一种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置制造方法
【专利摘要】本发明公开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：同心设置的固定外环、偏航内环、横滚内环和俯仰内环，偏航内环设置在固定外环内，横滚内环设置在偏航内环内，俯仰内环设置在横滚内环内；偏航内环上Z轴直径方向的两端通过转轴机构E与固定外环连接，偏航内环上X轴直径方向的两端通过转轴机构C与横滚内环连接，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。本发明可以将同振球形矢量水听器可靠地悬挂在三维自稳定机械悬挂装置内，实现不工作时的装置可靠制动，工作时的单个维度或多个维度在限定角度内的自由转动，并保证同振球形矢量水听器在俯仰维、横滚维和偏航维内的转动灵活性。
【专利说明】-种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 优选的是，所述偏航内环连接轴套采用聚四氟乙烯制成。
[0008] 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。
[0009] 优选的是，所述横滚内环连接轴套采用聚四氟乙烯制成。
[0010] 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 接所述横滚内环与俯仰内环的转轴机构D包括俯仰内环限位螺钉、俯仰内环连接轴、俯仰 内环连接轴套、俯仰内环紧固螺钉和弹性挡圈；该俯仰内环制动螺钉贯穿横滚内环和俯仰 内环将二者连接在一起，该俯仰内环制动螺钉用于在本发明的悬挂装置需要工作时限制俯 仰内环在俯仰维的转动，在本发明的悬挂装置不需要工作时制动俯仰内环的运动；所述俯 仰内环连接轴套套设于俯仰内环连接轴的外壁上，该俯仰内环连接轴顶端穿入俯仰内环， 所述俯仰内环紧固螺钉的一端从横滚内环外壁穿入并通过螺纹禁锢在俯仰内环连接轴相 对顶端的低端的内腔中，使横滚内环和俯仰内环连接；所述俯仰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；所述俯仰内环与横滚内环连接端的外壁上各设 置有一个俯仰内环限位凹槽，该俯仰内环限位凹槽分别位于转轴机构D中俯仰内环与横滚 内环两侧连接端的外壁上，用于限制俯仰内环在俯仰维的转动角度。
[0011] 优选的是，所述俯仰内环连接轴套采用聚四氟乙烯制成。
[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，所述的悬挂装置还设置电路板盒，该电路板盒 包括电路板盒体和电路板盒盖，所述电路板盒体固定在俯仰内环底部的内壁上，所述电路 板盒盖与电路板盒体之间设置环形密封圈用于电路板盒盖与电路板盒体之间的端面密封； 该电路板盒盖的顶部设有硫化接头，用于矢量水听器配用电缆进入电路板盒体时的硫化密 封，该硫化接头的侧壁上均匀分布多个环形凹槽。
[0013] 所述的电路板盒体上设置密封圈槽，所述的环形密封圈安装在该密封圈槽内。
[0014] 进一步的，所述固定外环的外壁上设有固定外环紧固螺孔，用于本发明悬挂装置 与其他设备的固定连接。
[0015] 横滚内环连接轴、俯仰内环连接轴和偏航内环连接轴上均开有弹性挡圈安装槽， 用于安装弹性挡圈，防止横滚内环、俯仰内环和偏航内环的误动作。
[0016] 在本发明中，电路板盒不仅用于矢量水听器配用的电路板的固定，同时还用于结 构重心的调节。使得装置在水中净浮力(浮力-重力)较小的同振球形矢量水听器在完成悬 挂以后，该悬挂装置的重心仍然处于固定外环中心偏下的位置，提高了装置的工作稳定性。
[0017] 当所述的偏航内环制动螺钉的长度为16mm?20mm，偏航内环制动螺钉能够穿入 到偏航内环制动螺孔内，就可以实现偏航内环的制动，并能够承受一定强度的冲击。此时， 偏航内环与固定外环之间无相对运动。
[0018] 当所述的横滚内环制动螺钉的长度为16mm?20mm，横滚内环制动螺钉能够穿入 到横滚内环制动螺孔内，就可以实现横滚内环与偏航内环的制动，并能够承受一定强度的 冲击。此时，横滚内环与偏航内环无相对运动。
[0019] 当所述的俯仰内环制动螺钉的长度为16mm?20mm，俯仰内环制动螺钉能够穿入 到俯仰内环制动螺孔内，就可以实现俯仰内环与横滚内环的制动，并能够承受一定强度的 冲击。此时，俯仰内环与横滚内环无相对运动。
[0020] 上述三个维度的制动可以采用一个以实现某一维度的制动，也可以采用两个以实 现某两个维度的制动，也可以采用三个来实现整个装置的制动，同时还可以用来实现某一 个维度工作性能的测试的功能。
[0021] 本发明提供的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置的优点在于： 利用本发明所述的三维自稳定悬挂装置，可以将同振球形矢量水听器可靠地悬挂在三 维自稳定悬挂装置内，球形矢量水听器能够灵活地实现在俯仰维、横滚维和偏航维三个维 度可控限定角度范围内的自由转动，或保持某一维度或某两个维度的制动，而维持其他维 度的限定角度运动，实现了三维去耦合信号测量或者灵敏度测试的功能；并根据各种尺寸 规格球形水听器不同的工作模式灵活的设定悬挂方式，满足多种矢量探测需求；同时在装 置不工作时能够实现球形矢量水听器的完全制动，防止误动作；设置了用于矢量水听器配 用的电路板安装的电路板盒，这样不仅减小了悬挂装置的体积，增加了装置运动的灵敏度， 增加了悬挂装置的功能，也极大的提高了悬挂装置的通用性，很好的辅助同振球形矢量水 听器完成声场矢量信息的探测工作。
[0022] 本发明可以将同振球形矢量水听器可靠地悬挂在三维自稳定机械悬挂装置内，实 现不工作时的装置可靠制动，工作时的单个维度或多个维度在限定角度内的自由转动，并 保证同振球形矢量水听器在俯仰维、横滚维和偏航维内的转动灵活性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是本发明装置结构正视示意图； 图2是本发明装置结构左视示意图； 图3是本发明装置结构立体示意图； 图4是图1中A向剖视图； 图5是图2中B向剖视图； 图6是图4中所示的本发明装置连接偏航内环与固定外环的转轴机构E的局部剖视放 大示意图； 图7是图5中所示的本发明装置连接横滚内环与偏航内环的转轴机构C的局部剖视放 大示意图； 图8是图4中所示的本发明装置连接俯仰内环与横滚内环的转轴机构D的局部剖视放 大示意图； 图9是图1中所示的本发明装置的电路板盒体放大示意图； 图10是图1中所示的本发明装置的俯仰内环连接轴挡圈安装槽； 图11是图1中所示的本发明装置的偏航内环限位凹槽示意图； 图12是图1中所示的本发明装置的横滚内环限位凹槽示意图； 图13是图1中所示的本发明装置的俯仰内环限位凹槽示意图。
[0024] 附图标记说明 1_固定外环，2-偏航内环，3-横滚内环，4-俯仰内环，5-电路板盒紧固螺钉，6-电路 板盒体，7-电路板盒盖，8-同振球形矢量水听器，9-偏航内环紧固螺钉，10-偏航内环制动 螺钉，11-固定外环紧固螺孔，12-横滚内环制动螺钉，13-横滚内环紧固螺钉，14-俯仰内环 紧固螺钉，15-俯仰内环限位螺钉，16-横滚内环连接轴，17-弹性挡圈，18-横滚内环连接轴 套，19-矢量水听器悬吊部件，20-俯仰内环悬吊部件，21-俯仰内环连接轴套，22-偏航内环 连接轴套，23-硫化接头，24-俯仰内环连接轴，25-横滚内环限位凸台，26-俯仰内环限位凹 槽，27-偏航内环限位凹槽，28-环形密封圈，29-环形凹槽，30-偏航内环连接轴，31-密封 圈槽，32-悬吊孔，33-偏航内环制动螺孔，34-横滚内环制动螺孔，35-俯仰内环制动螺孔， 36-弹性挡圈安装槽。
[0025]
【具体实施方式】
[0026] 为使公众进一步了解本发明所采用之技术、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。
[0027] 如图1至图5所示，本发明提供的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装 置，包括固定外环1、偏航内环2、横滚内环3和俯仰内环4。偏航内环2设置在固定外环1 内，横滚内环3设置在偏航内环2内，俯仰内环4套设在横滚内环3内，固定外环1、横滚内 环3、俯仰内环4和偏航内环2同心设置。
[0028] 偏航内环2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1连接，偏 航内环2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3连接，俯仰内环4上 Y轴直径方向两端通过转轴机构D与横滚内环3连接。俯仰内环4沿圆环的内壁上均匀分 布着至少四个俯仰内环悬吊部件20,每个俯仰内环悬吊部件20均设有一个圆形悬吊孔32， 通过这些悬吊孔32,与球形矢量水听器上的矢量水听器悬吊部件19对应悬吊连接。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。
[0029] 如图6所示，连接偏航内环2与固定外环1的转轴机构E包括偏航内环制动螺钉 10、偏航内环连接轴30、偏航内环连接轴套22、偏航内环紧固螺钉9以及弹性挡圈17 ;该偏 航内环制动螺钉10贯穿固定外环1和偏航内环2并将二者连接在一起，该偏航内环制动螺 钉10用于在本发明的悬挂装置不工作的情况下防止偏航内环2在偏航维的转动；在本发明 的悬挂装置需要偏航内环2工作在限定角度的偏航维转动状态时，可以通过减小偏航内环 制动螺钉10的长度来限制偏航内环2在偏航维一定角度范围内的转动；所述偏航内环连接 轴套22套设于偏航内环连接轴30的外壁上，该偏航内环连接轴30顶端穿入偏航内环2,所 述偏航内环紧固螺钉9的一端从固定外环1外壁穿入并通过螺纹禁锢在偏航内环连接轴30 相对顶端的低端的内腔中，使固定外环1和偏航内环2连接。所述偏航内环连接轴30顶端 的外壁上设有弹性挡圈安装槽36,用于安装弹性挡圈17。所述偏航内环2外壁与固定外环 1连接的两端分别设置有偏航内环限位凹槽27和偏航内环制动螺孔33,该偏航内环限位凹 槽27位于转轴机构E中偏航内环制动螺钉10下端与偏航内环2之间的位置，用于限制偏航 内环2在偏航维的转动角度。该偏航内环制动螺孔33位于转轴机构E中偏航内环制动螺 钉10下端方向与偏航内环2相交的位置，用于在偏航内环2不需要动作的时候实现固定外 环1和偏航内环2的制动。如图11所示，该偏航内环限位凹槽27为扇形，可以根据同振球 形矢量水听器8在偏航维自由转动角度的需求，设定该偏航内环限位凹槽27的扇角。如果 需要偏航内环2转动时，选择长度在10mm?16mm的偏航内环制动螺钉10,通过该偏航内环 制动螺钉10的端部在偏航内环限位凹槽27内运动，从而保证悬挂装置中的偏航内环2在 偏航维度内实现±30°的自稳定转动。而当偏航内环制动螺钉10的长度为16mm?20mm, 偏航内环制动螺钉10能够穿入到偏航内环制动螺孔33内，就可以实现偏航内环2的制动， 并能够承受一定强度的冲击。此时，偏航内环2与固定外环之间1无相对运动。
[0030] 通过偏航内环连接轴30、偏航内环连接轴套22、偏航内环紧固螺钉9和弹性挡圈 17实现固定外环1与偏航内环2之间的连接。首先需要偏航内环连接轴30和偏航内环连 接轴套22配合安装以后，再装配到偏航内环2上，再利用偏航内环紧固螺钉9将偏航内环2 和固定外环1连接，其中偏航内环连接轴套22优选采用聚四氟乙烯制成，能够保证连接强 度、光滑度及抗冲击能力，最后在偏航内环连接轴30上的弹性挡圈安装槽36内安装弹性挡 圈17以防止其沿着偏航内环连接轴24的轴向误动作。
[0031] 偏航内环2外壁上设有的偏航内环限位凹槽27,当偏航内环2转动到偏航维最大 限位角度时，即与偏航内环限位凹槽27的边沿碰触，不能再继续转动，这样就实现了同振 球形矢量水听器在偏航维的转动限位功能。通过固定外环1上的通孔，偏航内环制动螺钉 10与偏航内环2上对应的偏航内环制动螺孔33连接，就可以使偏航内环2和固定外环1之 间实现制动，不能再发生相对转动。
[0032] 如图7所示，连接横滚内环3与偏航内环2的转轴机构C包括横滚内环制动螺钉 12、横滚内环连接轴16、横滚内环连接轴套18、横滚内环紧固螺钉13以及弹性挡圈17 ;该 横滚内环制动螺钉12贯穿横滚内环3和偏航内环2将二者连接在一起，该横滚内环制动螺 钉12用于在本发明的悬挂装置不工作的情况下防止横滚内环3在横滚维的转动；所述横滚 内环连接轴套18套设于横滚内环连接轴16的外壁上，该横滚内环连接轴16顶端穿入横滚 内环3,所述横滚内环紧固螺钉13的一端从偏航内环2外壁穿入并通过螺纹禁锢在横滚内 环连接轴16相对顶端的低端的内腔中，使偏航内环2和横滚内环3连接。所述横滚内环连 接轴16顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽36,用于安装弹性挡圈17 ;所述偏航内环2与横 滚内环3连接两端的内壁各设置有一个横滚内环限位凸台25,该横滚内环限位凸台25分别 位于转轴机构C中横滚内环3与偏航内环2连接的两侧，用于限制横滚内环3在横滚维的 转动角度。如图12所示，该横滚内环限位凸台25为扇形，可以根据同振球形换能器的实际 需求设定该横滚限位凸台25的扇角，如果需要横滚内环3转动时，选择长度在10mm?16mm 的横滚内环制动螺钉12,通过该螺钉的端部在横滚内环限位凸台25内运动，从而保证悬挂 装置中的横滚内环3在横滚维度内实现±30°的自稳定转动。而当横滚内环制动螺钉12 的长度为16mm?20mm，横滚内环制动螺钉12能够穿入到横滚内环制动螺钉孔34内，就可 以实现横滚内环3与偏航内环2的制动，并能够承受一定强度的冲击。此时，横滚内环3与 偏航内环2无相对运动。横滚内环连接轴套18采用聚四氟乙烯制成。
[0033] 如图8所示，连接横滚内环3与俯仰内环4的转轴机构D包括俯仰内环限位螺钉 15、俯仰内环连接轴24、俯仰内环连接轴套21、俯仰内环紧固螺钉14和弹性挡圈17。该俯 仰内环限位螺钉15贯穿横滚内环3和俯仰内环4将二者连接在一起，该俯仰内环限位螺钉 15用于在本发明的悬挂装置不工作的情况下防止俯仰内环4在俯仰维的转动，在本发明的 悬挂装置工作时限定俯仰内环4在俯仰维的运动角度。俯仰内环连接轴套21套设于俯仰 内环连接轴24的外壁上，该俯仰内环连接轴24顶端穿入俯仰内环4,所述俯仰内环紧固螺 钉14的一端从横滚内环3外壁穿入并通过螺纹禁锢在俯仰内环连接轴24相对顶端的低端 的内腔中，使横滚内环3和俯仰内环4连接；所述俯仰内环连接轴24顶端的外壁上设有弹 性挡圈安装槽36,用于安装弹性挡圈17 ;所述俯仰内环4与横滚内环3连接端的外壁上各 设置有一个俯仰内环限位凹槽26,该俯仰内环限位凹槽26分别位于转轴机构D中俯仰内 环4与横滚内环3两侧连接端的外壁上，用于在本发明的悬挂装置不工作的情况下限制俯 仰内环4在俯仰维的转动角度，在本发明的悬挂装置工作的情况下限制其在俯仰维转动的 角度。如图13所示，该俯仰内环限位凹槽26为扇形，根据同振球形矢量水听器的需要设定 俯仰内环限位凹槽26的扇角，如果需要俯仰内环4转动时，将俯仰内环制动螺钉15换成长 度介于10mm?16mm之间的螺钉，通过该螺钉的端部在俯仰内环限位凹槽26内运动，从而 保证悬挂装置中的俯仰内环4在俯仰维度内实现±30°的自稳定转动。而当俯仰内环制动 螺钉15的长度为16_?20_，俯仰内环制动螺钉能够穿入到俯仰内环制动螺钉孔35内， 就可以实现俯仰内环4与横滚内环3的制动，并能够承受一定强度的冲击。此时，俯仰内环 4与横滚内环3无相对运动。横滚内环3和俯仰内环4之间通过俯仰内环连接轴24、俯仰 内环连接轴套21、俯仰内环紧固螺钉14和弹性挡圈17实现连接，并通过安装在弹性挡圈 安装槽36内的弹性挡圈17防止结构件沿俯仰内环连接轴24的轴向产生误动作。首先需 要将俯仰内环连接轴24和俯仰内环连接轴套21配合安装以后，再装配到俯仰内环4上，然 后利用俯仰内环紧固螺钉14将俯仰内环4和横滚内环3连接起来，最后在俯仰内环连接轴 24的弹性挡圈安装槽36内安装弹性挡圈17以防止其误动作，其中的俯仰内环连接轴套21 优选采用聚四氟乙烯制成。
[0034] 固定外环1的外壁上设有四个均匀分布的固定外环紧固螺孔11，固定内环1通过 该固定外环紧固螺孔11实现本发明的悬挂装置与其他设备的连接。
[0035] 本实施例三维自稳定悬挂装置还设置电路板盒，该电路板盒包括电路板盒体6和 电路板盒盖7,所述电路板盒体6通过电路板盒紧固螺钉5固定在俯仰内环4底部的内壁 上，所述电路板盒盖7与电路板盒体6之间设置环形密封圈28用于电路板盒盖7与电路板 盒体6之间的端面密封；电路板盒体6上设置密封圈槽31，环形密封圈28安装在该密封圈 槽31内。该电路板盒盖7的顶部设有硫化接头23,用于矢量水听器配用电缆进入电路板盒 体6时的硫化密封，为了加强硫化作业以后的结构强度，在硫化接头23的侧壁上均匀分布 多个环形凹槽29。如图9所示。
[0036] 当本发明悬挂装置使用时，首先将同振球形矢量水听器8利用弹簧或其他弹性材 料悬挂在俯仰内环4上，其次将俯仰内环4和横滚内环3连接，再次将横滚内环3和偏航内 环2连接，最后将偏航内环2和固定外环1连接。在不需要本发明悬挂装置工作时，安装长 度在16mm?20mm之间的偏航内环制动螺钉10、横滚内环制动螺钉12和俯仰内环制动螺钉 15,就可以使整个结构不会发生误动作。如果装置要工作时，可以将偏航内环制动螺钉10、 俯仰内环制动螺钉15和横滚内环制动螺钉12更换成长度介于10mm?16mm的螺钉，最后 利用紧固螺钉通过固定外环1上面的固定外环紧固螺孔11将本发明的装置固定在其他装 置上，这样，球形矢量水听器就可以达到进行三维矢量探测的目的。
[0037] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明技术 方案的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 在本发明的技术方案构思范围内进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神 和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在于：所述装置包 括：固定外环（1)、偏航内环（2)、横滚内环（3)和俯仰内环（4)，所述偏航内环（2)设置在固 定外环（1)内，所述横滚内环（3)设置在偏航内环（2)内，所述俯仰内环（4)设置在横滚内 环（3)内，所述固定外环（1)、横滚内环（3)、俯仰内环（4)和偏航内环（2)同心设置；所述偏 航内环（2)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（1)连接，所述偏航 内环（2)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（3)连接，所述俯仰内 环（4)上Y轴直径方向两端通过转轴机构D与横滚内环（3)连接。
2. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：所述俯仰内环（4)的内壁上均匀分布有至少四个俯仰内环悬吊部件（20)，每个俯仰内 环悬吊部件（20)沿着俯仰内环（4)的内壁均匀布置，且均设有一个悬吊孔（32)，与球形矢 量水听器上的矢量水听器悬吊部件（19)对应悬吊。
3. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：连接所述偏航内环（2)与固定外环（1)的转轴机构E包括偏航内环制动螺钉（10)、偏航 内环连接轴（30 )、偏航内环连接轴套（22 )、偏航内环紧固螺钉（9 )以及弹性挡圈（17 );该偏 航内环制动螺钉（10 )贯穿固定外环（1)和偏航内环（2 )并将二者连接在一起，该偏航内环 制动螺钉（10)用于在所述的悬挂装置需要工作时限制偏航内环（2)在偏航维的转动，在所 述的悬挂装置不需要工作时限制偏航内环（2)的运动；所述偏航内环连接轴套（22)套设于 偏航内环连接轴（30 )的外壁上，该偏航内环连接轴（30 )顶端穿入偏航内环（2 )，所述偏航 内环紧固螺钉（9)的一端从固定外环（1)外壁穿入并通过螺纹禁锢在偏航内环连接轴（30) 相对顶端的低端的内腔中，使固定外环（1)和偏航内环（2 )连接；所述偏航内环连接轴（30 ) 顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽（36)，用于安装弹性挡圈（17);所述偏航内环（2)外壁 在Z轴方向对称设置有两个偏航内环限位凹槽（27)和偏航内环制动螺孔（33)，该偏航内环 限位凹槽（27)位于转轴机构E中偏航内环制动螺钉（10)下端与偏航内环（2)之间的位置， 用于限制偏航内环（2)在偏航维的转动角度；该偏航内环制动螺孔（33)位于转轴机构E中 偏航内环制动螺钉（10)下端方向与偏航内环（2)相交的位置，用于在偏航内环（2)不需要 动作的时候实现固定外环（1)和偏航内环（2)的制动。
4. 根据权利要求3所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：当需要偏航内环（2)转动时，所述的偏航内环制动螺钉（10)的长度在10mm?16mm，偏 航内环（2)在偏航维度内实现±30°的自稳定转动；当所述的偏航内环制动螺钉（10)的长 度为16mm?20mm，偏航内环制动螺钉（10)能够穿入到偏航内环制动螺孔（33)内，实现偏 航内环（2)的制动。
5. 根据权利要求3所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：所述偏航内环连接轴套（22)采用聚四氟乙烯制成。
6. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：连接所述横滚内环（3)与偏航内环（2)的转轴机构C包括横滚内环制动螺钉（12)、横 滚内环连接轴（16)、横滚内环连接轴套（18)、横滚内环紧固螺钉（13)以及弹性挡圈（17); 该横滚内环制动螺钉（12 )贯穿横滚内环（3 )和偏航内环（2 )将二者连接在一起，该横滚内 环制动螺钉（12)用于防止横滚内环（3)在所述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（18)套设于横滚内环连接轴（16)的外壁上，该横滚内环连接轴 (16)顶端穿入横滚内环（3)，所述横滚内环紧固螺钉（13)的一端从偏航内环（2)外壁穿入 并通过螺纹禁锢在横滚内环连接轴（16)相对顶端的低端的内腔中，使偏航内环（2)和横滚 内环（3)连接；所述横滚内环连接轴（16)顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽（36)，用于安 装弹性挡圈（17);所述偏航内环（2)在与横滚内环连接轴（16)连接的两端内壁各设置有一 个横滚内环限位凸台（25)，该横滚内环限位凸台（25)用于限制横滚内环（3)在横滚维的转 动角度。
7. 根据权利要求6所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：需要横滚内环3转动时，所述的横滚内环制动螺钉（12)的长度在10mm?16mm，横滚内 环（3)在横滚维度内实现±30°的自稳定转动；当所述的横滚内环制动螺钉（12)的长度为 16mm?20mm，横滚内环制动螺钉（12)能够穿入到横滚内环制动螺孔（34)内，实现横滚内环 (3)与偏航内环（2)的制动。
8. 根据权利要求6所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：所述横滚内环连接轴套（18)采用聚四氟乙烯制成。
9. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征在 于：连接所述横滚内环（3)与俯仰内环（4)的转轴机构D包括俯仰内环限位螺钉（15)、俯 仰内环连接轴（24)、俯仰内环连接轴套（21 )、俯仰内环紧固螺钉（14)和弹性挡圈（17);该 俯仰内环制动螺钉（15)贯穿横滚内环（3)和俯仰内环（4)将二者连接在一起，该俯仰内环 制动螺钉（15)用于在所述的悬挂装置需要工作时限制俯仰内环（4)在俯仰维的转动，在所 述的悬挂装置不需要工作时制动俯仰内环（4)的运动；所述俯仰内环连接轴套（21)套设 于俯仰内环连接轴（24)的外壁上，该俯仰内环连接轴（24)顶端穿入俯仰内环（4)，所述俯 仰内环紧固螺钉（14)的一端从横滚内环（3)外壁穿入并通过螺纹禁锢在俯仰内环连接轴 (24)相对顶端的低端的内腔中，使横滚内环（3)和俯仰内环（4)连接；所述俯仰内环连接轴 (24)顶端的外壁上设有弹性挡圈安装槽（36 )，用于安装弹性挡圈（17 );所述俯仰内环（4) 与横滚内环（3)连接端的外壁上各设置有一个俯仰内环限位凹槽（26)，该俯仰内环限位凹 槽（26)分别位于转轴机构D中俯仰内环（4)与横滚内环（3)两侧连接端的外壁上，用于限 制俯仰内环（4)在俯仰维的转动角度。
10. 根据权利要求9所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征 在于：当需要俯仰内环（4)转动时，所述的俯仰内环制动螺钉（15)的长度在10mm?16mm, 俯仰内环（4)在俯仰维度内实现±30°的自稳定转动；当所述的俯仰内环制动螺钉（15)的 长度为16_?20_，俯仰内环制动螺钉（15)能够穿入到俯仰内环制动螺钉孔（35)内，实 现俯仰内环（4 )与横滚内环（3 )的制动。
11. 根据权利要求9所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征 在于：所述俯仰内环连接轴套（21)采用聚四氟乙烯制成。
12. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特 征在于：所述的悬挂装置还设置电路板盒，该电路板盒包括电路板盒体（6)和电路板盒盖 (7)，所述电路板盒体（6)固定在俯仰内环（4)底部的内壁上，所述电路板盒盖（7)与电路 板盒体（6 )之间设置环形密封圈（28 )用于电路板盒盖（7 )与电路板盒体（6 )之间的端面密 封；该电路板盒盖（7)的顶部设有硫化接头（23)，用于矢量水听器配用电缆进入电路板盒 体（6)时的硫化密封，该硫化接头（23)的侧壁上均匀分布多个环形凹槽（29)。
13. 根据权利要求12所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征 在于：所述的电路板盒体（6)上设置密封圈槽（31)，所述的环形密封圈（28)安装在该密封 圈槽（31)内。
14. 根据权利要求1所述的用于同振球形矢量水听器的三维自稳定悬挂装置，其特征 在于：所述固定外环（1)的外壁上设有固定外环紧固螺孔（11)，用于本发明悬挂装置与其 他设备的固定连接。
【文档编号】G01H3/00GK104089694SQ201410338621
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】刘飞飞, 赵兴奋, 黄海宁 申请人:苏州桑泰海洋仪器研发有限责任公司