1.一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,包括安装架和设置在安装架上的动力机构以及旋转辅助机构;
所述动力机构包括制动结构和传动机构,所述制动机构包括直流电机、电机调速器和电磁屏蔽板,所述直流电机和电机调速器固定在电磁屏蔽板上,电机调速器和直流电机电连接,电机输出轴向下穿过电磁屏蔽板;所述传动机构包括电机轴套杆、导电滑环和联轴器,所述电机轴套杆和导电滑环依次套设在电机输出轴上,所述联轴器将电机轴套杆和旋转辅助结构同轴连接;
所述旋转辅助结构包括旋转套筒和卡箍,所述旋转套筒顶端设有端盖,所述端盖外侧设有连接轴,其内侧中心设有圆柱槽,所述探头首部固定在圆柱槽中,其中部通过卡箍与旋转套筒固定,其尾部从旋转套筒底端伸出。
2.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述安装架包括两个横臂以及与横臂垂直连接的四个支撑臂,支撑臂表面包裹有电磁波吸收材料;
所述四个支撑臂下端通过连接板连接构成方形框架,所述电磁屏蔽板设置在方形框架上,所述电磁屏蔽板上开设有供电机输出轴穿过的通孔,通孔处采用屏蔽接口设计。
3.根据权利要求2所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述导电滑环的定子与电机屏蔽板底部相固定,其转子与电机轴套杆相固定,转子导线连接探头的数据传输线以及测试点。
4.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述直流电机周围罩设有电磁屏蔽金属网,所述电磁屏蔽网的厚度为2mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述导电滑环和联轴器均采用非金属结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述旋转套筒底部设有半环形结构,半环形结构与卡箍通过螺丝固定连接,所述卡箍具有半圆周状的夹紧面,该夹紧面与探头外周壁相贴合。
7.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述旋转套筒采用ABS材料制作而成,其内径为10cm,套筒整体重量为2kg。
8.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述直流电机带动探头在室内模拟海流中以不低于1000r/min的速度旋转。
9.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,所述直流电机扭矩和输出功率的计算公式为:T=F*D
T=9550P/N
其中,F为受力,单位为N,由于旋转套筒为圆筒形结构,模拟海流对旋转套筒整体的力之和为0,由于室内水池实验的探头仅包含信号采集舱体,未安装探头配置及千米级数据传输导线,故旋转圆筒和探头的重量不超过3Kg;D为力臂,单位为m,力臂为旋转套筒的半径;T为扭矩,单位为N·m;P为输出功率,单位为KW;N为转速,单位为r/min。
10.根据权利要求1所述的一种基于投弃式海流电场剖面仪探头的水中旋转模拟装置,其特征在于,求解电机轴套杆的长度,使其可以在高速旋转的状态下保持稳定的旋转,不发生转动偏角,计算公式为:其中,P'为直流电机的额定功率;K为键槽系数;A为系数;η为从电机到输出轴之间的传动效率的乘积;Nj为输出轴的计算转速。