圆形港池造波机发明专利

专利名称：圆形港池造波机

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210296366.2

专利申请（专利权）人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院
权利人地址：广东省广州市天河区天寿路80号

专利发明（设计）人：王磊,林俊,何启莲,倪艺萍,徐奕蒙,范光伟,陈俊,林柏涵,郭泽斌,邢方亮,赵旭升,王天奕,丘瑾炜,陈冰冰

专利摘要：本发明涉及港池造波的技术领域，公开了圆形港池造波机，包括固定架以及多个推波板，多个推波板围合形成圆形状的造波区域；固定架上设有动力支架，动力支架上设有电机，电机与推波板连接，推动推波板相对或背离固定架水平移动；所述推波板的两侧延伸有多个侧边板，相邻的侧边板之间具有插入间隔，推波板两侧的侧边板呈上下错位布置；一个推波板的侧边板自内而外穿过另一个推波板的插入间隔；多个电机驱动多个推波板相对或背离固定架往复移动，造波区域内的水体形成有模拟波浪；侧边板与插入间隔呈锯齿状布置，降低大周期杂波，推波板两侧的侧边板不对称分布，两个相邻之间的推波板的侧边板之间通过微碰撞与摩擦，打碎杂波的固有周期，消除杂波。

主权利要求：
1.圆形港池造波机，其特征在于，设置在圆形水槽中，包括环形环绕在圆形水槽内侧的固定架以及多个纵向布置的推波板，所述固定架在圆形水槽内围合形成圆形的实验区域，多个所述推波板设置在实验区域内；多个所述推波板的侧边依序连接，多个所述推波板围合形成圆形状的造波区域；所述固定架上设有多个水平布置的动力支架，多个所述动力支架沿着固定架的周向间隔布置，多个所述动力支架分别与多个推波板一一对应布置，所述动力支架上设有电机，所述电机与推波板连接，推动所述推波板相对或背离固定架水平移动；
所述推波板的两侧分别具有纵向布置的侧边，所述侧边朝外延伸有多个水平布置的侧边板，沿着所述推波板的侧边的纵向，多个所述侧边板依序间隔布置，相邻的侧边板之间具有插入间隔，所述推波板两侧的侧边板呈上下错位布置；
所述推波板具有朝向固定架的外侧壁以及背离固定架的内侧壁，两个所述推波板的侧边之间，一个所述推波板的侧边板自内而外穿过另一个推波板的插入间隔，并延伸至另一个推波板的外侧壁外，形成外延段；
多个所述电机同步驱动多个推波板相对或背离所述固定架往复移动，多个所述推波板推动造波区域内的水形成模拟波浪；
所述推波板的底部的两侧分别铰接有摆动板，所述摆动板的上端与推波板的底部铰接，所述摆动板的下端背离推波板朝下延伸布置，两个所述摆动板以推波板对称布置；
所述摆动板具有朝下布置的下表面，两个所述摆动板的下表面之间连接有水平布置弹簧，当所述电机驱动所述推波板相对或背离固定架往复移动时，两个所述摆动板随推波板同步摆动；
所述推波板的底部设有转动布置的铰接轴，两个所述摆动板的上端分别固定连接在铰接轴上，所述铰接轴上设有扭簧，所述扭簧驱动所述铰接轴回转复位；所述摆动板具有朝向布置的上表面，所述摆动板的上表面凸设有多个弹性柱，相邻的多个弹性柱之间连接有柔性网层。
2.如权利要求1所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述侧边板的外延段与所述推波板的外侧壁之间具有分离间隔，所述推波板的两侧的外侧壁的两侧分别设有弹性条，所述弹性条沿着推波板的纵向延伸布置，且穿过所述分离间隔；
当所述电机推动推波板朝向固定架移动时，所述外延段抵压所述弹性条压缩变形，当所述电机推动推波板背离固定架移动时，所述外延段脱离对弹性条的抵压，所述弹性条恢复变形。
3.如权利要求1或2所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述侧边板具有位于造波区域内的内延段，所述内延段具有朝向造波区域的内侧壁，所述内延段的内侧壁上设有凹陷槽，所述凹陷槽中设有活动球，当所述电机驱动推波板相对或背离固定架移动时，所述活动球与推波板反向往复移动。
4.如权利要求3所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述活动球悬空状布置在凹陷槽中，所述活动球与凹陷槽的内侧壁之间具有活动间隔。
5.如权利要求4所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述活动球上套设有安装环，所述安装环的外周连接有多个弹性变形的胶条，多个所述胶条延伸安装环的外周间隔环绕；
所述胶条的内端与安装环的外周连接，所述胶条的外端与凹陷槽的内侧壁连接。
6.如权利要求5所述的圆形港池造波机，其特征在于，沿着所述推波板的侧边的纵向，相邻的凹陷槽中的活动球的体积相异。
7.如权利要求1或2所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述动力支架的外端固定连接在固定架上，所述动力支架的内端朝向推波板延伸布置，且越过所述推波板的顶部，延伸至造波区域内；所述电机包括电机以及设置在动力支架上的移动座，所述电机连接在动力支架的外端上，所述电机的转轴上连接有丝杆，所述丝杆沿着动力支架的长度方向延伸布置；
所述移动座与丝杆之间螺纹连接，所述丝杆转动驱动所述移动座沿着动力支架的长度方向移动；所述推波板的外侧壁连接有纵向布置的推板架，所述推板架与移动座连接。
8.如权利要求7所述的圆形港池造波机，其特征在于，所述动力支架的两侧分别布置有水平布置的支撑杆，所述支撑杆的外端与固定架固定连接，所述支撑杆的内端与动力支架的内端固定连接，两个所述支撑杆以动力支架对称布置。 说明书 : 圆形港池造波机技术领域[0001] 本发明专利涉及港池造波的技术领域，具体而言，涉及圆形港池造波机。背景技术[0002] 在港口及近海工程实验研究领域，造波机是进行物理模型实验研究的一种必备实验装置。造波机包括有推波板，通过推波板的往复推动，从而在水槽内形成波浪，最大限度模拟深海波浪环境，以获得圆形港池的波浪数据。[0003] 现有技术中，造波机在水槽中通过往复推动实现模拟波浪的效果，但是目前的造波机智能直线状传输的波浪。在目前的研究中，圆形港池为港口的重点实验研究领域，研究人员需要在圆形水槽中模拟波浪，以获得圆形港池的波浪数据，目前的造波机无法在圆形水槽中实现波浪模拟。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供圆形港池造波机，旨在解决现有技术中，造波机无法在圆形水槽中造波的问题。[0005] 本发明是这样实现的，圆形港池造波机，设置在圆形水槽中，包括环形环绕在圆形水槽内侧的固定架以及多个纵向布置的推波板，所述固定架在圆形水槽内围合形成圆形的实验区域，多个所述推波板设置在实验区域内；多个所述推波板的侧边依序连接，多个所述推波板围合形成圆形状的造波区域；所述固定架上设有多个水平布置的动力支架，多个所述动力支架沿着固定架的周向间隔布置，多个所述动力支架分别与多个推波板一一对应布置，所述动力支架上设有电机，所述电机与推波板连接，推动所述推波板相对或背离固定架水平移动；[0006] 所述推波板的两侧分别具有纵向布置的侧边，所述侧边朝外延伸有多个水平布置的侧边板，沿着所述推波板的侧边的纵向，多个所述侧边板依序间隔布置，相邻的侧边板之间具有插入间隔，所述推波板两侧的侧边板呈上下错位布置；[0007] 所述推波板具有朝向固定架的外侧壁以及背离固定架的内侧壁，两个所述推波板的侧边之间，一个所述推波板的侧边板自内而外穿过另一个推波板的插入间隔，并延伸至另一个推波板的外侧壁外，形成外延段；[0008] 多个所述电机同步驱动多个推波板相对或背离所述固定架往复移动，多个所述推波板推动造波区域内的水形成模拟波浪。[0009] 进一步的，所述侧边板的外延段与所述推波板的外侧壁之间具有分离间隔，所述推波板的两侧的外侧壁的两侧分别设有弹性条，所述弹性条沿着推波板的纵向延伸布置，且穿过所述分离间隔；[0010] 当所述电机推动推波板朝向固定架移动时，所述外延段抵压所述弹性条压缩变形，当所述电机推动推波板背离固定架移动时，所述外延段脱离对弹性条的抵压，所述弹性条恢复变形。[0011] 进一步的，所述侧边板具有位于造波区域内的内延段，所述内延段具有朝向造波区域的内侧壁，所述内延段的内侧壁上设有凹陷槽，所述凹陷槽中设有活动球，当所述电机驱动推波板相对或背离固定架移动时，所述活动球与推波板反向往复移动。[0012] 进一步的，所述活动球悬空状布置在凹陷槽中，所述活动球与凹陷槽的内侧壁之间具有活动间隔。[0013] 进一步的，所述活动球上套设有安装环，所述安装环的外周连接有多个弹性变形的胶条，多个所述胶条延伸安装环的外周间隔环绕；所述胶条的内端与安装环的外周连接，所述胶条的外端与凹陷槽的内侧壁连接。[0014] 进一步的，沿着所述推波板的侧边的纵向，相邻的凹陷槽中的活动球的体积相异。[0015] 进一步的，所述推波板的底部的两侧分别铰接有摆动板，所述摆动板的上端与推波板的底部铰接，所述摆动板的下端背离推波板朝下延伸布置，两个所述摆动板以推波板对称布置；[0016] 所述摆动板具有朝下布置的下表面，两个所述摆动板的下表面之间连接有水平布置弹簧，当所述电机驱动所述推波板相对或背离固定架往复移动时，两个所述摆动板随推波板同步摆动。[0017] 进一步的，所述推波板的底部设有转动布置的铰接轴，两个所述摆动板的上端分别固定连接在铰接轴上，所述铰接轴上设有扭簧，所述扭簧驱动所述铰接轴回转复位；所述摆动板具有朝向布置的上表面，所述摆动板的上表面凸设有多个弹性柱，相邻的多个弹性柱之间连接有柔性网层。[0018] 进一步的，所述动力支架的外端固定连接在固定架上，所述动力支架的内端朝向推波板延伸布置，且越过所述推波板的顶部，延伸至造波区域内；所述电机包括电机以及设置在动力支架上的移动座，所述电机连接在动力支架的外端上，所述电机的转轴上连接有丝杆，所述丝杆沿着动力支架的长度方向延伸布置；[0019] 所述移动座与丝杆之间螺纹连接，所述丝杆转动驱动所述移动座沿着动力支架的长度方向移动；所述推波板的外侧壁连接有纵向布置的推板架，所述推板架与移动座连接。[0020] 进一步的，所述动力支架的两侧分别布置有水平布置的支撑杆，所述支撑杆的外端与固定架固定连接，所述支撑杆的内端与动力支架的内端固定连接，两个所述支撑杆以动力支架对称布置。[0021] 与现有技术相比，本发明提供的圆形港池造波机，多个推波板围合形成圆形状的造波区域，多个固定在固定架上的电机推动推波板相对或背离固定架水平移动，在造波区域内形成模拟波浪，通过在推波板的侧边设置多个侧边板以及插入间隔，两个推波板的侧边之间，一个推波板的侧边板自内而外穿过另一个推波板的插入间隔，实现相邻之间的推波板的连接，侧边板与插入间隔呈锯齿状布置，推波板在推动的过程中，降低大周期杂波，同时，推波板两侧的侧边板呈上下错位布置，不对称分布，这样，两个相邻之间的推波板的侧边板之间通过微碰撞与摩擦，引起的推波板振动，可以打碎杂波的固有周期，实现大范围的杂波消除。附图说明[0022] 图1是本发明提供的圆形港池造波机的立体示意图；[0023] 图2是图1中的A处放大示意图；[0024] 图3是图1中的B处放大示意图；[0025] 图4是本发明提供的推波板的主视示意图；[0026] 图5是本发明提供的活动球、安装环以及胶条连接的主视示意图；[0027] 图6是本发明提供的两个摆动板连接的主视示意图。具体实施方式[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0029] 以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。[0030] 本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0031] 参照图1‑6所示，为本发明提供的较佳实施例。[0032] 圆形港池造波机，设置在圆形水槽中，包括固定架100以及多个推波板200，固定架100环形环绕在圆形水槽的内侧，推波板200纵向布置。固定架100在圆形水槽内围合形成圆形的实验区域，多个推波板200设置在造波区域101内；多个推波板200的侧边依序连接，多个推波板200围合形成圆形状的造波区域101。[0033] 固定架100上设有多个水平布置的动力支架302，多个动力支架302沿着固定架100的周向间隔布置，多个动力支架302分别与多个推波板200一一对应布置，动力支架302上设有电机300，电机300与推波板200连接，推动推波板200相对或背离固定架100水平移动；[0034] 推波板200的两侧分别具有纵向布置的侧边，侧边朝外延伸有多个水平布置的侧边板202，沿着推波板200的侧边的纵向，多个侧边板202依序间隔布置，相邻的侧边板202之间具有插入间隔201，推波板200两侧的侧边板202呈上下错位布置；[0035] 推波板200具有朝向固定架100的外侧壁以及背离固定架100的内侧壁，两个推波板200的侧边之间，一个推波板200的侧边板202自内而外穿过另一个推波板200的插入间隔201，并延伸至另一个推波板200的外侧壁外，形成外延段；[0036] 多个电机300同步驱动多个推波板200相对或背离固定架100往复移动，多个推波板200推动造波区域101内的水形成模拟波浪。[0037] 上述提供的圆形港池造波机，多个推波板200围合形成圆形状的造波区域101，多个固定在固定架100上的电机300推动推波板200相对或背离固定架100水平移动，在造波区域101内形成模拟波浪，通过在推波板200的侧边设置多个侧边板202以及插入间隔201，两个推波板200的侧边之间，一个推波板200的侧边板202自内而外穿过另一个推波板200的插入间隔201，实现相邻之间的推波板200的连接，侧边板202与插入间隔201呈锯齿状布置，推波板200在推动的过程中，降低大周期杂波，同时，推波板200两侧的侧边板202呈上下错位布置，不对称分布，这样，两个相邻之间的推波板200的侧边板202之间通过微碰撞与摩擦，引起的推波板200振动，可以打碎杂波的固有周期，实现大范围的杂波消除。[0038] 本实施例中，侧边板202的外延段与推波板200的外侧壁之间具有分离间隔，推波板200的两侧的外侧壁的两侧分别设有弹性条203，弹性条203沿着推波板200的纵向延伸布置，且穿过分离间隔。[0039] 当电机300推动推波板200朝向固定架100移动时，外延段抵压弹性条203压缩变形，当电机300推动推波板200背离固定架100移动时，外延段脱离对弹性条203的抵压，弹性条203恢复变形。这样，推波板200被推动朝向固定架100移动时，弹性条203被压缩，对推波板200起到缓冲的作用，可以使得推波过程更为平稳，当电机300推动推波板200背离固定架100移动时，弹性条203由被压缩恢复变形，可以增加推动力，缓冲电机300在推动退波动过程中存在的抖动。[0040] 侧边板202具有位于造波区域101内的内延段，内延段具有朝向造波区域101的内侧壁，内延段的内侧壁上设有凹陷槽，凹陷槽中设有活动球400，当电机300驱动推波板200相对或背离固定架100移动时，活动球400与推波板200反向往复移动。[0041] 电机300在推动推波板200的往复移动中，活动球400与推波板200反向往复移动，这样，活动球400的往复移动，可以辅助打碎杂波的固有周期，实现大范围的杂波消除，对推波板200之间产生的杂波起到消除作用。[0042] 活动球400悬空状布置在凹陷槽中，活动球400与凹陷槽的内侧壁之间具有活动间隔，这样，当电机300推动推波板200相对或背离固定架100往复移动的过程中，由于活动球400悬空布置，在惯性的作用下，活动球400相对于推波板200之间的移动，则与推波板200的移动方向相反。[0043] 本实施例中，活动球400上套设有安装环401，安装环401的外周连接有多个弹性变形的胶条402，多个胶条402延伸安装环401的外周间隔环绕；胶条402的内端与安装环401的外周连接，胶条402的外端与凹陷槽的内侧壁连接。[0044] 这样，安装环401与胶条402之间形成类似于蜘蛛网的结构，且由于胶条402具有弹性变形作用，当推波板200移动时，活动球400处于安装环401与胶条402形成的网状结构上，在活动球400的惯性下，活动球400相对于推波板200移动方向，则与推波板200的移动方向相反，通过活动球400与移动板相反移动方向的布置，利用活动球400在水体中移动引起的波动打碎杂波的固有周期，起到消除杂波的效果。[0045] 沿着推波板200的侧边的纵向，相邻的凹陷槽中的活动球400的体积相异，这样，多个活动球400的体积相异，其在水体中的运动轨迹也相异，此处的相异指的是不相同，从而，多个活动球400之间所引起水体的波动也相异，起到更好打碎杂波的固有周期的效果。[0046] 本实施例中，推波板200的底部的两侧分别铰接有摆动板500，摆动板500的上端与推波板200的底部铰接，摆动板500的下端背离推波板200朝下延伸布置，两个摆动板500以推波板200对称布置；摆动板500具有朝下布置的下表面，两个摆动板500的下表面之间连接有水平布置弹簧501，当电机300驱动所述推波板200相对或背离固定架100往复移动时，两个摆动板500随推波板200同步摆动。[0047] 通过在摆动板500的底部设置两个摆动板500，摆动板500会随着推波板200的移动相对于推波板200波动，且推波板200在摆动的过程中，弹簧501会在被压缩或拉长之间的状态变化，弹簧501状态的变化进一步推动两个摆动之间的摆动，从而形成了摆动板500随着推波板200摆动，两个摆动板500之间相对也相对或相背离摆动，模拟波浪底部的暗流或者海洋底部的沙土流动或者礁石阻碍等等形成的底部水体流动，进而达到更准确的模拟波浪的效果。[0048] 推波板200的底部设有转动布置的铰接轴，两个摆动板500的上端分别固定连接在铰接轴上，铰接轴上设有扭簧，扭簧驱动所述铰接轴回转复位；摆动板500具有朝向布置的上表面，摆动板500的上表面凸设有多个弹性柱502，相邻的多个弹性柱502之间连接有柔性网层503。[0049] 通过在铰接轴上设置扭簧，当摆动板500随着推波板200摆动时，在惯性的作用下，摆动板500的摆动方向与推波板200相反，且在扭簧的作用下，同时又推动摆动板500跟随着推波板200的摆动方向，结合推波板200之间的弹簧501，整体构成复杂的运动模式，更好模拟海洋底部各种复杂结构对波浪的实际影响。[0050] 在摆动板500上设置多个弹性柱502以及柔性网层503，摆动板500在摆动的过程中，弹性柱502会变形，柔性网层503也随之变形，由于柔性网层503是波动状变形，可以模拟海洋底部植物的波动，以活动更为准确的模拟波浪。[0051] 动力支架302的外端固定连接在固定架100上，动力支架302的内端朝向推波板200延伸布置，且越过推波板200的顶部，延伸至造波区域101内；电机300包括电机300以及设置在动力支架302上的移动座304，电机300连接在动力支架302的外端上，电机300的转轴上连接有丝杆305，丝杆305沿着动力支架302的长度方向延伸布置。[0052] 移动座304与丝杆305之间螺纹连接，丝杆305转动驱动移动座304沿着动力支架302的长度方向移动；推波板200的外侧壁连接有纵向布置的推板架303，推板架303与移动座304连接。通过电机300带动丝杆305的往复转动，丝杆305上的移动座304则沿着丝杆305前后往复移动，从而带动推板架303前后往复移动，实现推动推波板200前后往复移动的效果。[0053] 动力支架302的两侧分别布置有水平布置的支撑杆301，支撑杆301的外端与固定架100固定连接，支撑杆301的内端与动力支架302的内端固定连接，两个支撑杆301以动力支架302对称布置。两个支撑杆301呈V字形，均匀承力，最大程度减少电机300在推动推波板200移动过程中的震颤。[0054] 本实施例中，推板架303呈上下贯穿推波板200的外侧壁的顶部以及底部，这样，整个推波板200的外侧壁连接有纵向布置的推板架303，在推动推波板200移动的过程中更为平稳，避免推波板200在推动中的变形。[0055] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：广东

专利申请日期：2022-03-24

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114720088B