定在绞车安装板上面；摄像机安装在透明水槽的外面，观察水槽内实验对象的运动情况。在实验过程中，力传感器测得不同幅值和周期下波浪推进航行器的推进力，传递给计算机即可分析相应海况下波浪推进航行器的推进效果；无线加速度传感器对波浪推进航行器的垂荡运动和前进运动进行测试，并通过无线网关将数据实时传输给计算机；摄像机将视频信息实时传输给计算机，方便研究人员回顾实验过程，进行理论数据与实际运动效果的比对工作。

一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台，步进电机驱动器驱动步进电机来模拟海浪的运动规律，然后通过绞车将运动传递给水下波浪推进航行器，与此同时力传感器、无线加速度传感器、摄像机也将获得的信号传递给计算机进行下一步处理，共同达到了一种便捷实验的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是本实用新型的驱动执行组件示意图。

图3是本实用新型的架子组件示意图。

图4是本实用新型的伸缩卡爪细节示意图。

图中1.力传感器，2.架子，3.步进电机，4.步进电机驱动器，5.导轨I，6.透明水槽，7.波浪推进航行器，8.摄像机，9.步进电机安装架，10.联轴器，11.无线加速度传感器，12.导轨II，13.滑块，14.绞车安装板，15.绞车安装架I，16.绞车滚筒，17.缆绳，18.绞车安装架II，19.伸缩卡爪，20.紧定螺栓。

具体实施方式

参阅图1-图4，本实施例一种用于波浪推进航行器性能测试的实验平台，包括主体框架装置，驱动执行装置，信息采集装置。

所述主体框架装置包括透明水槽(6)、架子(2)、伸缩卡爪(19)、紧定螺栓(20)、导轨I(5)、导轨II(12)、滑块(13)、绞车安装板(14)。透明水槽(6)采用高透明亚克力板材料制作而成，方便观测水槽内实验对象的运动情况；架子(2)是采用铝合金方管型材焊接而成，在架子(2)短杆的两头钻孔，通过螺栓与伸缩卡爪(19)连接；伸缩卡爪(19)也采用铝合金方管型材焊接而成，在其上面钻有小孔，与架子(2)连接时可以伸缩调节距离，从而能够适应更多的实验环境；紧定螺栓(20)在伸缩卡爪(19)的一侧，实际运用时通过旋转紧定螺栓(20)使架子(2)与透明水槽(6)紧固连接；导轨I(5)与导轨II(12)通过螺钉安装在架子(2)上面，并且二者保持平行；四块滑块(13)下方与导轨相连，上方通过螺钉与绞车安装板(14)连接；并且要将导轨I(5)和导轨II(12)的同一端抬高一定距离，使摩擦力和重力下滑分力相抵消，提高实验结果的精确度。

所述驱动执行装置包括步进电机(3)、步进电机驱动器(4)、步进电机安装支架(9)、联轴器(10)、绞车安装支架I(15)、绞车安装支架II(18)、绞车滚筒(16)、缆绳(17)、波浪推进航行器(7)。步进电机(3)采用86BYG250H型号，通过联轴器(10)与绞车滚筒(16)连接，带动滚筒旋转；步进电机驱动器(4)采用MA860H型号，通过螺钉固定在绞车安装板(14)上；步进电机安装支架(9)采用铝合金板材制成，上方通过螺钉与步进电机(3)连接，下方通过螺钉与绞车安装板(14)连接，从而实现固定步进电机(3)的功能；绞车安装支架I(15)和绞车安装支架II(18)共同支撑起绞车滚筒(16)，并且下端都用螺钉固定在绞车安装板(14)上面；缆绳(17)缠绕在绞车滚筒(16)上，下端连接波浪推进航行器(7)即实验对象。在实验过程当中，步进电机驱动器(4)输出不同的脉冲频率和脉冲数从而实现步进电机(3)输出不同的转速，来模拟海浪的运动规律，改变波浪推进航行器(7)的运动周期和幅值，整个过程中的运动是通过联轴器(10)、绞车滚筒(16)、缆绳(17)一步步传递下来的。

所述信息采集装置包括力传感器(1)、无线加速度传感器(11)、摄像机(8)。力传感器(1)采用的型号为ZNLBM-30，一端固定在架子(2)上面，另一端固定在绞车安装板(14)上面；无线加速度传感器(11)采用型号为A301，通过双面胶固定在绞车安装板(14)上面；摄像机(8)安装在透明水槽(6)的外面，观察水槽内实验对象的运动情况。在实验过程中，力传感器(1)测得不同幅值和周期下波浪推进航行器(7)的推进力，传递给计算机即可分析相应海况下波浪推进航行器(7)的推进效果；无线加速度传感器(11)对波浪推进航行器(7)的垂荡运动和前进运动进行测试，并通过无线网关将数据实时传输给计算机；摄像机(8)将视频信息实时传输给计算机，方便研究人员回顾实验过程，进行理论数据与实际运动效果的比对工作。