一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，固定支撐架通過螺栓固定在基座上，固定支撐的中間固定安裝梯形承載板，梯形承載板上通過鉸鏈結(jié)構(gòu)安裝三套油缸，油缸的下部通過鉸鏈連接晃蕩箱體，梯形承載板中部通過彈簧連接晃蕩箱體，該晃蕩箱體安置于水槽的中間，所述油缸通過控制系統(tǒng)控制油缸的進(jìn)油的壓力及流量，使下面的晃蕩箱體產(chǎn)生一個(gè)晃蕩的效果。工作時(shí)PLC發(fā)送信號(hào)控制電液比例閥的開度，調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量，使各油缸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不一致，使晃蕩箱體產(chǎn)生一個(gè)晃蕩的效果，通過模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)的、有效的反映液貨晃蕩劇烈程度和沖擊載荷等因數(shù)。采用調(diào)節(jié)油缸的進(jìn)油，產(chǎn)生一個(gè)晃蕩的效果，具有設(shè)計(jì)新穎，使該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與船舶的實(shí)際液貨晃蕩更接近。
【專利說明】
一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及模擬實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶在海上航行時(shí)，晃蕩是不可避免的，由晃蕩而導(dǎo)致的液貨艙油氣揮發(fā)、艙壁受力不均等給船舶安全帶來很大危害，同時(shí)還會(huì)造成液貨損失和環(huán)境污染。并且首次考慮到液貨艙在海水中晃蕩時(shí)外界對(duì)艙壁沖擊的影響?；问巻栴}早已引起很多學(xué)者的關(guān)注，對(duì)液貨晃蕩研究主要有三種方法:理論解析、數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn);理論解析和數(shù)值模擬法未能考慮液貨艙內(nèi)部液體變化機(jī)理，無法科學(xué)真實(shí)地解釋晃蕩所產(chǎn)生的問題。目前更多學(xué)者傾向于物理模型試驗(yàn)法，能夠真實(shí)的、有效的反應(yīng)液貨晃蕩劇烈程度和沖擊載荷等因數(shù)；然而已有的晃蕩模擬平臺(tái)也只考慮液貨艙內(nèi)部各種因素，未能模擬船舶液貨艙在海水中真實(shí)的晃蕩環(huán)境，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)性存在不足。
[0003]本專利主要是設(shè)計(jì)出一臺(tái)三自由度晃蕩實(shí)驗(yàn)裝置，能進(jìn)行橫搖、縱搖和升沉三自由度的基本運(yùn)動(dòng)及其復(fù)合運(yùn)動(dòng)。該裝置能夠進(jìn)行船舶晃蕩模型實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行晃蕩情況下液艙壁沖擊壓力分布、油氣揮發(fā)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。反饋系統(tǒng)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該裝置的裝置運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集的的自動(dòng)化和智能化。對(duì)于船舶類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和科研具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述問題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)
-ψ-1 口 O
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括:
[0006]基座，所述基座的中間加工水池，所述水池的兩側(cè)通過螺栓安裝固定支撐架；
[0007]梯形承載板，所述梯形承載板固定安裝在所述固定支撐架的中間；
[0008]油缸，所述油缸為3套，通過鉸鏈安裝在所述梯形承載板上，所述油缸的缸桿下部通過鉸鏈連接晃蕩箱體；
[0009]彈簧，所述彈簧7通過卸扣連接在所述梯形承載板8的中心，彈簧下方固定一個(gè)只能豎直方向運(yùn)動(dòng)的連桿，連桿通過鉸連接所述晃蕩箱體的中心處；
[0010]所述油缸的動(dòng)作通過控制系統(tǒng)控制，所述控制系統(tǒng)包括液壓站、電液比例閥及控制所述電液比例閥開度的元件組成。
[0011]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述固定支撐架的角落固定安裝加強(qiáng)板。
[0012]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述晃蕩箱體分為框架和水箱，所述水箱安裝在所述框架內(nèi)。
[0013]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述水箱為透明的有機(jī)玻璃組成，內(nèi)存總?cè)莘e2/3的水。
[0014]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述液壓站包括馬達(dá)，所述馬達(dá)帶動(dòng)的油栗，及安裝在所述油栗出口處的溢流閥。
[0015]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述電液比例閥為三位四通閥。
[0016]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述油缸的上面安裝傳感器。
[0017]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制電液比例閥開度的元件為放大器，PLC及控制器。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0019]1.設(shè)計(jì)一種置于水中的多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，晃蕩箱體放置在水中，采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)晃蕩，并實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)反饋，為晃蕩實(shí)驗(yàn)帶來極大便利。
[0020]2.利用彈簧作用把箱體穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，此外還可以起到緩沖作用，防止液壓缸受到猛烈撞擊。
[0021]3.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過控制電液比例閥的開度，調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量，調(diào)整晃蕩角度大小，使模擬平臺(tái)更接近實(shí)際的情況。
[0022]4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，該新型晃蕩模擬裝置能夠更好地研究晃蕩問題，具有應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主視圖；
[0024]圖2為圖1中梯形承載板處局部俯視圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制系統(tǒng)原理圖。
[0026]圖中:1、基座;2、水池;3、晃蕩箱體;4、固定支撐架;5、加強(qiáng)板;6、油缸;7、彈簧;8、梯形承載板;9、控制系統(tǒng)；10、馬達(dá);11、油栗；12、溢流閥；13、電液比例閥；14、傳感器;15、放大器；16、PLC;17控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括:基座I的中間加工水池2，水池2的兩側(cè)通過螺栓安裝固定支撐架4，固定支撐架4的角落固定安裝加強(qiáng)板5以增加強(qiáng)度。梯形承載板8固定安裝在固定支撐架4的中間；3套油缸6通過鉸鏈安裝在梯形承載板8上，油缸6的缸桿下部通過鉸鏈連接晃蕩箱體3，晃蕩箱體3分為框架和水箱，框架起連接及固定的作用，水箱安裝在框架內(nèi)，水箱為透明的有機(jī)玻璃組成，內(nèi)存總?cè)莘e2/3的水，使實(shí)驗(yàn)人員非常直觀的觀察水箱內(nèi)水的動(dòng)態(tài)。彈簧7通過卸扣連接在梯形承載板8的中心，彈簧下方固定一個(gè)只能豎直方向運(yùn)動(dòng)的連桿，連桿通過鉸連接晃蕩箱體3的中心處;油缸6的動(dòng)作通過控制系統(tǒng)9控制，油缸6的上面安裝傳感器14?？刂葡到y(tǒng)9包括液壓站、電液比例閥13及控制電液比例閥13開度的元件組成。液壓站包括馬達(dá)，馬達(dá)10帶動(dòng)的油栗11，及安裝在油栗11出口處的溢流閥12。電液比例閥13為三位四通閥?？刂齐娨罕壤y13開度的元件為放大器15，PLC16及控制器17。
[0028]設(shè)計(jì)一種置于水中的多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，晃蕩箱體放置在水中，采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)晃蕩，并實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)反饋，為晃蕩實(shí)驗(yàn)帶來極大便利。利用彈簧作用把箱體穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，此外還可以起到緩沖作用，防止液壓缸受到猛烈撞擊?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過控制電液比例閥的開度，調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量，調(diào)整晃蕩角度大小，使模擬平臺(tái)更接近實(shí)際的情況。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，該新型晃蕩模擬裝置能夠更好地研究晃蕩問題，具有應(yīng)用前景。
[0029]具體使用時(shí)，為方便理解本實(shí)用新型，結(jié)合附圖進(jìn)行描述；
[0030]啟動(dòng)電源，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)液壓馬達(dá)開始工作，此時(shí)電液比例閥閥芯處于中位，液壓油在循環(huán)流動(dòng);這時(shí)在控制器的控制界面輸入晃蕩角度和頻率，信號(hào)經(jīng)串行通信傳遞到PLC控制器，經(jīng)運(yùn)算處理然后經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，此時(shí)的電壓是弱電信號(hào)需經(jīng)過放大器的放大作用達(dá)到電液比例閥的額定工作電壓，控制其內(nèi)部線圈的電磁力大小從而驅(qū)動(dòng)閥芯移動(dòng)，液壓缸開始運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)箱體晃蕩。液壓缸上安裝的傳感器監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)的位移，信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換傳遞到PLC控制器，這時(shí)會(huì)與設(shè)定值比較，如果有差額，PLC再次發(fā)生信號(hào)控制電液比例閥的開度，調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量，調(diào)整晃蕩角度大小。經(jīng)過多次的循環(huán)反饋調(diào)節(jié)直到晃蕩角度在誤差允許范圍內(nèi)為止。經(jīng)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析能夠更好地研究晃蕩問題。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括: 基座(I)，所述基座(I)的中間加工水池(2)，所述水池(2)的兩側(cè)通過螺栓安裝固定支撐架(4); 梯形承載板(8)，所述梯形承載板(8)固定安裝在所述固定支撐架(4)的中間； 油缸(6)，所述油缸(6)為3套，通過鉸鏈安裝在所述梯形承載板(8)上，所述油缸(6)的缸桿下部通過鉸鏈連接晃蕩箱體(3); 彈簧(7)，所述彈簧(7)通過卸扣連接在所述梯形承載板(8)的中心，彈簧下方固定一個(gè)只能豎直方向運(yùn)動(dòng)的連桿，連桿通過鉸鏈連接所述晃蕩箱體(3)的中心處； 所述油缸(6)的動(dòng)作通過控制系統(tǒng)(9)控制，所述控制系統(tǒng)(9)包括液壓站、電液比例閥(13)及控制所述電液比例閥(13)開度的元件組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述固定支撐架(4)的角落固定安裝加強(qiáng)板(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述晃蕩箱體(3)分為框架和水箱，所述水箱安裝在所述框架內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述水箱為透明的有機(jī)玻璃組成，內(nèi)存總?cè)莘e2/3的水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述液壓站包括馬達(dá)(10)，所述馬達(dá)(10)帶動(dòng)的油栗(11)，及安裝在所述油栗(11)出口處的溢流閥(⑵。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述電液比例閥(13)為三位四通閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述油缸(6)的上面安裝傳感器(14)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述控制電液比例閥(13)開度的元件為放大器(15)，PLC( 16)及控制器(17)。
【文檔編號(hào)】G01M10/00GK205655981SQ201620429138
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日 公開號(hào)201620429138.8, CN 201620429138, CN 205655981 U, CN 205655981U, CN-U-205655981, CN201620429138, CN201620429138.8, CN205655981 U, CN205655981U
【發(fā)明人】孫強(qiáng), 吳文鋒, 盧金樹, 程如朋, 劉笑
【申請(qǐng)人】浙江海洋大學(xué)