一种快速耗散能量的拖曳水池消波系统及消波方法技术方案

本发明专利技术涉及快速耗散能量的拖曳水池消波系统及消波方法，其中消波系统包括：滑杆，水平地安装在水池的一侧壁上且可沿侧壁水平移动；消波单元，每个消波单元包括消波机构和至少两个旋转支架，旋转支架一端与侧壁连接且可相对于侧壁旋转，另一端与消波机构连接且可相对于消波机构旋转，每个消波单元还包括牵引机构，牵引机构包括牵引绳，牵引绳的一端与滑杆连接，另一端与消波机构连接；动力装置，可驱动滑杆沿侧壁水平移动；控制装置，包括伺服驱动电机和用于记录伺服驱动电机转动的圈数的编码器，控制装置控制伺服驱动电机的运行参数。本发明专利技术的快速耗散能量的拖曳水池消波系统，可以克服现有实验中推板上升和下降的位置不精确的缺陷。的缺陷。的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种快速耗散能量的拖曳水池消波系统及消波方法


[0001]本专利技术涉及船舶实验领域，具体为一种快速耗散能量的拖曳水池消波系统及消波方法。

技术介绍

[0002]拖曳水池是进行水动力学实验的一种设备，具体是一种实验水池，船舶模型可在实验水池内运动，通过此试验方法来了解船舰的运动、航速、推进功率及其他性能，试验是由电动拖车牵引船模进行的。试验过程中，无论是船模运动还是造波机制造的波浪都会对水面产生扰动，需要花费较长时间等待水面静止后才能开展下一个工况试验，试验时间较长、试验效率低。在一次实验结束之后，操作人员使一推板下降至水面对水池进行消波，完成消波后将推板升起离开水面，推板的上升和下降的距离完全根据操作人员的肉眼来进行判断，但实际情况中会发生推板上升后，下次实验的波浪仍打在推板上的情况，这会影响实验的精确性，或者会出现推板下降后完全没入水中，位于波浪的下方，而不能起到消波的作用的情况。
[0003]另外，现有的推板在波浪的推动下向水侧的侧壁运动，在推板和侧壁之间会产生反射波浪，对消波产生不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种快速耗散能量的拖曳水池消波系统，可以克服现有实验中推板上升和下降的位置不精确，从而在上升后影响实验精确度，在下降时影响消波效果的缺陷。
[0005]本专利技术的快速耗散能量的拖曳水池消波系统，包括：
[0006]滑杆，水平地安装在所述水池的一侧壁上且可沿所述侧壁水平移动；
[0007]一个或多个消波单元，每个所述消波单元包括消波机构和至少两个旋转支架，所述旋转支架一端与所述侧壁连接且可相对于侧壁旋转，另一端与所述消波机构连接且可相对于所述消波机构旋转，所述旋转支架的旋转所在的平面与所述滑杆所处的平面为同一平面或者平行于所述滑杆所处的平面，每个所述消波单元还包括牵引机构，所述牵引机构包括牵引绳，所述牵引绳的一端与所述滑杆连接，另一端与所述消波机构连接；
[0008]动力装置，可驱动所述滑杆沿所述侧壁水平移动；
[0009]控制装置，所述动力装置包括伺服驱动电机和用于记录伺服驱动电机转动的圈数的编码器，所述控制装置与所述伺服驱动电机和编码器分别通信连接，所述控制装置根据编码器发来的圈数计算所述消波机构被提升或下放的距离，并将该距离与所述控制装置设定的距离进行比对并实时调整伺服驱动电机的动力输出直至计算得到的距离与设定的距离相同。
[0010]作为优选，所述动力装置还包括对伺服电机进行减速的减速器、由减速器驱动旋转的螺母、与所述螺母通过螺纹配合的螺杆和与所述螺杆连接的螺杆联轴器，所述滑杆的一端设有滑杆联轴器，所述螺杆联轴器与所述滑杆联轴器之间通过万向节连接。
[0011]作为优选，所述动力装置还包括罩在所述螺杆外部用于接收从所述螺杆滴落的润滑油的储油管，所述储油管包括位于所述减速器一端的第一管段和位于所述减速器另一端的第二管段。
[0012]作为优选，所述第一管段和第二管段均包括固定部和旋转部，所述旋转部的一侧与所述固定部的一侧铰接，所述旋转部的另一侧与所述固定部的另一侧在盖合状态下并在一起，在打开状态下分离。
[0013]作为优选，所述牵引机构还包括牵引绳传动座，所述牵引绳传动座包括水平设置且垂直于所述滑杆的安装轴及通过轴承安装在所述安装轴上的转动轮，所述安装轴通过固定件与所述水池的侧壁固定连接，所述转动轮的外圆周沿周向设有可容纳牵引绳的环形的牵引槽，所述转动轮承托所述牵引绳的两端之间的部分对牵引绳进行张紧。
[0014]作为优选，牵引绳自其与所述滑杆连接的一端至所述牵引绳传动座之间的部分与所述滑杆平行。
[0015]作为优选，所述牵引机构还包括夹管组件，所述夹管组件包括第一夹管件和第二夹管件，所述第一夹管件包括半环形的第一弧形部和两个分别位于第一弧形部两端的第一板状部，第二夹管件包括半环形的第二弧形部和两个分别位于第二弧形部两端的第二板状部，第一夹管件的第一弧形部和第二夹管件的第二弧形部均与滑杆的外壁配合，所述夹管组件还包括第一螺栓和第二螺栓，第一螺栓穿过位于第一弧形部一端的第一板状部和与其相对的第二板状部，第二螺栓穿过位于第二弧形另一端的第一板状部和与其相对的第二板状部，所述第一夹管件的外壁或第二夹管件的外壁设有凸起连接部，所述凸起连接部设有用于与所述牵引绳连接的孔。
[0016]作为优选，所述牵引绳的另一端与所述消波机构连接的位置位于两个旋转支架之间。
[0017]作为优选，所述消波机构包括框架形的底座和与所述底座连接的消波格栅，所述消波格栅包括多个相互平行设置的栅条，所述栅条的长度方向平行于所述水池的侧壁的长度方向，相邻的栅条之间具有空隙。
[0018]作为优选，所述栅条垂直于所述底座，所述底座与所述水平面之间成5
°
～10
°
夹角，且所述底座远离所述侧壁的一侧低于其靠近该侧壁的一侧。
[0019]作为优选，所述栅条的表面与所述底座的表面均匀涂覆有用于防腐的保护膜。
[0020]本专利技术还提供一种消波方法，使用如上所述的消波系统进行消波，在消波时，消波系统的消波机构的60％～70％位于水面上。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术的快速耗散能量的拖曳水池消波系统的滑杆、旋转支架和消波机构形成了平行四边形的联动机构，牵引机构为该平行四边形的联动机构提供动力，从而通过驱动滑杆的水平运行，即可带动消波机构上升或下降。控制机构可通过控制动力装置从而控制的滑杆水平运动的参数，例如速度和距离，从而控制多个消波机构按照设定的参数，如距离、速度等自动实现上升或下降动作，与人工肉眼预估及人工操作的方式相比，其定位精度更高，可保持工作的一致性和准确性，实现造波的可控性，同时还能减小工作所需的动力，还具有结构简单、占用空间较小、适应性强、成本低廉以及智能可控等特点。
[0023]2、控制装置与所述伺服驱动电机和编码器分别通信连接根据编码器发来的圈数
计算所述消波机构上升或下降的理论距离，并将该理论距离与实际的测量距离进行比对，并实时调整伺服驱动电机的运行参数。如此，可更精确地调整消波机构上升和下降运动的参数，使其更精准地符合需求。
[0024]3、消波格栅包括多个相互平行设置的栅条，栅条的长度方向与水池的侧壁的长度方向平行，相邻的栅条之间具有空隙。与整块的消波板相比，多个栅条可以将波浪分割得更细，同时，破碎的波浪从栅条之间的空隙通过，因此对消波机构的冲击更小，消波机构更稳定，可消减消波机构在波浪的作用下的运动产生的波浪。
[0025]4、多个间隔布置的格栅构成的平面与水平面形成的角度为5
°
～10
°
，可在更好的角度上迎接自斜上方来的波浪，并将波浪打碎。该布置方式能够更好地耗散水池中的波浪，加速传播至消波机构处的波浪破碎，便于破碎后的波浪通过格栅间隔及边消波机构后方的空隙流入水池，从而实现吸收水池中船行波、横波等波浪，减少水池的侧壁反射波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速耗散能量的拖曳水池消波系统，其特征在于，包括：滑杆，水平地安装在所述水池的一侧壁上且可沿所述侧壁水平移动；一个或多个消波单元，每个所述消波单元包括消波机构和至少两个旋转支架，所述旋转支架一端与所述侧壁连接且可相对于侧壁旋转，另一端与所述消波机构连接且可相对于所述消波机构旋转，所述旋转支架的旋转所在的平面与所述滑杆所处的平面为同一平面或者平行于所述滑杆所处的平面，每个所述消波单元还包括牵引机构，所述牵引机构包括牵引绳，所述牵引绳的一端与所述滑杆连接，另一端与所述消波机构连接；动力装置，可驱动所述滑杆沿所述侧壁水平移动；控制装置，所述动力装置包括伺服驱动电机和用于记录伺服驱动电机转动的圈数的编码器，所述控制装置与所述伺服驱动电机和编码器分别通信连接，所述控制装置根据编码器发来的圈数计算所述消波机构被提升或下放的距离，并将该距离与所述控制装置设定的距离进行比对并实时调整伺服驱动电机的动力输出直至计算得到的距离与设定的距离相同。2.根据权利要求1所述的消波系统，其特征在于，所述动力装置还包括对伺服电机进行减速的减速器、由减速器驱动旋转的螺母、与所述螺母通过螺纹配合的螺杆和与所述螺杆连接的螺杆联轴器，所述滑杆的一端设有滑杆联轴器，所述螺杆联轴器与所述滑杆联轴器之间通过万向节连接。3.根据权利要求2所述的消波系统，其特征在于，所述动力装置还包括罩在所述螺杆外部用于接收从所述螺杆滴落的润滑油的储油管，所述储油管包括位于所述减速器一端的第一管段和位于所述减速器另一端的第二管段。4.根据权利要求3所述的消波系统，其特征在于，所述第一管段和第二管段均包括固定部和旋转部，所述旋转部的一侧与所述固定部的一侧铰接，所述旋转部的另一侧与所述固定部的另一侧在盖合状态下并在一起，在打开状态下分离。5.根据权利要求1或2所述的消波系统，其特征在于，所述牵引机构还包括牵引绳传动座，所述牵引绳传动座包括水平设置且垂直于所述滑杆的安装轴及通过轴承安装在所述安装轴上的转动轮，所述安装轴通过固定件与所述水池...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，陈昌运，宋勇，陆泽华，喻元根，
申请(专利权)人：上海船舶运输科学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：