CN107068141A - 可调节薄板组合式弯张换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可调节薄板组合式弯张换能器，包括弯张壳体、驱动组件、左过渡块以及右过渡块，驱动组件位于弯张壳体内部，左过渡块以及右过渡块分别将驱动组件的两端与弯张壳体长轴两侧的内端面连接；其改进之处是：弯张壳体为分体结构，包括上薄板和下薄板；上薄板和下薄板均是由板材通过木模弯曲成型的弧形板；上薄板、下薄板分别通过紧定螺栓固定安装在左过渡块和右过渡块上并且形成了一个用于安装驱动组件的椭圆形空间。本发明克服了现有大尺寸弯张换能器制作壳体难以成型、加工工艺要求高、壳体成型后预应力不可调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种声学换能器，尤其涉及一种可调节薄板组合式弯张换能器。
背景技术
弯张换能器尤其是IV型弯张换能器是十分普遍的换能器，尤其是在水声领域，应用更加广泛，还有很多基于该型换能器的改进结构，如鱼唇式弯张换能器。换能器辐射频率与换能器尺寸尤其是壳体尺寸关系很大，但换能器频率降低或者辐射性能增加时，换能器壳体尺度会大幅增加，壳体位移变形也会增加。
目前，传统的弯张壳体成型多是采用优质合金材料进行锻打、去应力、线切割、去应力等复杂的工艺，工艺要求高，成本高。近些年开始应用的碳纤维壳体，需要定制模具成型，成本更高。总体来讲，目前的大尺寸弯张换能器制作存在成型困难、加工工艺要求高、成本高、壳体成型后预应力难以调节等问题。
发明内容
为克服现有大尺寸弯张换能器制作壳体难以成型、加工工艺要求高、壳体成型后预应力不可调节的技术问题，本发明提供一种可调节薄板组合式弯张换能器。
本发明的技术解决方案是：
本发明提供了一种可调节薄板组合式弯张换能器，包括弯张壳体、驱动组件、左过渡块以及右过渡块，驱动组件位于弯张壳体内部，左过渡块以及右过渡块分别将驱动组件的两端与弯张壳体长轴两侧的内端面连接；
其改进之处是：
所述弯张壳体为分体结构，包括上薄板和下薄板；上薄板和下薄板均是由板材通过木模弯曲成型的弧形板；上薄板、下薄板分别通过紧定螺栓固定安装在左过渡块和右过渡块上并且形成了一个用于安装驱动组件的椭圆形空间。
上述弯张换能器还包括弯张壳体调节装置；弯张壳体调节装置包括两根光轴、左固定板、弹簧、螺母、活动板、第二固定板以及调节螺钉；
两根光轴平行设置并且分别穿过左过渡块和右过渡块并向外部延伸；光轴延伸的部分的端部设有螺纹；
两根光轴向左过渡块外延伸的部分穿过左固定板后与螺母螺纹连接；左过渡块和左固定板之间的两根光轴上均安装有弹簧；
两根光轴向右过渡块外延伸的部分依次穿过活动板、右固定板后与螺母螺纹连接；活动板和右过渡块之间的两根光轴上均安装有弹簧；
右固定板的中部安装有调节螺钉，调节螺钉的螺纹部分与右固定板螺纹连接，调节螺钉的端部与活动板接触。
上述驱动组件包括多个并排卡接的驱动单元；驱动单元包括驱动晶堆和驱动壳体；驱动壳体的截面为椭圆形；驱动晶堆由驱动功能材料的片状结构按照电气部分并联，机械部分串联方式粘结而成，且在驱动壳体长轴方向安装。
上述驱动壳体的结构为两种；一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面的其中一个侧面为凸块，另一个侧面为第一凹槽，另一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面均设置凸块；所述左过渡块和右过渡块上开设有与所述凸起相适配的第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽宽度尺寸相同。
上述弯张换能器还包括两个尺寸、形状均相同的侧部盖板；侧部盖板通过粘结的方式封闭弯张壳体两端。
上述光轴与左过渡块配合的部位以及光轴与右过渡块配合的部位均安装有直线轴承。
上述左固定板上安装有吊环。
本发明与现有技术相比，优点是：
1、本发明弯张壳体采用分体结构，并且采用薄木板弯曲成型，工艺简单，尺寸灵活，特别适合大尺寸弯张壳体的制作和装配。
2、本发明采用活动板、固定板和弹簧组合的方式形成换能器弯张壳体调节装置，通过改变弹簧的压缩状态调节预应力，有效解决传统壳体成型后预应力调节不便的问题，提高弯张可调节性，也为弯张换能器性能调节奠定了基础。
3、本发明驱动组件有多个并排布置的驱动单元构成并且驱动单元采用驱动壳体和驱动晶堆组成，其中驱动晶堆又是采用机械串联，电气并联的方式进行，增加了驱动组件的位移输出量，增加了换能器辐射性能。
4、本发明的光轴和左过渡块、右过渡块配合位置设置有直线轴承，使得两个过渡块在光轴上进行滑动时更加平稳，可靠。
5、本发明在左过渡板上安装吊环，方便换能器进行吊测。
附图说明
图1是可调节薄板组合式弯张换能器的分解结构示意图。
图2是可调节薄板组合式弯张换能器辐射壳体的结构示意图。
图中，1-驱动晶堆，2-驱动壳体，3-光轴，4-右过渡块，5-直线轴承，6-左过渡块，7-弹簧，8-左固定板，9-吊环，10-活动板，11-右固定板，12-调节螺钉，13-螺母，14-下薄板，15-紧定螺栓，16-侧部盖板；17-上薄板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做详细说明。
如图1所示为可调节薄板组合式弯张换能器的分解结构示意图，本发明包括弯张壳体、驱动组件、左过渡块6、右过渡块4以及用于调节弯张壳体的弯张壳体调节装置；
参加图1和图2，其中，弯张壳体为分体结构，包括上薄板17和下薄板14；上薄板17和下薄板14均是由板材通过木模弯曲成型的弧形板；上薄板17、下薄板14分别通过紧定螺栓15固定安装在左过渡块6和右过渡块4上并且形成了一个用于安装驱动组件的空间。这样的设计不仅工艺简单，尺寸灵活，特别适合大尺寸弯张壳体的制作和装配。
驱动组件包括多个驱动单元，驱动单元包括驱动晶堆1和驱动壳体2；驱动壳体2的截面为椭圆形；驱动晶堆1由驱动功能材料的片状结构按照电气部分并联，机械部分串联方式粘结而成，并且安装在驱动壳体2长轴方向，驱动壳体2长轴方向设有与驱动晶堆1对应的安装槽，安装时使用力学加载装置对驱动壳体2短轴方向进行加载，使得驱动壳体2长轴方向安装槽间距变大，将驱动晶堆1两侧对称装入，慢慢释放加载，使得驱动晶堆1被加紧，完成预应力的施加。
驱动壳体的结构为两种；一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面的其中一个侧面为凸块，另一个侧面为第一凹槽，另一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面均设置凸块；所述左过渡块和右过渡块上开设有与所述凸起相适配的第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽宽度尺寸相同。具体是：驱动单元为N个，其中(N-1)个驱动壳体2短轴方向一侧为凸块，另一侧为凹槽，仅位于驱动组件一侧端部的一个驱动壳体2 短轴方向两侧均为凸块。
弯张壳体调节装置包括两根光轴3、左固定板8、弹簧7、螺母13、活动板10、右固定板11以及调节螺钉12；
两根光轴3平行设置并且分别穿过左过渡块6和右过渡块4并向外部延伸；两根光轴3延伸的部分的端部设有螺纹；
两根光轴3向左过渡块6外延伸的部分穿过左固定板8后与螺母13 螺纹连接；左过渡块6和左固定板8之间的两根光轴3上均安装有弹簧 7；
两根光轴3向右过渡块4外延伸的部分依次穿过活动板10、右固定板后11与螺母13螺纹连接；活动板10和右过渡块4之间的两根光轴上均安装有弹簧7；
右固定板11的中部安装有调节螺钉12，调节螺钉12的螺纹部分与右固定板11螺纹连接，调节螺钉12的端部与活动板10接触。
另外，为了确保左过渡块6和右过渡块4在光轴3上滑动时更加平稳，可靠，光轴3与左过渡块6配合的部位以及光轴3与右过渡块4 配合的部位均安装有直线轴承5。
为了实现吊测这一功能，本发明在左固定板上还安装有吊环9。
工作时：旋转调节螺12栓，推动活动板10运动，压缩弹簧7，弹簧7发生变形，右过渡块4以及左过渡块6上的力发生变化，使得弯张壳体的预应力得以调节。
Claims (7)
1.一种可调节薄板组合式弯张换能器，包括弯张壳体、驱动组件、左过渡块(6)以及右过渡块(4)，弯张壳体呈椭圆形；驱动组件位于弯张壳体内部，左过渡块(6)以及右过渡块(4)分别将驱动组件的两端与弯张壳体长轴两侧的内端面连接；
其特征在于：
所述弯张壳体为分体结构，包括上薄板(17)和下薄板(14)；上薄板(17)和下薄板(14)均是由板材通过木模弯曲成型的弧形板；上薄板(17)、下薄板(14)分别通过紧定螺栓(15)固定安装在左过渡块(6)和右过渡块(4)上并且形成了一个用于安装驱动组件的空间。
2.根据权利要求1所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：所述弯张换能器还包括弯张壳体调节装置；
弯张壳体调节装置包括两根光轴(3)、左固定板(8)、弹簧(7)、螺母(13)、活动板(10)、右固定板(11)以及调节螺钉(12)；
两根光轴(3)平行设置并且分别穿过左过渡块(6)和右过渡块(4)并向外部延伸；两根光轴(3)延伸的部分的端部均设有螺纹；
两根光轴(3)向左过渡块(6)外延伸的部分穿过左固定板(8)后与螺母(13)螺纹连接；左过渡块(6)和左固定板(8)之间的两根光轴(3)上均安装有弹簧(7)；
两根光轴(3)向右过渡块(4)外延伸的部分依次穿过活动板(10)、右固定板(11)后与螺母(13)螺纹连接；活动板(10)和右过渡块(4)之间的两根光轴(3)上均安装有弹簧(7)；
右固定板(11)的中部安装有调节螺钉(12)，调节螺钉(12)的螺纹部分与右固定板(11)螺纹连接，调节螺钉(12)的端部与活动板(10)接触。
3.根据权利要求2所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：
所述驱动组件包括多个并排卡接的驱动单元；驱动单元包括驱动晶堆(1)和驱动壳体(2)；驱动壳体(2)的截面为椭圆形；驱动晶堆(1)由驱动功能材料的片状结构按照电气部分并联，机械部分串联方式粘结而成，且在驱动壳体(2)长轴方向安装。
4.根据权利要求3所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：
所述驱动壳体(2)的结构为两种；一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面的其中一个侧面为凸块，另一个侧面为第一凹槽，另一种结构是驱动壳体在短轴方向的两个外侧面均设置凸块；所述左过渡块(6)和右过渡块(4)上开设有与所述凸起相适配的第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽宽度尺寸相同。
5.根据权利要求4所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：所述弯张换能器还包括两个尺寸、形状均相同的侧部盖板(16)；侧部盖板(16)通过粘结的方式封闭弯张壳体两端。
6.根据权利要求5所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：
所述光轴(3)与左过渡块(6)配合的部位以及光轴(3)与右过渡块(4)配合的部位均安装有直线轴承(5)。
7.根据权利要求6所述的可调节薄板组合式弯张换能器，其特征在于：所述左固定板(8)上安装有吊环(9)。
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