[发明专利]一种水下发声器的液压驱动系统

说明书

技术领域

发明涉及一种液压驱动系统，具体涉及一种水下发声器的液压驱动系统。

背景技术

在声扫雷作业中，水下发声器是最基本单元，其种类主要有机械振动式、液压驱动式、电动式、压电或磁致伸缩式等。液压驱动式发声器具有液压能功率/重量比大，可以产生很强的低频（包括次声）声场，低频发声能力强，低频声源级可以超过190dB，并且可以通过控制液压油来实现水下声场频谱控制，获得一定频宽范围的低频、高声级的辐射声场等优点，得到了广泛应用。

现有液压发声器主要存在以下缺点：

（1）无法产生有效的高频声场

目前的液压发声器均采用高压油源作为动力源，刚性活塞作为声场辐射器。与电动系统相比，液压系统响应较慢，无法适应高频驱动的要求。而且刚性活塞辐射器的高频声场响应有较强的指向性，无法满足扫雷作业的要求。

（2）几何尺寸和重量都比较大

现有液压发声器驱动系统的油箱、油泵等元件独立布置，管路较多，走线复杂，使得发声器尺寸、重量都比较大，应用范围受到限制。

（3）系统复杂，使用不便

现有液压驱动系统采用伺服控制方式，对液压油的过滤精度要求十分高，造成应用准备工作较复杂，往往需要多道过滤工序才能保证液压油的精度。此外，现有液压驱动系统需要较多的辅助单元来完成主体功能，如独立的散热装置，增加了系统管路的长度和复杂程度，也降低了系统效率。

（4）运动输出形式单一

现有液压驱动系统只具备单一运动形式的输出。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种水下发声器的液压驱动系统，其结构紧凑、尺寸小、重量轻、散热好、能够提供多种振动输出，从而解决现有常见液压驱动系统的缺点。

该水下发声器的液压驱动系统包括壳体、油源、两个以上振动油缸；外围设备为两个以上水下发声器；所述每个振动油缸驱动一个水下发声器的声辐射元件。

所述油源包括：电机、压力补偿器、油箱、排气管和液压泵；在油箱一侧的轴向端面上分别固定有电机、排气管和两个相同的压力补偿器；所述电机的输出轴通过联轴器与位于油箱内的液压泵连接，所述两个压力补偿器位于同一水平位置。

所述振动油缸包括缸体法兰、缸体、前导向法兰、活塞杆、位置检测装置和高速电磁阀。所述缸体内的活塞杆将缸体分为有杆腔和无杆腔两部分，在缸体无杆腔所在端的轴向端面固接缸体法兰，在缸体有杆腔所在端的轴向端面固接前导向法兰。所述缸体无杆腔所在侧的端面上设置有一个与无杆腔贯通的出油口和两个与无杆腔贯通的进油口，所述每个进油口处连接一个高速电磁阀，用于控制活塞杆的运动频率和行程；所述高速电磁阀固接在缸体上；所述位置检测装置固定在缸体上，用于监测活塞杆的位移。

该液压驱动系统的整体连接为：所述壳体为柱形结构，油箱固定有电机的轴向端面与壳体同轴固接；所述两个以上振动油缸沿壳体的轴向依次固定在壳体内，具体为：每个振动油缸通过缸体法兰和支架固定在壳体内，且振动油缸中活塞的轴向垂直与壳体的轴向。壳体上在每个振动油缸活塞杆的对应位置加工有活塞杆的运动孔，每个活塞杆驱动一个水下发声器的声辐射元件；在油箱与壳体连接侧的端面上设置有出油口和进油口，所述每个缸体上的两个进油口各通过一条进油管路与油箱上的出油口连接；所述每个缸体上的出油口通过出油管路与油箱上的进油口连接。

所述油源中油箱的外径与壳体的外径一致。

所述油箱下部设置有横弦段。

所述液压泵采用齿轮泵形式。

所述前导向法兰与缸体的连接处设置密封圈。

连接油箱与振动油缸连接的出油管路和进油管路均采用直径不小于20mm的软管。

所述每个振动油缸活塞杆的轴向方向均不一致。

所述位置检测装置为非接触式位移传感器。

有益效果：

（1）采用高压液压油作为动力源，控制两个以上独立的油缸作为振动输出，每个油缸对应一个发声器的声辐射元件，从而实现多个输出；同时每个油缸采用两个高速电磁阀控制，实现流量的连接控制，且高速电磁阀响应速度快，解决了传统液压系统响应较慢，无法适应高频驱动的问题。高速电磁阀响应速度快、可靠性高、结构简单、体积小、故障率低、对液压油的清洁度要求不高，并且阀上的压降较大，不会在双驱动模式下出现干涉问题。本发明的液压驱动系统能够敲击膜板辐射高频声场，从而向高频拓展了液压驱动发声器的辐射声场范围。