[发明专利]一种水下声学滑翔机

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下声学滑翔机。

背景技术

现有技术中，普通的声学滑翔机有以下不足：

1)重量偏重、内部空间有限；

2)普通的声学传感器若要实现对声源方向的测量，需要形成传感器阵列，这样需要更大的空间；

3)一般滑翔机通过滑翔过程中翼受到的阻力实现自身的旋转，操作困难且不灵活。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水下声学滑翔机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种水下声学滑翔机，包括壳体、矢量水听器、姿态控制装置、浮力驱动装置；壳体由头部导流罩、中段、尾部导流罩依次连接而成；矢量水听器置于头部导流罩的内腔，姿态控制装置、浮力驱动装置置于中段的内腔，尾部导流罩外面设有尾翼。

作为优选，矢量水听器包括金属壳体和低频柱形同振式矢量水听器；低频柱形同振式矢量水听器通过减震弹性体与金属壳体内腔连接，并用盖板将金属壳体的内腔封闭后充入硅油。

作为优选，减震弹性体为弹簧或橡皮绳。

作为优选，金属壳体采用黄铜制成。

作为优选，姿态控制装置包括电池包、电池托架、支撑轴、俯仰运动控制机构、横滚运动控制机构；电池包固定在电池托架上且重量偏于支撑轴的一侧，电池托架的中心套在支撑轴上且电池托架可绕支撑轴转动而使得滑翔机产生横滚，电池托架也可沿支撑轴的轴向移动而使得滑翔机重心移动；

俯仰运动控制机构通过控制电池包沿支撑轴的轴向移动，以实现滑翔机的重心沿中心轴移动，使得滑翔机的头部实现抬起或俯下运动姿态；

横滚运动控制机构通过控制电池包绕支撑轴的中心轴转动，以实现滑翔机的重心绕中心轴偏转，使得滑翔机机身实现横向滚动运动姿态。

作为优选，俯仰运动控制机构包括俯仰控制电机、俯仰齿轮传动机构、直线齿条；俯仰控制电机与电池托架的外侧固接，直线齿条固定在支撑轴中部；俯仰控制电机通过俯仰齿轮传动机构与直线齿条啮合并带动电池托架沿支撑轴前后移动，从而使得电池包沿着支撑轴前后移动，造成滑翔机重心移动从而改变滑翔机仰俯姿态。

作为优选，横滚运动控制机构包括横滚控制电机、横滚齿轮传动机构；横滚控制电机通过横滚齿轮传动机构驱动电池托架绕着支撑轴旋转，电池的运动造成了滑翔机重心沿着轴旋转从而造成滑翔机整体旋转，由于水的浮力重力以及滑翔机尾翼的联合作用使滑翔机转弯。

作为优选，浮力驱动装置包括油泵、泵电机、电磁阀、油路、内油囊和外油囊；内油囊装在滑翔机壳体中段的内腔，外油囊安装并暴露在滑翔机壳体的外部；油泵通过油路分别与内油囊和外油囊连接，泵电机驱动油泵将内油囊的储油抽到外油囊；内油囊和外油囊之间还设有连通油路并设有电磁阀控制连通油路的通闭。

作为优选，内油囊和外油囊均由丁腈橡胶制成。

作为优选，油泵为柱塞泵；泵电机为伺服电机。

本发明的有益效果是：

将矢量声学传感器集成应用技术和高速低噪滑翔技术相结合为一体化设计，结构紧凑，布局合理，能够实现特定海域的海洋背景声场监听。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明水下声学滑翔机实施例的结构示意图。

图中，1-壳体，2-矢量水听器，3-姿态控制装置，4-浮力驱动装置。

具体实施方式

图1是一种水下声学滑翔机，由壳体1、矢量水听器2、姿态控制装置3、浮力驱动装置4组成；其中壳体1由头部导流罩、中段、尾部导流罩依次连接而成。矢量水听器2置于头部导流罩的内腔，姿态控制装置3、浮力驱动装置4置于中段的内腔，尾部导流罩外面设有尾翼。

以上各个部件的设置作为矢量水听器与滑翔机运载平台的一体化设计方案，将矢量水听器作成一个独立的声学探测舱段设置在滑翔机的头部导流罩内，由于浮力驱动装置装有油囊和油泵，噪声较大，因此将浮力驱动装置设置在滑翔机中段，并且使得内外油囊和油泵靠近滑翔机尾部，使得两者相距较远，以减小流噪声的影响。

根据仿真研究结果，采用具有金属外壳并充油的矢量水听器耐压结构。设计时将深水矢量水听器结构采用内部振动传感器与充油耐压壳体一体化设计。

密闭的充油腔体设计目的是两个方面：一是能够有效检测传递壳体外的水压及振速信号，二是减小了滑翔机运动产生的水流对矢量水听器的冲击。