專利名稱：多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水動(dòng)カ試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于大型水面、水下模型的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
拖曳水池水動(dòng)カ性能測(cè)量和精細(xì)流場(chǎng)測(cè)量等試驗(yàn)應(yīng)用中通常通過(guò)模型拖曳機(jī)構(gòu)對(duì)模型姿態(tài)的空間轉(zhuǎn)換及方便操作、精確定位，并廣泛應(yīng)用于各類對(duì)水面、水下模型水動(dòng)カ性能測(cè)量、精細(xì)流場(chǎng)測(cè)量(PIV測(cè)量)、空泡觀察試驗(yàn)以及其它拋載分離觀測(cè)試驗(yàn)等?，F(xiàn)有技術(shù)中常采用的模型拖曳機(jī)構(gòu)通過(guò)直線導(dǎo)軌技術(shù)都實(shí)現(xiàn)較為單一功能，ー個(gè)拖曳機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)ー個(gè)方向或者角度的轉(zhuǎn)變，不具備同時(shí)滿足各種模型大小、姿態(tài)變化的要求，若需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)模型的多種姿態(tài)，則必須同時(shí)安裝多臺(tái)拖曳設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)復(fù) 雜，操作麻煩，成本高。例如現(xiàn)有技術(shù)中所使用的單支桿模型拖曳機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)模型漂角β的變化，雙支桿模型拖曳機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)垂向位移ΛΖ、垂直面攻角α的變化等功能，而且精度低，一般直線位移精度為O. 5mm，角度位移精度為O. 5 ，因而工作效率低、誤差大；且模型拖曳機(jī)構(gòu)不具備縱向位移ΛΧ和橫向位移△ Y的功能，它不能滿足于各類模型的精細(xì)流場(chǎng)測(cè)量試驗(yàn)和其它試驗(yàn)時(shí)對(duì)于模型大小、姿態(tài)變化的局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的模型拖曳機(jī)構(gòu)功能単一，檢測(cè)精度低，具有局限性等缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理，操作方便的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，從而通過(guò)一臺(tái)模型拖曳機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)多種功能的操作，能精確定位，應(yīng)用廣泛。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，包括一對(duì)拖車測(cè)橋，所述拖車測(cè)橋上安裝有多個(gè)導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)；所述導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)包括升降桿，所述升降桿底部設(shè)置有X向?qū)к壸鯴向?qū)к壸ㄟ^(guò)緊固件安裝于拖車測(cè)橋上，所述X向?qū)к壸惭bX向位移機(jī)構(gòu)，并通過(guò)操作手柄控制；沿著升降桿向上還安裝有與X向?qū)к壸怪钡腨向?qū)к壸琘向的位移機(jī)構(gòu)通過(guò)操作手柄控制；位于Y向?qū)к壸纳戏降纳禇U還安裝有通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的水平漂角β位移機(jī)構(gòu)；位于升降桿上部安裝有Z向位移機(jī)構(gòu)，通過(guò)手柄操作控制，所述Z向位移機(jī)構(gòu)上設(shè)置有Z向?qū)驐U，所述導(dǎo)向桿的一端安裝標(biāo)尺；所述升降桿的底部通過(guò)緊固件安裝有支桿，所述支桿底部安裝實(shí)現(xiàn)攻角α的鉸支機(jī)構(gòu)。其進(jìn)ー步技術(shù)方案在于所述支桿可以采用流線型支桿、圓錐形支桿或者圓柱形支桿；流線型支桿的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭、圓錐形桿和下法蘭，所述圓錐形桿的兩端分別設(shè)置有多個(gè)第一加強(qiáng)筋和第二加強(qiáng)筋；圓錐形支桿的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭、圓錐形桿和下法蘭，所述圓錐形桿與上法蘭連接處設(shè)置有多個(gè)安裝エ藝孔；圓柱形支桿的結(jié)構(gòu)如下包括圓柱形管件，所述圓柱形管件的上下兩端分別安裝
第一法蘭和第二法蘭；所述鉸支機(jī)構(gòu)可以采用垂直面鉸支機(jī)構(gòu)或者水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；垂直面鉸支機(jī)構(gòu)包括上鉸座法蘭、下鉸座法蘭，所述上鉸座法蘭成“T”字形結(jié)構(gòu)，所述下鉸座法蘭成“ T”字形結(jié)構(gòu)，并在其中部開(kāi)有凹槽，所述上鉸座法蘭的伸出桿與下鉸座法蘭所開(kāi)凹槽配合連接，并在其中部穿過(guò)銷軸緊固；水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)底部設(shè)置矩形法蘭，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于矩形法蘭上，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)軸，所述回轉(zhuǎn)軸一端通過(guò)雙向推力軸承支撐，并通過(guò)鎖緊螺母緊固，其底部安裝密封蓋，并通過(guò)軸承座緊固，所述回轉(zhuǎn)軸通過(guò)密封圈與軸承座密封連接，位于回轉(zhuǎn)軸頂部通過(guò)V型法蘭緊固。 本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型利用通常的直線導(dǎo)軌技術(shù)，通過(guò)水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室拖曳水池的拖車測(cè)橋上的導(dǎo)軌組合形成單支桿或雙支桿結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型水面、水下模型的五維位移功能，對(duì)于小型水面、水下模型可獨(dú)立使用單支桿拖曳機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)四維位移功能。本實(shí)用新型具有多功能性和高精度，只需通過(guò)操作手柄，即能同時(shí)滿足各種模型的多次姿態(tài)改變，根據(jù)不同模型的大小，試驗(yàn)時(shí)根據(jù)模型姿態(tài)的變化要求，可以采用單支桿組合，或者雙支桿多種組合，操作方便，高效率、高精度，它既適用水面拘束模型的水動(dòng)カ性能測(cè)試試驗(yàn)、精細(xì)流場(chǎng)測(cè)量以及空泡觀察試驗(yàn)等，又適用水下模型的水動(dòng)カ性能測(cè)試試驗(yàn)、精細(xì)流場(chǎng)測(cè)量以及其它拋載分離觀測(cè)試驗(yàn)等。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的左視圖(半剖視圖)。圖3為本實(shí)用新型流線型支桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型圓錐體支桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型圓柱體支桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型垂直面鉸支機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的左視圖(全剖視圖)。圖8為本實(shí)用新型水平面回轉(zhuǎn)支座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為圖8的左視圖(全剖視圖)。圖10為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實(shí)用新型的另ー種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，包括ー對(duì)拖車測(cè)橋9，拖車測(cè)橋9上安裝有多個(gè)導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)；導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)包括升降桿4，(見(jiàn)圖I中箭頭方向所不，X向表不縱向，Y向表不橫向，Z向表不吹向)升降桿4底部設(shè)置有X向?qū)к壸?, X向?qū)к壸?通過(guò)緊固件安裝于拖車測(cè)橋9上，X向?qū)к壸?安裝X向位移機(jī)構(gòu)，并通過(guò)操作手柄12控制；沿著升降桿4向上還安裝有與X向?qū)к壸?垂直的Y向?qū)к壸?，Y向的位移機(jī)構(gòu)通過(guò)操作手柄6控制；位于Y向?qū)к壸?的上方的升降桿4還安裝有通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)5實(shí)現(xiàn)水平漂角β的位移；位于升降桿4上部安裝有Z向位移機(jī)構(gòu)，通過(guò)手柄I操作控制，Z向位移機(jī)構(gòu)上設(shè)置有Z向?qū)驐U2，導(dǎo)向桿2的一端安裝標(biāo)尺；升降桿4的底部通過(guò)緊固件安裝有支桿10，支桿10底部安裝實(shí)現(xiàn)攻角α的鉸支機(jī)構(gòu)11。本實(shí)用新型所述的支桿10可以采用流線型支桿10-1、圓錐形支桿10-2或者圓柱形支桿10-3 如圖3所示，流線型支桿10-1的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭12、圓錐形桿14和下法蘭16，圓錐形桿19的兩端分別設(shè)置有多個(gè)第一加強(qiáng)筋13和第二加強(qiáng)筋15，其承受側(cè)向カ負(fù)載較小，適用于水下模型雙支桿形式的試驗(yàn)。如圖4所示，圓錐形支桿10-2的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭17、圓錐形桿19和下法蘭 20，圓錐形桿19與上法蘭17連接處設(shè)置有多個(gè)安裝エ藝孔18，可以承受較大的側(cè)向カ負(fù)載，適用于水下模型單、雙支桿形式的試驗(yàn)。如圖5所示，圓柱形支桿10-3的結(jié)構(gòu)如下包括圓柱形管件22，圓柱形管件22的上下兩端分別安裝第一法蘭21和第二法蘭23，同樣可以承受較大的側(cè)向カ負(fù)載，適用于水下模型單、雙支桿形式的試驗(yàn)。即本實(shí)用新型使用靈活多變，應(yīng)用廣泛。本實(shí)用新型所述的鉸支機(jī)構(gòu)11可以采用垂直面鉸支機(jī)構(gòu)11-1或者水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1ト2。如圖6和圖7所示，垂直面鉸支機(jī)構(gòu)11-1包括上鉸座法蘭24、下鉸座法蘭25，上鉸座法蘭24成“Τ”字形結(jié)構(gòu)，下鉸座法蘭25成“Τ”字形結(jié)構(gòu)，并在其中部開(kāi)有凹槽，上鉸座法蘭24的伸出桿與下鉸座法蘭25所開(kāi)凹槽配合連接，并在其中部穿過(guò)銷軸26緊固。使用過(guò)程中，通過(guò)僅用于雙支桿拖曳模型試驗(yàn)時(shí)安裝于支桿底部，用于調(diào)整模型垂直面攻角α姿態(tài)，調(diào)整時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)拖曳機(jī)構(gòu)上的X向位移和Z向位移的操作手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的攻角α的姿態(tài)變化。如圖8和圖9所示，水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11-2 :底部設(shè)置矩形法蘭29，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)28安裝于矩形法蘭29上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)28包括回轉(zhuǎn)軸32，回轉(zhuǎn)軸32 —端通過(guò)雙向推力軸承33支撐，并通過(guò)鎖緊螺母34緊固，其底部安裝密封蓋35，并通過(guò)軸承座31緊固，回轉(zhuǎn)軸32通過(guò)密封圈30與軸承座31密封連接，位于回轉(zhuǎn)軸32頂部通過(guò)V型法蘭27緊固。水平面回轉(zhuǎn)支座用于雙支桿拖曳模型試驗(yàn)時(shí)調(diào)整模型水平面漂角姿態(tài)，調(diào)整時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)拖曳機(jī)構(gòu)上的X向位移機(jī)構(gòu)的操作手柄12和Y向位移機(jī)構(gòu)的操作手柄5來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的漂角β的姿態(tài)變化。實(shí)際使用過(guò)程中，見(jiàn)圖10，本實(shí)用新型所述的拖曳機(jī)構(gòu)36可以通過(guò)單支桿獨(dú)立應(yīng)用于水面模型中38中，單支桿底部通過(guò)安裝底座37預(yù)埋在水面模型中38中；水面模型的尺寸長(zhǎng)度為500m-4000m，通常應(yīng)用載荷和主尺度相對(duì)較小的模型中，水面模型的支桿采用圓柱形支桿10-3，剖面型式為圓柱體。模型姿態(tài)通過(guò)操作各個(gè)位移機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作手柄可以實(shí)現(xiàn)縱向位移ΛΧ、橫向位移ΛΥ、垂向位移ΛΖ、水平面漂角β回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。見(jiàn)圖11，本實(shí)用新型所述的拖曳機(jī)構(gòu)36可以通過(guò)雙支桿應(yīng)用于模式裝置39中，雙支桿拖曳機(jī)構(gòu)則適用于模型尺寸較大、承受載荷較大的模型試驗(yàn)；應(yīng)用于水下模型時(shí)，其中當(dāng)模型姿態(tài)水平面漂角β為0°且不需變化的則選用流線型支桿10-1，其優(yōu)點(diǎn)是流場(chǎng)干擾?。划?dāng)模型姿態(tài)漂角β需變化的則選用圓錐形支桿，其橫向カ承載能力較大。雙支桿拖曳機(jī)構(gòu)根據(jù)試驗(yàn)大綱要求如需進(jìn)行垂直面攻角α變化時(shí)，可在雙支桿下端安裝垂直面鉸支機(jī)構(gòu)，如需進(jìn)行水平面漂角β變化時(shí)，可在雙支桿下端僅安裝水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。通過(guò)操作各個(gè)位移機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作手柄可以方便的實(shí)現(xiàn)縱向ΛΧ、橫向ΛΥ、垂向ΛΖ、垂直面轉(zhuǎn)角α、水平面轉(zhuǎn)角β五個(gè)自由度。本實(shí)用新型采用模塊化結(jié)構(gòu)，雙支桿和單支桿可分別用于不同要求的模型試驗(yàn)中，組裝、互換方便、可靠。支桿設(shè)置成三種不同形式，一種為流線型剖面設(shè)計(jì)，一種為另一種圓錐體剖面設(shè)計(jì)，另ー種為圓柱形剖面設(shè)計(jì)，可分別用于零漂角狀態(tài)下和有漂角狀態(tài)下的各種單、雙支桿模型試驗(yàn)，單支桿適合模型長(zhǎng)度為500-4000m，雙支桿適合模型長(zhǎng)度為2500_6000mo1通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到本實(shí)用新型各主要技術(shù)參數(shù)如下縱向位移AX=500mm;橫向位移AY=300mm;垂向位移Λ Z=300mm ;雙支扦結(jié)構(gòu)垂直面攻角最大變量Λ α=±15° ；雙支桿結(jié)構(gòu)水平面漂角最大變量△ β=±15° ;單支桿結(jié)構(gòu)水平面漂角最大變量Δ β=土 180 。直線イAA移精度為O. 02皿!!，角度イλα移精度為O. I ，兩支桿間距可調(diào)，可調(diào)徂圍為800-2500mm。本實(shí)用新型使用靈活多變，操作方便，定位精確。以上描述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，不是對(duì)實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求1 .一種多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于包括ー對(duì)拖車測(cè)橋(9)，所述拖車測(cè)橋(9)上安裝有多個(gè)導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)；所述導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)包括升降桿(4)，所述升降桿(4)底部設(shè)置有X向?qū)к壸?8)，所述X向?qū)к壸?8)通過(guò)緊固件安裝于拖車測(cè)橋(9)上，所述X向?qū)к壸?8)安裝X向位移機(jī)構(gòu)，并通過(guò)操作手柄(12)控制；沿著升降桿(4)向上還安裝有與X向?qū)к壸?8)垂直的Y向?qū)к壸?7)，Y向的位移機(jī)構(gòu)通過(guò)操作手柄(6)控制；位于Y向?qū)к壸?7)的上方的升降桿(4)還安裝有通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的水平漂角β位移機(jī)構(gòu)(5);位于升降桿(4)上部安裝有Z向位移機(jī)構(gòu)，通過(guò)手柄(I)操作控制，所述Z向位移機(jī)構(gòu)上設(shè)置有Z向?qū)驐U(2)，所述導(dǎo)向桿(2)的一端安裝標(biāo)尺；所述升降桿(4)的底部通過(guò)緊固件安裝有支桿(10)，所述支桿(10)底部安裝實(shí)現(xiàn)攻角α的鉸支機(jī)構(gòu)(11)。
2.如權(quán)利要求I所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于所述支桿(10)可以采用流線型支桿(10-1 )、圓錐形支桿(10-2)或者圓柱形支桿(10-3)。
3.如權(quán)利要求2所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于流線型支桿(10-1)的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭(12)、圓錐形桿(14)和下法蘭(16)，所述圓錐形桿(19)的兩端分別設(shè)置有多個(gè)第一加強(qiáng)筋(13)和第二加強(qiáng)筋(15)。
4.如權(quán)利要求2所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于圓錐形支桿(10-2)的結(jié)構(gòu)如下包括上法蘭(17)、圓錐形桿(19)和下法蘭(20)，所述圓錐形桿(19)與上法蘭(17)連接處設(shè)置有多個(gè)安裝エ藝孔(18)。
5.如權(quán)利要求2所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于圓柱形支桿(10-3)的結(jié)構(gòu)如下包括圓柱形管件(22)，所述圓柱形管件(22)的上下兩端分別安裝第一法蘭(21)和第ニ法蘭(23)。
6.如權(quán)利要求I所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于所述鉸支機(jī)構(gòu)(11)可以采用垂直面鉸支機(jī)構(gòu)(11-1)或者水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11-2)。
7.如權(quán)利要求6所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于垂直面鉸支機(jī)構(gòu)(11-1)包括上鉸座法蘭(24)、下鉸座法蘭(25)，所述上鉸座法蘭(24)成“ Τ”字形結(jié)構(gòu)，所述下鉸座法蘭(25)成“ Τ”字形結(jié)構(gòu)，并在其中部開(kāi)有凹槽，所述上鉸座法蘭(24)的伸出桿與下鉸座法蘭(25)所開(kāi)凹槽配合連接，并在其中部穿過(guò)銷軸(26)緊固。
8.如權(quán)利要求6所述的多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，其特征在于水平面回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11-2):底部設(shè)置矩形法蘭(29)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(28)安裝于矩形法蘭(29)上，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(28)包括回轉(zhuǎn)軸(32)，所述回轉(zhuǎn)軸(32)—端通過(guò)雙向推力軸承(33)支撐，并通過(guò)鎖緊螺母(34)緊固，其底部安裝密封蓋(35)，并通過(guò)軸承座(31)緊固，所述回轉(zhuǎn)軸(32)通過(guò)密封圈(30)與軸承座(31)密封連接，位于回轉(zhuǎn)軸(32)頂部通過(guò)V型法蘭(27)緊固。
專利摘要一種多功能模型拖曳機(jī)構(gòu)，包括一對(duì)拖車測(cè)橋，拖車測(cè)橋上安裝有多個(gè)導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)；導(dǎo)軌組合機(jī)構(gòu)包括升降桿，升降桿底部設(shè)置有X向?qū)к壸?，X向?qū)к壸ㄟ^(guò)緊固件安裝于拖車測(cè)橋上，X向?qū)к壸惭bX向位移機(jī)構(gòu)，并通過(guò)操作手柄控制；沿著升降桿向上還安裝有與X向?qū)к壸怪钡腨向?qū)к壸?，Y向的位移機(jī)構(gòu)通過(guò)操作手柄控制；位于Y向?qū)к壸纳戏降纳禇U還安裝有通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的水平漂角β位移機(jī)構(gòu)；位于升降桿上部安裝有Z向位移機(jī)構(gòu)，通過(guò)手柄操作控制，Z向位移機(jī)構(gòu)上設(shè)置有Z向?qū)驐U，導(dǎo)向桿的一端安裝標(biāo)尺；升降桿的底部通過(guò)緊固件安裝有支桿，支桿底部安裝實(shí)現(xiàn)攻角α的鉸支機(jī)構(gòu)。方便實(shí)現(xiàn)對(duì)大小型水面、水下模型的四維、五維位移功能。
文檔編號(hào)G01M10/00GK202614497SQ201220143769
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者朱建良, 俞建新, 尤唯平 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所