一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺的制作方法
【專利摘要】一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，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)控制油缸的進油的壓力及流量，使下面的晃蕩箱體產(chǎn)生一個晃蕩的效果。工作時PLC發(fā)送信號控制電液比例閥的開度，調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量，使各油缸的運動規(guī)律不一致，使晃蕩箱體產(chǎn)生一個晃蕩的效果，通過模擬實驗能夠真實的、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)油缸的進油，產(chǎn)生一個晃蕩的效果，具有設計新穎，使該實驗平臺與船舶的實際液貨晃蕩更接近。
【專利說明】
一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及模擬實驗裝置，尤其涉及一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶在海上航行時，晃蕩是不可避免的，由晃蕩而導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，同時還會造成液貨損失和環(huán)境污染。并且首次考慮到液貨艙在海水中晃蕩時外界對艙壁沖擊的影響?；问巻栴}早已引起很多學者的關(guān)注，對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;理論解析和數(shù)值模擬法未能考慮液貨艙內(nèi)部液體變化機理，無法科學真實地解釋晃蕩所產(chǎn)生的問題。目前更多學者傾向于物理模型試驗法，能夠真實的、有效的反應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的晃蕩環(huán)境，所以實驗結(jié)果科學性存在不足。
[0003]本專利主要是設計出一臺三自由度晃蕩實驗裝置，能進行橫搖、縱搖和升沉三自由度的基本運動及其復合運動。該裝置能夠進行船舶晃蕩模型實驗，進行晃蕩情況下液艙壁沖擊壓力分布、油氣揮發(fā)等相關(guān)實驗研究。反饋系統(tǒng)和控制系統(tǒng)實現(xiàn)該裝置的裝置運行和數(shù)據(jù)采集的的自動化和智能化。對于船舶類相關(guān)專業(yè)的教學和科研具有一定的現(xiàn)實意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種多功能液貨晃蕩模擬實驗
-ψ-1 口 O
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，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，彈簧下方固定一個只能豎直方向運動的連桿，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]作為本實用新型進一步改進，所述固定支撐架的角落固定安裝加強板。
[0012]作為本實用新型進一步改進，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]作為本實用新型進一步改進，所述水箱為透明的有機玻璃組成，內(nèi)存總?cè)莘e2/3的水。
[0014]作為本實用新型進一步改進，所述液壓站包括馬達，所述馬達帶動的油栗，及安裝在所述油栗出口處的溢流閥。
[0015]作為本實用新型進一步改進，所述電液比例閥為三位四通閥。
[0016]作為本實用新型進一步改進，所述油缸的上面安裝傳感器。
[0017]作為本實用新型進一步改進，所述控制電液比例閥開度的元件為放大器，PLC及控制器。
[0018]本實用新型的有益效果為:
[0019]1.設計一種置于水中的多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，晃蕩箱體放置在水中，采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動晃蕩，并實現(xiàn)其自動化控制和數(shù)據(jù)反饋，為晃蕩實驗帶來極大便利。
[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)的設計，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，使模擬平臺更接近實際的情況。
[0022]4.結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，該新型晃蕩模擬裝置能夠更好地研究晃蕩問題，具有應用前景。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺主視圖；
[0024]圖2為圖1中梯形承載板處局部俯視圖；
[0025]圖3為本實用新型一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺的控制系統(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、加強板;6、油缸;7、彈簧;8、梯形承載板;9、控制系統(tǒng)；10、馬達;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。
【具體實施方式】
[0027]如圖1-3所示，本實用新型實施例所述的一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，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板5以增加強度。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)，水箱為透明的有機玻璃組成，內(nèi)存總?cè)莘e2/3的水，使實驗人員非常直觀的觀察水箱內(nèi)水的動態(tài)。彈簧7通過卸扣連接在梯形承載板8的中心，彈簧下方固定一個只能豎直方向運動的連桿，連桿通過鉸連接晃蕩箱體3的中心處;油缸6的動作通過控制系統(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，馬達10帶動的油栗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。控制電液比例閥13開度的元件為放大器15，PLC16及控制器17。
[0028]設計一種置于水中的多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，晃蕩箱體放置在水中，采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動晃蕩，并實現(xiàn)其自動化控制和數(shù)據(jù)反饋，為晃蕩實驗帶來極大便利。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)的設計，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，使模擬平臺更接近實際的情況。結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，該新型晃蕩模擬裝置能夠更好地研究晃蕩問題，具有應用前景。
[0029]具體使用時，為方便理解本實用新型，結(jié)合附圖進行描述；
[0030]啟動電源，電動機開始轉(zhuǎn)動帶動液壓馬達開始工作，此時電液比例閥閥芯處于中位，液壓油在循環(huán)流動;這時在控制器的控制界面輸入晃蕩角度和頻率，信號經(jīng)串行通信傳遞到PLC控制器，經(jīng)運算處理然后經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成電壓信號，此時的電壓是弱電信號需經(jīng)過放大器的放大作用達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)動閥芯移動，液壓缸開始運動，驅(qū)動箱體晃蕩。液壓缸上安裝的傳感器監(jiān)測其運動的位移，信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換傳遞到PLC控制器，這時會與設定值比較，如果有差額，PLC再次發(fā)生信號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)實驗觀察和數(shù)據(jù)分析能夠更好地研究晃蕩問題。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多功能液貨晃蕩模擬實驗平臺，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，彈簧下方固定一個只能豎直方向運動的連桿，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驗平臺，其特征在于:所述固定支撐架(4)的角落固定安裝加強板(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驗平臺，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驗平臺，其特征在于:所述水箱為透明的有機玻璃組成，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驗平臺，其特征在于:所述液壓站包括馬達(10)，所述馬達(10)帶動的油栗(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驗平臺，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驗平臺，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驗平臺，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】G01M10/00GK205655981SQ201620429138
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月12日 公開號201620429138.8, CN 201620429138, CN 205655981 U, CN 205655981U, CN-U-205655981, CN201620429138, CN201620429138.8, CN205655981 U, CN205655981U
【發(fā)明人】孫強, 吳文鋒, 盧金樹, 程如朋, 劉笑
【申請人】浙江海洋大學