一种多自由度海洋立管试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110057559A(43)申请公布日2019.07.26(21)申请号201910282748.8(22)申请日2019.04.10(71)申请人中国海洋大学地址266200山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人张其一王树青(74)专利代理机构武汉聚信汇智知识产权代理有限公司42258代理人沙莎(51)Int.Cl.G01M13/00(2019.01)G01M7/02(2006.01)G01B11/02(2006.01)G01B11/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种多自由度海洋立管试验装置(57)摘要本发明提供了一种多自由度海洋立管试验装置，包括加载仪和计算机，加载仪中包括试验箱及支撑架，试验箱内底部设置有泥沙层，所述支撑架水平长度方向设置有第一线性组件，所述第一线性组件包括两组对称分布的丝杆，所述两组丝杆中间滑动连接有第二线性组件，所述第二线性组件上设置有第一滑动部，所述第一滑动部固定连接有垂直于所述第二线性组件的第三线性组件，所述第三线性组件上设置有第二滑动部，所述第二滑动部水平连接有一旋转组件，所述旋转组件中心固定有立管夹持部，立管夹持部中部夹持有模型立管，该试验装置能够实现六个自由度的运动，可以有效的模拟复杂海洋环境对海洋立管的力学作用，以及分析立管与海床接触触地点土体的破坏情况。CN110057559ACN110057559A权利要求书1/2页1.一种多自由度海洋立管试验装置，包括加载仪以及计算机；其特征在于：所述加载仪包括试验箱，所述试验箱内底部设置有泥沙层，所述试验箱开头面固定安装有支撑架，所述支撑架上沿试验箱水平长度方向设置有第一线性组件，所述第一线性组件包括两组对称分布的丝杆，所述两组丝杆中间滑动连接有第二线性组件，所述第二线性组件上沿试验箱宽度方向设置有第一滑动部，所述第一滑动部固定连接有垂直于所述第二线性组件的第三线性组件，所述第三线性组件上设置有竖直滑动的第二滑动部，所述第二滑动部水平连接有一旋转组件，所述旋转组件上设置有固定架，所述固定架沿竖直中心轴线处设置有可旋转的第一转动组件，所述第一转动组件中部设置有第二转动组件，所述第二转动组件内部连接有第三转动组件，所述第三转动组件上螺接有立管夹持部，所述立管夹持部中部夹持有模型立管，所述模型立管的末端与所述泥沙层相接触，所述模型立管与泥沙层交接处设置有疲劳检测仪；所述计算机内设置有PLC控制器、伺服驱动器，处理器，所述PLC控制器两端分别连接所述伺服驱动器和处理器。2.根据权利要求1所述的一种多自由度海洋立管试验装置，其特征在于：第一线组件还包括用于驱动所述丝杆转动的第一伺服电机，所述第一伺服电机通过减速器机械连接所述丝杆；所述第二线性组件还包括用于驱动所述第一滑动部滑动的第二伺服电机，所述第二伺服电机通过减速器机械连接所述第一滑动部；所述第三线性组件还包括用于驱动所述第二滑动部滑动的第三伺服电机，所述第三伺服电机通过减速器机械连接所述第二滑动部。3.根据权利要求1所述的一种多自由度海洋立管试验装置，其特征在于：所述固定架包括固定圆盘、若干固定杆、转动底座，所述固定圆盘与所述第二滑动部水平固定连接，所述转动底座设置在固定圆盘底部，所述转动底座为圆环形，所述圆环形转动底座的外圈均匀分布若干凸起部，所述转动底座内圈设置有环形滑轨，所述若干固定杆均匀分布在固定圆盘与凸起部之间，并固定连接所述固定圆盘和所述转动底座。4.根据权利要求1所述的一种多自由度海洋立管试验装置，其特征在于：所述第一转动组件包括第四伺服电机、转动支架，所述第四伺服电机设置在固定圆盘顶面中心，所述转动支架为半球形壳体，所述转动支架顶部设置有圆形平台，底部设置有环形底座，所述环形底座通过所述环形滑轨与所述转动底座滑动连接，所述第四伺服电机的驱动轴穿过所述固定圆盘，并通过减速器与所述圆形平台相连接。5.根据权利要求1所述的一种多自由度海洋立管试验装置，其特征在于：所述第二转动组件包括转动杆、第五伺服电机、第一半圆环、所述环形底座水平轴线处两端内侧分别设置有相对于环形底座圆心点对称的转动杆，所述其中一个转动杆通过减速器连接有第五伺服电机，所述第一半圆环的两个自由端分别与两个转动杆固定连接。6.根据权利要求1所述的一种多自由度海洋立管试验装置，其特征在于：所述第三转动组件包括第二半圆环、传动装置，所述第二半圆环嵌套在所述第一半圆环内圈中，所述第二半圆环内圈中设置有圆环形内齿轮条，所述传动装置包括设置在第一半圆环顶部的传动架，所述传动架外侧设置有第六伺服电机，所述伺服电机的转动轴穿过所述传动架并通过减速器连接一外齿轮，所述外齿轮与所述内齿轮条相互啮合。7.根据权利要求1所述的