專利名稱：數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種調(diào)節(jié)架，特別是一種數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架，屬于測量儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
船模制作完成以后，需要調(diào)節(jié)船模的重量、重心、轉(zhuǎn)動慣量，以保證與實際船舶的質(zhì)量相似和質(zhì)量分布相似。船模的重量根據(jù)排水量的大小通過增減壓鐵來進行調(diào)試。重心和轉(zhuǎn)動慣量通常采用懸掛法造船模調(diào)節(jié)架上進行間接測量。傳統(tǒng)的測量慣量的方法是利用三線擺來測量，也有一些框式測量儀，這些測量工具不能滿足船舶模型的轉(zhuǎn)動慣量的測量，原因在于1、傳統(tǒng)測量方法的測量工具尺寸偏小不能容納船模；2、傳統(tǒng)的慣量測試設(shè)備只有慣量測試一種功能；3、在測量船模重心的位置的時候需要較高的精度，普通的測量方法和儀器的系統(tǒng)誤差太大；4、這些測量裝置還是機械裝置，存在測量速度慢，測量不精確，依賴人的判斷，測量不方便，測量的數(shù)據(jù)不能進行直接的計算機處理等缺點。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?2137056.7，專利名稱為船模慣量調(diào)節(jié)架，該專利自述為主要包括支撐部分、擺動部分，其連接方式為支撐部分和擺動部分通過支撐部分的刀架和擺動部分的刀口吊裝搭接。支撐部分包括固定支柱、縱搖支柱、刀架、底座、橫搖支柱，底座兩側(cè)各由中間向兩端依次設(shè)有縱搖支柱、橫搖支柱、固定支柱，在縱搖支柱的頂端設(shè)置刀架，整個支撐部分前后左右對稱。擺動部分包括刀口、調(diào)節(jié)架搖籃，搖籃上設(shè)有刀口，搖籃設(shè)置在縱搖支柱的刀架上。該船模慣量調(diào)節(jié)架為機械式，是一件傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，存在以下不足之處(1)測量不夠精確，測量過程中完全靠人工進行，使用的是機械的測量工具，由此引起較大的誤差。(2)測量不夠方便，在測量過程中需要將船模從地磅移動到調(diào)節(jié)架上，還要用手工移動標尺、水平尺等。(3)測量速度慢，整個測量需要移動船模，需要用其他的附加工具，得到的數(shù)據(jù)有些不能直接利用需要進行換算(如傾角的測量是利用位移和三角公式換算得到的)，所以測量過程需要消耗大量的時間，大大的降低了實驗室的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架，在船模慣量調(diào)節(jié)架的基礎(chǔ)上進行了改進，通過增加電子部分，使其適應(yīng)現(xiàn)代試驗的精度和效率要求，整個數(shù)字化設(shè)備能夠較精確、快速、方便的完成測量工作，并且盡量減少人為因素，減少測量過程中的體力消耗。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括機械部分和電子部分，電子部分的各個部件嵌入在機械部分中，測量機械部分的各種運動參數(shù)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳入計算機處理，其中電子部分用于信號轉(zhuǎn)化的重量傳感器、傾角傳感器固定在所要測量的機械部件上，并通過信號傳輸線分別與重量傳感器顯示控制器、傾角傳感器顯示控制器連接，傳出的模擬信號經(jīng)過信號傳輸線傳到由各傳感器的顯示控制器組成的控制顯示平臺，信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入計算機。
電子部分包括重量傳感器及其顯示控制器、傾角傳感器及其顯示控制器、計算機，重量傳感器設(shè)置在刀架與縱搖支柱之間，承受整個架子和船模的重量，傾角傳感器設(shè)置在調(diào)節(jié)架搖籃的側(cè)面，一起隨架子擺動并實時把測量的角度轉(zhuǎn)化傳送到顯示控制器中，重量傳感器顯示控制器、傾角傳感器顯示控制器都集中設(shè)置在一個控制柜中，控制柜設(shè)在計算機的旁邊，重量傳感器及其顯示控制器、傾角傳感器及其顯示控制器、計算機之間通過RS232接口連接起來。
重量傳感器及其顯示控制器，將壓力轉(zhuǎn)換成為電信號以測量船模的重量，顯示控制器將電信號轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號顯示并且傳送至計算機。傾角傳感器及其顯示控制器，傾角傳感器把傾角轉(zhuǎn)換成為電信號并且輸出，其顯示控制器將模擬的電信號轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號顯示并且傳送至計算機。計算機接收傾角值和重量值，并可通過測量程序進行計算給出調(diào)節(jié)的參考建議。
機械部分包括底座、橫搖支柱、固定支柱、縱搖支柱、刀架、刀口、調(diào)節(jié)架搖籃，在底座的兩側(cè)各自由中間向兩端依次放置一個縱搖支柱，兩個固定支柱，兩個橫搖支柱，在縱搖支柱的頂端是刀架，整個調(diào)節(jié)架的機械部分前后左右對稱，調(diào)節(jié)架搖籃設(shè)有刀口，放置在縱搖支柱的刀架上，從而可以進行縱向的搖動。
工作時，船模重量根據(jù)排水量的大小通過增減船模中放置的壓鐵來進行重量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時可以根據(jù)重量傳感器顯示控制器的顯示數(shù)值進行。在調(diào)節(jié)的時候應(yīng)該使固定支柱旋轉(zhuǎn)到固定位置，使得調(diào)節(jié)架搖籃不能擺動。調(diào)節(jié)完成后，旋轉(zhuǎn)離開固定位置使搖籃能夠進行縱搖。根據(jù)傾角傳感器的顯示控制器的，調(diào)節(jié)船模中的壓鐵的位置，使搖籃達到水平，然后把一塊1kg的砝碼從船中向船首移動一米，看傾角傳感器的顯示控制器的示數(shù)，根據(jù)這個示數(shù)調(diào)節(jié)船模內(nèi)壓鐵的縱向位置，使得傾角的數(shù)值達到試驗的要求，此時船模的重心縱向位置即為所要求的位置。船模重心的縱向位置調(diào)節(jié)完成之后，使搖籃和船?？v向自由轉(zhuǎn)動，此時計算機根據(jù)傾角傳感器的顯示控制器傳送的傾角值運用數(shù)值模擬計算擺動的周期，調(diào)節(jié)船模內(nèi)壓鐵的垂向位置，使擺動周期符合測量的要求，則船模重心的垂向位置與測量要求的位置一致。注意在所有調(diào)節(jié)壓鐵的過程中必須用固定支柱固定搖籃以免晃動。根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可以用相應(yīng)的公式計算試驗所需的量。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明能夠適應(yīng)現(xiàn)代試驗的精度和效率要求，整個電子數(shù)字化設(shè)備能夠較精確、快速、方便的完成測量工作，并且盡量減少人為因素，減少測量過程中的體力消耗。主要表現(xiàn)在(1)測量精確，利用各種傳感器及其顯示控制器測量重量、傾角的值比傳統(tǒng)的機械測量在精度上有數(shù)量級的提高。(2)測量方便，在整個測聯(lián)的過程中，不必將船模從磅秤移動的調(diào)節(jié)架上，也不必用各種標尺手動測量，計算機根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可以自動計算需要調(diào)節(jié)的數(shù)量。(3)在整個過程中，調(diào)節(jié)不必依靠經(jīng)驗的不斷調(diào)節(jié)不斷逼近，計算機可以根據(jù)測量的數(shù)據(jù)精確計算出需要移動的載荷的大小和位置。由此可見，本發(fā)明是一個機電一體化工程設(shè)計，把電子器件的信息處理和自動控制等功能“揉和”到機械裝置中去，從而獲得了過去單靠某一種技術(shù)而無法實現(xiàn)的功能和效果。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明搖籃部分結(jié)構(gòu)示意3本發(fā)明電子部分結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括機械部分1和電子部分2，電子部分2的各個部件嵌入在機械部分1中，其中電子部分2的重量傳感器10、傾角傳感器12固定在所要測量的機械部件上，并通過信號傳輸線分別與重量傳感器顯示控制器11、傾角傳感器顯示控制器13連接，傳出的模擬信號經(jīng)過信號傳輸線傳到由各傳感器的顯示控制器組成的控制顯示平臺15，信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入計算機14。
機械部分1包括底座3、橫搖支柱4、固定支柱5、縱搖支柱6、刀架7、刀口8、調(diào)節(jié)架搖籃9，在底座3的兩側(cè)各自由中間向兩端依次放置一個縱搖支柱6，兩個固定支柱5，兩個橫搖支柱4，在縱搖支柱6的頂端是刀架7，整個調(diào)節(jié)架的機械部分1前后左右對稱，調(diào)節(jié)架搖籃9設(shè)有刀口8，放置在縱搖支柱6的刀架7上。
電子部分2包括重量傳感器10、重量傳感器顯示控制器11、傾角傳感器12、傾角傳感器顯示控制器13、計算機14，重量傳感器10設(shè)置在刀架7與縱搖支柱6之間，傾角傳感器12設(shè)置在調(diào)節(jié)架搖籃9的側(cè)面，重量傳感器顯示控制器11、傾角傳感器顯示控制器13都集中設(shè)置在一個控制柜中，重量傳感器10、重量傳感器顯示控制器11、傾角傳感器12、傾角傳感器顯示控制器13、計算機14之間通過RS232接口連接起來。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架，包括機械部分(1)，其特征在于還包括電子部分(2)，電子部分(2)包括重量傳感器(10)、重量傳感器顯示控制器(11)、傾角傳感器(12)、傾角傳感器顯示控制器(13)、計算機(14)，連接方式為重量傳感器(10)、傾角傳感器(12)固定在所要測量的機械部件上，重量傳感器(10)設(shè)置在刀架(7)與縱搖支柱(6)之間，傾角傳感器(12)設(shè)置在調(diào)節(jié)架搖籃(9)的側(cè)面，通過信號傳輸線分別與重量傳感器顯示控制器(11)、傾角傳感器顯示控制器(13)連接，重量傳感器顯示控制器(11)、傾角傳感器顯示控制器(13)都集中設(shè)置在一個控制柜中，重量傳感器(10)、重量傳感器顯示控制器(11)、傾角傳感器(12)、傾角傳感器顯示控制器(13)、計算機(14)之間通過RS232接口連接起來，傳出的模擬信號經(jīng)過信號傳輸線傳到由各傳感器的顯示控制器組成的控制顯示平臺(15)，信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入計算機(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架，其特征是，所述的機械部分(1)包括底座(3)、橫搖支柱(4)、固定支柱(5)、縱搖支柱(6)、刀架(7)、刀口(8)、調(diào)節(jié)架搖籃(9)，在底座(3)的兩側(cè)各自由中間向兩端依次放置一個縱搖支柱(6)、兩個固定支柱(5)、兩個橫搖支柱(4)，在縱搖支柱(6)的頂端是刀架(7)，整個調(diào)節(jié)架的機械部分(1)前后左右對稱，調(diào)節(jié)架搖籃(9)設(shè)有刀口(8)，放置在縱搖支柱(6)的刀架(7)上。
全文摘要
一種數(shù)字船模慣量調(diào)節(jié)架，屬于測量儀器領(lǐng)域。包括機械部分、電子部分，連接方式為重量傳感器、傾角傳感器固定在所要測量的機械部件上，重量傳感器設(shè)置在刀架與縱搖支柱之間，傾角傳感器設(shè)置在調(diào)節(jié)架搖籃的側(cè)面，通過信號傳輸線分別與重量傳感器顯示控制器、傾角傳感器顯示控制器連接，集中設(shè)置在一個控制柜中，電子部分之間通過RS232接口連接起來，傳出的模擬信號經(jīng)過信號傳輸線傳到由各傳感器的顯示控制器組成的控制顯示平臺，信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入計算機。本發(fā)明能夠適應(yīng)現(xiàn)代試驗的精度和效率要求，整個數(shù)字化設(shè)備能夠較精確、快速、方便地完成測量工作，并且盡量減少人為因素，減少測量過程中的體力消耗。
文檔編號B63B9/00GK1544888SQ20031010855
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者王磊, 張承懿, 李曉銘, 楊建民, 肖龍飛, 王 磊 申請人:上海交通大學