四自由度及力測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于船舶測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)船模在波浪中的升沉、縱搖、阻力、縱蕩及橫搖進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)，尤其涉及該系統(tǒng)中的四自由度及力測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航運(yùn)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，提高船舶性能預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性是船型開發(fā)的重要手段，而模型試驗(yàn)的精度直接影響船舶性能預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，船舶在風(fēng)浪中運(yùn)動(dòng)、增阻、失速及推進(jìn)性能等的測(cè)試技術(shù)直接影響到模型試驗(yàn)的精度，是船舶性能預(yù)報(bào)重要依據(jù)。
[0003]目前船模在波浪中的模型試驗(yàn)主要有兩種，一種是限制縱蕩式的，測(cè)試中反映的不是真實(shí)的波浪運(yùn)動(dòng)，另一種是通過兩端彈簧的拉伸來提供船模及測(cè)量桿的受力，能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度上的自由縱蕩，但彈簧存在彈性阻尼，影響振動(dòng)頻率，不能反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，對(duì)阻力測(cè)量有一定的影響。因此，現(xiàn)有的測(cè)量裝置存在對(duì)船模運(yùn)動(dòng)約束較多、需要人為控制等問題，使得模型試驗(yàn)的精度比較低，無法保證船舶在風(fēng)浪中試驗(yàn)與預(yù)報(bào)的可靠性與準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種四自由度及力測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種四自由度及力測(cè)量裝置，其特征在于:包括一對(duì)立柱架，設(shè)于一對(duì)立柱架之間的橫梁架，設(shè)于橫梁架上的第一直線電機(jī)、位于第一直線電機(jī)上的第一滑座、豎直活動(dòng)穿設(shè)在第一滑座內(nèi)的第一活動(dòng)柱以及連接在第一活動(dòng)柱下端的測(cè)試頭；所述第一滑座上設(shè)有檢測(cè)第一活動(dòng)柱升降高度的升降位移傳感器；所述測(cè)試頭包括依次連接在第一活動(dòng)柱下端的阻力傳感器、縱搖傳感器和橫搖傳感器；
[0007]還包括有測(cè)試控制組件，所述升降位移傳感器、所述阻力傳感器、所述縱搖傳感器、所述橫搖傳感器均與測(cè)試控制組件相連接。
[0008]所述第一直線電機(jī)上設(shè)有第一電機(jī)位移傳感器；
[0009]所述第一電機(jī)位移傳感器也與所述測(cè)試控制組件相連接。
[0010]所述測(cè)試控制組件還連接所述第一直線電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0011]所述橫梁架包括第一橫梁架和第二橫梁架，所述第一直線電機(jī)位于所述第一橫梁架上。
[0012]所述第一活動(dòng)柱的側(cè)面設(shè)有豎向光柵尺，所述第一橫梁架外側(cè)具有第一橫向光柵尺；所述升降位移傳感器、所述第一電機(jī)位移傳感器均為光柵尺讀頭。
[0013]所述第一活動(dòng)柱側(cè)面具有豎向?qū)к?，所述第一滑座具有?dǎo)向槽，所述豎向?qū)к壟浜显谒鰧?dǎo)向槽內(nèi)。
[0014]所述測(cè)試頭還包括有固定板和連接板，所述阻力傳感器一端連接所述第一活動(dòng)柱的下端，另一端連接所述固定板，所述縱搖傳感器和所述橫搖傳感器依次連接在所述固定板和所述連接板之間。
[0015]所述縱搖傳感器和橫搖傳感器均為數(shù)字電位器，通過彈性聯(lián)軸器連接至位于固定板和連接板之間的十字軸上。
[0016]本實(shí)用新型采用磁懸浮原理的直線電機(jī)為控制方式，測(cè)量船模在波浪中的阻力、縱蕩及升沉變化，并利用十字軸測(cè)量結(jié)構(gòu)測(cè)量縱搖及橫搖變化，具有如下優(yōu)點(diǎn):除艏搖及橫蕩外不限制船模的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；
[0017]1、控制方式簡單，超低的運(yùn)動(dòng)阻尼；
[0018]2、通過高精度光柵尺精準(zhǔn)地測(cè)量船模的運(yùn)動(dòng)；
[0019]3、測(cè)量中設(shè)置了程序控制保護(hù)，電磁限位保護(hù)及失電緩沖器機(jī)械限位保護(hù)方式能更好地保護(hù)該設(shè)備；
[0020]4、該裝置集成度高，便于設(shè)備的吊裝及使用。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0022]圖1為本實(shí)用新型的第一視角立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的第二視角立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為測(cè)試頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為測(cè)試控制部分的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的四自由度及力測(cè)量裝置包括一對(duì)立柱架310、第一橫梁架320、第二橫梁架330。
[0027]其中，一對(duì)立柱架310分列兩側(cè)，第一橫梁架320和第二橫梁架330安裝在一對(duì)立柱架310上部之間，第一橫梁架320位于第二橫梁架330的下方，第一橫梁架320和第二橫梁架330均由一對(duì)平行間隔的橫梁801構(gòu)成。
[0028]還包括第一直線電機(jī)3410、第一滑座3420、第一活動(dòng)柱3430以及測(cè)試頭3440。
[0029]第一直線電機(jī)3410安裝在第一橫梁架320上，第一滑座3420又安裝在第一直線電機(jī)3410上。第一滑座3420在第一直線電機(jī)3410驅(qū)動(dòng)下能夠沿著第一橫梁架320進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。第一滑座3420上設(shè)有中間帶有通孔的第一導(dǎo)向座3421，通孔的兩側(cè)內(nèi)壁具有導(dǎo)向槽。第一活動(dòng)柱3430兩側(cè)外壁設(shè)有豎向?qū)к?431。該第一活動(dòng)柱3430豎直地位于第一導(dǎo)向座3421的通孔中，其下端從第一橫梁架320的下方穿出，上端向上延伸。第一活動(dòng)柱3430的豎向?qū)к?431配合在通孔的導(dǎo)向槽內(nèi)，該第一活動(dòng)柱3430在導(dǎo)向槽和豎向?qū)к?431的約束下能夠上下運(yùn)動(dòng)。在第一活動(dòng)柱3430另一側(cè)面上還設(shè)有豎向光柵尺3432。在第一導(dǎo)向座3421上對(duì)應(yīng)豎向光柵尺的位置設(shè)有升降位移傳感器，該升降位移傳感器為光柵尺讀頭。
[0030]第一直線電機(jī)3410由兩根初級(jí)和位于兩根初級(jí)上的四個(gè)次級(jí)組成，兩根初級(jí)兼做第一滑軌3411分別安裝在第一橫梁架320的兩根橫梁上，四個(gè)次級(jí)分別位于第一滑座3420底部的四個(gè)頂角兼做在初級(jí)上的第一滑腳3412。當(dāng)然，也可以是次級(jí)兼作滑軌，初級(jí)兼作滑腳。
[0031]另外，第一橫梁架320的橫梁外側(cè)還設(shè)有第一橫向光柵尺3413，第一滑座3420側(cè)邊對(duì)應(yīng)第一橫向光柵尺3413的位置安裝有第一電機(jī)位移傳感器3422，第一電機(jī)位移傳感