一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置和方法，属于船舶检测装置技术领域。包括攻角调节模块、锁紧模块和扭转刚度调节模块；水翼轴上设有攻角调节模块和锁紧模块；攻角调节模块包括随水翼转动的蜗轮，蜗轮与扭转刚度调节模块连接。本发明专利技术通过减少水翼端攻角调整误差的方式，提高水翼的调节精度，实现水翼高精度的调节；通过高精度弹簧

【技术实现步骤摘要】
一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置和方法，属于水利工程


技术介绍

[0002]具某方向自由度的水翼在一定水速水流中会产生振动，该振动特性与水翼攻角(水翼安装方向和来流方向的夹角)、水速、水翼刚度等因素相关。研究该现象可通过数值仿真计算和实验的方法进行，但现有技术中缺少集成了精确调节水翼攻角和扭转刚度功能的水翼扭转振动测试装置。本
亟需一种可以精确调节水翼攻角和扭转刚度功能的水翼扭转振动测试装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为解决如何获得一种可以精确调节水翼攻角和扭转刚度的水翼扭转振动测试装置的技术问题。
[0004]为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，包括攻角调节模块、锁紧模块和扭转刚度调节模块；水翼轴上设有攻角调节模块和锁紧模块；攻角调节模块包括带动水翼做角位移的蜗轮蜗杆，蜗轮与扭转刚度调节模块连接。
[0005]优选地，所述攻角调节模块包括调节手轮、蜗杆、蜗轮和蜗杆安装支架；蜗轮与水翼同轴；蜗杆安装支架中设有蜗杆，蜗杆的一端设有调节手轮，蜗杆的另一端与蜗轮连接。
[0006]优选地，所述蜗轮和蜗杆之间设有传动比，蜗轮和蜗杆同一时间内转过的角度不等，蜗轮转过的角度远小于蜗杆转过的角度。
[0007]优选地，所述水翼轴上设有阻止水翼轴转动的锁紧模块。
[0008]优选地，所述扭转刚度调节模块包括传感器安装调节组件、力传感器、传感器
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弹簧连接件、弹簧和力臂组件；蜗轮上设有力臂组件，力臂组件沿长度方向与水翼轴沿轴向的延长线相交且垂直；力臂组件的一端依次连接弹簧、传感器
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弹簧连接件、力传感器和传感器安装调节组件。
[0009]优选地，所述扭转刚度调节模块包括对称的两组组件，两组组件分别设于一穿过水翼轴且垂直于力臂组件长度方向的平面的两侧；每组组件包括弹簧、传感器
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弹簧连接件、力传感器和传感器安装调节组件。
[0010]优选地，所述力臂组件的两端分别依次连接弹簧、传感器
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弹簧连接件、力传感器和传感器安装调节组件。
[0011]优选地，所述两组组件中弹簧的伸缩方向平行，且与力臂组件长度方向垂直。
[0012]优选地，所述弹簧通过传感器
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弹簧连接件与力传感器连接。
[0013]本专利技术提供一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1：使用攻角调节模块调整水翼攻角；转动调节手轮，带动蜗杆随转，蜗杆带动蜗轮随转，蜗轮再带动水翼转动；通过调节手轮调整水翼攻角；
[0015]步骤2：用锁紧模块固定水翼轴；移除调节手轮和蜗杆；
[0016]步骤3：使用扭转刚度调节模块；调节力臂组件任意一端的传感器安装调节组件，使力传感器移动，高精度弹簧被拉伸，产生弹性力，该弹性力可由传感器读取；之后，调节力臂组件另一端的传感器安装调节组件，使力传感器移动，此时弹簧被拉伸，弹性力亦由传感器读取；不断调整力臂组件两端传感器安装调节组件的位置、比较两传感器读数，使力臂组件两端受力平衡；
[0017]步骤4：在传感器位置调整到位后，松开水翼轴锁紧装置；可通过更换不同参数的弹簧，实现水翼扭转刚度的调节；
[0018]步骤5：水翼攻角、弹簧和传感器调试完成后，即可通过力传感器测量并计算水翼在水流中受到的扭转力，当力传感器精度和采样频率足够高时，可分析水翼扭转振动的频率和幅值特性。
[0019]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]本专利技术通过减少水翼端攻角调整误差的方式，提高水翼攻角的调节精度，实现水翼高精度的调节；通过高精度弹簧
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传感器结合的调整方法，得到一定角度范围内稳定的水翼扭转刚度值，并通过更换弹簧实现水翼扭转刚度的调节，该装置和方法具有结构紧凑，调整便利、测量精确的优点。在同一个装置中实现水翼攻角和水翼扭转刚度精确调节的功能，能直接开展水翼扭转振动的相关试验。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置主视图；
[0022]附图标记：1.传感器安装调节组件；2.力传感器；3.传感器
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弹簧连接件；4.弹簧；5.力臂组件；6.调节手轮；7.蜗杆；8.蜗轮；9.蜗杆安装支架。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
[0024]如图1所示，本专利技术所采取的技术方案是提供一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，包括攻角调节模块、锁紧模块和扭转刚度调节模块；水翼轴上设有攻角调节模块和锁紧模块；攻角调节模块包括随水翼转动的蜗轮8，蜗轮8与扭转刚度调节模块连接。攻角调节模块包括调节手轮6、蜗杆7、蜗轮8和蜗杆安装支架9；蜗轮8与水翼同轴；蜗杆安装支架9中设有蜗杆7，蜗杆7的一端设有调节手轮6，蜗杆7的另一端与蜗轮8连接。蜗轮8和蜗杆7之间设有传动比，蜗轮8和蜗杆7同一时间内转过的角度不等，蜗轮8转过的角度远小于蜗杆7转过的角度。水翼轴上设有阻止水翼轴转动的锁紧模块。扭转刚度调节模块包括传感器安装调节组件1、力传感器2、传感器
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弹簧连接件3、弹簧4和力臂组件5；蜗轮8上设有力臂组件5，力臂组件5沿长度方向与水翼轴沿轴向的延长线相交且垂直；力臂组件5的一端依次连接弹簧4、传感器
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弹簧连接件3、力传感器2和传感器安装调节组件1。扭转刚度调节模块包括对称的两组组件，两组组件分别设于一穿过水翼轴且垂直于力臂组件5长度方向的平面的两侧；每组组件包括弹簧4、传感器
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弹簧连接件3、力传感器2和传感器安装调节组
件1。力臂组件5的两端分别依次连接弹簧4、传感器
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弹簧连接件3、力传感器2和传感器安装调节组件1。两组组件中弹簧4的伸缩方向平行，且与力臂组件5长度方向垂直。弹簧4通过传感器
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弹簧连接件3与力传感器2连接。
[0025]本专利技术提供一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0026]步骤1：使用攻角调节模块调整水翼攻角；转动调节手轮6，带动蜗杆7随转，蜗杆7带动蜗轮8随转，蜗轮8再带动水翼转动；通过调节手轮6调整水翼攻角；
[0027]步骤2：用锁紧模块固定水翼轴；移除调节手轮6和蜗杆7；
[0028]步骤3：使用扭转刚度调节模块；调节力臂组件5任意一端的传感器安装调节组件1，使力传感器2移动，高精度弹簧4被拉伸，产生弹性力，该弹性力可由传感器2读取；之后，调节力臂组件5另一端的传感器安装调节组件1，使力传感器2移动，此时弹簧4被拉伸，弹性力亦由传感器2读取；不断调整力臂组件5两端传感器安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，包括攻角调节模块、锁紧模块和扭转刚度调节模块；水翼轴上设有攻角调节模块和锁紧模块；攻角调节模块包括带动水翼做角位移的蜗轮蜗杆，蜗轮与扭转刚度调节模块连接。2.根据权利要求1所述的一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，所述攻角调节模块包括调节手轮、蜗杆、蜗轮和蜗杆安装支架；蜗轮与水翼同轴；蜗杆安装支架中设有蜗杆，蜗杆的一端设有调节手轮，蜗杆的另一端与蜗轮连接。3.根据权利要求2所述的一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，所述蜗轮和蜗杆之间设有传动比，蜗轮和蜗杆同一时间内转过的角度不等，蜗轮转过的角度远小于蜗杆转过的角度。4.根据权利要求1所述的一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，所述水翼轴上设有阻止水翼轴转动的锁紧模块。5.根据权利要求1所述的一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，所述扭转刚度调节模块包括传感器安装调节组件、力传感器、传感器
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弹簧连接件、弹簧和力臂组件；蜗轮上设有力臂组件，力臂组件沿长度方向与水翼轴沿轴向的延长线相交且垂直；力臂组件的一端依次连接弹簧、传感器
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弹簧连接件、力传感器和传感器安装调节组件。6.根据权利要求5所述的一种精确调节攻角和刚度的水翼扭转振动测试装置，其特征在于，所述扭转刚度调节模块包括对称的两组组件，两组组件分别设于一穿过水翼轴且垂直于力臂组件长度方向的平面的两侧；每组组件包括弹簧、传感器
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弹簧连接件、力传感器和传感器安装调节组件。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱健申，刘腾岩，朱华伦，耿浩涵，邹旭，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：