[发明专利]一种带主动式反馈消波功能的智能造波水槽

说明书

本发明提供一种带主动式反馈消波功能的智能造波水槽，包括造波装置和消波装置，所述造波装置包括主动造波控制系统、曲柄连杆机构和造波摇板；所述主动造波控制系统通过造波伺服电机与曲柄连杆结构连接，曲柄连杆结构与造波摇板连接；所述消波装置包括主动消波控制系统、丝杠机构和消波摇板；所述主动消波控制系统通过消波伺服电机与丝杠结构连接，丝杠结构与消波摇板连接；还包括主动造波测量仪和主动消波测量仪，所述主动造波测量仪和主动消波测量仪设置在水槽中且分别与主动造波控制系统和主动消波控制系统连接；本发明结构尺寸小、可操作性强、波浪质量高、稳定性好和易于控制等优点，具有极高的应用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及一种智能造波水槽，尤其涉及一种带主动式反馈消波功能的智能造波水槽。

背景技术

随着海洋科学的发展与国防技术的进步，船舶结构耐冲击性以及在波浪环境下结构的疲劳强度越来越受到各国海洋工程研究的重视。并且随着社会经济的高速发展，海洋资源的开发研究工作已经成为多国发展的主要战略目标，因此对海洋运动的规律和船舶结构在不同海域下的运动特性的研究，以及对海上建筑物和海岸基础设施的研究已经日益重要。

在平静水面下的船舶结构耐冲击试验以及结构疲劳强度和稳定性试验已经得到国内外学者的充分研究，但是在不同海域波浪环境下的工况试验仍未充分研究，主要是因为在不同海域波浪形式多样且模拟出波浪环境对试验场地要求较高，实现高质量的波浪较为困难。

目前，国内外对不同波浪环境下的试验方法大致分为三种，第一种方法为扩大试验场地，试验场地较大，主动造波装置造出理想波浪，由于试验场地尺寸较大，波浪在运动传递过程中，能量有所消耗，并且在试验场地边缘设置被动消波区域，消除波浪的反射，该方法局限性较大，所需试验场地较大，费用昂贵且精度不高。第二种方法为小型造浪水槽，该水槽单向造浪，在造浪水槽装置另一侧安装小型被动消波堤，该方法对波浪消除能力较差，无法实时消除反射波，试验波浪质量差。第三种方法为主动补偿造浪水槽，在造浪水槽一侧主动造浪，在水槽造浪装置前设置浪高测量仪，将边界反射回的波浪记录反馈给主动造浪系统，系统根据反馈回的波浪信息主动补偿波浪尺寸，使目标波浪不变的前提下，主动消除反射回的波浪，该方法实现较困难，且无法做到目标波浪的高精度与高质量。

发明内容

本发明的目的是为了能够造出高精度、高质量的波浪，并且拥有主动反馈消波功能，以满足不同试验研究需求而提供一种带主动式反馈消波功能的智能造波水槽。

本发明的目的是这样实现的：

一种带主动式反馈消波功能的智能造波水槽，包括造波装置和消波装置，造波装置和消波装置分别位于水槽的两侧，所述造波装置包括主动造波控制系统、曲柄连杆机构和造波摇板；所述主动造波控制系统通过造波伺服电机与曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构与造波摇板连接；所述消波装置包括主动消波控制系统、丝杠机构和消波摇板；所述主动消波控制系统通过消波伺服电机与丝杠机构连接，丝杠机构与消波摇板连接；还包括主动造波测量仪和主动消波测量仪，所述主动造波测量仪和主动消波测量仪设置在水槽中且分别与主动造波控制系统和主动消波控制系统连接；所述水槽的两侧分别设置有造波区多孔结构和消波区多孔结构。

本发明还包括这样一些特征：

1.所述造波区多孔结构和消波区多孔结构为具有六边形蜂窝孔的薄板叠加而成且薄板高度逐渐降低；

2.所述曲柄连杆机构包括曲柄构件、与曲柄构件连接的铰接摇杆；所述曲柄构件通过减速器与造波伺服电机连接，铰接摇杆和造波摇板上边铰接，所述造波摇板下边与造波摇板支撑铰接，所述造波摇板支撑固定在水槽的底部；

3.所述丝杠机构包括丝杠滑轨、设置在丝杠滑轨内的滑块；所述丝杠滑轨与消波伺服电机连接，所述滑块通过连接三角架与消波摇板上边铰接，所述消波摇板下边与消波摇板支撑铰接，所述消波摇板支撑固定在水槽的底部；