專利名稱：用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及港口及近海工程實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，特別是涉及一種用于在水槽或港池中
產(chǎn)生所需要的模擬波浪的造波機(jī)。
背景技術(shù)：
在港口及近海工程實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，造波機(jī)是進(jìn)行物理模型試驗(yàn)研究的一種必備實(shí)驗(yàn)裝置。造波機(jī)通過設(shè)置于設(shè)備前端并且置于水中的推波板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來制造滿足特定需要的波浪。由于實(shí)驗(yàn)研究的復(fù)雜性和多樣性，研究人員對(duì)所產(chǎn)生波浪的要求越來越高，主要體現(xiàn)在模擬精度和多樣性方面。按照推波板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式分類，目前有兩種造波機(jī)平推式和搖擺式，它們分別應(yīng)用于不同的場(chǎng)合、滿足不同的需要。
搖擺式造波機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖l所示，驅(qū)動(dòng)裝置3(液壓缸或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu))安裝在機(jī)
座2上，推波板1的下端鉸接在機(jī)座2的前端下部、上端連接驅(qū)動(dòng)裝置3的輸出端。在驅(qū)動(dòng)
裝置3的帶動(dòng)下，推波板1的上端圍繞下部鉸接端在前后方向做搖擺運(yùn)動(dòng)。平推式造波機(jī)
的結(jié)構(gòu)如圖2所示，推波板1'安裝在移動(dòng)構(gòu)架5上，移動(dòng)構(gòu)架5在驅(qū)動(dòng)裝置3'的作用下沿
機(jī)座2'上的水平導(dǎo)軌4做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)推波板1'水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 但是，上述2種造波機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式單一，僅能進(jìn)行搖擺式或平推式運(yùn)動(dòng)，不能滿足
實(shí)驗(yàn)研究的復(fù)雜性和多樣性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有平推、搖擺及其復(fù)合運(yùn)動(dòng)功能的用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)，以滿足不同的實(shí)驗(yàn)要求。
為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)，包括機(jī)座、用于驅(qū)動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)座上的直線導(dǎo)軌、設(shè)置在直線導(dǎo)軌上能夠沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)的移動(dòng)滑架、設(shè)置在機(jī)座前端的推波板以及對(duì)稱設(shè)置在所述機(jī)座的兩側(cè)并在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下推動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的推桿，所述的造波機(jī)還包括上端與驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端鉸接的第1擺臂、與第1擺臂垂直并固定連接的橫軸、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座兩側(cè)的切換桿和第2擺臂，所述橫軸的兩側(cè)由軸承支撐并伸出于軸承一定長(zhǎng)度，所述第2擺臂的上端與同一側(cè)的橫軸的端部固定連接、下端與所述推桿的一端鉸接，推桿的另一端鉸接在推波板上，所述的切換桿的一端鉸接在移動(dòng)滑架上，另一端可選擇地鉸接在推波板上、機(jī)座上或第2擺臂上，推波板的下端兩側(cè)分別與移動(dòng)滑架的兩側(cè)鉸接在一起。所述的切換桿與機(jī)座的鉸接點(diǎn)位于所述的移動(dòng)滑架和橫軸之間。
另外，所述的切換桿的位置高于所述的推桿的位置。 在所述的移動(dòng)滑架處于初始位置時(shí)，所述的切換桿和推波板、機(jī)座、第2擺臂的鉸
接點(diǎn)與切換桿在移動(dòng)滑架上的鉸接點(diǎn)的距離均相等。 所述的第2擺臂位于橫軸的兩側(cè)并互相平行。 本發(fā)明的造波機(jī)，由于設(shè)置有一個(gè)用于改變推波板運(yùn)動(dòng)形式的切換桿，所以使得同一臺(tái)造波機(jī)的推波板可以很方便地在平推、搖擺及其復(fù)合運(yùn)動(dòng)三種形式之間切換，由此 實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，滿足了港口工程物理模型實(shí)驗(yàn)研究中復(fù)雜工況的要求。


圖1是現(xiàn)有的搖擺式造波機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有的平推式造波機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的造波機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 其中 6.推波板 7.推桿 8.第l鉸鏈 10.導(dǎo)軌11.移動(dòng)滑架 12.第2鉸鏈 14.第4鉸鏈15.第2擺臂 16.機(jī)座 18.第l擺臂 19.橫軸 20.軸承
9.切換桿 13.第3鉸鏈
17.驅(qū)動(dòng)裝置 21.第5鉸鏈
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖3所示，本發(fā)明的造波機(jī)包括機(jī)座16、用于驅(qū)動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置17、 設(shè)置在機(jī)座16上的直線導(dǎo)軌10、設(shè)置在直線導(dǎo)軌10上能夠沿直線導(dǎo)軌10移動(dòng)的移動(dòng)滑 架11、設(shè)置在機(jī)座16前端的推波板6以及對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座16的兩側(cè)并在驅(qū)動(dòng)裝置17的作 用下推動(dòng)造波板6運(yùn)動(dòng)的推桿7。另外，本發(fā)明的造波機(jī)還包括上端與驅(qū)動(dòng)裝置17的輸出 端鉸接的第1擺臂18、與第1擺臂18垂直并固定連接的橫軸19、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座16兩側(cè) 的切換桿9和第2擺臂15，所述橫軸19的兩側(cè)由軸承20支撐并伸出于軸承20 —定長(zhǎng)度， 以便于連接第2擺臂15并使其擺動(dòng)不受限制，第2擺臂15的上端與橫軸19的兩端固定連 接、第2擺臂15的下端與所述推桿7的一端鉸接，推桿7的另一端鉸接在推波板6上，切換 桿9的一端鉸接在移動(dòng)滑架11上的第2鉸鏈12上，另一端可選擇地鉸接在推波板6上的 第1鉸鏈8上、機(jī)座16上的第4鉸鏈14上或第2擺臂15上的第3鉸鏈13上，鉸鏈14位 于移動(dòng)滑架11和橫軸19之間。推波板6的下端兩側(cè)分別與移動(dòng)滑架11的兩側(cè)鉸接在一 起。如圖3所示，切換桿9與機(jī)座16的鉸接點(diǎn)位于移動(dòng)滑架11和橫軸19之間，確切地說， 位于移動(dòng)滑架11和橫軸19之間的機(jī)座16的上表面上。在移動(dòng)滑架11處于初始位置時(shí)， 切換桿9的3個(gè)可選擇的鉸接端和推波板、機(jī)座、第2擺臂的鉸接點(diǎn)與切換桿在移動(dòng)滑架上 的鉸接點(diǎn)的距離均相等，即第1鉸鏈8、第4鉸鏈14和第3鉸鏈13與第2鉸鏈12之間的 距離均相等。 另外，切換桿9的位置高于推桿7的位置，這樣便于在試驗(yàn)過程中實(shí)施運(yùn)動(dòng)切換； 第2擺臂位于橫軸的兩側(cè)并互相平行，保證了對(duì)推波板的施力均勻，從而可以改善波浪的 模擬精度。 上述的驅(qū)動(dòng)裝置17可以是液壓缸或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 推波板6的寬度大于機(jī)座16和移動(dòng)滑架11的寬度，從而可以使位于兩側(cè)的推桿 7在位于圖3中A位置、B位置和C位置時(shí)可以保持相互平行，并且使得推波板后面的所有 機(jī)構(gòu)對(duì)推波板前的波浪不產(chǎn)生影響。另外，兩個(gè)推桿7、兩個(gè)第2擺臂15也是相互平行的。
造波機(jī)通過運(yùn)動(dòng)形式切換桿9在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中所處的不同位置，實(shí)現(xiàn)平推、搖擺及其平推_搖擺復(fù)合運(yùn)動(dòng)的切換。 造波機(jī)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，切換桿9有兩根，對(duì)稱分布在機(jī)座的兩側(cè)，每一根切換桿9的 一端鉸接在第2鉸鏈12上，無論造波機(jī)處于何種工作狀態(tài)，切換桿9這一端的連接位置不 變；切換桿9的另一端稱為可變端，可變端可以根據(jù)需要可選擇地鉸接在第1鉸鏈8、第3鉸 鏈13或第4鉸鏈14上。 若將切換桿9的可變端鉸接在第1鉸鏈8上，即如圖3中位置A所示，則運(yùn)動(dòng)形式 切換桿9和推波板6、移動(dòng)滑架11形成一個(gè)整體。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置17做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置 17的輸出端帶動(dòng)第1擺臂18，使其圍繞橫軸19做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于第1擺臂18與橫軸固定 連接，所以橫軸19轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，橫軸19的兩端分別與機(jī)座16兩側(cè)的第2擺臂15的上端固 定連接，從而使第2擺臂15圍繞橫軸19擺動(dòng)。進(jìn)而，擺臂15的下端帶動(dòng)推桿7，連同推波 板6和移動(dòng)滑架11 一起沿直線導(dǎo)軌10做水平方向的往復(fù)平移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)造波機(jī)的平推運(yùn) 動(dòng)。 若將切換桿9的可變端與推波板6上的第1鉸鏈8脫開，并連接在第4鉸鏈14上， 即如圖3中位置B所示，則切換桿9限制了移動(dòng)滑架11沿導(dǎo)軌10的移動(dòng)，使移動(dòng)滑架11 與機(jī)座16處于剛性連接，成為固定架，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置17做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 帶動(dòng)第2擺臂15擺動(dòng)。由于移動(dòng)滑架11與機(jī)座16相對(duì)固定，且推波板6的下端兩側(cè)分別 與移動(dòng)滑架11的下端兩側(cè)鉸接，所以推波板6在推桿7的推動(dòng)下圍繞第5鉸鏈21擺動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)造波機(jī)的搖擺運(yùn)動(dòng)。 若將切換桿9置于第2鉸鏈12和第3鉸鏈13之間，即如圖3中位置C所示，將切 換桿9的可變端連接于第3鉸鏈13，則當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置17做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第2擺臂15擺 動(dòng)，擺臂15的下端就會(huì)帶動(dòng)推桿7和切換桿9同時(shí)做水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于第3鉸鏈 13位置與第2擺臂15最下端位置的運(yùn)動(dòng)半徑不同，使得推波板6既有與移動(dòng)滑架11 一起 沿導(dǎo)軌10的往復(fù)平移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又有隨著第2擺臂15的擺動(dòng)，經(jīng)推桿7繞移動(dòng)滑架11底 端的第5鉸鏈21擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)造波機(jī)的平推_搖擺復(fù)合運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)，包括機(jī)座、用于驅(qū)動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)座上的直線導(dǎo)軌、設(shè)置在直線導(dǎo)軌上能夠沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)的移動(dòng)滑架、設(shè)置在機(jī)座前端的推波板以及對(duì)稱設(shè)置在所述機(jī)座的兩側(cè)并在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下推動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的推桿，其特征在于所述的造波機(jī)還包括上端與驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端鉸接的第1擺臂、與第1擺臂垂直并固定連接的橫軸、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座兩側(cè)的切換桿和第2擺臂，所述橫軸的兩側(cè)由軸承支撐并伸出于軸承一定長(zhǎng)度，所述第2擺臂的上端與橫軸的端部固定連接、下端與所述推桿的一端鉸接，推桿的另一端鉸接在推波板上，所述的切換桿的一端鉸接在移動(dòng)滑架上，另一端可選擇地鉸接在推波板上、機(jī)座上或第2擺臂上，推波板的下端兩側(cè)分別與移動(dòng)滑架的兩側(cè)鉸接在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造波機(jī)，其特征在于所述的切換桿與機(jī)座的鉸接點(diǎn)位于所 述的移動(dòng)滑架和橫軸之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造波機(jī)，其特征在于所述的切換桿的位置高于所述的推桿 的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造波機(jī)，其特征在于在所述的移動(dòng)滑架處于初始位置時(shí)，所 述的切換桿和推波板、機(jī)座、第2擺臂的鉸接點(diǎn)與切換桿在移動(dòng)滑架上的鉸接點(diǎn)的距離均 相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的造波機(jī)，其特征在于所述的第2擺臂位于橫軸的兩側(cè)并互相平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于產(chǎn)生模擬波浪的造波機(jī)，包括機(jī)座、驅(qū)動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)座上的直線導(dǎo)軌、設(shè)置在直線導(dǎo)軌上的移動(dòng)滑架、設(shè)置在機(jī)座前端的推波板以及對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座的兩側(cè)并在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下推動(dòng)造波板運(yùn)動(dòng)的推桿，所述的造波機(jī)還包括上端與驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端鉸接的第1擺臂、與第1擺臂垂直并固定連接的橫軸、對(duì)稱設(shè)置在機(jī)座兩側(cè)的切換桿和第2擺臂，橫軸的兩側(cè)由軸承支撐并伸出于軸承一定長(zhǎng)度，第2擺臂的上端與橫軸的端部固定連接、下端與所述推桿的一端鉸接，推桿的另一端鉸接在推波板上，切換桿的一端鉸接在移動(dòng)滑架上，另一端可選擇地鉸接在推波板上、機(jī)座上或第2擺臂上，推波板的下端兩側(cè)分別與移動(dòng)滑架的兩側(cè)鉸接在一起。
文檔編號(hào)G01M10/00GK101713177SQ20091022871
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者宋榮生, 李俊義, 王收軍 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)