一種用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，該透水艙能夠?qū)崿F(xiàn)水下滑翔系統(tǒng)兩側(cè)艙段的可靠連接，滿足矢量水聽器進行聲場標量和矢量信息探測的需要。
【背景技術(shù)】
[0002]水下滑翔系統(tǒng)是一種新型的可實現(xiàn)水下自主運動的機器人。其利用凈浮力變化和姿態(tài)調(diào)整提供動力，能源消耗極小，只在調(diào)整凈浮力和姿態(tài)調(diào)整時需要消耗少量能源，因此水下滑翔系統(tǒng)具有能源利用率高、續(xù)航能力強等優(yōu)點。雖然水下滑翔系統(tǒng)的航行速度較慢，但其具有制造成本和維護費用低、可重復(fù)使用、可大量投放等特點，滿足了長時間、大范圍海洋探索的需求。
[0003]中間透水艙用于連接水下滑翔系統(tǒng)的兩側(cè)艙段，在能保證足夠的連接強度的同時，其水下凈重也應(yīng)能滿足系統(tǒng)要求。
[0004]矢量水聽器是一種具有矢量探測功能的接收換能器，由無指向性的聲壓水聽器和具有與頻率無關(guān)的偶極子指向性的質(zhì)點振速傳感器組合而成，可以同步測量聲場中一點處的聲壓和質(zhì)點振速等若干正交分量。作為矢量水聽器的一種，同振球形矢量水聽器具有的優(yōu)點包括:三個聲通道軸正交；水聽器整體密度與介質(zhì)密度接近，且質(zhì)量分布均勻；水聽器的幾何中心與重心重合。本水下滑翔系統(tǒng)將矢量水聽器懸掛在一個具有三維自穩(wěn)定轉(zhuǎn)動特性的機械裝置內(nèi)，該機械裝置能保證在同振球形矢量水聽器幾何中心與懸掛裝置不發(fā)生相對運動的前提下能夠在俯仰維、橫滾維和偏航維按照要求轉(zhuǎn)動。為了使矢量水聽器能夠進行聲場標量和矢量信息的探測，其安裝艙段必須滿足以下要求:
[0005]1、允許矢量水聽器及其懸掛裝置有足夠的運動自由度，滑翔機的兩側(cè)艙段的電器連接纜不可以對矢量水聽器的運動產(chǎn)生干涉。
[0006]2、能夠阻隔水流對矢量水聽器及其懸掛裝置自適應(yīng)運動的影響。
[0007]3、材料能夠最大限度的允許水聲穿透。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的在于，提供一種水下滑翔系統(tǒng)的中間透水艙，該艙段能夠?qū)崿F(xiàn)水下滑翔系統(tǒng)兩側(cè)艙段的可靠連接，滑翔翼的快速安裝，滿足矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝與自適應(yīng)運動，允許兩側(cè)艙段的電器連接纜的穿艙，能夠阻隔動態(tài)水流對水聽器及其懸掛系統(tǒng)自適應(yīng)運動的影響，且具有良好的透聲效果。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其特征在于:所述透水艙具有一個支撐骨架，該支撐骨架為中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)，該支撐骨架兩端分別與所述滑翔系統(tǒng)的前側(cè)艙段和后側(cè)艙段連接，該支撐骨架外側(cè)設(shè)置碳纖維材料蒙皮；所述支撐骨架內(nèi)側(cè)中間部位對稱布置兩個矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺，該支撐骨架外側(cè)沿軸向方向?qū)ΨQ布置兩個滑翔翼安裝平臺，該滑翔翼安裝平臺設(shè)有走線槽，該走線槽兩端分別設(shè)置出線孔和進線孔，該設(shè)計可以將前后艙段的電器連接線纜布置于中間透水艙外側(cè)面，以避免電器連接線纜對矢量水聽器及其懸掛裝置自適應(yīng)運動的干涉。此外將電器連接線纜布置于走線槽內(nèi)，走線槽外側(cè)安裝的滑翔翼可以將電器連接線纜壓住，避免設(shè)備在滑翔行駛過程中電器連接線纜在水流作用下的擺動。
[0010]所述支撐骨架采用航空鋁合金材料，表面作陽極氧化處理，氧化皮厚度不小于20 μ mD
[0011]所述支撐骨架與碳纖維材料蒙皮之間通過環(huán)氧樹脂膠接，膠接工藝簡單可靠。
[0012]所述支撐骨架外側(cè)設(shè)置的碳纖維材料蒙皮包括左側(cè)碳纖維蒙皮和右側(cè)碳纖維蒙皮，該左側(cè)碳纖維蒙皮和右側(cè)碳纖維蒙皮與所述的支撐骨架采用環(huán)氧樹脂粘接。
[0013]本實用新型提出的用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，采用鋁合金框架與碳纖維材料局部包裹粘接的中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)，可避免金屬材料對整體透聲性能的影響。支撐骨架兩端分別通過圓周面上的安裝孔與滑翔系統(tǒng)的前后艙段連接。根據(jù)實際使用要求，水下滑翔系統(tǒng)空氣中總重量約為lOOKg。吊放過程中，中間透水艙兩端各承受約50Kg剪切力，通過計算分析，設(shè)計滿足實際受力要求。
[0014]鋁合金支撐骨架框架外通過碳纖維材料蒙皮，碳纖維是一種力學性能十分優(yōu)異的材料，其比重不到鋼的1/4，抗拉強度在3500Mpa以上，是不銹鋼的7?9倍，抗拉彈性模量為23000?43000Mpa，亦高于不銹鋼。此外碳纖維材料的聲特性阻抗比鋁合金、不銹鋼等金屬材料更接近于水的聲特性阻抗，其透聲效果更好。因此用碳纖維材料作為蒙皮用以阻隔運動水流對水聽器及其懸掛支架自適應(yīng)運動的影響，其不僅具有優(yōu)越的力學性能避免吊放過程中的沖擊破壞，還具有相對優(yōu)越的透聲效果，使矢量水聽器能夠更好的完成水下矢量探測。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)左視示意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例支撐骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)穿艙纜走線示意透視圖。
[0019]其中:1_支撐骨架，2-左側(cè)碳纖維蒙皮，3-右側(cè)碳纖維蒙皮，4-前側(cè)艙段端蓋，5-后側(cè)艙段端蓋，6-右側(cè)滑翔，7-左側(cè)滑翔，8-矢量水聽器及其懸掛裝置，9-滑翔翼安裝平臺，10-穿艙纜，11-矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺，12-走線槽，13-安裝孔，14-碳纖維安裝臺階。
【具體實施方式】
[0020]為使公眾進一步了解本實用新型所采用之技術(shù)、手段及其有益效果，特舉實施例并配合附圖詳細說明如下，相信當可由之得以深入而具體的了解。
[0021]圖1、圖2是本實施例所提供的用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙結(jié)構(gòu)示意圖，其透水艙具有一個支撐骨架1，該支撐骨架1采用牌號為7075的航空鋁合金材料，表面作陽極氧化處理，氧化皮厚度不小于20 μ m。如圖3所示，該支撐骨架1為中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)，該罐籠結(jié)構(gòu)的支撐骨架1兩端分別通過圓周面上的安裝孔13與滑翔系統(tǒng)的前側(cè)艙段和后側(cè)艙段連接，該罐籠結(jié)構(gòu)的支撐骨架1外側(cè)設(shè)置碳纖維材料蒙皮；所述支撐骨架1內(nèi)側(cè)中間部位對稱布置兩個矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺11，矢量水聽器及其懸掛裝置8安裝于中間透水艙的中間部位，通過四根M4 X 30十字槽盤頭螺釘與矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺11固定，安裝固定后矢量水聽器及其懸掛裝置8可以在中間透水艙內(nèi)進行自適應(yīng)運動。矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺11上設(shè)置的螺紋孔可實現(xiàn)矢量水聽器快速方便的安裝和拆卸，該支撐骨架1外側(cè)沿軸向方向?qū)ΨQ布置兩個滑翔翼安裝平臺9，10個M4的螺紋孔15分兩排均布在兩個滑翔翼安裝平臺9上，分別用于右側(cè)滑翔6和左側(cè)滑翔7的安裝固定。
[0022]該滑翔翼安裝平臺9中間設(shè)有走線槽12，左側(cè)滑翔翼6和右側(cè)滑翔翼7分別位于走線槽12的上方，該結(jié)構(gòu)布置方式可實現(xiàn)穿艙纜10的固定。該走線槽12兩端分別設(shè)置出線孔16和進線孔17，用于電器連接線纜18的出線和進線。該設(shè)計可以將前后艙段的電器連接線纜18布置于中間透水艙外側(cè)面。電器連接線纜18布置于該走線槽內(nèi)12，利用走線槽12外側(cè)安裝的右側(cè)滑翔6和左側(cè)滑翔7將電器連接線纜壓住，避免設(shè)備在滑翔行駛過程中電器連接線纜18在水流作用下的擺動。如圖4所示，在布線過程中，電器連接線纜18的一端與水下滑翔系統(tǒng)前側(cè)艙段端蓋4上的連接器插合后，另一端需要從滑翔系統(tǒng)的中間透水艙同一側(cè)的通氣孔穿出后將線纜平整的布置于滑翔翼安裝平臺9的走線槽12內(nèi)，然后從另一個通氣孔穿入，并與水下滑翔系統(tǒng)后側(cè)艙段端蓋5上的連接器插合，最終實現(xiàn)前后艙段的電器連接，且可以避免穿艙纜10 (即上文所述連接器的中間連接纜)對矢量水聽器自適應(yīng)運動的干擾。
[0023]罐體結(jié)構(gòu)的支撐骨架1外側(cè)設(shè)置的碳纖維材料蒙皮包括左側(cè)碳纖維蒙皮2和右側(cè)碳纖維蒙皮3，支撐骨架1上分別設(shè)置碳纖維安裝臺階，左側(cè)碳纖維蒙皮2以及右側(cè)碳纖維蒙皮3分別用環(huán)氧樹脂膠接在相應(yīng)的碳纖維安裝臺階14上，如圖3所示，膠接后形成中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)，即為本實用新型的滑翔系統(tǒng)中間透水艙。
[0024]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型技術(shù)方案的限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在本實用新型的技術(shù)方案構(gòu)思范圍內(nèi)進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其特征在于:所述透水艙具有一個支撐骨架(1 )，該支撐骨架(1)為中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)，該支撐骨架(1)兩端分別與所述滑翔系統(tǒng)的前側(cè)艙段和后側(cè)艙段連接，該支撐骨架(1)外側(cè)設(shè)置碳纖維材料蒙皮；所述支撐骨架(1)內(nèi)側(cè)中間部位對稱布置兩個矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺(11 )，該支撐骨架(1)外側(cè)沿軸向方向?qū)ΨQ布置兩個滑翔翼安裝平臺(9)，該滑翔翼安裝平臺(9)設(shè)有走線槽(12)，該走線槽(12)兩端分別設(shè)置出線孔和進線孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其特征在于:所述支撐骨架(1)采用航空鋁合金材料，表面作陽極氧化處理，氧化皮厚度不小于20 μ mD3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其特征在于:所述支撐骨架(1)與碳纖維材料蒙皮之間通過環(huán)氧樹脂膠接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其特征在于:所述支撐骨架(1)外側(cè)設(shè)置的碳纖維材料蒙皮包括左側(cè)碳纖維蒙皮(2)和右側(cè)碳纖維蒙皮(3)，該左側(cè)碳纖維蒙皮(2)和右側(cè)碳纖維蒙皮(3)與所述的支撐骨架(1)采用環(huán)氧樹月旨粘接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于安裝矢量水聽器的水下滑翔系統(tǒng)中間透水艙，其具有一個中空式圓形罐籠結(jié)構(gòu)的支撐骨架，支撐骨架兩端分別與滑翔系統(tǒng)的前側(cè)艙段和后側(cè)艙段連接，支撐骨架外側(cè)設(shè)置碳纖維材料蒙皮，支撐骨架內(nèi)側(cè)中間部位對稱布置兩個矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝平臺，支撐骨架外側(cè)沿軸向方向?qū)ΨQ布置兩個滑翔翼安裝平臺，該滑翔翼安裝平臺設(shè)有走線槽，該透水艙能夠?qū)崿F(xiàn)水下滑翔系統(tǒng)兩側(cè)艙段的可靠連接，滑翔翼的快速安裝，滿足矢量水聽器及其懸掛裝置的安裝與自適應(yīng)運動，允許兩側(cè)艙段的電器連接纜的穿艙，能夠阻隔動態(tài)水流對水聽器及其懸掛系統(tǒng)自適應(yīng)運動的影響，且具有良好的透聲效果。
【IPC分類】B63C11/52
【公開號】CN205113671
【申請?zhí)枴緾N201520837505
【發(fā)明人】湯羽昌, 劉飛飛, 黃海寧, 趙興奮, 黃勇
【申請人】蘇州桑泰海洋儀器研發(fā)有限責任公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月27日