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海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】一種船舶工程模型【技術(shù)領(lǐng)域】的海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性測(cè)定裝置，包括：運(yùn)動(dòng)傳遞盤、連接桿件、三分力傳感器、可調(diào)支撐件、導(dǎo)軌槽、底座、轉(zhuǎn)盤和固定桿，運(yùn)動(dòng)傳遞盤的上表面由連接桿件與轉(zhuǎn)盤相連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導(dǎo)軌槽與底座之間由固定桿相固定連接，導(dǎo)軌槽與轉(zhuǎn)盤同平面設(shè)置且由可調(diào)支撐件活動(dòng)相連，使得水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力、橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量依次通過(guò)轉(zhuǎn)盤、連接桿件和運(yùn)動(dòng)傳遞盤傳遞至三分力傳感器。本發(fā)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)可伸縮的連接桿長(zhǎng)度滿足適合不同平臺(tái)模型的高度，將強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和海洋平臺(tái)模型結(jié)合，從而傳遞預(yù)定的運(yùn)動(dòng)并測(cè)量得到力的時(shí)間歷程。
【專利說(shuō)明】海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性測(cè)定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種船舶工程模型【技術(shù)領(lǐng)域】的測(cè)定裝置，具體是一種海洋平臺(tái)模 型多目標(biāo)物理特性測(cè)定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 浮式海洋平臺(tái)在水池中進(jìn)行模型水動(dòng)力性能試驗(yàn)的第一道工序就是模型制作。平 臺(tái)模型不僅在外形上要和實(shí)體幾何相似，而且與性能有關(guān)的參數(shù)如重量、重心位置以及慣 量等也要滿足幾何形似的要求。在模型縮尺比λ選定以后，根據(jù)幾何相似的要求進(jìn)行模型 制作，同時(shí)對(duì)水動(dòng)力性能相關(guān)的各種參數(shù)也要正確模擬。外形及上層建筑幾何相似的模型 制成后，需要根據(jù)海洋平臺(tái)實(shí)體的數(shù)據(jù)，對(duì)模型的重量、重心位置及慣量等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào) 節(jié)模擬，以保證模型與實(shí)體的質(zhì)量個(gè)質(zhì)量分布相似。這些參數(shù)直接影響到海洋平臺(tái)在海上 風(fēng)、浪、流作用下的運(yùn)動(dòng)及受力。
[0003] 傳統(tǒng)的海洋平臺(tái)物理特性測(cè)定裝置采用雙刀頭設(shè)計(jì)，模型的重心位置及慣量的調(diào) 節(jié)都是在實(shí)驗(yàn)室的專用調(diào)節(jié)架上進(jìn)行的。調(diào)節(jié)架上部的中間位置兩側(cè)裝有水平的刀口，可 支撐調(diào)節(jié)架移動(dòng)部分和模型的總質(zhì)量。在進(jìn)行模型重心位置的調(diào)節(jié)時(shí)，先將模型吊放在調(diào) 節(jié)架內(nèi)，這時(shí)調(diào)節(jié)架及其中的模型都由刀口支撐并能繞支撐軸線在縱向自由擺動(dòng)。由于船 舶對(duì)垂直軸的慣性矩，首搖慣量在數(shù)值上與縱搖差別不大，通常認(rèn)為Kzz ~ Kyy，因此對(duì)Κζζ 不需要另行測(cè)試。但對(duì)于其他類型的浮式海洋平臺(tái)，Κζζ與Kyy差別明顯，需要另行調(diào)節(jié)。 比如在測(cè)量橫搖、縱搖和首搖運(yùn)動(dòng)慣性半徑等參數(shù)時(shí)，需要逐一調(diào)整測(cè)試方法以及模型的 擺放位置，因此大大增加了工作量。同時(shí)，傳統(tǒng)海洋工程模型試驗(yàn)中，平臺(tái)模型模擬使用的 的"試湊法"，也極大地制約了物理特性測(cè)定的效率。測(cè)力裝置在多種形式的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)試驗(yàn) 中廣泛使用。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)力過(guò)程精確性、安全性、簡(jiǎn)易性的要求，設(shè)計(jì)一種適用于海洋平臺(tái) 模型物理特性測(cè)定裝置具有重要的實(shí)際意義。
[0004] 經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103759872,
【公開(kāi)日】2014-4-30， 公開(kāi)了一種用于海洋平臺(tái)模型振蕩試驗(yàn)的多自由度測(cè)力裝置，包括：運(yùn)動(dòng)傳遞盤、連桿支 座、連接桿件、三分力傳感器、滑輪支撐、固定方板；運(yùn)動(dòng)傳遞盤與強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，是整 個(gè)裝置的基座盤，連桿支座固定在運(yùn)動(dòng)傳遞盤或三分力傳感器上，連接桿件連接兩個(gè)連桿 支座，或連接連桿支座與滑輪支撐，三分力傳感器上下端面分別與連桿支座和固定方板連 接，滑輪支撐與連接桿件連接，并支承在固定方板上，固定方板固定在海洋平臺(tái)模型上，或 與三分力傳感器連接，或支承滑輪支撐。但由于測(cè)量時(shí)海洋平臺(tái)模型的支撐全由三分力傳 感器以及滑輪支撐，對(duì)模型的最大質(zhì)量有一定的限制要求。同時(shí)測(cè)量橫搖、縱搖時(shí)，由于使 用到三分力傳感器與滑輪的組合，會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。測(cè)量時(shí)模型的受迫振動(dòng)不夠顯著，不 利于得到精確的數(shù)據(jù)。同時(shí)該裝置重心在運(yùn)動(dòng)傳遞盤之下，加上模型之后，由于模型是放置 在運(yùn)動(dòng)傳遞盤之上的，整體會(huì)有一個(gè)較大的重心偏移，這對(duì)后期計(jì)算會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性測(cè) 定裝置，能夠滿足絕海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性的測(cè)定需要。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括：運(yùn)動(dòng)傳遞盤、連接桿件、三分力傳感器、 可調(diào)支撐件、導(dǎo)軌槽、底座、轉(zhuǎn)盤和固定桿，其中：運(yùn)動(dòng)傳遞盤的上表面由連接桿件與轉(zhuǎn)盤相 連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導(dǎo)軌槽與底座之間由固定桿 相固定連接，導(dǎo)軌槽與轉(zhuǎn)盤同平面設(shè)置且由可調(diào)支撐件活動(dòng)相連，使得水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力、 橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量依次通過(guò)轉(zhuǎn)盤、連接桿件和運(yùn)動(dòng)傳遞盤傳遞至三分力傳感 器。
[0007] 所述的可調(diào)支撐件包括：用于測(cè)試水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力的兩對(duì)滑輪組，以及用于測(cè) 試橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量的一對(duì)刀口組，其中：兩對(duì)滑輪組均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)盤的邊 緣，各對(duì)滑輪組為相對(duì)布置使得轉(zhuǎn)盤與運(yùn)動(dòng)傳遞盤相對(duì)靜止以準(zhǔn)確傳遞水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試 力，刀口組于轉(zhuǎn)盤的邊緣相對(duì)布置以傳遞橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量。
[0008] 所述的滑輪組包括：支架和滑輪，其中：支架的一端設(shè)置于轉(zhuǎn)盤上，另一端與滑輪 相固定，滑輪設(shè)置于導(dǎo)軌槽中。
[0009] 所述的刀口組包括：楔形刀頭、刀柄，其中：刀頭與刀柄成90°相連；刀柄與運(yùn)動(dòng) 傳遞盤活動(dòng)相連。
[0010] 所述的運(yùn)動(dòng)傳遞盤和底座為直徑不同的圓盤結(jié)構(gòu)。
[0011] 所述的轉(zhuǎn)盤和導(dǎo)軌槽為直徑不同的圓環(huán)結(jié)構(gòu)且同心設(shè)置。
[0012] 所述的可調(diào)支撐件為4個(gè)均勻布置的長(zhǎng)條狀伸縮桿結(jié)構(gòu)。
[0013] 所述的固定桿分別為4個(gè)均勻布置的圓柱桿結(jié)構(gòu)。
[0014] 本發(fā)明突破海洋平臺(tái)高度的要求，不受海洋平臺(tái)上層建筑高大的限制，可以通過(guò) 調(diào)節(jié)可伸縮的連接桿長(zhǎng)度滿足適合不同平臺(tái)模型的高度，將強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和海洋平臺(tái)模型 結(jié)合，從而傳遞預(yù)定的運(yùn)動(dòng)并測(cè)量得到力的時(shí)間歷程。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖2為實(shí)施例1的可調(diào)支撐件的結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖3為實(shí)施例2的可調(diào)支撐件的結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖4為實(shí)施例2的實(shí)施示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。 實(shí)施例1
[0020] 如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括：運(yùn)動(dòng)傳遞盤1、連接桿件2、三分力傳感器3、可 調(diào)支撐件4、導(dǎo)軌槽5、底座6、轉(zhuǎn)盤7和固定桿8,其中：運(yùn)動(dòng)傳遞盤1的上表面由連接桿件 2與轉(zhuǎn)盤7相連，下表面由三分力傳感器3與底座6相連，導(dǎo)軌槽 5與底座6之間由固定桿 8相固定連接，導(dǎo)軌槽5與轉(zhuǎn)盤7同平面設(shè)置且由可調(diào)支撐件4活動(dòng)相連，使得水平轉(zhuǎn)動(dòng)的 測(cè)試力依次通過(guò)轉(zhuǎn)盤7、連接桿件2和運(yùn)動(dòng)傳遞盤i傳遞至三分力傳感器3。
[0021] 所述的可調(diào)支撐件4包括：用于測(cè)試水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力的兩對(duì)滑輪組，其中：兩對(duì) 滑輪組均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)盤7的邊緣，各對(duì)滑輪組為相對(duì)布置使得轉(zhuǎn)盤7與運(yùn)動(dòng)傳遞盤i相對(duì) 靜止以準(zhǔn)確傳遞水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力。
[0022] 所述的滑輪組包括：支架9和滑輪1〇,其中：支架9的一端設(shè)置于轉(zhuǎn)盤7上，另一 端與滑輪10相固定，滑輪10設(shè)置于導(dǎo)軌槽5中。
[0023] 所述的運(yùn)動(dòng)傳遞盤1和底座6為直徑不同的圓盤結(jié)構(gòu)，底座6固定于水平地面。
[0024] 所述的轉(zhuǎn)盤7和導(dǎo)軌槽5為直徑不同的圓環(huán)結(jié)構(gòu)且同心設(shè)置。
[0025] 所述的可調(diào)支撐件4為4個(gè)均勻布置的長(zhǎng)條狀伸縮桿結(jié)構(gòu)。
[0026] 所述的固定桿8分別為4個(gè)均勻布置的圓柱桿結(jié)構(gòu)。
[0027] 三分力傳感器3為測(cè)量?jī)蓛烧坏腦、Y、Z三個(gè)方向受力大小的測(cè)力儀器。 實(shí)施例2
[0028] 如圖3和圖4所示，導(dǎo)軌槽5與轉(zhuǎn)盤7同平面設(shè)置且由可調(diào)支撐件4活動(dòng)相連，使 得橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量依次通過(guò)轉(zhuǎn)盤7、連接桿件2和運(yùn)動(dòng)傳遞盤1傳遞至三分 力傳感器 3。
[0029] 所述的可調(diào)支撐件4包括：用于測(cè)試橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量的一對(duì)刀口 組，刀口組于轉(zhuǎn)盤7的邊緣相對(duì)布置以傳遞橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量。
[0030] 所述的刀口組包括：楔形刀頭11、刀柄12,其中：刀頭11與刀柄12成90°相連； 刀柄12與運(yùn)動(dòng)傳遞盤1活動(dòng)相連。
【權(quán)利要求】
1. 一種海洋平臺(tái)模型多目標(biāo)物理特性測(cè)定裝置，其特征在于，包括：運(yùn)動(dòng)傳遞盤、連接 桿件、三分力傳感器、可調(diào)支撐件、導(dǎo)軌槽、底座、轉(zhuǎn)盤和固定桿，其中：運(yùn)動(dòng)傳遞盤的上表面 由連接桿件與轉(zhuǎn)盤相連，下表面由三分力傳感器與底座相連，底座固定于水平地面，導(dǎo)軌槽 與底座之間由固定桿相固定連接，導(dǎo)軌槽與轉(zhuǎn)盤同平面設(shè)置且由可調(diào)支撐件活動(dòng)相連，使 得水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力、橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量依次通過(guò)轉(zhuǎn)盤、連接桿件和運(yùn)動(dòng)傳 遞盤傳遞至三分力傳感器； 所述的可調(diào)支撐件包括：用于測(cè)試水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力的兩對(duì)滑輪組，以及用于測(cè)試橫 向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量的一對(duì)刀口組，其中：兩對(duì)滑輪組均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)盤的邊緣，各 對(duì)滑輪組為相對(duì)布置使得轉(zhuǎn)盤與運(yùn)動(dòng)傳遞盤相對(duì)靜止以準(zhǔn)確傳遞水平轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)試力，刀口 組于轉(zhuǎn)盤的邊緣相對(duì)布置以傳遞橫向搖動(dòng)或縱向搖動(dòng)的測(cè)量慣量。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的滑輪組包括：支架和滑輪，其中：支架 的一端設(shè)置于轉(zhuǎn)盤上，另一端與滑輪相固定，滑輪設(shè)置于導(dǎo)軌槽中。 3_根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述的運(yùn)動(dòng)傳遞盤和底座為直徑不同的 圓盤結(jié)構(gòu)、所述的轉(zhuǎn)盤和導(dǎo)軌槽為直徑不同的圓環(huán)結(jié)構(gòu)且同心設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是,所述的可調(diào)支撐件為4個(gè)均勻布置的長(zhǎng)條狀 伸縮桿結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是，所述的固定桿分別為4個(gè)均勻布置的圓柱桿 結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01M7/06GK104215418SQ201410468607
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】呂海寧, 田新亮, 陳夏峰, 孫志君, 劉寬, 李杰明, 余澤 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)