一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构的制作方法

：本发明涉及水声换能器，具体讲是一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构。

背景技术

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背景技术：

1、水声换能器是将机械能转化为声波信号的关键设备。在海洋工程、水声通信、水下对抗、探测等领域中起着重要作用。高静水压环境下水声换能器性能(包括发送响应、接收响应、频率响应等)将产生一定程度的变化，必须在高静水压条件下进行校准，以准确评估水声换能器在不同压力环境下的真实性能表现。为实现水声换能器在高静水压下的性能校准，当前采用的主要方法是耐压密闭容器内，通过注水方式施加一定的静水压力以模拟深海压力环境，耐压密闭容器的尺寸与实验频率及测量方法相关联，在较高频率范围(高于1khz)，通常选择在大型密闭消声水罐进行。

2、目前，在高静水压消声水罐开展水声换能器测量工作，有两种固定方式，一种是采用连接支架将水声换能器和标准水听器固定后直接从水罐盖口处布放，此种方式在安装后，若要再次调整测量间距，需要再次开启盖口、采用新的连接支架进行部分，实际操作繁琐、费时。另一种是在水罐内部固定一套带横向移动机构的支架，此种方式虽能实现位置调整，但支架的整体尺寸较大，将挤占水罐内部有效尺寸，影响测量，并且实际使用过程中，罐体在模拟超高静水压下将产生一定程度的形变，这将导致支架也发生形变，影响横向移动机构的位置移动，使用上不甚理想。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构，该耐高静水压动密封伸缩旋转机构采用单点位固定方式，占用高压水罐内部体积小，对内部声场干扰小，伸缩旋转式设计也能适应高压水罐盖口尺寸小的特点；其次，该套机构在一次安装完成后，能够随时实现高压水罐内部水声换能器或标准水听器的位置调整，操作简便、灵活。

2、本发明的技术解决方案是，提供一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构,该机构与高压水罐连接，该机构包括：

3、折叠收放模组，其置于高压水罐中，包括连接杆、第一蜗杆蜗轮组件、第一步进电机和第一行星减速器，连接杆上端与高压水罐内部连接，连接杆下端设有固定架；

4、平移伸缩模组，其置于高压水罐中，包括平移伸缩杆、导轨基座、第二蜗杆涡轮组件、第二步进电机和第二行星减速器；

5、耐压密封模组，其置于高压水罐中，包括密封件和弹性补偿桶；

6、控制模组，其置于高压水罐外并通过耐压水密电缆控制折叠收放模组和平移伸缩模组动作；

7、其中，第一步进电机、第一行星减速器与第一蜗杆蜗轮组件配合驱动平移伸缩杆和导轨基座上下转动；第二步进电机、第二行星减速器和第二蜗杆涡轮组件配合驱动平移伸缩杆左右移动；第一步进电机、第一行星减速器以及第二步进电机、第二行星减速器分别置于弹性补偿桶中；弹性补偿桶内充满低粘性的绝缘机油。通过填充绝缘机油，可以实现弹性补偿桶的耐压需求，同时绝缘机油不影响弹性补偿桶内步进电机和行星减速器的正常工作。

8、作为优选，连接杆上端为圆形法兰，圆形法兰与高压水罐内部的盖口下端对接。

9、优选的，平移伸缩杆与导轨基座滑动连接，平移伸缩杆的上部为双轴导轨，下端安装不锈钢齿条，不锈钢齿条与平移伸缩模组中的第二蜗杆蜗轮组件相连，第二步进电机配合第二蜗杆蜗轮组件和行星减速器直接驱动平移伸缩杆横向移动。

10、作为优选，控制模组包含现场控制器、步进电机驱动器和嵌入式系统。

11、作为优选，固定架为长方形框架结构，第一蜗杆蜗轮组件、第二蜗杆涡轮组件、对称设于固定架两侧。

12、作为优选，弹性补偿桶有两个，分别用于安装第一步进电机、第一行星减速器以及第二步进电机、第二行星减速器。两个弹性补偿桶对称设置在连接杆两侧。

13、作为优选，第一蜗杆蜗轮组件包括第一蜗杆，第二蜗杆涡轮组件包括第二蜗杆，其中，第一蜗杆上端通过输出轴与弹性补偿桶内的第一行星减速器连接，并将密封件安装在输出轴与弹性补偿桶连接处，第二蜗杆上端通过输出轴与弹性补偿桶内的第二行星减速器连接，并将密封件安装在输出轴与弹性补偿桶连接处，密封件为耐高压动密封圈。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对高压水罐内水声换能器测量定位问题，本发明采用单点位固定在高压水罐盖口下端，在安装完成后，无需多次拆卸，就能够随时调整罐体内部水声换能器或标准水听器的位置，整套定位机构在保证耐超高静水压和高定位精度的要求下，伸缩旋转式设计能很好适应高压水罐盖口尺寸小，但内部又需要机构有较大活动空间的特点，此外，还具有操作简便、灵活，对实验声场干扰小的优点，能够满足高静水压下水声换能器电声性能测量对距离多变、低反射干扰的测量要求，提高了高压水罐的适用性。

技术特征：

1.一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构,该机构与高压水罐连接，其特征在于，该机构包括：

2.根据权利要求1所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，连接杆上端为圆形法兰，圆形法兰与高压水罐盖口下端对接。

3.根据权利要求1所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，平移伸缩杆与导轨基座滑动连接，平移伸缩杆的上部为双轴导轨，下端安装不锈钢齿条，不锈钢齿条与平移伸缩模组中的第二蜗杆蜗轮组件相连，第二步进电机配合第二蜗杆蜗轮组件和行星减速器直接驱动平移伸缩杆横向移动。

4.根据权利要求3所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，折叠收放模组的第一蜗杆蜗轮组件相互配合将第一步进电机转动传递给导轨基座7，进而带动导轨基座和平移伸缩杆旋转。

5.根据权利要求1所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，固定架为长方形框架结构，第一蜗杆蜗轮组件、第二蜗杆涡轮组件、对称设于固定架两侧。

6.根据权利要求1所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，弹性补偿桶有两个，分别用于安装第一步进电机、第一行星减速器以及第二步进电机、第二行星减速器。

7.根据权利要求6所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，第一蜗杆蜗轮组件包括第一蜗杆，第二蜗杆涡轮组件包括第二蜗杆，其中，第一蜗杆上端通过输出轴与弹性补偿桶内的第一行星减速器连接，并将密封件安装在输出轴与弹性补偿桶连接处；第二蜗杆上端通过输出轴与弹性补偿桶内的第二行星减速器连接，并将密封件安装在输出轴与弹性补偿桶连接处，密封件为耐高压动密封圈。

8.根据权利要求1所述的耐高静水压动密封伸缩旋转机构，其特征在于，控制模组包含现场控制器、步进电机驱动器和嵌入式系统。

技术总结
本发明公开了一种耐高静水压动密封伸缩旋转机构,该机构与高压水罐连接，该机构包括：折叠收放模组，其置于高压水罐中，包括连接杆、第一蜗杆蜗轮组件、第一步进电机和第一行星减速器，连接杆上端与高压水罐内部连接，连接杆下端设有固定架；平移伸缩模组，其置于高压水罐中，包括平移伸缩杆、导轨基座、第二蜗杆涡轮组件、第二步进电机和第二行星减速器。本发明采用单点位固定方式，占用高压水罐内部体积小，对内部声场干扰小，伸缩旋转式设计也能适应高压水罐盖口尺寸小的特点；并且在一次安装完成后，能够随时实现高压水罐内部水声换能器或标准水听器的位置调整，操作简便、灵活。

技术研发人员：刘玉财,梁丽辉,易文胜,刘森
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一五研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29