一种测声用金属球可控速入水连续自动投放装置的制作方法

本技术涉及一种金属球可控速入水投放装置，尤其是一种实验室非消声水池中控速入水连续自动投放装置。

背景技术：

1、物理声学实验中，对物体空投入水产生的水下瞬态信号的研究分析有着极其重要的意义，如果能够较早的识别该信号，那么就可以及时的防御空投目标的袭击。物体入水声是一种非常重要的瞬态信号，对于此类瞬态信号的研究分析具有重要的现实意义。

2、按照物体入水速度的大小，物体入水声可分为低速物体入水声和高速物体入水声，其中，低速物体击水强度与入射角和物体尺寸有关系。国内虽已开展了低速入水声的研究，但缺乏金属球入水的自动投放装置。在进行金属球入水实验中，如果采用人工投放，无法保证金属球达到目标运动状态，且由于人为因素，每次投放会存在高度上的误差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，以实现速度和入水角度可控的金属球入水声的连续实验室测量。

2、为实现上述发明目的，本测声用金属球可控速入水连续自动投放装置包括水池、水听器基阵、工业相机、相机支架、三轴平台，其还包括投放装置；所述三轴平台固定在地面上，所述投放装置与三轴平台工作台固连；小球在释放时需要投放装置通过磁能来提供水平方向上的初速度，对三轴平台会有反作用力，需要三轴平台固定到地面上，以产生稳固的支撑；所述投放装置包括装填舱、储弹舱、电推杆、推块、滑道、炮筒、顶块、缓冲垫、加载线圈、加载线圈护罩、挡块和投放装置工作台，所述装填舱为倒梯形，上宽下窄的倒梯形结构，既方便金属球的投放，又方便金属球依次落入储弹舱内；所述储弹舱两端分别与装填舱和滑道固连，储弹舱为细长型结构，通过其内部尺寸的限制，使金属球只可在其内部单列排布，便于后续通过推块进行依次装填；所述电推杆与投放装置工作台固连，所述推块与电推杆的推杆固连，所述滑道与投放装置工作台固连，滑道顶部和侧面两个开口分别与储弹舱与炮筒的开口对齐，所述炮筒与投放装置工作台固连，所述炮筒内设置有挡块和顶块，所述顶块两端固定有缓冲垫，所述加载线圈固定于炮筒底部，所述加载线圈护罩固定于炮筒底部，为控制金属球的入水角度，在利用三轴平台来控制释放高度的同时，还需对其释放时的水平初速度进行控制，当大脉冲电流流经加载线圈时形成脉冲磁场，变化的磁感线穿过顶块产生变化的磁通量，使顶块中产生与加载线圈同轴反向的涡流，瞬时磁场和涡流相互作用，产生电磁力将顶块推出，通过改变加载线圈两端的放电电压，使顶块获得不同的电磁推力，以使其以不同的速度撞击金属球，从而实现对金属球水平初速度的控制；所述水听器基阵固定于水池底部，多个水听器阵型排列，置于水池底部，实现对小球入水时声信号的捕捉；所述相机支架固定于水池一侧，所述工业相机固定于相机支架上，通过工业相机对小球入水过程进行延时拍摄，通过对拍摄的图像进行处理，得出金属球入水时的速度和入水角度。

3、优选的，所述三轴平台在高度方向的移动范围为1～5m。三轴平台用于带动安装在其上的投放装置实现空间位置移动，金属球入水速度垂直分量只由金属球释放时的高度决定，保证三轴平台在高度方向上的较大的调整范围，以保证金属球入水速度的较大调节范围。

4、优选的，所述炮筒轴线与水平面形成5～10°的倾角。炮筒设置一定度数的倾角，便于顶块在激发后的回位。

5、优选的，所述水听器基阵为3～12个水听器的集合。可设置不同组合形式的水听器基阵，以满足不同的测量需求。

6、优选的，所述储弹舱内金属球储存量为3～10个。通过储弹舱、滑道、推块的配合，可实现金属球激发后的自动装填，节省试验时间。

7、优选的，所述推块的长度等于滑道的长度。使推块在装填的同时，依靠自身的结构堵住储弹舱的出口，防止下一金属球过早落入滑道，阻碍推块的复位。

8、本测声用金属球可控速入水连续自动投放装置的显著优点和有益效果为：

9、(1)金属球可控速入水连续自动投放装置结构简单，后期维护容易，工作过程稳定可靠；

10、(2)通过三轴平台控制释放高度，投放装置控制释放水平初速度，可使金属球在一定范围内，以可控的角度和和速度入水；

11、(3)通过工业相机对入水过程的监控，可得出金属球较为精确的入水角度和速度数据，用于后续的数据处理。

技术特征：

1.一种测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，包括水池(2)、水听器基阵(3)、工业相机(4)、相机支架(5)、三轴平台(6)，其特征在于：还包括投放装置(1)；所述三轴平台(6)固定在地面上，所述投放装置(1)与三轴平台(6)工作台固连；所述投放装置(1)包括装填舱(11)、储弹舱(12)、电推杆(13)、推块(14)、滑道(15)、炮筒(16)、顶块(17)、缓冲垫(18)、加载线圈(19)、加载线圈护罩(110)、挡块(111)和投放装置工作台(112)，所述装填舱(11)为倒梯形，所述储弹舱(12)两端分别与装填舱(11)和滑道(15)固连，所述电推杆(13)与投放装置工作台(112)固连，所述推块(14)与电推杆(13)的推杆固连，所述滑道(15)与投放装置工作台(112)固连，滑道(15)顶部和侧面两个开口分别与储弹舱(12)与炮筒(16)的开口对齐，所述炮筒(16)与投放装置工作台(112)固连，所述炮筒(16)内设置有挡块(111)和顶块(17)，所述顶块(17)两端固定有缓冲垫(18)，所述加载线圈(19)固定于炮筒(16)底部，所述加载线圈护罩(110)固定于炮筒(16)底部；所述水听器基阵(3)固定于水池(2)底部；所述相机支架(5)固定于水池(2)一侧，所述工业相机(4)固定于相机支架(5)上。

2.根据权利要求1所述测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其特征在于：所述三轴平台(6)在高度方向的移动范围为1～5m，三轴平台用于带动安装在其上的投放装置实现空间位置移动。

3.根据权利要求1所述测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其特征在于：所述炮筒(16)轴线与水平面形成5～10°的倾角。

4.根据权利要求1所述测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其特征在于：所述水听器基阵(3)为3～12个水听器的集合。

5.根据权利要求1所述测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其特征在于：所述储弹舱(12)内金属球储存量为3～10个。

6.根据权利要求1所述测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其特征在于：所述推块(14)的长度等于滑道(15)的长度。

技术总结
本技术涉及一种测声用金属球可控速入水连续自动投放装置，其包括水池、水听器基阵、工业相机、相机支架、三轴平台，还包括投放装置；所述三轴平台固定在地面上，所述投放装置与三轴平台工作台固连；所述投放装置包括装填舱、储弹舱、电推杆、推块、滑道、炮筒、顶块、缓冲垫、加载线圈、加载线圈护罩、挡块和投放装置工作台。本装置装置结构简单，后期维护容易，工作过程稳定可靠；通过三轴平台控制释放高度，投放装置控制释放水平初速度，可使金属球在一定范围内，以可控的角度和和速度入水；通过工业相机对入水过程的监控，可得出金属球较为精确的入水角度和速度数据，用于后续的数据处理。

技术研发人员：李琪,尚大晶,唐锐,吕志超
受保护的技术使用者：青岛欧绅艾尔斯海洋信息装备有限责任公司
技术研发日：20220830
技术公布日：2024/1/12