专利名称：多功能模型拖曳机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水动カ试验技术领域，尤其是应用于大型水面、水下模型的多功能模型拖曳机构。
背景技术：
拖曳水池水动カ性能測量和精细流场測量等试验应用中通常通过模型拖曳机构对模型姿态的空间转换及方便操作、精确定位，并广泛应用于各类对水面、水下模型水动カ性能測量、精细流场測量(PIV測量)、空泡观察试验以及其它抛载分离观测试验等。现有技术中常采用的模型拖曳机构通过直线导轨技术都实现较为单一功能，ー个拖曳机构实现ー个方向或者角度的转变，不具备同时满足各种模型大小、姿态变化的要求，若需要同时实现模型的多种姿态，则必须同时安装多台拖曳设备来实现，从而导致机构复 杂，操作麻烦，成本高。例如现有技术中所使用的单支杆模型拖曳机构仅能实现模型漂角β的变化，双支杆模型拖曳机构仅能实现垂向位移ΛΖ、垂直面攻角α的变化等功能，而且精度低，一般直线位移精度为O. 5mm，角度位移精度为O. 5 ，因而工作效率低、误差大；且模型拖曳机构不具备纵向位移ΛΧ和横向位移△ Y的功能，它不能满足于各类模型的精细流场測量试验和其它试验时对于模型大小、姿态变化的局限性。
实用新型内容本申请人针对上述现有技术中的模型拖曳机构功能単一，检测精度低，具有局限性等缺点，提供一种结构合理，操作方便的多功能模型拖曳机构，从而通过一台模型拖曳机构即可实现多种功能的操作，能精确定位，应用广泛。本实用新型所采用的技术方案如下一种多功能模型拖曳机构，包括一对拖车测桥，所述拖车测桥上安装有多个导轨组合机构；所述导轨组合机构包括升降杆，所述升降杆底部设置有X向导轨座，所述X向导轨座通过紧固件安装于拖车测桥上，所述X向导轨座安装X向位移机构，并通过操作手柄控制；沿着升降杆向上还安装有与X向导轨座垂直的Y向导轨座，Y向的位移机构通过操作手柄控制；位于Y向导轨座的上方的升降杆还安装有通过传动机构实现的水平漂角β位移机构；位于升降杆上部安装有Z向位移机构，通过手柄操作控制，所述Z向位移机构上设置有Z向导向杆，所述导向杆的一端安装标尺；所述升降杆的底部通过紧固件安装有支杆，所述支杆底部安装实现攻角α的铰支机构。其进ー步技术方案在于所述支杆可以采用流线型支杆、圆锥形支杆或者圆柱形支杆；流线型支杆的结构如下包括上法兰、圆锥形杆和下法兰，所述圆锥形杆的两端分别设置有多个第一加强筋和第二加强筋；圆锥形支杆的结构如下包括上法兰、圆锥形杆和下法兰，所述圆锥形杆与上法兰连接处设置有多个安装エ艺孔；圆柱形支杆的结构如下包括圆柱形管件，所述圆柱形管件的上下两端分别安装
第一法兰和第二法兰；所述铰支机构可以采用垂直面铰支机构或者水平面回转机构；垂直面铰支机构包括上铰座法兰、下铰座法兰，所述上铰座法兰成“T”字形结构，所述下铰座法兰成“ T”字形结构，并在其中部开有凹槽，所述上铰座法兰的伸出杆与下铰座法兰所开凹槽配合连接，并在其中部穿过销轴紧固；水平面回转机构底部设置矩形法兰，回转机构安装于矩形法兰上，所述回转机构包括回转轴，所述回转轴一端通过双向推力轴承支撑，并通过锁紧螺母紧固，其底部安装密封盖，并通过轴承座紧固，所述回转轴通过密封圈与轴承座密封连接，位于回转轴顶部通过V型法兰紧固。 本实用新型的有益效果如下本实用新型利用通常的直线导轨技术，通过水动力实验室拖曳水池的拖车测桥上的导轨组合形成单支杆或双支杆结构，可实现对大型水面、水下模型的五维位移功能，对于小型水面、水下模型可独立使用单支杆拖曳机构，可实现四维位移功能。本实用新型具有多功能性和高精度，只需通过操作手柄，即能同时满足各种模型的多次姿态改变，根据不同模型的大小，试验时根据模型姿态的变化要求，可以采用单支杆组合，或者双支杆多种组合，操作方便，高效率、高精度，它既适用水面拘束模型的水动カ性能测试试验、精细流场测量以及空泡观察试验等，又适用水下模型的水动カ性能测试试验、精细流场测量以及其它抛载分离观测试验等。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为图I的左视图(半剖视图)。图3为本实用新型流线型支杆的结构示意图。图4为本实用新型圆锥体支杆的结构示意图。图5为本实用新型圆柱体支杆的结构示意图。图6为本实用新型垂直面铰支机构的结构示意图。图7为图6的左视图(全剖视图)。图8为本实用新型水平面回转支座的结构示意图。图9为图8的左视图(全剖视图)。图10为本实用新型的一种实施例的结构示意图。图11为本实用新型的另ー种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，说明本实用新型的具体实施方式
。如图I和图2所示，本实用新型所述的多功能模型拖曳机构，包括ー对拖车测桥9，拖车测桥9上安装有多个导轨组合机构；导轨组合机构包括升降杆4，(见图I中箭头方向所不，X向表不纵向，Y向表不横向，Z向表不吹向)升降杆4底部设置有X向导轨座8, X向导轨座8通过紧固件安装于拖车测桥9上，X向导轨座8安装X向位移机构，并通过操作手柄12控制；沿着升降杆4向上还安装有与X向导轨座8垂直的Y向导轨座7，Y向的位移机构通过操作手柄6控制；位于Y向导轨座7的上方的升降杆4还安装有通过蜗轮蜗杆机构5实现水平漂角β的位移；位于升降杆4上部安装有Z向位移机构，通过手柄I操作控制，Z向位移机构上设置有Z向导向杆2，导向杆2的一端安装标尺；升降杆4的底部通过紧固件安装有支杆10，支杆10底部安装实现攻角α的铰支机构11。本实用新型所述的支杆10可以采用流线型支杆10-1、圆锥形支杆10-2或者圆柱形支杆10-3 如图3所示，流线型支杆10-1的结构如下包括上法兰12、圆锥形杆14和下法兰16，圆锥形杆19的两端分别设置有多个第一加强筋13和第二加强筋15，其承受侧向カ负载较�。视糜谒履Ｐ退Ц诵问降氖匝�。如图4所示，圆锥形支杆10-2的结构如下包括上法兰17、圆锥形杆19和下法兰 20，圆锥形杆19与上法兰17连接处设置有多个安装エ艺孔18，可以承受较大的侧向カ负载，适用于水下模型单、双支杆形式的试验。如图5所示，圆柱形支杆10-3的结构如下包括圆柱形管件22，圆柱形管件22的上下两端分别安装第一法兰21和第二法兰23，同样可以承受较大的侧向カ负载，适用于水下模型单、双支杆形式的试验。即本实用新型使用灵活多变，应用广泛。本实用新型所述的铰支机构11可以采用垂直面铰支机构11-1或者水平面回转机构1ト2。如图6和图7所示，垂直面铰支机构11-1包括上铰座法兰24、下铰座法兰25，上铰座法兰24成“Τ”字形结构，下铰座法兰25成“Τ”字形结构，并在其中部开有凹槽，上铰座法兰24的伸出杆与下铰座法兰25所开凹槽配合连接，并在其中部穿过销轴26紧固。使用过程中，通过仅用于双支杆拖曳模型试验时安装于支杆底部，用于调整模型垂直面攻角α姿态，调整时通过调节拖曳机构上的X向位移和Z向位移的操作手柄来实现模型的攻角α的姿态变化。如图8和图9所示，水平面回转机构11-2 :底部设置矩形法兰29，回转机构28安装于矩形法兰29上，回转机构28包括回转轴32，回转轴32 —端通过双向推力轴承33支撑，并通过锁紧螺母34紧固，其底部安装密封盖35，并通过轴承座31紧固，回转轴32通过密封圈30与轴承座31密封连接，位于回转轴32顶部通过V型法兰27紧固。水平面回转支座用于双支杆拖曳模型试验时调整模型水平面漂角姿态，调整时通过调节拖曳机构上的X向位移机构的操作手柄12和Y向位移机构的操作手柄5来实现模型的漂角β的姿态变化。实际使用过程中，见图10，本实用新型所述的拖曳机构36可以通过单支杆独立应用于水面模型中38中，单支杆底部通过安装底座37预埋在水面模型中38中；水面模型的尺寸长度为500m-4000m，通常应用载荷和主尺度相对较小的模型中，水面模型的支杆采用圆柱形支杆10-3，剖面型式为圆柱体。模型姿态通过操作各个位移机构和传动机构的操作手柄可以实现纵向位移ΛΧ、横向位移ΛΥ、垂向位移ΛΖ、水平面漂角β回转四个自由度。见图11，本实用新型所述的拖曳机构36可以通过双支杆应用于模式装置39中，双支杆拖曳机构则适用于模型尺寸较大、承受载荷较大的模型试验；应用于水下模型时，其中当模型姿态水平面漂角β为0°且不需变化的则选用流线型支杆10-1，其优点是流场干扰�。坏蹦Ｐ妥颂铅滦璞浠脑蜓∮迷沧缎沃Ц耍浜嵯颔性啬芰洗�。双支杆拖曳机构根据试验大纲要求如需进行垂直面攻角α变化时，可在双支杆下端安装垂直面铰支机构，如需进行水平面漂角β变化时，可在双支杆下端仅安装水平面回转机构。通过操作各个位移机构和传动机构的操作手柄可以方便的实现纵向ΛΧ、横向ΛΥ、垂向ΛΖ、垂直面转角α、水平面转角β五个自由度。本实用新型采用�？榛峁梗Ц撕偷ブЦ丝煞直鹩糜诓煌蟮哪Ｐ褪匝橹校樽�、互換方便、可靠。支杆设置成三种不同形式，一种为流线型剖面设计，一种为另一种圆锥体剖面设计，另ー种为圆柱形剖面设计，可分别用于零漂角状态下和有漂角状态下的各种单、双支杆模型试验，单支杆适合模型长度为500-4000m，双支杆适合模型长度为2500_6000mo1通过实验数据，得到本实用新型各主要技术參数如下纵向位移AX=500mm;横向位移AY=300mm;垂向位移Λ Z=300mm ;双支扦结构垂直面攻角最大变量Λ α=±15° ；双支杆结构水平面漂角最大变量△ β=±15° ;单支杆结构水平面漂角最大变量Δ β=土 180 。直线イAA移精度为O. 02皿!!，角度イλα移精度为O. I ，两支杆间距可调，可调徂围为800-2500mm。本实用新型使用灵活多变，操作方便，定位精确。以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围參见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
权利要求1 .一种多功能模型拖曳机构，其特征在于包括ー对拖车测桥(9)，所述拖车测桥(9)上安装有多个导轨组合机构；所述导轨组合机构包括升降杆(4)，所述升降杆(4)底部设置有X向导轨座(8)，所述X向导轨座(8)通过紧固件安装于拖车测桥(9)上，所述X向导轨座(8)安装X向位移机构，并通过操作手柄(12)控制；沿着升降杆(4)向上还安装有与X向导轨座(8)垂直的Y向导轨座(7)，Y向的位移机构通过操作手柄(6)控制；位于Y向导轨座(7)的上方的升降杆(4)还安装有通过传动机构实现的水平漂角β位移机构(5);位于升降杆(4)上部安装有Z向位移机构，通过手柄(I)操作控制，所述Z向位移机构上设置有Z向导向杆(2)，所述导向杆(2)的一端安装标尺；所述升降杆(4)的底部通过紧固件安装有支杆(10)，所述支杆(10)底部安装实现攻角α的铰支机构(11)。
2.如权利要求I所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于所述支杆(10)可以采用流线型支杆(10-1 )、圆锥形支杆(10-2)或者圆柱形支杆(10-3)。
3.如权利要求2所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于流线型支杆(10-1)的结构如下包括上法兰(12)、圆锥形杆(14)和下法兰(16)，所述圆锥形杆(19)的两端分别设置有多个第一加强筋(13)和第二加强筋(15)。
4.如权利要求2所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于圆锥形支杆(10-2)的结构如下包括上法兰(17)、圆锥形杆(19)和下法兰(20)，所述圆锥形杆(19)与上法兰(17)连接处设置有多个安装エ艺孔(18)。
5.如权利要求2所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于圆柱形支杆(10-3)的结构如下包括圆柱形管件(22)，所述圆柱形管件(22)的上下两端分别安装第一法兰(21)和第ニ法兰(23)。
6.如权利要求I所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于所述铰支机构(11)可以采用垂直面铰支机构(11-1)或者水平面回转机构(11-2)。
7.如权利要求6所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于垂直面铰支机构(11-1)包括上铰座法兰(24)、下铰座法兰(25)，所述上铰座法兰(24)成“ Τ”字形结构，所述下铰座法兰(25)成“ Τ”字形结构，并在其中部开有凹槽，所述上铰座法兰(24)的伸出杆与下铰座法兰(25)所开凹槽配合连接，并在其中部穿过销轴(26)紧固。
8.如权利要求6所述的多功能模型拖曳机构，其特征在于水平面回转机构(11-2):底部设置矩形法兰(29)，回转机构(28)安装于矩形法兰(29)上，所述回转机构(28)包括回转轴(32)，所述回转轴(32)—端通过双向推力轴承(33)支撑，并通过锁紧螺母(34)紧固，其底部安装密封盖(35)，并通过轴承座(31)紧固，所述回转轴(32)通过密封圈(30)与轴承座(31)密封连接，位于回转轴(32)顶部通过V型法兰(27)紧固。
专利摘要一种多功能模型拖曳机构，包括一对拖车测桥，拖车测桥上安装有多个导轨组合机构；导轨组合机构包括升降杆，升降杆底部设置有X向导轨座，X向导轨座通过紧固件安装于拖车测桥上，X向导轨座安装X向位移机构，并通过操作手柄控制；沿着升降杆向上还安装有与X向导轨座垂直的Y向导轨座，Y向的位移机构通过操作手柄控制；位于Y向导轨座的上方的升降杆还安装有通过传动机构实现的水平漂角β位移机构；位于升降杆上部安装有Z向位移机构，通过手柄操作控制，Z向位移机构上设置有Z向导向杆，导向杆的一端安装标尺；升降杆的底部通过紧固件安装有支杆，支杆底部安装实现攻角α的铰支机构。方便实现对大小型水面、水下模型的四维、五维位移功能。
文档编号G01M10/00GK202614497SQ201220143769
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者朱建良, 俞建新, 尤唯平 申请人:中国船舶重工集团公司第七○二研究所
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