一种用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，该透水舱能够实现水下滑翔系统两侧舱段的可靠连接，满足矢量水听器进行声场标量和矢量信息探测的需要。
【背景技术】
[0002]水下滑翔系统是一种新型的可实现水下自主运动的机器人。其利用净浮力变化和姿态调整提供动力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态调整时需要消耗少量能源，因此水下滑翔系统具有能源利用率高、续航能力强等优点。虽然水下滑翔系统的航行速度较慢，但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需求。
[0003]中间透水舱用于连接水下滑翔系统的两侧舱段，在能保证足够的连接强度的同时，其水下净重也应能满足系统要求。
[0004]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。本水下滑翔系统将矢量水听器悬挂在一个具有三维自稳定转动特性的机械装置内，该机械装置能保证在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、横滚维和偏航维按照要求转动。为了使矢量水听器能够进行声场标量和矢量信息的探测，其安装舱段必须满足以下要求:
[0005]1、允许矢量水听器及其悬挂装置有足够的运动自由度，滑翔机的两侧舱段的电器连接缆不可以对矢量水听器的运动产生干涉。
[0006]2、能够阻隔水流对矢量水听器及其悬挂装置自适应运动的影响。
[0007]3、材料能够最大限度的允许水声穿透。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于，提供一种水下滑翔系统的中间透水舱，该舱段能够实现水下滑翔系统两侧舱段的可靠连接，滑翔翼的快速安装，满足矢量水听器及其悬挂装置的安装与自适应运动，允许两侧舱段的电器连接缆的穿舱，能够阻隔动态水流对水听器及其悬挂系统自适应运动的影响，且具有良好的透声效果。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其特征在于:所述透水舱具有一个支撑骨架，该支撑骨架为中空式圆形罐笼结构，该支撑骨架两端分别与所述滑翔系统的前侧舱段和后侧舱段连接，该支撑骨架外侧设置碳纤维材料蒙皮；所述支撑骨架内侧中间部位对称布置两个矢量水听器及其悬挂装置的安装平台，该支撑骨架外侧沿轴向方向对称布置两个滑翔翼安装平台，该滑翔翼安装平台设有走线槽，该走线槽两端分别设置出线孔和进线孔，该设计可以将前后舱段的电器连接线缆布置于中间透水舱外侧面，以避免电器连接线缆对矢量水听器及其悬挂装置自适应运动的干涉。此外将电器连接线缆布置于走线槽内，走线槽外侧安装的滑翔翼可以将电器连接线缆压住，避免设备在滑翔行驶过程中电器连接线缆在水流作用下的摆动。
[0010]所述支撑骨架采用航空铝合金材料，表面作阳极氧化处理，氧化皮厚度不小于20 μ mD
[0011]所述支撑骨架与碳纤维材料蒙皮之间通过环氧树脂胶接，胶接工艺简单可靠。
[0012]所述支撑骨架外侧设置的碳纤维材料蒙皮包括左侧碳纤维蒙皮和右侧碳纤维蒙皮，该左侧碳纤维蒙皮和右侧碳纤维蒙皮与所述的支撑骨架采用环氧树脂粘接。
[0013]本实用新型提出的用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，采用铝合金框架与碳纤维材料局部包裹粘接的中空式圆形罐笼结构，可避免金属材料对整体透声性能的影响。支撑骨架两端分别通过圆周面上的安装孔与滑翔系统的前后舱段连接。根据实际使用要求，水下滑翔系统空气中总重量约为lOOKg。吊放过程中，中间透水舱两端各承受约50Kg剪切力，通过计算分析，设计满足实际受力要求。
[0014]铝合金支撑骨架框架外通过碳纤维材料蒙皮，碳纤维是一种力学性能十分优异的材料，其比重不到钢的1/4，抗拉强度在3500Mpa以上，是不锈钢的7?9倍，抗拉弹性模量为23000?43000Mpa，亦高于不锈钢。此外碳纤维材料的声特性阻抗比铝合金、不锈钢等金属材料更接近于水的声特性阻抗，其透声效果更好。因此用碳纤维材料作为蒙皮用以阻隔运动水流对水听器及其悬挂支架自适应运动的影响，其不仅具有优越的力学性能避免吊放过程中的冲击破坏，还具有相对优越的透声效果，使矢量水听器能够更好的完成水下矢量探测。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例结构爆炸示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例结构左视示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例支撑骨架的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型实施例结构穿舱缆走线示意透视图。
[0019]其中:1_支撑骨架，2-左侧碳纤维蒙皮，3-右侧碳纤维蒙皮，4-前侧舱段端盖，5-后侧舱段端盖，6-右侧滑翔，7-左侧滑翔，8-矢量水听器及其悬挂装置，9-滑翔翼安装平台，10-穿舱缆，11-矢量水听器及其悬挂装置的安装平台，12-走线槽，13-安装孔，14-碳纤维安装台阶。
【具体实施方式】
[0020]为使公众进一步了解本实用新型所采用之技术、手段及其有益效果，特举实施例并配合附图详细说明如下，相信当可由之得以深入而具体的了解。
[0021]图1、图2是本实施例所提供的用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱结构示意图，其透水舱具有一个支撑骨架1，该支撑骨架1采用牌号为7075的航空铝合金材料，表面作阳极氧化处理，氧化皮厚度不小于20 μ m。如图3所示，该支撑骨架1为中空式圆形罐笼结构，该罐笼结构的支撑骨架1两端分别通过圆周面上的安装孔13与滑翔系统的前侧舱段和后侧舱段连接，该罐笼结构的支撑骨架1外侧设置碳纤维材料蒙皮；所述支撑骨架1内侧中间部位对称布置两个矢量水听器及其悬挂装置的安装平台11，矢量水听器及其悬挂装置8安装于中间透水舱的中间部位，通过四根M4 X 30十字槽盘头螺钉与矢量水听器及其悬挂装置的安装平台11固定，安装固定后矢量水听器及其悬挂装置8可以在中间透水舱内进行自适应运动。矢量水听器及其悬挂装置的安装平台11上设置的螺纹孔可实现矢量水听器快速方便的安装和拆卸，该支撑骨架1外侧沿轴向方向对称布置两个滑翔翼安装平台9，10个M4的螺纹孔15分两排均布在两个滑翔翼安装平台9上，分别用于右侧滑翔6和左侧滑翔7的安装固定。
[0022]该滑翔翼安装平台9中间设有走线槽12，左侧滑翔翼6和右侧滑翔翼7分别位于走线槽12的上方，该结构布置方式可实现穿舱缆10的固定。该走线槽12两端分别设置出线孔16和进线孔17，用于电器连接线缆18的出线和进线。该设计可以将前后舱段的电器连接线缆18布置于中间透水舱外侧面。电器连接线缆18布置于该走线槽内12，利用走线槽12外侧安装的右侧滑翔6和左侧滑翔7将电器连接线缆压住，避免设备在滑翔行驶过程中电器连接线缆18在水流作用下的摆动。如图4所示，在布线过程中，电器连接线缆18的一端与水下滑翔系统前侧舱段端盖4上的连接器插合后，另一端需要从滑翔系统的中间透水舱同一侧的通气孔穿出后将线缆平整的布置于滑翔翼安装平台9的走线槽12内，然后从另一个通气孔穿入，并与水下滑翔系统后侧舱段端盖5上的连接器插合，最终实现前后舱段的电器连接，且可以避免穿舱缆10 (即上文所述连接器的中间连接缆)对矢量水听器自适应运动的干扰。
[0023]罐体结构的支撑骨架1外侧设置的碳纤维材料蒙皮包括左侧碳纤维蒙皮2和右侧碳纤维蒙皮3，支撑骨架1上分别设置碳纤维安装台阶，左侧碳纤维蒙皮2以及右侧碳纤维蒙皮3分别用环氧树脂胶接在相应的碳纤维安装台阶14上，如图3所示，胶接后形成中空式圆形罐笼结构，即为本实用新型的滑翔系统中间透水舱。
[0024]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型技术方案的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，在本实用新型的技术方案构思范围内进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其特征在于:所述透水舱具有一个支撑骨架(1 )，该支撑骨架(1)为中空式圆形罐笼结构，该支撑骨架(1)两端分别与所述滑翔系统的前侧舱段和后侧舱段连接，该支撑骨架(1)外侧设置碳纤维材料蒙皮；所述支撑骨架(1)内侧中间部位对称布置两个矢量水听器及其悬挂装置的安装平台(11 )，该支撑骨架(1)外侧沿轴向方向对称布置两个滑翔翼安装平台(9)，该滑翔翼安装平台(9)设有走线槽(12)，该走线槽(12)两端分别设置出线孔和进线孔。2.根据权利要求1所述的用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其特征在于:所述支撑骨架(1)采用航空铝合金材料，表面作阳极氧化处理，氧化皮厚度不小于20 μ mD3.根据权利要求1所述的用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其特征在于:所述支撑骨架(1)与碳纤维材料蒙皮之间通过环氧树脂胶接。4.根据权利要求1所述的用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其特征在于:所述支撑骨架(1)外侧设置的碳纤维材料蒙皮包括左侧碳纤维蒙皮(2)和右侧碳纤维蒙皮(3)，该左侧碳纤维蒙皮(2)和右侧碳纤维蒙皮(3)与所述的支撑骨架(1)采用环氧树月旨粘接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于安装矢量水听器的水下滑翔系统中间透水舱，其具有一个中空式圆形罐笼结构的支撑骨架，支撑骨架两端分别与滑翔系统的前侧舱段和后侧舱段连接，支撑骨架外侧设置碳纤维材料蒙皮，支撑骨架内侧中间部位对称布置两个矢量水听器及其悬挂装置的安装平台，支撑骨架外侧沿轴向方向对称布置两个滑翔翼安装平台，该滑翔翼安装平台设有走线槽，该透水舱能够实现水下滑翔系统两侧舱段的可靠连接，滑翔翼的快速安装，满足矢量水听器及其悬挂装置的安装与自适应运动，允许两侧舱段的电器连接缆的穿舱，能够阻隔动态水流对水听器及其悬挂系统自适应运动的影响，且具有良好的透声效果。
【IPC分类】B63C11/52
【公开号】CN205113671
【申请号】CN201520837505
【发明人】汤羽昌, 刘飞飞, 黄海宁, 赵兴奋, 黄勇
【申请人】苏州桑泰海洋仪器研发有限责任公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月27日