【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程水动力试验，具体涉及海洋工程浮式结构水池试验的系泊模型刚度标定装置及标定测量方法。
技术介绍
1、目前，海上的定位系统应用最普遍的是系泊系统，系泊系统特性包括静力特性和动力特性，对于动力特性模拟，主要考虑系泊缆几何参数（如直径、长度）和重量相似来实现，而静态特性反映了系泊系统的刚度特性，即系泊端点张力随着位置的变化而变化，这直接影响试验结果的精度，因此对于系泊静态特性标定的精度直接影响整个试验精度。
2、现有的模型试验技术中，系泊模型刚度标定大多利用简单固定支架、拉力传感器、卷尺、刻度尺等工具，测量方式为：固定系泊末端锚点，将系泊首端挂载于支架上，根据设计和数模计算的系泊锚点和挂点的水平和垂向距离，确定支架的初始位置，移动支架使系泊挂点产生水平位移量，得到多个相应的轴向力，测量系泊悬浮段长度，由悬链线方程计算水平力分量，从而获得系泊系统的位移-载荷特性曲线。该测量方法设备简单，无需复杂的试验装置，仅凭人工操作即可完成，适用于仅有水平刚度标定要求的模型试验。
3、然而，这种测量方法也存在一些局限性：
4、 (1)各环节测量误差较大，数据多由人工测量而得，耗时耗力；
5、 (2)测量装置适应性差，在空气中和水中，水平和垂向标定测量需要重新布置试验装置；
6、(3)测量得到的位移-载荷关系为散点数据，最终还需拟合曲线，无法实现连续测量。
7、以上问题都会降低系泊系统的位移-载荷特性曲线绘制的精度，使试验结果可靠性下降。
8、中国专
9、中国专利技术专利申请cn119023178a公开了一种浮式平台系泊系统刚度的试验装置及使用方法，包括浮式平台模型；至少三个机械绞盘，机械绞盘上缠绕有可收放的钢丝绳；多个所述钢丝绳的另一端绕过引导滑轮后并连接在浮式平台模型的同一个侧面上；所述钢丝绳上连接有能够测力的拉力传感器。该专利利用机械绞盘和钢丝绳强迫浮式平台运动，并应用六自由度陀螺仪识别浮式平台姿态，使浮式平台在单一自由度运动，降低了多自由度的影响，提高了系泊刚度测量的精度，但存在以下不足：（1）多个机械绞盘需固定在同一固定平台上，对于固定平台的布置要求较高，特别是在水下试验时；（2）拉力传感器布置在钢丝绳上，无法直接测量系泊拉力，且当钢丝绳与水平面存在夹角时需额外增加角度测量装置；（3）对于浮式平台的艏摇和横摇运动模拟，需重新考虑机械绞盘和固定平台的布置方式，测量较为复杂。
10、中国专利技术专利申请cn109696293a公开了一种深海多柱式系泊浮式平台涡激运动水池试验装置，包括拖车、纵向运动导轨机构、横向运动导轨机构、艏摇转动机构、光学测量机构，以及用于安装浮式平台模型的顶板，所述拖车与横向运动导轨机构之间还设有确定纵向刚度的纵向弹性件，所述横向运动导轨机构与艏摇转动机构之间还设有确定横向刚度的横向弹性件，所述艏摇转动支架与连接主轴之间还设有确定转动刚度的弹性约束件。该专利利用导轨机构、艏摇转动机构及连接顶板可实现浮式平台的纵向、横向水平移动及艏摇运动的模拟，同时，利用拖车挂载试验装置可实现浮式平台水下平移、艏摇运动的模拟，为系泊刚度的标定提供了条件，但存在以下不足：（1）虽然实现了浮式平台的运动模拟，但对于系泊刚度的标定仍需额外增加测量设备，且该试验装置较为复杂，增加了系泊刚度标定的测量成本；（2）无法模拟系泊在平台垂荡、横摇下的运动特性。
11、为了克服这些问题，亟需一个可应用于双向、多场景的系泊模型刚度标定的测量装置及方案，采用专门的机械装置进行位移及力的加载和控制，以提高试验方法的科学性和测量数据的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种系泊模型刚度标定装置及标定测量方法，其能够实现连续、两向、自动、精准测量，从而满足系泊模型刚度标定要求。
2、为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、一种系泊模型刚度标定装置，包括固定机架，所述固定机架上安装有机架导轨，机架导轨上安装有能沿其滑动的滑动机架，滑动机架上安装有滑台导轨，滑台导轨上安装有滑块，滑块与滑台固定连接，并能够一同沿滑台导轨移动；所述滑台上一侧安装有激光位移测距传感器，滑动机架一端上安装有与激光位移测距传感器相对应的激光挡板；所述滑台上还安装有第一拉力传感器和能够转动的测量转板；固定机架上还安装有与测量转板相对应的绳轮机构；所述测量转板上安装有第二拉力传感器和倾角传感器；所述激光位移测距传感器、第一拉力传感器、第二拉力传感器和倾角传感器均通过数据线与数据采集器连接，数据采集器与数据处理控制系统相连。
4、所述固定机架上部为方形框架结构，方形框架结构通过支腿卡件安装于折叠伸缩支腿上，折叠伸缩支腿底部安装有万向轮。
5、所述方形框架结构的左右侧框上分别安装有机架导轨；方形框架结构的后端框上安装有绳轮机构。
6、所述滑动机架有两根，分别通过锁紧旋钮安装于两根机架导轨上，两根滑动机架的前端连接有拉手。
7、所述滑台导轨有两根，分别安装在两根滑动机架上；滑块有两个，分别卡在滑台导轨，并能通过锁紧旋钮锁紧。
8、所述滑台导轨两端分别安装有防止滑块脱轨的导轨端盖。
9、所述滑台为一个，其两端分别固定安装在两个滑块上。
10、位于滑台导轨中间的滑台部分开有凹槽，测量转板的两端的转轴通过轴承安装于凹槽内，其中一端的转轴末端安装有定位齿轮，滑台设置有与定位齿轮相配合能限制测量转板的转动的定位卡键。
11、所述绳轮机构包括安装在方形框架结构的后端框上的伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与齿轮箱的输入轴相连，齿轮箱的输入轴上安装有绳轮，绳轮上缠绕有绳。
12、所述齿轮箱的输出轴上安装有转盘，转盘上布置有导缆孔。
13、所述第一拉力传感器上设置有与绳轮相对应的绳孔。
14、所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种系泊模型刚度标定装置，其特征是，包括固定机架，所述固定机架上安装有机架导轨，机架导轨上安装有能沿其滑动的滑动机架，滑动机架上安装有滑台导轨，滑台导轨上安装有滑块，滑块与滑台固定连接，并能够一同沿滑台导轨移动；所述滑台上一侧安装有激光位移测距传感器，滑动机架一端上安装有与激光位移测距传感器相对应的激光挡板；所述滑台上还安装有第一拉力传感器和能够转动的测量转板；固定机架上还安装有与测量转板相对应的绳轮机构；所述测量转板上安装有第二拉力传感器和倾角传感器；所述激光位移测距传感器、第一拉力传感器、第二拉力传感器和倾角传感器均通过数据线与数据采集器连接，数据采集器与数据处理控制系统相连。
2.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述固定机架上部为方形框架结构，方形框架结构通过支腿卡件安装于折叠伸缩支腿上，折叠伸缩支腿底部安装有万向轮；所述方形框架结构的左右侧框上分别安装有机架导轨；方形框架结构的后端框上安装有绳轮机构。
3.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑动机架有两根，分别通过锁紧旋钮安装于两根机架导轨上，两根滑动机架的
4.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑台导轨有两根，分别安装在两根滑动机架上；滑块有两个，分别卡在滑台导轨上，并能通过锁紧旋钮锁紧。
5.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑台导轨两端分别安装有防止滑块脱轨的导轨端盖。
6.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑台为一个，其两端分别固定安装在两个滑块上；位于滑台导轨中间的滑台部分开有凹槽，测量转板的两端的转轴通过轴承安装于凹槽内，其中一端的转轴末端安装有定位齿轮，滑台设置有与定位齿轮相配合能限制测量转板的转动的定位卡键。
7.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述绳轮机构包括安装在方形框架结构的后端框上的伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与齿轮箱的输入轴相连，齿轮箱的输入轴上安装有绳轮，绳轮上缠绕有绳。
8.如权利要求7所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述齿轮箱的输出轴上安装有转盘，转盘上布置有导缆孔。
9.如权利要求7所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述第一拉力传感器上设置有与绳轮相对应的绳孔；所述第二拉力传感器安装于测量转板上的开槽内，开槽上部安装有支板。
10.系泊模型刚度标定装置的标定测量方法，其特征是，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种系泊模型刚度标定装置，其特征是，包括固定机架，所述固定机架上安装有机架导轨，机架导轨上安装有能沿其滑动的滑动机架，滑动机架上安装有滑台导轨，滑台导轨上安装有滑块，滑块与滑台固定连接，并能够一同沿滑台导轨移动；所述滑台上一侧安装有激光位移测距传感器，滑动机架一端上安装有与激光位移测距传感器相对应的激光挡板；所述滑台上还安装有第一拉力传感器和能够转动的测量转板；固定机架上还安装有与测量转板相对应的绳轮机构；所述测量转板上安装有第二拉力传感器和倾角传感器；所述激光位移测距传感器、第一拉力传感器、第二拉力传感器和倾角传感器均通过数据线与数据采集器连接，数据采集器与数据处理控制系统相连。
2.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述固定机架上部为方形框架结构，方形框架结构通过支腿卡件安装于折叠伸缩支腿上，折叠伸缩支腿底部安装有万向轮；所述方形框架结构的左右侧框上分别安装有机架导轨；方形框架结构的后端框上安装有绳轮机构。
3.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑动机架有两根，分别通过锁紧旋钮安装于两根机架导轨上，两根滑动机架的前端连接有拉手。
4.如权利要求1所述的系泊模型刚度标定装置，其特征是，所述滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹飞飞，童瑶，韩蒙，刘冰，史宏达，张朔，易惜，吴宏建，李洋，郝树旺，张霄鹏，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。