[实用新型]一种定轨迹水下目标拖曳实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水下实验技术领域，具体涉及一种定轨迹水下目标拖曳实验装置，能够完成水下潜体复杂运动形式的动力学实验。

背景技术

利用拖曳实验装置进行水下潜体动力学实验,是研究水下潜体动力学特性的重要手段。目前的拖曳实验装置主要有两种形式，一种是绞车拖带式，即利用安装水池两端的绞车对水下潜体进行牵引的方式；另一种是拖车拖带式，即将水下潜体安装在拖车上，拖车在轨道上运动，从而带动水下潜体在水下运动。但这两种拖曳实验装置目前主要用于测量水下潜体的运动阻力，只能拖动水下潜体进行简单的直线运动。其中，前者从实验系统的设计本身来讲就不可能拖动水下潜体完成更复杂的运动形式；后者采用拖车加轨道的方式，在理论上存在拖动水下潜体完成复杂运动形式的可能性。但由于进行水下动力学实验，需要满足对水下潜体的运动姿态、运动速度等因素精确控制的要求，因此拖车拖带式的拖曳实验装置完成水下潜体复杂运动动力学实验需要解决以下两个问题：一是水下潜体运动时受到水的阻力，并将其传递给带动水下潜体运动的小车，使小车难以保持平衡；二是运动小车运动过程中会与轨道侧壁发生碰撞，这两个问题都会影响到水下潜体的运动姿态、运动速度，从而影响实验结果的准确性。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种能够进行水下潜体复杂运动动力学实验的定轨迹水下目标拖曳实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种定轨迹水下目标拖曳实验装置，包括轨道，运动小车，控制模块；

所述运动小车包括底板、侧板、电机、电机齿轮、车轮、连接轴；

所述底板连接两个相对的侧板，每个所述侧板上安装有所述电机和所述车轮；所述电机齿轮安装在所述电机的转轴上，所述车轮通过所述连接轴安装在所述侧板上；所述车轮一端为齿轮，与所述电机齿轮啮合，另一端呈圆柱形，放置在所述轨道上；

所述控制模块用于控制所述电机，实现所述电机的调速和启停控制。

上述技术方案中，所述车轮一端为圆柱面，另一端呈圆柱形，所述车轮的齿轮与所述电机齿轮配合，形成减速箱结构，增大扭矩；呈圆柱形的另一端放置在轨道上。

上述定轨迹水下目标拖曳实验装置的工作原理为：把所述轨道固定在拖曳水池上方，所述运动小车通过两侧的车轮悬挂在所述轨道上。将水下潜体连接在所述运动小车上，所述控制模块驱动所述运动小车的两个电机运转时，所述电机齿轮带动车轮在所述轨道上运动，从而带动连接在所述运动小车上的水下潜体在拖曳水池中运动。

进一步地，所述运动小车还包括上下限位装置，所述限位装置贴近所述轨道的下轨道面安装在所述运动小车上。运动小车在轨道上运动时，水下潜体将受到的水的阻力传递给所述运动小车，所述运动小车会产生向上或向下的倾斜，从而影响水下潜体在水池中的运动姿态，影响实验效果。而在贴近所述轨道的下轨道面处安装限位装置，当所述运动小车受到水下潜体的拉力作用时，所述限位装置将贴近所述轨道的下轨道面，限制所述运动小车向上或向下倾斜，使小车保持正常姿态在轨道上运动。

所述的限位装置包括限位轮和限位轮连接轴，所述的限位轮通过限位轮连接轴安装在所述运动小车上，且所述限位轮贴近所述轨道的下轨道面。当所述运动小车向在轨道上运动时，在水下潜体的拉力作用下，所述限位轮会贴紧所述轨道的下轨道面，并沿下轨道面向前滚动。

作为上述技术方案的优选方案，所述的限位轮为包胶轴承。

进一步地，每个所述侧板内侧安装有导向装置，所述导向装置压紧在所述轨道的一个侧面上。所述运动小车在转弯或受水下潜体的拉力作用时，很难保持稳定的运动方向，很容易与轨道发生碰撞，这种碰撞同样会影响到水下潜体的运动姿态。上述技术方案中，所述的导向装置主要用于保持运动小车的运动方向，使所述运动小车与所述轨道之间的距离保持在一定范围内，避免所述运动小车与所述轨道发生碰撞。

作为上述技术方案的优选，所述导向装置包括扭簧、导向底座、导向连接块、导向轮，所述导向底座安装在所述侧板内侧，所述导向连接块一端通过所述扭簧与所述导向底座连接，另一端安装有所述导向轮，所述扭簧的两根弹性臂分别抵压在所述导向底座和所述导向连接块上，所述导向连接块在所述扭簧的弹力作用下将所述导向轮压紧在所述轨道的一个侧面上。通过采用这一技术方案，由于导向轮压紧在所述轨道的侧面上，并沿所述轨道的侧面滚动，一方面保证了所述运动小车的运动，另一方面保证所述运动小车与所述轨道之间具有一定的距离，避免了所述运动小车在转弯时与轨道发生碰撞。

进一步地优选，所述导向轮为深沟球轴承。