一种入水实验用可调速的入水物驱动总成的制作方法

1.本实用新型涉及水力学实验装置领域，尤其涉及一种入水实验用可调速的入水物驱动总成。


背景技术：

2.结构物入水问题具有广泛的工程研究背景，水中兵器的发射、船舶抨击、水上飞机的降落、鱼雷入水、水下航行器的发射均属于入水装置。结构物出入水过程虽然只是一个非常短暂的瞬态过程，但这个短暂的过程特点明显，涉及强非线性自由面运动及破碎、湍流与漩涡、物体的运动与变形、物体与水的耦合相互作用等，在很大程度上决定了运动体是否能稳定的从一种介质进入到另一种介质，使得此过程在运动体整个运动过程中占有极其重要的地位。由于出入水问题涉及到的运动十分复杂，现有的理论分析方法不能很好地对此物理过程准确分析，因此目前主要采用大量实验研究数据和数值模拟技术来获得近似数据。实验研究所得数据常常被用来与数值模拟结果对比，以验证数值模拟技术的准确性。因此对出入水问题的实验室实验研究对出入水过程的研究来说具有不可取代的作用。
3.现有技术中，专利cn106323590a即公开了一种物体稳定多角度入水实验装置，包括透明水箱、电磁释放装置以及数据采集系统，电磁释放装置包括支撑柱和竖直杆，竖直杆的一端通过第一铰接头与横向支撑杆铰接连接，另一端通过第二铰接头与底部吸附有入水物体的电磁铁块铰接连接；横向入水角度调节指针和纵向入水角度调节指针均竖直固定在竖直杆不同侧面上，横向入水角度量角器固定设置在横向支撑杆上，纵向入水角度量角器固定设置在电磁铁块上，电磁释放装置通过电缆与工控计算机相连；数据采集系统包括由工控计算机控制的同步仪、激光发射器、高速摄像仪和高速照相机；该装置可在纵向和/或横向两个维度上调节入水角度，并采用电磁控制式的释放装置，当电磁铁块通电时可将入水物体吸附，断电后，电磁铁块失去电磁吸附力，入水物体瞬间下落至水中。然而，该装置的缺陷就在于，其入水物体被释放后以自由落体的形式落入水中，入水速度无法调节，由此而无法模拟大部分真实的入水工况，导致实验的真实性和可靠性降低。
4.上述技术问题亟待解决。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种入水实验用可调速的入水物驱动总成，其能够在一定范围内调节实验入水物的入水速度，从而有利于模拟出更为真实的入水工况，提高实验的真实性和可靠性。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种入水实验用可调速的入水物驱动总成，包括基板、连接于基板的角度调节装置及用于与实验入水物连接的入水物安装板；所述角度调节装置远离基板的一端设有移动板ⅰ，所述移动板ⅰ与入水物安装板相平行且二者之间通过速度调节装置相连接；所述移动板ⅰ与入水物安装板通过角度调节装置在空间中移动及定位；
7.所述速度调节装置包括驱动电机ⅰ、第一安装轴承、第二安装轴承、丝杠和丝杠螺母，所述第一安装轴承和第二安装轴承平行且间隔固定在移动板ⅰ的底部，所述丝杠的一端转动支撑于第一安装轴承上、另一端转动支撑于第二安装轴承上，所述驱动电机ⅰ的输出端与丝杠的一端传动连接并用于驱动丝杠旋转，所述丝杠螺母套设在丝杠上并随丝杠旋转而沿丝杠轴向做直线运动；所述入水物安装板固定连接在丝杠螺母的底部。
8.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述驱动电机ⅰ固定连接在移动板ⅰ的底部并通过联轴器与丝杠相连接。
9.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述丝杠螺母通过一l形板与入水物安装板相连接；所述l形板的纵板部通过螺栓连接于丝杠螺母，所述l形板的横板部通过螺栓连接于入水物安装板。
10.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述速度调节装置还包括平行设于丝杠两侧的导轨，每一所述导轨上均设有沿其轴向滑动的滑块，所述入水物安装板固定连接在滑块的底部。
11.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述基板的底部固定连接有若干支撑柱，所述支撑柱的底部固定拦截有重载地脚。
12.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述角度调节装置包括三个电动缸，每一所述电动缸的缸体一端均通过铰接座连接于基板底部，每一所述电动缸的推杆从其缸体另一端伸出并均通过铰链与连杆的一端相连接，所述连杆的另一端均通过球铰连接于一移动板ⅱ的顶部，所述移动板ⅱ与移动板ⅰ固定连接。
13.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，三个所述铰接座呈三角形分布。
14.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述移动板ⅱ与移动板ⅰ相平行且二者之间通过若干连接杆相连接。
15.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述角度调节装置还包括一旋转机构；所述旋转机构包括驱动电机ⅱ及连接法兰，所述驱动电机ⅱ的输出端连接有一主动齿轮，所述连接法兰内固定有内齿结构的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述连接法兰固定连接在移动板ⅰ的顶部。
16.作为对本实用新型技术方案的进一步改进，所述连接法兰上一体形成一防护壳，所述主动齿轮与从动齿轮均置于防护壳内。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益技术效果：
18.本实用新型提供的一种入水实验用可调速的入水物驱动总成，移动板ⅰ在角度调节装置的作用下移动，从而带动与其固定连接的入水物安装板一同移动，进而在实验时调节实验入水物的入水角度；通过速度调节装置的增设，则能够在一定范围内调节实验入水物的入水速度，从而有利于模拟出更为真实的入水工况，提高实验的真实性和可靠性。
附图说明
19.图1为本实用新型的立体图；
20.图2为本实用新型的主视图；
21.图3为本实用新型的调速装置的主视图；
22.图4为本实用新型的调速装置的仰视图；
23.图5为本实用新型的丝杠螺母与l形板的连接图；
24.图6为本实用新型的电动缸与移动板ⅱ的连接图；
25.图7为本实用新型的旋转机构的剖视图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例
28.如图1至图7所示：本实施例提供了一种入水实验用可调速的入水物驱动总成，包括基板101、连接于基板101的角度调节装置及用于与实验入水物连接的入水物安装板4。基板101可以为矩形金属板结构，角度调节装置设于基板101下方。所述基板101的底部固定连接有若干支撑柱102，所述支撑柱102的底部固定拦截有重载地脚103；支撑柱102的数量例如可为四根，分布在基板101的四个边角处；支撑柱102将基板101撑起，使得入水物安装板4悬空设置。
29.入水物安装板4与实验入水物连接，在实验时起到临时固定实验入水物的作用；在安装方式上，作为一种示例，入水物安装板4上可设置与实验入水物配合夹持固定的电动夹具，在电动夹具作用时实验入水物与入水物安装板4同步移动，如此在电动夹具松开对实验入水物的夹持作用时即可将实验入水物投放入水中；作为另一种示例，入水物安装板4上还可设置上电磁铁结构的电磁吸附器，通过电磁吸附器的通电而吸附实验入水物，通过电磁吸附器的断电而释放实验入水物。
30.所述角度调节装置远离基板101的一端(图1中为下端)设有移动板ⅰ201，所述移动板ⅰ201与入水物安装板4相平行且二者之间通过速度调节装置相连接；所述移动板ⅰ201与入水物安装板4通过角度调节装置在空间中移动及定位。移动板ⅰ201可以为矩形金属板结构；移动板ⅰ201在角度调节装置的作用下移动，从而带动与其固定连接的入水物安装板4一同移动，进而在实验时调节实验入水物的入水角度；通过速度调节装置的增设，则能够在一定范围内调节实验入水物的入水速度，从而有利于模拟出更为真实的入水工况，提高实验的真实性和可靠性。
31.具体而言，所述速度调节装置包括驱动电机ⅰ301、第一安装轴承302、第二安装轴承303、丝杠304和丝杠螺母305，所述第一安装轴承302和第二安装轴承303平行且间隔固定在移动板ⅰ201的底部，所述丝杠304的一端转动支撑于第一安装轴承302上、另一端转动支撑于第二安装轴承303上，所述驱动电机ⅰ301的输出端与丝杠304的一端传动连接并用于驱动丝杠304旋转，所述丝杠螺母305套设在丝杠304上并随丝杠304旋转而沿丝杠304轴向做直线运动；所述入水物安装板4固定连接在丝杠螺母305的底部。驱动电机ⅰ301可为伺服电机结构；通过调节驱动电机ⅰ301的输出扭矩，即可调节移动板ⅰ201的速度；所述驱动电机ⅰ301固定连接在移动板ⅰ201的底部并通过联轴器306与丝杠304相连接；丝杠304固定在移动板ⅰ201的中部；如图5所示，所述丝杠螺母305可通过一l形板307与入水物安装板4相连接，所述l形板307的纵板部307a通过螺栓连接于丝杠螺母305，所述l形板307的横板部307b通
过螺栓连接于入水物安装板4。
32.本实施例中，所述速度调节装置还包括平行设于丝杠304两侧的导轨308，每一所述导轨308上均设有沿其轴向滑动的滑块309，所述入水物安装板4固定连接在滑块309的底部。两导轨308均与丝杠304平行设置；滑块309与入水物安装板4之间也可通过螺栓相连接；当丝杠螺母305带动入水物安装板4移动时，滑块309也随之在导轨308上滑动，从而提高入水物安装板4移动的平顺性，防止发生偏移。
33.本实施例中，所述角度调节装置包括三个电动缸302，每一所述电动缸302的缸体302a一端均通过铰接座104连接于基板101底部，每一所述电动缸302的推杆302b从其缸体302a另一端伸出并均通过铰链与连杆303的一端相连接，所述连杆303的另一端均通过球铰304连接于一移动板ⅱ305的顶部，所述移动板ⅱ305与移动板ⅰ201固定连接。三个所述铰接座104优选呈三角形分布，此时三个电动缸302呈“品”字形分布；电动缸302作用时，其推杆302b沿缸体302a长度方向伸出或伸入缸体302a内腔，通过连杆303的传动，使得移动板ⅱ305发生转动而与水平面存在夹角，从而使得实验时实验入水物具有不同的入水角度。
34.所述移动板ⅱ305与移动板ⅰ201相平行且二者之间可通过若干连接杆306相连接，使得移动板ⅱ305与移动板ⅰ201联动设置；在移动板ⅱ305呈矩形的情况下，连接杆306的数量优选为四根，并分布在移动板ⅱ305的四个边角处。
35.本实施例中，所述角度调节装置还包括一旋转机构；所述旋转机构包括驱动电机ⅱ307及连接法兰308，所述驱动电机ⅱ307的输出端连接有一主动齿轮309，所述连接法兰308内固定有内齿结构的从动齿轮310，所述主动齿轮309与从动齿轮310相啮合，所述连接法兰308固定连接在移动板ⅰ201的顶部。驱动电机ⅱ307可为伺服电机结构，其垂直于移动板ⅰ201设置；旋转机构可以驱动移动板ⅰ201发生旋转，进而使得移动板ⅰ201的角度调节范围更广，在空间中的移动灵活度更高，实现多姿态的入水角度调节。所述连接法兰308上一体形成一防护壳311，所述主动齿轮309与从动齿轮310均置于防护壳311内，以对主动齿轮309与从动齿轮310进行保护。
36.在没有特别限定的情况下，上述“固定”“固定连接”或“连接”等可根据具体需要选择现有技术中的螺接、卡接、焊接、粘接等合理的连接方式。
37.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。