[发明专利]一种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械悬挂装置，尤其涉及一种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置。

背景技术

矢量水听器是一种具有矢量探测功能的接收换能器，由无指向性的声压水听器和具有与频率无关的偶极子指向性的质点振速传感器组合而成，可以同步测量声场中一点处的声压和质点振速等若干正交分量。作为矢量水听器的一种，同振球形矢量水听器具有的优点包括：三个声通道轴正交；水听器整体密度与介质密度接近，且质量分布均匀；水听器的几何中心与重心重合。为了使同振球形矢量水听器能够进行声场标量和矢量信息的探测，就必须要将其悬挂在一个具有三维自稳定转动特性的机械装置内。这样的机械装置要保证同振球形矢量水听器几何中心与悬挂装置不发生相对运动的前提下能够在俯仰维、横滚维和偏航维内按照要求转动；同时要求在不需工作时不能产生误动作，需要工作时在规定维度上将转动角度限制在一定的范围内，并需要设置同振球形矢量水听器配用信号处理板的水下密封安装盒体。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，该装置机械结构简单、操作方便，工作模式多样，能够实现矢量探测过程中的同振球形矢量水听器在俯仰维、横滚维和偏航维三个维度内限定角度范围的自由转动，也可以实现俯仰维、横滚维和偏航维中某一维度或某两个维度内限定角度范围的自由转动，同时能够实现该悬挂装置在不需要动作时同振球形矢量水听器的制动，且为矢量水听器配用的信号处理板设置了独立的具有密封功能的放置空间。

为实现上述本发明目的，本发明提出了一种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，所述装置包括：固定外环、偏航内环、横滚内环和俯仰内环，所述偏航内环设置在固定外环内，所述横滚内环设置在偏航内环内，所述俯仰内环设置在横滚内环内，所述固定外环、横滚内环、俯仰内环和偏航内环同心设置；所述偏航内环上 Z轴直径方向的两端通过转轴机构E与所述的固定外环连接，所述偏航内环上 X轴直径方向的两端通过转轴机构C与所述的横滚内环连接，所述俯仰内环上Y轴直径方向两端通过转轴机构D与横滚内环连接。

所述俯仰内环的内壁上均匀分布有至少四个俯仰内环悬吊部件，每个俯仰内环悬吊部件沿着俯仰内环的内壁均匀布置，且均设有一个悬吊孔，与球形矢量水听器上的矢量水听器悬吊部件对应悬吊。在实际应用中，可以根据不同尺寸规格的球形矢量水听器选择悬挂的方式和悬挂用的材料，既可以通过配用相应规格的矢量水听器悬吊部件来实现悬挂，也可以直接利用弹簧或者其他弹性材料进行悬吊。

作为上述技术方案的进一步改进，连接所述偏航内环与固定外环的转轴机构E包括偏航内环制动螺钉、偏航内环连接轴、偏航内环连接轴套、偏航内环紧固螺钉以及弹性挡圈；该偏航内环制动螺钉贯穿固定外环和偏航内环并将二者连接在一起，该偏航内环制动螺钉用于在本发明的悬挂装置需要工作时限制偏航内环在偏航维的转动，在本发明的悬挂装置不需要工作时限制偏航内环的运动。所述偏航内环连接轴套套设于偏航内环连接轴的外壁上，该偏航内环连接轴顶端穿入偏航内环，所述偏航内环紧固螺钉的一端从固定外环外壁穿入并通过螺纹禁锢在偏航内环连接轴相对顶端的低端的内腔中，使固定外环和偏航内环连接；所述偏航内环连接轴顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽，用于安装弹性挡圈；所述偏航内环外壁在Z轴方向对称设置有两个偏航内环限位凹槽和偏航内环制动螺孔，该偏航内环限位凹槽位于转轴机构E中偏航内环制动螺钉下端与偏航内环之间的位置，用于限制偏航内环在偏航维的转动角度；该偏航内环制动螺孔位于转轴机构E中偏航内环制动螺钉下端方向与偏航内环相交的位置，用于在偏航内环不需要动作的时候实现固定外环和偏航内环的制动。

优选的是，所述偏航内环连接轴套采用聚四氟乙烯制成。

本发明提出的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置的特征还在于：连接所述横滚内环与偏航内环的转轴机构C包括横滚内环制动螺钉、横滚内环连接轴、横滚内环连接轴套、横滚内环紧固螺钉以及弹性挡圈；该横滚内环制动螺钉贯穿横滚内环和偏航内环将二者连接在一起，该横滚内环制动螺钉用于防止横滚内环在本发明的悬挂装置不工作的情况下在横滚维的转动；所述横滚内环连接轴套套设于横滚内环连接轴的外壁上，该横滚内环连接轴顶端穿入横滚内环，所述横滚内环紧固螺钉的一端从偏航内环外壁穿入并通过螺纹禁锢在横滚内环连接轴相对顶端的低端的内腔中，使偏航内环和横滚内环连接；所述横滚内环连接轴顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽，用于安装弹性挡圈；所述偏航内环在与横滚内环连接轴连接的两端内壁各设置有一个横滚内环限位凸台，该横滚内环限位凸台用于限制横滚内环在横滚维的转动角度。