一种模拟海浪运动的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模拟海浪运动的实验装置。
【背景技术】
[0002]为了模拟舰船导航设备如罗经、惯导、升沉运动测量仪等在海浪中的测量精度，需要设计出模拟海浪的运动装置，使海浪的运动可近似为一个正弦运动。而目前主要是利用曲柄滑块机构来实现，在曲柄匀速转动的过程中，滑块的运动并不是一个标准的正弦运动，且模拟海浪运动的振幅不可调节，从而影响测量精度。要使滑块的往复运动为正弦运动，对步进电机的控制要求相当高。
【发明内容】
[0003]本实用新型其目的就在于提供一种模拟海浪运动的实验装置，能够形成模拟海浪的正弦运动，具有控制简单、运动更加顺畅与平稳、使用方便的特点，且正弦运动的振幅通过可调曲柄调节，适应性更广泛，效果更好。
[0004]实现上述目的而采取的技术方案，包括机架，机架底部安装有4个调整支脚，通过调整支脚上的调整螺母可以调节机架的水平，所述机架上设有减速器、电机连接法兰、步进电机，步进电机输出经可调曲柄连接滑块，滑块上设有开口调整型直线轴承，直线轴承连接底部车有螺纹的水平光轴，水平光轴一端经锁紧螺母连接竖直光轴，竖直光轴上端设有被测设备连接法兰盘，被测设备连接法兰盘上安装被测设备，所述竖直光轴上设有带法兰的直线轴承，直线轴承安装在直线轴承座内，直线轴承座经直线轴承座底板安装在机架一侧。
[0005]与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
[0006]本装置利用直线轴承和光轴作为传动件，使滑动摩擦变为滚动摩擦，大大减小了系统摩擦阻力，使运动更加顺畅，且降低了对电机输出大转矩的要求。此模拟海浪运动的简易实验装置结构简单、控制方便、标准化程度高，成本低。
【附图说明】
[0007]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0008]图1为本装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]本装置包括机架2，机架2底部安装有4个调整支脚I，通过调整支脚I上的调整螺母可以调节机架的水平，如图1所示，所述机架2上设有减速器5、电机连接法兰6、步进电机7，步进电机7输出经可调曲柄8连接滑块13，滑块13上设有开口调整型直线轴承11，直线轴承11连接底部车有螺纹的水平光轴20，水平光轴20 —端经锁紧螺母21连接竖直光轴16，竖直光轴16上端设有被测设备连接法兰盘15，被测设备连接法兰盘15上安装被测设备14，所述竖直光轴16上设有带法兰的直线轴承17，直线轴承17安装在直线轴承座18内，直线轴承座18经直线轴承座底板19安装在机架2 —侧。
实施例
[0010]本装置包括机架2)步进电机7、电机连接法兰6、减速器5、可调曲柄8、小开口调整型直线轴承11、滑块13、滚动轴承9、水平光轴20、竖直光轴16、普通带法兰直线轴承17、直线轴承座18。通过步进电机带动可调曲柄匀速旋转，可调曲柄带动滑块里面的小开口调整型直线轴承在水平光轴上滑动，同时竖直光轴在普通带法兰直线轴承中作上下正弦运动，能够较好地模拟海浪运动，对步进电机的控制简单只需匀速转动，且正弦运动的振幅可以调节以适应多种实验场合。
[0011 ] 在可调曲柄转动的过程中，竖直方向的运动即竖直光轴的运动是标准的正弦运动，能够较好地模拟海浪运动。
[0012]本装置形成的正弦运动振幅大小，可以通过可调曲柄进行调节。
[0013]在形成标准的正弦运动的过程中，只需要曲柄匀速转动，这对步进电机的控制就很简单，只需匀速转动即可。
[0014]选用市场上已经标准化的直线轴承和光轴作为传动件，不仅增加了此实验装置的标准化程度和通用性，而且大大降低了系统的摩擦力，这样对步进电机的转矩要求小。
[0015]在滑块里安装了小开口调整型直线轴承，这样可以在一定的范围内起到调心的作用，使水平光轴和小开口调整型直线轴承、竖直光轴与普通带法兰直线轴承同心，以保证运动顺畅。
[0016]在可调曲柄与滑块之间安装了滚动轴承，使曲柄与滑块之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了系统的摩擦阻力，使整个实验装置运动更加平稳。
[0017]I结构特征
[0018]模拟海浪运动的简易实验装置与一般现有的利用曲柄滑块机构模拟海浪运动的装置相比有如下特征:
[0019]a)此实验装置只要步进电机匀速转动就能形成标准的正弦运动来模拟海浪运动，而曲柄滑块机构在步进电机匀速转动时，一般不能形成标准的正弦运动，要想形成标准的正弦运动来模拟海浪运动对步进电机的控制相当复杂；
[0020]b)此实验装置中曲柄的长短可以调节，这样就可以形成不同振幅的正弦运动，以适应不同的实验场合；
[0021]c)此实验装置选用摩擦系数小、精度高的直线轴承和光轴作为传动件，直线轴承与光轴之间的摩擦为滚动摩擦，在运动过程中大大降低了系统的阻力，降低了此装置对步进电机转矩的要求；
[0022]d)此实验装置中水平光轴与竖直光轴通过螺母固连在起，竖直光轴在普通的带法兰的直线轴承中滑动，小开口调整型直线轴承通过轴用弹性挡圈固定在滑块中，这样曲柄带动滑块和小开口调整型直线轴承沿水平光轴滑动；
[0023]e)固定在滑块中的开口调整型直线轴承可以在一定的范围内起到调心的作用，使水平光轴和小开口调整型直线轴承、竖直光轴与普通带法兰直线轴承同心，以保证运动顺畅；
[0024]f)在曲柄与滑块之间安装有滚动轴承，曲柄转动时，轴承外圈跟随曲柄转动，内圈与滑块上的轴固连在一起，这样使曲柄与滑块的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了系统的摩擦阻力，使系统运动更加平稳；
[0025]g)此实验装置中步进电机、减速器、滚动轴承、光轴、直线轴承等市场上已经标准化，更换维修方便。
[0026]2工作原理
[0027]模拟海浪运动的简易实验装置的机架2底部安装有4个调整支脚1，通过调整支脚上的调整螺母可以调节机架的水平，如图1所示，在机架上焊有机架底板3和直线轴承座底板19)步进电机通过电机连接法兰6和联轴器与减速器5的输入轴固连，再利用螺钉将减速器固定在减速器底板4上；可调曲柄8的一端与减速器的输出轴固连，另一端通过滚动轴承9与滑块13连接；普通带法兰的直线轴承17通过螺钉固定在直线轴承座18中，直线轴承座又通过螺钉固定在轴承座底板上，开口调整型直线轴承11通过轴用弹性挡圈12固定在滑块中，水平光轴20的底部车有螺纹，竖直光轴16与水平光轴通过锁紧螺母21固定在一起，其具体运动过程为步进电机匀速转动带动减速器输入轴转动，减速器输入轴带动输出轴匀速转动，减速器在此装置中主要起到减速增扭作用，减速器输出轴带动可调曲柄匀速转动，可调曲柄带动滑块沿水平光轴运动，滑块带动竖直光轴上下作正弦运动，被测设备14如惯导、船舶升沉运动测量仪通过螺钉固定在竖直光轴的被测设备连接法盘15上，这样测试设备就随竖直光轴作上下正弦运动。
【主权项】
1.一种模拟海浪运动的实验装置，包括机架(2)，机架(2)底部安装有4个调整支脚(1)，通过调整支脚(I)上的调整螺母可以调节机架的水平，其特征在于，所述机架(2)上设有减速器(5)、电机连接法兰(6)、步进电机(7)，步进电机(7)输出经可调曲柄(8)连接滑块(13)，滑块(13)上设有开口调整型直线轴承(11)，直线轴承(11)连接底部车有螺纹的水平光轴(20)，水平光轴(20) —端经锁紧螺母(21)连接竖直光轴(16)，竖直光轴(16)上端设有被测设备连接法兰盘(15)，被测设备连接法兰盘(15)上安装被测设备(14)，所述竖直光轴(16)上设有带法兰的直线轴承(17)，直线轴承(17)安装在直线轴承座(18)内，直线轴承座(18)经直线轴承座底板(19)安装在机架(2)—侧。
【专利摘要】一种模拟海浪运动的实验装置，包括机架,机架底部安装有4个调整支脚，通过调整支脚上的调整螺母可以调节机架的水平，所述机架上设有减速器、电机连接法兰、步进电机,步进电机输出经可调曲柄连接滑块,滑块上设有开口调整型直线轴承,直线轴承连接底部车有螺纹的水平光轴,水平光轴一端经锁紧螺母连接竖直光轴,竖直光轴上端设有被测设备连接法兰盘,被测设备连接法兰盘上安装被测设备,所述竖直光轴上设有带法兰的直线轴承,直线轴承安装在直线轴承座内,直线轴承座经直线轴承座底板安装在机架一侧。能够形成模拟海浪的正弦运动，具有控制简单、运动更加顺畅与平稳、使用方便的特点，且正弦运动的振幅通过可调曲柄调节，适应性更广泛，效果更好。
【IPC分类】G01C25/00
【公开号】CN205175421
【申请号】CN201520480588
【发明人】郭迪明, 廖国民, 许亚峰, 刘新华, 刘威
【申请人】江西中船航海仪器有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年7月7日