本發(fā)明涉及船模波浪載荷試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別指一種船模波浪載荷試驗工裝。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的船舶與海洋結(jié)構(gòu)物模型試驗中，特別是對于模型的水動力波浪載荷試驗，需要對船舶模型的6個方向自由度的運動響應(yīng)加以控制，通常是利用拖車在拖曳水池中對船模進行拖曳，然后利用造波機制造所需的波浪作用于船模，因為拖車的結(jié)構(gòu)限制，船舶在波浪中6個自由度的運動響應(yīng)無法很好的控制，導(dǎo)致在試驗過程中獲取數(shù)據(jù)困難，甚至無法獲取可靠的數(shù)據(jù)。為了得到理想的試驗數(shù)據(jù)，需要對拖車加以改進或者制作特定的工裝，但對拖車結(jié)構(gòu)進行改進是不太現(xiàn)實的，所以只有制作特定的工裝才是理想的解決辦法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種船模波浪載荷試驗工裝，保證在波浪載荷試驗過程中試驗?zāi)Ｐ湍軌蛟诹鶄€自由度上均可以獲得理想的運動響應(yīng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種船模波浪載荷試驗工裝,包括主梁，以及分別連接于主梁兩側(cè)的安裝架和連接桿，所述主梁的端部均設(shè)有定滑輪，所述連接桿的第一端連接于所述定滑輪的繩索上，所述連接桿的第二端安裝有雙向轉(zhuǎn)動軸承組件。

根據(jù)以上方案，所述主梁的兩個端面分別都設(shè)有定滑輪，所述定滑輪的繩索上均連接有連接桿。

根據(jù)以上方案，所述主梁的端部具有滑軌，所述連接桿的第一端設(shè)有滾輪，所述滾輪與所述滑軌配合，以使所述連接桿可以沿所述滑軌來回移動。

根據(jù)以上方案，所述滾輪為偏心輪。

根據(jù)以上方案，所述主梁的端部具有安裝板，所述安裝板上開設(shè)有多個并排設(shè)置的安裝孔，所述滑軌上開設(shè)有多個并排設(shè)置的連接孔，所述任意一個連接孔與任意一個安裝孔通過螺栓配合安裝。

根據(jù)以上方案，所述連接桿上套裝有套管，所述連接桿與所述套管可相對移動，并且所述連接桿的第一端具有外徑大于所述套管內(nèi)徑的桿帽，所述桿帽與所述定滑輪的繩索固定連接。

根據(jù)以上方案，所述安裝架為桁架，并且所述安裝架的一個側(cè)面與所述主梁垂直設(shè)置。

根據(jù)以上方案，所述安裝架上與所述主梁垂直的側(cè)面設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述安裝架通過所述轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地與所述主梁配合；所述安裝架上具有弧形板，所述弧形板上沿所述弧形并排地開設(shè)有多個定位孔，所述主梁上設(shè)有限位孔，所述定位孔與所述限位孔通過定位銷配合定位。

根據(jù)以上方案，所述雙向轉(zhuǎn)動軸承組件包括第一橫軸、第一軸承、第二橫軸和第二軸承，所述第一橫軸可轉(zhuǎn)動地裝配于所述第一軸承內(nèi)，所述第二橫軸可轉(zhuǎn)動地裝配于所述第二軸承內(nèi)，所述第二軸承固定地鑲嵌于所述第一橫軸內(nèi)，并且所述第一橫軸與所述第二橫軸垂直設(shè)置，所述第一軸承連接于所述連接桿的第二端。

根據(jù)以上方案，所述第一軸承固定地鑲嵌于第一座體內(nèi)，所述連接桿的第二端固定連接于所述第一座體上；所述第二橫軸上固定連接有第二座體。

通過本發(fā)明特定的試驗工裝，可以將船模連接到拖車上，使試驗工裝成為船模和拖車之間的連接結(jié)構(gòu)，拖車的行進過程中，通過試驗工裝將船模拖拽一起在試驗水池中移動，模擬船模在水中行進的場景。具體地，船模連接在雙向轉(zhuǎn)動軸承組件上，通過安裝架再將試驗工裝和船模一起安裝到拖車上。在行進過程中，由于連接桿與主梁之間通過滑輪的連接方式，在沿連接桿的軸向方向上連接桿可以自由移動，船模便可以沿連接桿軸向自動移動，即在垂直方向上可以自由移動，同時還可以消除連接桿及連接在其上的其它部件對試驗過程造成的影響；由于船模安裝在雙向轉(zhuǎn)動軸承組件上，可以同時實現(xiàn)在水平方向二個交叉方向上的自由搖擺，即橫向和縱向的自由搖擺。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可以保證船模在波浪載荷試驗中產(chǎn)生橫搖、縱搖及垂蕩三個方向的運動，并且在這六個方向上均可以獲得理想的運動響應(yīng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4是本發(fā)明的雙向轉(zhuǎn)動軸承組件結(jié)構(gòu)剖示圖。

圖中：10、主梁；20、安裝架；30、連接桿；40、雙向轉(zhuǎn)動軸承組件；11、定滑輪；12、滑軌；13、安裝板；14、安裝孔；15、連接孔；16、限位孔；21、轉(zhuǎn)軸；22、弧形板；23、定位孔；31、滾輪；32、套管；33、桿帽；41、第一橫軸；42、第一軸承；43、第一座體；44、第二轉(zhuǎn)軸；45、第二軸承；46、第二座體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種船模波浪載荷試驗工裝，包括主梁10，以及分別連接于主梁10兩側(cè)的安裝架20和連接桿30，所述主梁10的端部均設(shè)有定滑輪11，所述連接桿30的第一端連接于所述定滑輪11的繩索上，所述連接桿30的第二端安裝有雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40。通過本發(fā)明特定的試驗工裝，可以將船模連接到拖車上，使試驗工裝成為船模和拖車之間的連接結(jié)構(gòu)，拖車的行進過程中，通過試驗工裝將船模拖拽一起在試驗水池中移動，模擬船模在水中行進的場景。具體地，船模連接在雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40上，通過安裝架20再將試驗工裝和船模一起安裝到拖車上。在行進過程中，由于連接桿30與主梁10之間通過滑輪的連接方式，在沿連接桿30的軸向方向上連接桿30可以自由移動，船模便可以沿連接桿30軸向自動移動，即在垂直方向上可以自由移動，同時還可以消除連接桿30及連接在其上的其它部件對試驗過程造成的影響；由于船模安裝在雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40上，可以同時實現(xiàn)在水平方向二個交叉方向上的自由搖擺，即橫向和縱向的自由搖擺。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可以保證船模在波浪載荷試驗中產(chǎn)生橫搖、縱搖及垂蕩三個方向的運動，并且在這六個方向上均可以獲得理想的運動響應(yīng)。

所述主梁10的兩個端面分別都設(shè)有定滑輪11，所述定滑輪11的繩索上均連接有連接桿30。通過主梁10兩端面的二個連接桿30分別連接在船模的首尾兩端，使船模可以與連接桿30同步運動，保證二者運動的一致性。

所述主梁10的端部具有滑軌12，所述連接桿30的第一端設(shè)有滾輪31，所述滾輪31與所述滑軌12配合，以使所述連接桿30可以沿所述滑軌12來回移動。當(dāng)連桿桿在主梁10的端面軸向移動時，通過滾輪31與滑軌12相配合，可以對連接桿30進行徑向定位和軸向?qū)?，可以消除連接桿30與主梁10之間發(fā)生的碰撞影響，同時還可以減小連接桿30軸向移動時的摩擦力造成的影響。優(yōu)選地，所述滾輪31為偏心輪，通過偏心設(shè)置的滾輪31，使連接桿30在沿滑軌12移動時，能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)連接桿30與主梁的端面之間的距離，能進一步地消除連接桿30與主梁10之間發(fā)生的碰撞影響且減小連接桿30軸向移動時的摩擦力造成的影響。

所述主梁10的端部具有安裝板13，所述安裝板13上開設(shè)有多個并排設(shè)置的安裝孔14，所述滑軌12上開設(shè)有多個并排設(shè)置的連接孔15，所述任意一個連接孔15與任意一個安裝孔14通過螺栓配合安裝。通過螺栓穿過連接孔15和安裝孔14進行安裝固定，能使滑軌12與安裝板13根據(jù)需要任意選取一對孔配合安裝，這樣便可以調(diào)節(jié)滑軌12與主梁10之間的相對位置，適應(yīng)不同的安裝條件。

具體地，所述連接桿30上套裝有套管32，所述連接桿30與所述套管32可相對移動，并且所述連接桿30的第一端具有外徑大于所述套管32內(nèi)徑的桿帽33，所述桿帽33與所述定滑輪11的繩索固定連接。連接桿30通過桿帽33與定滑輪11的繩索相連接，套管32與安裝板13固定連接，連接桿30通過滑動輪可滑動地貼靠連接在安裝板13上，可以消除其自重對船模慣量的影響，進一步地可以在套管32內(nèi)增加配重，配重連接在定滑輪11的繩索另一端，以達到完全平衡連接桿30自重的效果，完全消除連接桿30對船模慣量的影響。

如圖1和圖2所示，所述安裝架20為桁架，并且所述安裝架20的一個側(cè)面與所述主梁10垂直設(shè)置，可以保證試驗工裝的整體安全性和連接穩(wěn)定性。進一步地，如圖3所示，所述安裝架20上與所述主梁10垂直的側(cè)面設(shè)有轉(zhuǎn)軸21，所述安裝架20通過所述轉(zhuǎn)軸21可轉(zhuǎn)動地與所述主梁10配合；所述安裝架20上具有弧形板22，所述弧形板22上沿所述弧形并排地開設(shè)有多個定位孔23，所述主梁10上設(shè)有限位孔16，所述定位孔23與所述限位孔16通過定位銷配合定位，優(yōu)選地弧形板22為半圓形，定位孔23排滿半圓形的圓周上，使安裝架20與主梁10可以調(diào)整連接角度，并且能在調(diào)整后的任意角度上定位固定起來，使安裝架20可以方便地安裝到拖車，同時還可以使船模在進行不同角度的斜浪試驗時，船模能保持與拖車前進方向成一定角度，滿足斜浪試驗要求。

如圖4所示，所述雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40包括第一橫軸41、第一軸承42、第二橫軸44和第二軸承45，所述第一橫軸41可轉(zhuǎn)動地裝配于所述第一軸承42內(nèi)，所述第二橫軸44可轉(zhuǎn)動地裝配于所述第二軸承45內(nèi)，所述第二軸承45固定地鑲嵌于所述第一橫軸41內(nèi)，并且所述第一橫軸41與所述第二橫軸44垂直設(shè)置，所述第一軸承42連接于所述連接桿30的第二端，第二橫軸44為自由狀態(tài)，在試驗時與船模固定，實現(xiàn)船模在水平的雙向上自由擺動。優(yōu)選地，所述第一軸承42固定地鑲嵌于第一座體43內(nèi)，所述連接桿30的第二端固定連接于所述第一座體43上；所述第二橫軸44上固定連接有第二座體46，第二座體46與船模固定連接，使雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40兩端均可以方便地與連接桿30和船模相連接。

在試驗進行前，試驗人員需要先進行一些簡單的安裝和連接過程。首先，根據(jù)波浪試驗的角度要求，將弧形板22與主梁10之間的定位銷拔出，轉(zhuǎn)動安裝架20使安裝架20與主梁10轉(zhuǎn)動到合適的角度，再將定位銷插入到弧形板22上的定位孔23和良梁上的限位孔16內(nèi)，使安裝架20與主梁10固定；通過螺栓將安裝架20與拖車連接固定起來；通過螺栓將船模與第二座體46連接固定起來；完成上述步驟后便完成了安裝和連接過程。將通過拖車控制試驗工裝將船模放入試驗水池中，然后拖車開始前進，船模便在水池中跟著前進。由于船模與試驗工裝之間通過雙向轉(zhuǎn)動軸承組件40相連接，船?？梢栽谒矫娴臋M向和縱向自由運動，便可以實現(xiàn)船模的橫搖和縱搖的自由度，產(chǎn)生這二個方向上理想的運動響應(yīng)；同時，由于連接桿30與主梁10之間通過定滑輪11相連接，而船模與連接桿30相連接，這樣連接桿30與主梁10之間便可以在垂直方向上自由移動，船模便可以產(chǎn)生在垂直方向上理想的運動響應(yīng)。因此，通過本發(fā)明的試驗工裝，可以使船模產(chǎn)生橫搖、縱搖及垂蕩三個方向的自由運動，完全模擬船模在波浪中的自由運動模式，獲得理想的三個維度六個方向上的運動響應(yīng)參數(shù)，提高了試驗的方便程度和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，同時還可以適應(yīng)不同角度的船模波浪載荷要求。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。