一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置的制作方法

1.本实用新型涉及的是一种水下装备测试领域，具体地说是一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置。


背景技术：

2.水下机器人是一种对海洋资源进行调查、开发的重要工具，具有很多军事和民用用途。推进器是水下机器人的核心动力部件，推进器一般由电机通过转动轴带动螺旋桨旋转，螺旋桨在旋转过程中受到水对自身的反作用力，进而产生推力和扭矩。推力大小关系着水下机器人能否达到一定航速，或者说是否大于或等于水下机器人在一定航速下的阻力，推力是推进器的重要参数之一。
3.为保持平衡，螺旋桨产生的扭矩将使水下机器人航行姿态发生一定偏斜，尤其对于小型水下机器人来说，严重时会将机器人翻转。因此，在设计推进器时，尽可能设置前定子或者后定子来平衡转子扭矩，然而在工程中，通常无法将转子在任何转速下产生的扭矩平衡到非常理想状态，而是在一定允许范围内。平衡后的推进器的整体扭矩称为横滚扭矩或者失衡扭矩。在推进器设计加工完成后，出厂前，对推进器进行推力和横滚扭矩的测试和验证是非常必要的一环。
4.目前大部分水下推进器测试装置，仅能测试推力和一定转速下电机的扭矩，而无法推进器在水下运转时整体的横滚扭矩，存在测量结果单一，无法测量横滚扭矩这一重要参数。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，其主要包括测试架、槽钢、水箱、测力杠杆、轮辐式拉压传感器、杆端关节轴承、方s型拉压传感器、夹持装置、钩螺栓、短吊环、长吊环、长螺栓、短螺栓、螺母，连接板、固定板。其特征在于测试架固定在水箱上；轮辐式传感器安装在测力杠杆中部；杆端关节轴承安装在轮辐式传感器上方；方s型拉压传感器与测力杠杆顶端相连接；推进器通过夹持装置安装在测力杠杆底端。
6.进一步的，所述测试架通过螺栓固定在水箱上。
7.进一步的，所述槽钢，其腰部置于测试架平面之上，且通过转动轴固定在杆端关节轴承之间。
8.进一步的，所述杆端关节轴承通过螺栓连接安装在轮辐式传感器上方。
9.进一步的，所述轮辐式传感器通过螺栓固定在测试架平面上，通过数据线上传数据。
10.进一步的，所述测力杠杆，通过开凹槽与转动轴连接，且通过螺栓与槽钢进行固定，底部连接推进器且与水平面垂直。
11.进一步的，所述方s型拉压传感器，通过吊环与钩螺栓连接在测力杠杆顶端，且通
过钩螺栓与固定在水箱上的加长吊环相连接，通过数据线上传数据。
12.进一步的，所述夹持装置，由夹持推进器通过连接板安装在测力杠杆底端的固定板上，夹持装置与连接板为一体化结构。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：结构简单合理，操作方便，便于水下推进器拆装，误差小及实用性强等，可以大大提高测量效率，可以代替普通水下推进器静水推力测试平台，在不增加结构复杂度的情况下增加测试横滚扭矩这一功能。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对所述特征或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的整体结构示意图。
16.图2为本实用新型的推力测试结构示意图。
17.图3为本实用新型的横滚扭矩测试结构示意图。
18.图4为本实用新型推进器与测力杠杆连接示意图。
19.图5为测试架与水箱连接剖面示意图。
20.图6为测力杠杆剖面示意图。
21.图1-图6中：1、水箱，2、测试架，3、槽钢，4、测力杠杆底端，5、转动轴，6、厚螺母，7、短吊环，8、钩螺栓，9、方s型拉压传感器，10、长吊环，11、长螺栓，12、轮辐式拉压传感器，13、杆端关节轴承，14、短螺栓，15、固定板， 16、连接板，17、夹持装置，18、推进器，19、测力杠杆顶端。
具体实施方式
22.本实用新型提供了一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置。具有结构简单合理，操作方便，便于水下推进器拆装，误差小及实用性强等优点，可以大大提高测量效率，可以代替普通水下推进器静水推力测试平台，在不增加结构复杂度的情况下增加测试横滚扭矩项目，可以保证水下作业的顺利进行，使用方便。
23.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
24.轮辐式拉压传感器12通过短螺栓14与测试架2上端相对应位置进行固定，轮辐式拉压传感器12上端装有杆端关节轴承13，杆端关节轴承13与转动轴5相连接，转动轴5和槽钢3为一体化结构，槽钢3前端安装有短吊环7，通过厚螺母6固定，其下连接有钩螺栓8，钩螺栓8与方s型拉压传感器9进行螺栓连接，长吊环10安装在水箱1上，通过螺母固定，且与钩螺栓进行连接，测力杠杆顶端19与测力杠杆底端4为一体化结构，测力杠杆顶端19通过开凹槽与转动轴5连接，且与槽钢3通过长螺栓11连接的螺母进行固定，固定板15与测力杠杆底端4为一体化结构，连接板16与夹持装置17为一体化结构，连接板16通过螺栓连接的螺母与固定板15进行固定。
25.在实际应用中，所述的测试架2与水箱1周围尺寸大小吻合，水箱1固定在地面，且
有一定重量可以达到很好的稳定效果。
26.在实际应用中，所述的槽钢3腰部置于测试架2平面之上，且通过转动轴5固定在杆端关节轴承13之间。槽钢3和转动轴5为一体化结构，从而可以降低误差，与测力杠杆顶端19达到很好的配合效果，不易产生左右晃动。
27.在实际应用中，所述杆端关节轴承13通过螺栓连接安装在轮辐式拉压传感器12上方，推进器18在水中的横滚扭矩通过测力杠杆可以将扭矩精准的传递到轮辐式拉压传感器12中，且螺栓连接较为稳定，不易产生晃动，且不影响精度。
28.在实际应用中，所述轮辐式拉压传感器12通过短螺栓14固定在测试架2平面上，使其不产生晃动，且更为牢固的支撑杆端关节轴承13及其转动轴5上的载体。当推进器18在水下产生横滚扭矩时通过杆端关节轴承13可以精准捕捉到，而后将所测得的扭矩的结果通过数据线上传数据。
29.在实际应用中，所述测力杠杆顶端19通过开凹槽与转动轴5连接，且通过长螺栓11与槽钢3进行固定，测力杠杆顶端19通过开凹槽与转动轴5达到很好的配合效果，且易于安装和拆卸，通过长螺栓11与槽钢3进行固定，可以使测力杠杆顶端19与槽钢3在使用过程中，保持一致性，不产生左右位移，且不影响精度。
30.在实际应用中，所述方s型拉压传感器9通过钩螺栓8与短吊环7连接在测力杠杆顶端19，且通过钩螺栓与固定在水箱1上的长吊环10相连接，通过杠杆原理，假定推进器18向后产生推力，那么测力杠杆顶端19将会通过转动轴5向上翘起，从而拉动钩螺栓8，此时方s型拉压传感器9将测得力的数值，通过数据线上传数据，外接显示器可以轻松读到所测力的结果，从而就得到了推进器18推力的数值。
31.在实际应用中，所述夹持装置17通过夹持推进器18可以使其很好的固定，然后再由连接板16通过四周螺栓连接相固定，防止前后左右位移，继而安装在测力杠杆底端4的固定板15上，从而使推进器18与测力杠杆结合在一起。
32.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围。

技术特征：
1.一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，包括水箱（1）、测试架（2）、槽钢（3）、测力杠杆底端（4）、转动轴（5）、厚螺母（6）、短吊环（7）、钩螺栓（8）、方s型拉压传感器（9）、长吊环（10）、长螺栓（11）、轮辐式拉压传感器（12）、杆端关节轴承（13）、短螺栓（14）、固定板（15）、连接板（16）、夹持装置（17）、推进器（18）、测力杠杆顶端（19）；其特征在于，所述的测试架（2）通过螺栓固定在水箱（1）上，轮辐式拉压传感器（12）通过短螺栓（14）与测试架（2）上端相对应位置进行固定，轮辐式拉压传感器（12）上端装有杆端关节轴承（13），杆端关节轴承（13）与转动轴（5）相连接，转动轴（5）和槽钢（3）为一体化结构，槽钢（3）前端安装有短吊环（7），通过厚螺母（6）固定，其下连接有钩螺栓（8），钩螺栓（8）与方s型拉压传感器（9）进行螺栓连接，长吊环（10）安装在水箱（1）上，通过螺母固定，且与钩螺栓进行连接，测力杠杆顶端（19）与测力杠杆底端（4）为一体化结构，测力杠杆顶端（19）通过开凹槽与转动轴（5）连接，且与槽钢（3）通过长螺栓（11）连接的螺母进行固定，固定板（15）与测力杠杆底端（4）为一体化结构，连接板（16）与夹持装置（17）为一体化结构，连接板（16）通过螺栓连接的螺母与固定板（15）进行固定。2.根据权利要求 1 所述的一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，其特征在于，所述的槽钢（3），腰部置于测试架（2）平面之上，且通过转动轴（5）固定在杆端关节轴承（13）之间。3.根据权利要求 1 所述的一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，其特征在于，所述的杆端关节轴承（13）通过螺栓连接安装在轮辐式拉压传感器（12）上方。4.根据权利要求 1 所述的一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，其特征在于，所述的夹持装置（17），通过夹持推进器（18）由连接板（16）安装在测力杠杆底端（4）的固定板（15）上，夹持装置（17）与连接板（16）为一体化结构。

技术总结
本实用新型提供了一种用于测量水下推进器推力及横滚扭矩的装置，其主要部分包括测试架、槽钢、水箱、测力杠杆、轮辐式拉压传感器、杆端关节轴承、方S型拉压传感器、夹持装置、钩螺栓、短吊环、长吊环、长螺栓、短螺栓、厚螺母，连接板、固定板。本实用新型具有结构简单合理，操作方便，便于水下推进器拆装，误差小及实用性强等优点，可以大大提高测量效率，可以代替普通水下推进器静水推力测试平台，在不增加结构复杂度的情况下增加测试横滚扭矩项目，可以保证水下作业的顺利进行，使用方便。使用方便。使用方便。


技术研发人员：王昌强 王伟 武建国 张敏革 谢明杰
受保护的技术使用者：天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/8/13