本實用新型屬于水下實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種定軌跡水下目標拖曳實驗裝置，能夠完成水下潛體復雜運動形式的動力學實驗。

背景技術(shù)：

利用拖曳實驗裝置進行水下潛體動力學實驗,是研究水下潛體動力學特性的重要手段。目前的拖曳實驗裝置主要有兩種形式，一種是絞車拖帶式，即利用安裝水池兩端的絞車對水下潛體進行牽引的方式；另一種是拖車拖帶式，即將水下潛體安裝在拖車上，拖車在軌道上運動，從而帶動水下潛體在水下運動。但這兩種拖曳實驗裝置目前主要用于測量水下潛體的運動阻力，只能拖動水下潛體進行簡單的直線運動。其中，前者從實驗系統(tǒng)的設計本身來講就不可能拖動水下潛體完成更復雜的運動形式；后者采用拖車加軌道的方式，在理論上存在拖動水下潛體完成復雜運動形式的可能性。但由于進行水下動力學實驗，需要滿足對水下潛體的運動姿態(tài)、運動速度等因素精確控制的要求，因此拖車拖帶式的拖曳實驗裝置完成水下潛體復雜運動動力學實驗需要解決以下兩個問題：一是水下潛體運動時受到水的阻力，并將其傳遞給帶動水下潛體運動的小車，使小車難以保持平衡；二是運動小車運動過程中會與軌道側(cè)壁發(fā)生碰撞，這兩個問題都會影響到水下潛體的運動姿態(tài)、運動速度，從而影響實驗結(jié)果的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了一種能夠進行水下潛體復雜運動動力學實驗的定軌跡水下目標拖曳實驗裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種定軌跡水下目標拖曳實驗裝置，包括軌道，運動小車，控制模塊；

所述運動小車包括底板、側(cè)板、電機、電機齒輪、車輪、連接軸；

所述底板連接兩個相對的側(cè)板，每個所述側(cè)板上安裝有所述電機和所述車輪；所述電機齒輪安裝在所述電機的轉(zhuǎn)軸上，所述車輪通過所述連接軸安裝在所述側(cè)板上；所述車輪一端為齒輪，與所述電機齒輪嚙合，另一端呈圓柱形，放置在所述軌道上；

所述控制模塊用于控制所述電機，實現(xiàn)所述電機的調(diào)速和啟停控制。

上述技術(shù)方案中，所述車輪一端為圓柱面，另一端呈圓柱形，所述車輪的齒輪與所述電機齒輪配合，形成減速箱結(jié)構(gòu)，增大扭矩；呈圓柱形的另一端放置在軌道上。

上述定軌跡水下目標拖曳實驗裝置的工作原理為：把所述軌道固定在拖曳水池上方，所述運動小車通過兩側(cè)的車輪懸掛在所述軌道上。將水下潛體連接在所述運動小車上，所述控制模塊驅(qū)動所述運動小車的兩個電機運轉(zhuǎn)時，所述電機齒輪帶動車輪在所述軌道上運動，從而帶動連接在所述運動小車上的水下潛體在拖曳水池中運動。

進一步地，所述運動小車還包括上下限位裝置，所述限位裝置貼近所述軌道的下軌道面安裝在所述運動小車上。運動小車在軌道上運動時，水下潛體將受到的水的阻力傳遞給所述運動小車，所述運動小車會產(chǎn)生向上或向下的傾斜，從而影響水下潛體在水池中的運動姿態(tài)，影響實驗效果。而在貼近所述軌道的下軌道面處安裝限位裝置，當所述運動小車受到水下潛體的拉力作用時，所述限位裝置將貼近所述軌道的下軌道面，限制所述運動小車向上或向下傾斜，使小車保持正常姿態(tài)在軌道上運動。

所述的限位裝置包括限位輪和限位輪連接軸，所述的限位輪通過限位輪連接軸安裝在所述運動小車上，且所述限位輪貼近所述軌道的下軌道面。當所述運動小車向在軌道上運動時，在水下潛體的拉力作用下，所述限位輪會貼緊所述軌道的下軌道面，并沿下軌道面向前滾動。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述的限位輪為包膠軸承。

進一步地，每個所述側(cè)板內(nèi)側(cè)安裝有導向裝置，所述導向裝置壓緊在所述軌道的一個側(cè)面上。所述運動小車在轉(zhuǎn)彎或受水下潛體的拉力作用時，很難保持穩(wěn)定的運動方向，很容易與軌道發(fā)生碰撞，這種碰撞同樣會影響到水下潛體的運動姿態(tài)。上述技術(shù)方案中，所述的導向裝置主要用于保持運動小車的運動方向，使所述運動小車與所述軌道之間的距離保持在一定范圍內(nèi)，避免所述運動小車與所述軌道發(fā)生碰撞。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述導向裝置包括扭簧、導向底座、導向連接塊、導向輪，所述導向底座安裝在所述側(cè)板內(nèi)側(cè)，所述導向連接塊一端通過所述扭簧與所述導向底座連接，另一端安裝有所述導向輪，所述扭簧的兩根彈性臂分別抵壓在所述導向底座和所述導向連接塊上，所述導向連接塊在所述扭簧的彈力作用下將所述導向輪壓緊在所述軌道的一個側(cè)面上。通過采用這一技術(shù)方案，由于導向輪壓緊在所述軌道的側(cè)面上，并沿所述軌道的側(cè)面滾動，一方面保證了所述運動小車的運動，另一方面保證所述運動小車與所述軌道之間具有一定的距離，避免了所述運動小車在轉(zhuǎn)彎時與軌道發(fā)生碰撞。

進一步地優(yōu)選，所述導向輪為深溝球軸承。

進一步地，所述的定軌跡水下目標拖曳實驗裝置還包括支架，所述軌道固定在所述支架上。采用這一技術(shù)方案，所述的軌道不再需要固定在拖曳水池上，直接利用支架將所述軌道及運動小車懸掛在拖曳水池上方，可避免實驗場地對實驗的限制

本實用新型的有益技術(shù)效果：本實用新型提供了一種定軌跡水下目標拖曳實驗裝置，利用電機帶動車輪在軌道上運動，通過采用上下限位裝置，抑制了所述運動小車運動拖動水下潛體在水中運動時發(fā)生的向上傾斜現(xiàn)象，保證所述運動小車能以正常姿態(tài)運動；通過采用導向限位裝置，使運動小車在運動過程中不與軌道側(cè)面發(fā)生碰撞，從而能夠?qū)λ聺擉w的運動姿態(tài)、運動速度等進行精確控制。本定軌跡水下目標拖曳實驗裝置結(jié)構(gòu)設計簡單，能夠進行水下潛體的復雜運動動力學實驗。

附圖說明

圖1是所述運動小車側(cè)視圖；

圖2是所述運動小車前視剖面圖；

圖3是所述導向裝置示意圖；

圖4是所述定軌跡水下目標拖曳實驗裝置前視圖；

圖5是所述定軌跡水下目標拖曳實驗裝置俯視圖。

附圖標記：1為軌道，2為電機，3為電機驅(qū)動器，4為側(cè)板，5為底板，6為前封板，7為車輪，8為限位輪連接軸，9為限位輪，10為鋰電池，11為后封板，12為模型連接桿，13為水下潛體模型，14為電機齒輪，15為連接軸，16為支架，17為扭簧，18為導向底座，19為導向連接塊，20為導向輪。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加的清楚，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。

一種定軌跡水下目標拖曳實驗裝置，包括軌道1，運動小車，控制模塊；

如圖1和圖2所示，所述運動小車包括電機2、側(cè)板4、底板5、車輪7、電機齒輪14、連接軸15；底板5連接兩個相對的側(cè)板4，每個側(cè)板4上安裝有電機2和車輪7；電機齒輪14安裝在電機2的轉(zhuǎn)軸上，車輪7通過連接軸15安裝在側(cè)板4上；車輪7的一端為齒輪，與電機齒輪14嚙合，車輪7的另一端呈圓柱形，放置在軌道1上；

所述控制模塊包括電機驅(qū)動器3，安裝在電機2的下方。電機驅(qū)動器3用于控制電機2，實現(xiàn)電機2的調(diào)速和啟停控制。

圖1中的6為前封板，圖2中的11為后封板，用于所述運動小車的封裝。

上述定軌跡水下目標拖曳實驗裝置的工作原理為：把軌道1道固定在拖曳水池上，使軌道1和所述運動小車懸掛于拖曳水池上方。所述控制模塊驅(qū)動所述運動小車的電機2運轉(zhuǎn)，電機齒輪14帶動車輪7在軌道1上運動，實現(xiàn)所述運動小車沿軌道1運動，從而帶動連接在所述運動小車上的水下潛體在拖曳水池中運動。

所述運動小車還包括上下限位裝置，所述的上下限位裝置為兩個限位輪9以及與之配套使用的限位輪連接軸8，所述的兩個限位輪9分別通過限位輪連接軸8安裝在所述運動小車的前后兩端，且限位輪9貼近軌道1的下軌道面。運動小車向前運動時，水下潛體模型13將受到的水的阻力傳遞給所述運動小車，此時所述安裝在運動小車前端的限位輪9會貼緊所述軌道1的下軌道面，并沿下軌道面向前滾動，從而限制了所述運動小車的向上傾斜，保證所述運動小車在正常姿態(tài)下向前運動；同理，所述運動小車向后運動時，所述安裝在運動小車后端的限位輪9會貼緊所述軌道的下軌道面，并沿下軌道面向后滾動。

所述的限位輪優(yōu)選為包膠軸承。

作為本實用新型的另一較佳實施例，兩個側(cè)板4的前端分別安裝有導向裝置，如圖3所示，所述導向裝置包括扭簧17、導向底座18、導向連接塊19、導向輪20，導向底座19安裝在側(cè)板4內(nèi)側(cè)，導向連接塊19一端通過扭簧17與導向底座18連接，另一端安裝有導向輪20，扭簧17的兩根彈性臂分別抵壓在導向底座18和導向連接塊19上，導向連接塊19在扭簧17的彈力作用下將導向輪20壓緊在軌道1的一個側(cè)面上。

通過采用這一技術(shù)方案，由于導向輪20壓緊在軌道1的側(cè)面上，并沿軌道1的側(cè)面滾動，一方面保證了所述運動小車的運動，另一方面保證車輪7與軌道1之間具有一定的距離，避免了所述運動小車與軌道1發(fā)生碰撞。

所述導向輪優(yōu)選為深溝球軸承。

作為本實用新型的另一較佳實施例，所述的運動小車還包括鋰電池10。鋰電池10用于為所述電機供電，避免了外接電源的使用。

作為本實用新型的另一較佳實施例，所述的定軌跡水下目標拖曳實驗裝置還包括支架16，如圖4和圖5所示，軌道1固定在支架16上。采用這一技術(shù)方案，軌道1不再需要固定在拖曳水池上，直接利用支架16將軌道1及運動小車懸掛在拖曳水池上方，可避免實驗場地對實驗的限制。

應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。所述的技術(shù)方案只要不沖突，即可組合使用，任何簡單的等效和替換均應落入本實用新型的保護范圍。