CN110282102A - 圆饼型无人水下滑翔声学探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其外形为圆饼型，且呈中心轴对称；其包括声学探测部和控制舱，所述控制舱包括外壳，外壳内设有嵌入式系统、控制系统、动力系统、通信导航系统和信号处理系统；所述声学探测部与信号处理系统连接，所述信号处理系统与嵌入式系统连接；所述嵌入式系统还分别与控制系统、动力系统、通信导航系统连接。本发明将声学探测部和控制舱合二为一，动力及控制系统设在探测器内部，构成可运动的探测器，通过动力系统提供上浮下潜的航行动力，以及控制系统调整重心，实现无人水下滑翔，并通过声学探测部探测目标；同时本发明圆饼型结构，可大大减少航行阻力，利于运动平稳。
Description
技术领域
本发明涉及水下声学探测技术及水下无人自主航行器联合应用的技术领域，具体的说是一种圆饼型无人水下滑翔声学探测器。
背景技术
传统的钹型水下声学探测器结构类似于三明治，为中心轴对称结构，如图4所示，分别由上下两片草帽型的金属端帽100和中间的压电陶瓷层200组成，金属端帽100和压电陶瓷层200结合后，内部会出现空腔300，其水下可用于接收声学信号，上下每个端面各具有半球型范围的声学全指向性，当上下两部分声学探测性能一致时，可整体形成接近圆球型范围的声学全指向性。
传统的设计理念认为探测器是由运动平台挂载的，属于运动平台的附属品，二者相对分离。本专利将探测器与运动平台合二为一，不分主次，运动及控制系统在探测器内部，构成可运动的探测器。本发明将钹型水下声学探测器进行改造，将不会移动的水下声学探测器与无人水下滑翔器概念相结合，实现无人自主控制，可代替有人装置，进入水下恶劣环境中进行长时间水下探测任务，经济性好。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种圆饼型无人水下滑翔声学探测器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明提供的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其外形为圆饼型，且呈中心轴对称；其包括声学探测部和控制舱，所述控制舱包括外壳，外壳内设有嵌入式系统、控制系统、动力系统、通信导航系统和信号处理系统；
所述声学探测部与信号处理系统连接，所述信号处理系统与嵌入式系统连接，所述声学探测部接收到的水声信号通过所述信号处理系统进行存储和解析后，发送至嵌入式系统进行目标分析判断；
所述嵌入式系统还分别与控制系统、动力系统和通信导航系统连接。
所述控制系统包括压力变送器、姿态传感器和重心调整机构，所述压力变送器和姿态传感器均与嵌入式系统连接，所述嵌入式系统还与重心调整机构连接；所述压力变送器用于感知当前探测器所处位置的外部水压，并传送至嵌入式系统，分析当前探测器所处水深位置；所述姿态传感器用于感知当前探测器所处位置前后、上下、左右三个维度的加速度、速度和位移量，并传送至嵌入式系统，分析当前探测器所处的位置和姿态；所述重心调整机构用于调整探测器的重心位置；
所述嵌入式系统接收压力变送器、姿态传感器的数据信号并分析当前探测器所处的水深和姿态，判断下一步的动作，并发送命令给动力系统，以控制探测器的上浮或下潜；同时嵌入式系统根据姿态传感器的数据，分析如何进行姿态调整，并发送命令给重心调整机构，对探测器整体的重心位置进行调整；
所述通信导航系统用于对自身位置进行全球定位，以及与岸基或卫星进行数据传输，所述嵌入式系统通过通信导航系统实现定位和通信。
上述技术方案中，所述声学探测部包括为上声学探测部和下声学探测部，所述上声学探测部和下声学探测部对称分设在控制舱上下两端；
所述上声学探测部包括草帽型的上金属端帽和上压电陶瓷层，所述上金属端帽和上压电陶瓷层固定，内部形成上空腔；所述下声学探测部包括草帽型的下金属端帽和下压电陶瓷层，所述下金属端帽和下压电陶瓷层固定，内部形成下空腔；所述上压电陶瓷层、下压电陶瓷层分别对应与控制舱的上、下两端固定。
上述技术方案中，所述动力系统包括第一电调、第一电机、液压泵、电磁阀、油缸及外通油囊；所述嵌入式系统与第一电调和电磁阀连接，所述第一电调与第一电机连接，所述第一电机与液压泵连接，所述液压泵与外通油囊连接，所述外通油囊通过电磁阀与油缸连接，所述油缸与液压泵连接；所述嵌入式系统通过第一电调控制第一电机驱动液压泵，以及通过电磁阀控制油路的通断及液压油的流向，用以改变外通油囊内的油液体积，从而改变排水体积，实现探测器在水中上浮或下潜。
上述技术方案中，所述重心调整机构包括配重块、丝杠、全向舵机、第二电机、第二电调、第三电调，所述全向舵机固定在控制舱内，所述全向舵机的输出轴与丝杠连接，所述配重块与丝杠滑动连接，且配重块与第二电机的输出轴连接，所述第二电机与第二电调连接，所述第三电调与全向舵机连接，所述第二电调和第三电调均与嵌入式系统信号连接，用于接收重心位置调整的命令。
上述技术方案中，所述配重块为多个电池组成的电池包，所述电池为控制舱内电子设备供电。
上述技术方案中，所述控制舱还设有电压检测调整模块，用于将电池的12V通用电源电压调整并稳定变压为5V/3.3V供各电子设备使用。
上述技术方案中，所述外通油囊直接与外界海水接触，控制舱内其他部分全部封装于控制舱的水密层当中，不与外界海水接触。
上述技术方案中，所述信号处理系统由通用数字信号处理电路构成，用于将声学探测部接收到的水声信号进行存储和解析，并发送至嵌入式系统进行目标分析判断。
上述技术方案中，嵌入式系统选用低功耗单片机。
上述技术方案中，所述通信导航系统包括北斗、GPS双模全球定位系统模块(型号25BDMT等通用型皆可)和卫星通信模块(型号iridium 9602等通用型皆可)，所述北斗、GPS双模全球定位模块可在浮出水面后，对自身位置进行全球定位；所述卫星通讯模块可在浮出水面后，与岸基或卫星进行数据传输。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.颠覆传统概念，可实现无人自主工作
传统的设计理念认为探测器是由运动平台挂载的，属于运动平台的附属品，二者相对分离。本发明将探测器与运动平台合二为一，不分主次，动力及控制系统设在探测器内部，构成可运动的探测器。该探测器可实现无人自主控制，可代替有人装置，进入水下恶劣环境中进行长时间水下探测任务，经济性好。
2.航程远，水下连续工作时间长
与传统螺旋桨动力推进装置不同，本发明在水下运动以滑翔为主，在大部分运动过程中，保持其重力与浮力之间的关系即可，不需要频繁调整，仅在需要改变运动姿态时，进行运动调整控制，因此非常节能，在水下连续工作时间可以非常长，航程可以非常远。
3.质量轻，便于徒手携行
与目前普遍使用的声纳浮标或水下声学探测器相比，本发明的结构在同等探测性能条件下，可将单机重量减小至传统水下声学探测器(目前主要为郎之万型探测器)重量的2％左右，其单机重量可以人力徒手携行。
4.自噪声低，隐蔽性强
本专利在水下工作过程中噪声非常低，甚至现有水声探测装置非常难以探测发现，其主要原因有：
(1)不以螺旋桨而以重力浮力差作为主要动力，因此螺旋桨噪声可忽略；
(2)采用被动方式工作，不向外发射探测声波；
(3)整体外型为流线型且滑翔运动过程中速度较慢，水动力噪声低；
(4)在姿态调整过程中，本发明内部控制系统会对配重位置进行调整，以改变整机重心位置，但调整时间非常短，噪声非常小，对背景噪声的干扰可以忽略。
因此本发明在水下工作时向外辐射噪声极低，隐蔽性很强，非常利于自身的水声探测系统发挥作用。
5.可有效探测水下低频声信号
本发明的声学接收部可有效实现对水下低频声学信号的被动接收。对本专利水声探测系统的部分结构尺寸及材料进行改变，可以探测不同频段水下声学信号。
6.外型为圆饼型，是一种流线型，可大大减少航行阻力，利于运动平稳；同时圆饼型结构使本发明在水中航行时不易被水下海草等缠绕；座底时不易被水流冲刷的水底泥沙掩埋。
7.上下对称结构，可有效防止超调
本发明不仅为中心轴对称结构，更是上下对称结构；当上、下声学探测部结构性能一致时，则无上下之分，在水中180°倾覆后仍可正常工作，且不影响其性能，可有效防止运动控制过度造成的超调影响。
8.可朝任何方向滑行
本发明为中心轴对称结构，从圆饼型外形看，并无前后左右之分。通过控制舱内部系统的调节，使其在水中的前进方向可根据需要任意进行变换，因此可以朝向任何方向滑行，行动比较灵活。
9.空间利用紧凑，可搭载更多仪器设备
饼型结构的中间部分(即控制舱)的设置，可为各类仪器设备提供一个相对集中的较大舱室，便于各类仪器设备集成合作。
本发明的创新点在于：
(1)本发明提供圆饼型无人水下滑翔声学探测器，将嵌入式系统、控制及动力等系统置于探测器内部是首创，同时将探测部和控制舱集成一体，使结构更加紧凑，探测方向无阻挡，可实现360°全向探测。
(2)本专利圆盘型的中心轴对称结构，便于实现任意方向航行(无极转向)，使航行更加灵活；当本专利上、下声学探测部器性能一致时，即形成上下对称结构，无上下之分，倾覆后仍可正常工作，大大提高航行安全性和工作可靠性。
(3)控制、动力等系统集成于一个舱室，且舱室本身可通过动力系统调节排水体积，以此产生上浮下潜的航行动力。
(4)声学探测器的上、下两个端面各具有半球型范围的声学全指向性，当上下两部分声学探测性能一致时，可整体形成接近圆球型范围的声学全指向性。
(5)控制舱内的控制系统创新性采用时钟表盘指针式的配重调节机构，整个机构的结构类似于时钟表盘的指针，由丝杠代替指针，丝杠在全向舵机带动下，可以在平面内360°绕中心轴转动；配重块在电机带动下，可以沿着丝杠滑动，远离或靠近转动中心轴，以此改变本发明的重心位置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明的爆炸图；
图4为传统的钹型水下声学探测器的结构示意图；
图5为本发明的工作原理图；
图6为控制系统的原理示意图；
图7为动力系统的原理示意图；
图8为重心调整机构的原理示意图；
图9为重心调整机构的结构示意图；
附图标记说明：
1、声学探测部；11、上声学探测部；11a、上金属端帽；11b、上压电陶瓷层；11c、上空腔；12、下声学探测部；12a、下金属端帽；12b、下压电陶瓷层；12c、下空腔；
2、控制舱；21、嵌入式系统；22、控制系统；221、压力变送器；222、姿态传感器；223、重心调整机构；2231、配重块；2232、丝杠；2233、全向舵机；2234、第二电机；2235、第二电调；2236、第三电调；23、动力系统；231、第一电调；232、第一电机；233、液压泵；234、电磁阀；235、油缸；236、外通油囊；24、通信导航系统；25、信号处理系统。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
如图1至图3、图5至图8所示，本发明提供的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其外形为圆饼型，且呈中心轴对称；圆饼型是一种流线型，可大大减少航行阻力，利于运动平稳，在水中航行时不易被水下海草等缠绕；本发明提供的圆饼型无人水下滑翔声学探测器包括声学探测部1和控制舱2，所述控制舱2包括外壳，外壳内设有嵌入式系统21、控制系统22、动力系统23、通信导航系统24和信号处理系统25；
所述声学探测部1与信号处理系统25连接，所述信号处理系统25与嵌入式系统21连接，所述声学探测部1接收到的水声信号通过所述信号处理系统25进行存储和解析后，发送至嵌入式系统21进行目标分析判断；
所述嵌入式系统21还分别与控制系统22、动力系统23和通信导航系统24连接。
如图6所示，所述控制系统22包括压力变送器221、姿态传感器222和重心调整机构223；所述压力变送器221和姿态传感器222均与嵌入式系统21连接，所述嵌入式系统还与重心调整机构223连接；其中，所述压力变送器221用于感知当前探测器所处位置的外部水压，并传送至嵌入式系统21，分析当前探测器所处水深位置；所述姿态传感器222用于感知当前探测器所处位置前后、上下、左右三个维度的加速度、速度和位移量，并传送至嵌入式系统21，分析当前探测器所处的位置和姿态；所述重心调整机构223用于调整探测器的重心位置；其中，压力变送器221为水深传感器(如MIK-P300型等)、姿态传感器222为九轴加速度传感器(如miniAHRS型等)，均为市场上常用传感器。
所述嵌入式系统21接收压力变送器221、姿态传感器222的数据信号并分析当前探测器所处的水深和姿态，判断下一步的动作，并发送命令给动力系统23，以控制探测器的上浮或下潜；同时嵌入式系统21根据姿态传感器222的数据，分析如何进行姿态调整，并发送命令给重心调整机构223，对探测器整体的重心位置进行调整；
所述通信导航系统24用于对自身位置进行全球定位，以及与岸基或卫星进行数据传输，所述嵌入式系统21通过通信导航系统24实现定位和通信。
图1至图3所示，所述声学探测部1包括上声学探测部11和下声学探测部12，上声学探测部11和下声学探测部12对称分设在控制舱2上下两端；
所述上声学探测部11包括草帽型的上金属端帽11a和上压电陶瓷层11b，上金属端帽11a和上压电陶瓷层11b固定，内部形成上空腔11c，构成上声学探测部11具有半球型范围的声学全指向性；所述下声学探测部12包括草帽型的下金属端帽12a和下压电陶瓷层12b，下金属端帽12a和下压电陶瓷层12b固定，内部形成下空腔12c，构成下声学探测部12具有半球型范围的声学全指向性；所述上压电陶瓷层11b、下压电陶瓷层12b分别对应与控制舱2的上、下两端固定，本发明提供的声学探测器的上声学探测部11和下声学探测部12的端面各具有半球型范围的声学全指向性，当上下两部分声学探测性能一致时，可整体形成接近圆球型范围的声学全指向性。
本发明提供的的声学探测器采用的是圆饼型被动接收压电水声探测器，本发明直径尺寸一般超过0.05m，因此可以有效实现对水下低频声学信号的被动接收。声学探测部分直径0.05m时，其对声学信号的被动接收频率范围可达200Hz-5kHz，且相同尺寸比例条件下，直径越大，可探测频率越低。与此同时，与目前普遍使用的声纳浮标或水下声学探测器相比，本发明的结构在同等探测性能条件下，可将单机重量减小至传统水下声学探测器(目前主要为郎之万型探测器)重量的2％左右，使得整机重量一般不超过80公斤。该理论参考自孙玉臣的硕士毕业论文《钹式换能器声基阵反蛙人类目标方案研究与试验》，并通过样机验证。本发明通过改变水声探测系统的结构尺寸或材料，可以更好地探测不同频段的水声信号。
根据流体动力分析及试验，本发明上金属端帽11a和下金属端帽12a中心凸起，上声学探测部11、下声学探测部12以及控制舱2整体集成的圆盘外型，使其在座底时，不易被水底冲刷的泥沙所掩埋，且其探测性能基本不受影响。
如图7所示，所述动力系统23包括第一电调231、第一电机232、液压泵233、电磁阀234、油缸235及外通油囊236；所述嵌入式系统21与第一电调231和电磁阀234连接，所述第一电调231与第一电机232连接，所述第一电机232与液压泵233连接，所述液压泵233与外通油囊236连接，所述外通油囊236通过电磁阀234与油缸235连接，所述油缸235与液压泵233连接；所述嵌入式系统21通过第一电调231控制第一电机232驱动液压泵233，以及通过电磁阀234控制油路的通断及液压油的流向，用以改变外通油囊236内的油液体积，从而改变排水体积，实现探测器在水中上浮或下潜。
其中，电磁阀234为油路开关，可控制油路的通断及液压油的流向。
实现水中上浮时，嵌入式系统21对第一电调231和电磁阀234下达命令，电磁阀234控制油缸235内的油液进入外通油囊236油路开通，第一电调231控制第一电机232驱动液压泵233使油缸235内的油液进入外通油囊236，增加外通油囊236的油量，从而增加外通油囊236的排水体积，从而使探测器进入上浮状态。
同理，实现水中下潜时，嵌入式系统21对第一电调231和电磁阀234下达命令，电磁阀234控制外通油囊236的油液进入油缸235内的油路开通，第一电调231控制第一电机232驱动液压泵233使外通油囊236内的油液进入油缸235，减少外通油囊236的排水体积，从而使探测器进入下潜状态。
当探测器进入上浮或下潜状态后，电磁阀234可以配合单向阀封闭油路，以避免油液在管道内回流，以此使探测器可以持续保持上浮或下沉状态，达到减少操控次数和时间的节能目的。其中，单向阀是连接在油液流动管路上的，不在电磁阀内部。具体的，电磁阀234切换两条油液流动管路(外通油囊236的油液进入油缸235内的油路、以及油缸235内的油液进入外通油囊236油路)，每条油液流动管路上都有一枚单向阀，两个单向阀与嵌入式系统21连接，电磁阀234切换到当前油路时，该条油路的单向阀打开，另一条油路的单向阀关闭；两条油液流动管路内油液流动方向相反，即一条流入外置油囊，一条流出外置油囊，电磁阀234仅能切换油路方向，封闭油路防止回流的靠的是单向阀；二者皆通用型号。
如图8和图9所示，所述重心调整机构223包括配重块2231、丝杠2232、全向舵机2233、第二电机2234、第二电调2235、第三电调2236，所述全向舵机2233固定在控制舱2内，所述全向舵机2233的输出轴与丝杠2232连接，所述配重块2231与丝杠2232滑动连接，且配重块2231与第二电机2234的输出轴连接，所述第二电机2234与第二电调2235连接，所述第三电调2236与全向舵机2233连接，所述第二电调2235和第三电调2236均与嵌入式系统信号连接，用于接收重心位置调整的命令。重心调整机构223的结构类似于时钟表盘的指针，由丝杠2232代替指针，丝杠2232在全向舵机2233带动下，可以在平面内360°绕中心轴转动，改变配重块的转向；配重块2231在第二电机2234带动下，可以沿着丝杠2232滑动，远离或靠近转动中心轴，改变配重块2231的位移；本发明通过对配重块2231的转向和位移的改变，来实现重心位置的调整。
其中，所述配重块2231为多个电池组成的电池包，所述电池为控制舱2内所有电子设备供电。
本发明中，所述控制舱2还设有电压检测调整模块(图中未给出)，电压检测调整模块为市场上12V各种通用型号，用于将电池的12V通用电源电压调整并稳定变压为5V/3.3V供各电子设备使用。
本发明中，所述外通油囊236直接与外界海水接触，控制舱2内其他部分全部封装于控制舱的水密层当中，不与外界海水接触。控制舱2外壳可根据需要进行覆层或封装。
本发明中，所述信号处理系统25由通用数字信号处理电路构成，用于将声学探测部1接收到的水声信号进行存储和解析，并发送至嵌入式系统21进行目标分析判断。
本发明中，嵌入式系统21选用低功耗单片机，型号可为MSP430等。
本发明中，所述通信导航系统24包括北斗、GPS双模全球定位系统模块和卫星通信模块，例如，北斗、GPS双模全球定位系统模块为型号25BDMT等通用型模块，卫星通信模块为型号iridium 9602等通用型模块，所述北斗、GPS双模全球定位模块可在浮出水面后，对自身位置进行全球定位；所述卫星通讯模块可在浮出水面后，与岸基或卫星进行数据传输。
本发明水下整体受力可在零浮力附近调节(本身重力与所受浮力接近)。在水下工作时，其主要通过调节排水体积的大小，使其整体受力为正浮力或负浮力，以此产生上浮或下潜的动力，零浮力时可在水中悬浮，也可座底。通过控制系统调整内部配重的位置，使整机重心偏离几何形心，流线的外型使本发明产生上浮或下潜的攻角，以此在上浮下潜的过程中向前运动。
本发明工作原理：
本发明提供的探测器在下水前，可通过嵌入式系统21进行参数设置，设定其执行任务种类、工作水深范围等参数；且在下水前设定定时启动，下水启动后，通过控制舱2内置的压力变送器221(深度传感器)感知目前探测器所处的水深，通过姿态传感器222(九轴加速度传感器)感知探测器当前在水中的姿态，进而由内置嵌入式系统21决定下一步的动作。若要下潜(上浮)，控制舱2内通过动力系统23实现减小(增大)排水体积。同时根据姿态传感器222的数据，嵌入式系统21判断如何调整探测器的姿态，并发送命令给控制系统22内的重心调整机构223，对探测器的整体重心位置进行调整，使探测器调整后的姿态更加利于稳定上浮(下潜)，以此实现水下的无人滑翔运动。
当水中有目标时，目标会向外辐射一定能量的声信号，本发明的上、下金属端盖能够在一定程度上捕获这种声信号，通过上、下压电陶瓷层将接收到的声信号转化为电信号，通过数字信号处理电路的处理，根据不同信号的特征可以分析判断目标的有无并进行种类识别，并将结果发送给嵌入式系统21。当探测器在水下时，嵌入式系统21可通过水声等通信方式将信息发送至水下接收端；当探测器在浮出水面时，通过卫星通讯模块，将目标信息发送至岸基，并通过北斗、GPS双模全球定位系统模块对自身进行定位校正。
本发明发现水下目标后，可以根据预先设定的任务需求进行跟踪或其它方式机动。
本发明单机工作时，对目标的探测可为全指向性，能够判断水下目标的有无，但不能确定目标的方位。三机及其以上协同工作时，可以确定水下目标的方位，但要求所有机器构成的阵型不能处于一条直线上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，其外形为圆饼型，且呈中心轴对称；其包括声学探测部(1)和控制舱(2)，所述控制舱(2)包括外壳，外壳内设有嵌入式系统(21)、控制系统(22)、动力系统(23)、通信导航系统(24)和信号处理系统(25)；
所述声学探测部(1)与信号处理系统(25)连接，所述信号处理系统(25)与嵌入式系统(21)连接，所述声学探测部(1)接收到的水声信号通过所述信号处理系统(25)进行存储和解析后，发送至嵌入式系统(21)进行目标分析判断；
所述嵌入式系统(21)还分别与控制系统(22)、动力系统(23)和通信导航系统(24)连接；
所述控制系统(22)包括压力变送器(221)、姿态传感器(222)和重心调整机构(223)，所述压力变送器(221)和姿态传感器(222)均与嵌入式系统(21)连接，所述嵌入式系统(21)还与重心调整机构(223)连接；所述压力变送器(221)用于感知当前探测器所处位置的外部水压，并传送至嵌入式系统(21)，分析当前探测器所处水深位置；所述姿态传感器(222)用于感知当前探测器所处位置前后、上下、左右三个维度的加速度、速度和位移量，并传送至嵌入式系统(21)，分析当前探测器所处的位置和姿态；所述重心调整机构(223)用于调整探测器的重心位置；
所述嵌入式系统(21)接收压力变送器(221)、姿态传感器(222)的数据信号并分析当前探测器所处的水深和姿态，判断下一步的动作，并发送命令给动力系统(23)，以控制探测器的上浮或下潜；同时嵌入式系统(21)根据姿态传感器(222)的数据，分析如何进行姿态调整，并发送命令给重心调整机构(223)，对探测器整体的重心位置进行调整；
所述通信导航系统(24)用于对自身位置进行全球定位，以及与岸基或卫星进行数据传输，所述嵌入式系统(21)通过通信导航系统(24)实现定位和通信。
2.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述声学探测部(1)包括上声学探测部(11)和下声学探测部(12)，所述上声学探测部(11)和下声学探测部(12)对称分设在控制舱(2)上下两端；
所述上声学探测部(11)包括草帽型的上金属端帽(11a)和上压电陶瓷层(11b)，所述上金属端帽(11a)和上压电陶瓷层(11b)固定，内部形成上空腔(11c)；所述下声学探测部(12)包括草帽型的下金属端帽(12a)和下压电陶瓷层(12b)，所述下金属端帽(12a)和下压电陶瓷层(12b)固定，内部形成下空腔(12c)；所述上压电陶瓷层(11b)、下压电陶瓷层(12b)分别对应与控制舱(2)的上、下两端固定。
3.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述动力系统(23)包括第一电调(231)、第一电机(232)、液压泵(233)、电磁阀(234)、油缸(235)及外通油囊(236)；所述嵌入式系统(21)与第一电调(231)和电磁阀(234)连接，所述第一电调(231)与第一电机(232)连接，所述第一电机(232)与液压泵(233)连接，所述液压泵(233)与外通油囊(236)连接，所述外通油囊(236)通过电磁阀(234)与油缸(235)连接，所述油缸(235)与液压泵(233)连接；所述嵌入式系统(21)通过第一电调(231)控制第一电机(232)驱动液压泵(233)，以及通过电磁阀(234)控制油路的通断及液压油的流向，用以改变外通油囊(236)内的油液体积，从而改变排水体积，实现探测器在水中上浮或下潜。
4.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述重心调整机构(223)包括配重块(2231)、丝杠(2232)、全向舵机(2233)、第二电机(2234)、第二电调(2235)、第三电调(2236)，所述全向舵机(2233)固定在控制舱(2)内，所述全向舵机(2233)的输出轴与丝杠(2232)连接，所述配重块(2231)与丝杠(2232)滑动连接，且配重块(2231)与第二电机(2234)的输出轴连接，所述第二电机(2234)与第二电调(2235)连接，所述第三电调(2236)与全向舵机(2233)连接，所述第二电调(2235)和第三电调(2236)均与嵌入式系统信号连接，用于接收重心位置调整的命令。
5.根据权利要求4所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述配重块(2231)为多个电池组成的电池包，所述电池为控制舱(2)内电子设备供电。
6.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述控制舱(21)还设有电压检测调整模块，用于将电池的12V通用电源电压调整并稳定变压为5V/3.3V供各电子设备使用。
7.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述外通油囊(236)直接与外界海水接触，控制舱(2)内其他部分全部封装于控制舱的水密层当中，不与外界海水接触。
8.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述信号处理系统(25)由通用数字信号处理电路构成，用于将声学探测部(1)接收到的水声信号进行存储和解析，并发送至嵌入式系统(21)进行目标分析判断。
9.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述嵌入式系统(21)选用低功耗单片机。
10.根据权利要求1所述的圆饼型无人水下滑翔声学探测器，其特征在于，所述通信导航系统(24)包括北斗、GPS双模全球定位系统模块和卫星通信模块，所述北斗、GPS双模全球定位模块可在浮出水面后，对自身位置进行全球定位；所述卫星通讯模块可在浮出水面后，与岸基或卫星进行数据传输。
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