一种大行程水槽造波机的制作方法

1.本实用新型涉及港口航道与近岸工程模型试验技术领域，特别是涉及一种大行程水槽造波机。


背景技术：

2.造波机是港口河道工程试验中最主要的一种试验设备，能够在水池、水槽中模拟海浪。目前，水槽造波机主要以推板式为主，通过推波板的往复运动带动水体，从而在水槽中产生波浪。水槽造波机的驱动方式主要有2种：液压驱动和电机驱动。由于液压驱动方式自身存在漏油污染、造波不稳定等缺点逐渐被行业摒弃。电机配合丝杠驱动造波机成为行业主流，具体实施方式为电机与丝杠通过联轴器连接，电机转动带动丝杠转动，从而使丝杠上的螺母往复移动进行造波。然而，由于丝杠属于细长杆件，使用时自身挠度的产生会加速磨损、机械卡死、甚至设备报废，因此，这种结构形式只能用于短行程造波。
3.目前，海洋工程逐渐向深海远海发展，模型试验需要更大的波浪，加速了实验室对大行程造波设备的需求。传统的电机直连丝杠的传动方式不能在大行程造波机很好适用。


技术实现要素：

4.为了克服现有水槽造波机丝杠快速磨损、机械卡死等问题，本实用新型提供了一种螺母旋转式丝杠造波机，该造波机能够适应丝杠自身挠度，缓解磨损，解决行程小的问题。
5.为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
6.一种大行程水槽造波机，包括固定框架、推波板框架以及驱动及传动结构，所述固定框架固定于水槽边墙上其中：
7.所述固定框架上固定有直线导轨，所述推波板框架上固定有与所述直线导轨滑动连接的滑块，所述推波板框架在所述驱动及传动结构的作用下沿所述直线导轨往复移动；
8.所述驱动及传动结构包括丝杠、丝杠螺母、伺服电机、第一同步带轮和第二同步带轮，所述丝杠通过丝杠座固定在所述固定框架上，丝杠从中间穿过推波板框架，所述丝杠螺母包括与所述推波板框架固定连接的螺母座以及与所述丝杠啮合连接的螺母，所述螺母转动连接于所述螺母座内，所述伺服电机与所述推波板框架固定连接，所述伺服电机的输出轴上固定第一同步带轮，所述螺母上固定第二同步带轮，所述第二同步带轮的中部设有供所述丝杠穿过的通孔，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过同步带连接。
9.在上述技术方案中，所述固定框架为长方形的框架，固定框架的两个长边分别固定在两个相对的水槽边墙上。
10.在上述技术方案中，所述丝杠位于长方形的固定框架的中线的正上方。
11.在上述技术方案中，所述直线导轨设有两个，分别固定在所述固定框架的左右两侧两个长边的顶部。
12.在上述技术方案中，所述推波板框架包括长方体结构的定位框架和三棱柱结构的
推波板架，定位框架固定在所述推波板架的正上方。
13.在上述技术方案中，所述滑块设有四个，对应固定在所述定位框架的四个边角位置，每两个滑块对应滑动连接在一个直线导轨上。
14.在上述技术方案中，所述定位框架上固定有底座板，所述底座板的顶部左右两侧相对固定有侧板，两个侧板之间固定有安装板，所述伺服电机固定在所述安装板的上部，所述螺母座固定在所述安装板的下部.
15.在上述技术方案中，所述第一同步带轮位于所述第二同步带轮的正上方。
16.在上述技术方案中，所述安装板上还设有张紧轮，所述张紧轮通过张紧轮架装配在所述安装板上。
17.在上述技术方案中，所述张紧轮位于所述第一同步带轮和所述第二同步带轮之间位置的一侧。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.1.本实用新型采用螺母旋转式滚珠丝杠传动的传动方式，通过同步带轮—同步带—同步带轮连接螺母，驱动螺母旋转，通过丝杠螺母副的作用使螺母前后运动，将推波板框架与螺母固定连接，从而实现推波板框架的往复运动。
20.2.这种结构形式由于同步带是柔性连接，能够将丝杠的挠度产生的误差传递到同步带上，从而能够降低磨损、避免机械卡死，延长设备寿命。
21.3.电机与螺母之间的柔性连接，此结构能够有效适应丝杠安装产生的挠度误差，能够增加造波机的行程，满足实验室对大浪的需求同时满足大行程的要求。
附图说明
22.图1是造波机的主视示意图(省略丝杠座)。
23.图2是本造波机的俯视图。
24.图3是定位框架的结构示意图。
25.图4是推波板的结构示意图。
26.图5是丝杠螺母和第二同步带轮的连接结构示意图。
27.图中，1-水槽边墙，2-固定框架，3-直线导轨，4-推波板框架，5-第一同步带轮，6-同步带，7-同步带轮，8-伺服电机，9-丝杠螺母，10-丝杠，11-滑块，12-第二同步带轮，13
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底座板，14-侧板，15-安装板，16-张紧轮，17-张紧轮架，18-丝杠座。
具体实施方式
28.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.实施例1
30.一种大行程水槽造波机，包括固定于水槽边墙1上的固定框架2、推波板框架4以及驱动及传动结构，所述固定框架2为长方形的框架，固定框架2的两个长边分别固定在两个相对的水槽边墙1上，其中：
31.所述固定框架2上固定有直线导轨3，所述直线导轨3设有两个，分别固定在所述固定框架2的左右两侧两个长边的顶部，所述推波板框架4上固定有与所述直线导轨3滑动连
接的滑块11，所述推波板框架4在所述驱动及传动结构的作用下沿所述直线导轨3往复移动；
32.所述驱动及传动结构包括丝杠10、丝杠螺母9、伺服电机8、第一同步带轮5和第二同步带轮12，所述丝杠10通过丝杠座18固定在所述固定框架2上，丝杠座18限制丝杠10的旋转自由度，所述丝杠10相对位于长方形的固定框架2的中线上，丝杠10从中间穿过推波板框架4，所述丝杠螺母9包括与所述推波板框架4固定连接的螺母座9-1以及与所述丝杠 10啮合连接的螺母9-2，所述螺母9-2转动连接于所述螺母座9-1内，所述伺服电机8与所述推波板框架4固定连接，所述伺服电机8的输出轴上固定第一同步带轮5，所述螺母9-2 上固定第二同步带轮12，所述第二同步带轮12的中部设有供所述丝杠10穿过的通孔，所述第一同步带轮5和所述第二同步带轮12通过同步带连接。
33.所述水槽造波机的造波方法，包括以下步骤：启动伺服电机8，伺服电机8的输出轴带动第一同步带轮5转动，第一同步带轮5通过同步带带动第二同步带轮12转动，第二同步带轮12带动螺母9-2转动，螺母9-2转动的同时沿着丝杠10移动，同时带动推波板框架4沿丝杠10往复移动。
34.实施例2
35.所述推波板框架4包括长方体结构的定位框架4-1和三棱柱结构的推波板架4-2，定位框架4-1固定在所述推波板架4-2的正上方。
36.所述滑块11设有四个，对应固定在所述定位框架4-1的四个边角位置，每两个滑块11 对应滑动连接在一个直线导轨3上。
37.实施例3
38.所述定位框架4-1上固定有底座板13，所述底座板13的顶部左右两侧相对固定有侧板 14，两个侧板14之间固定有安装板15，所述伺服电机8固定在所述安装板15的上部，所述螺母座9-1固定在所述安装板15的下部，所述第一同步带轮5位于所述第二同步带轮12的正上方。
39.所述安装板15上还设有张紧轮16，所述张紧轮16通过张紧轮架17装配在所述安装板 15上，所述张紧轮16位于所述第一同步带轮5和所述第二同步带轮12之间位置的一侧，张紧轮16是皮带传动的张紧装置，改变皮带轮的包角。
40.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
41.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
42.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。