CN202414143U - 用于声学探测的自动变深拖体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于声学探测的自动变深拖体，该拖体包括声学平台、控制平台、拖杆、机翼、上水平尾翼；所述的控制平台通过紧固件安装在声学平台的上方，两只机翼穿过拖杆安装在控制平台两侧上，并套入套筒内；所述的上水平尾翼安装在声学平台中的垂直尾翼的两侧；所述的拖杆安装控制平台上，并与机翼的转轴连接，构成完整的流线型拖体；本实用新型的有益效果是：提供的一种用于声学探测的自动变深拖体，使拖体能根据声纳工作的需要自动改变深度，提高声纳性能；相对于通过改变缆长来控制拖体深度的方式，本实用新型专利更安全、更可靠，深度控制更精确，操作更方便。

Description

用于声学探测的自动变深拖体

技术领域

本实用新型涉及一种水中的拖曳载体，主要是一种用于声学探测的具有自动变深功能的拖体，将声学换能器或基阵安装在拖体上，在拖曳船只的拖动下，用于海洋科学调查、军事调查、目标探测、海洋环境调查等。

背景技术

拖体是由母船通过拖缆拖着运动，其技术的研究和发展已有几十年历史。最初主要用于军事，其运动方式只是定深直线拖曳，深度的改变是靠变缆长和变船速来实现，用途也单一，仅作为探测目标用。二十世纪末至今，拖体技术大量用于海洋领域，搭载各种不同用途的声学仪器，应用于海洋科学调查、军事调查、目标探测、海洋环境调查等。为充分发挥声学仪器的性能，需要拖体能在不同的水深进行拖曳，并且保持稳定的拖曳姿态，从而出现了自动变深的拖体。目前，可见的报道中，用于声学探测的拖体的变深是通过改变拖曳缆长来实现的，为保证拖体在一稳定的深度拖曳，需要不停的改变缆长，这种变深的方式的有以下几个缺点：一是不停的收放对绞车的可靠性要求非常高；二是容易出现收放故障，尤其是使用安装有导流套的拖缆时；三是定深拖曳精度不高，响应速度慢；四是拖体的姿态不易控制、不稳定，对声学仪器的测量产生一定的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种通过自动改变拖体机翼攻角实现自动改变深度的用于声学探测的自动变深拖体，不需要改变拖曳缆长，通过拖体深度参数进行反馈控制，使拖体稳定在所需深度上，具有安全可靠、拖体姿态稳定、拖曳深度精度、响应快速等优点。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，该拖体包括声学平台、控制平台、拖杆、机翼、上水平尾翼；所述的控制平台通过紧固件安装在声学平台的上方，两只机翼穿过拖杆安装在控制平台两侧上，并套入套筒内；所述的上水平尾翼安装在声学平台中的垂直尾翼的两侧；所述的拖杆安装控制平台上，并与机翼的转轴连接，构成完整的流线型拖体。

作为优选，所述的声学平台主要包括声学平台壳体、座板、垂直尾翼、下水平尾翼、1#发射换能器、2#发射换能器、3#发射换能器、4#发射换能器、5#发射换能器、线列阵、1#电子舱、2#电子舱；该2#发射换能器、3#发射换能器为高频发射换能器，并位于声学平台的下部，且具有流线型的外形；该1#发射换能器、4#发射换能器、5#发射换能器为中低频的发射换能器，位于声学平台的内部；垂直尾翼位于声学平台壳体的尾部，并与声学平台壳体制成一体，起到稳定拖体航向的作用。

作为优选，所述的下水平尾翼由固定尾翼和调整翼组成，固定尾翼与声学平台壳体固定，调整翼可绕调整翼轴转动；下水平尾翼位于声学平台壳体尾部的两测，线列阵安装在声学平台的尾部。

作为优选，所述的声学平台壳体以高强玻璃纤维增强塑料为主材，少量预埋金属件，长宽比达6.9，横截面为腰圆形，具有良好的水动力特性。

作为优选，所述的座板为不锈钢板，与声学平台壳体连接，可拆卸，作为设备安装平台。

作为优选，所述的控制平台用于安装控制拖体运体的控制设备及接收基阵，该接收基阵位于控制平台的两侧；控制平台主要包括控制平台壳体、骨架、传动机构、控制电子舱、驱动器舱、拖体姿态传感器舱、深度传感器舱；所述的骨架预埋在控制平台壳体上，传动机构安装在骨架上；控制电子舱、姿态罗盘舱、深度传感器舱安装在骨架下方。

作为优选，所述的传动机构由扇形齿轮、轴齿轮、小锥齿轮、大锥齿轮、电机舱、机翼姿态罗盘舱、套筒组成，小锥齿轮与电机舱内的电机轴同轴连接，与电机同轴转动，小锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮与轴齿轮同轴连接，轴齿轮与扇形齿轮啮合，扇形齿轮固定在套筒上，套筒与机翼的机翼轴连接，机翼姿态罗盘舱与套筒固定。

本实用新型的有益效果为：1、采用机翼进行主动控制，自动改变拖体深度；2、接收基阵共形安装，拖体外部的发射换能器采用阻力小、流噪声小的流线型外形；3、主体采用长宽比较大、横截面为腰圆形的流线体，机翼、尾翼采用具有三维效应、复合材料型的掠式翼，尾翼设有调整翼；使得拖体深度的改变不需要频繁的启动绞车，系统工作更为安全可靠，定深精度更高、响应速度更快，拖体阻力小、流噪小、控制性能优良、姿态稳定。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的右视结构示意图；

图4是本实用新型图1的A-A剖视结构示意图；

图5是本实用新型图1的B-B剖视放大结构示意图；

图6是本实用新型的声学平台的剖视结构示意图；

图7是本实用新型的声学平台的俯视结构示意图；

图8是本实用新型的声学平台的右视结构示意图；

图9是本实用新型的控制平台剖视结构示意图；

图10是本实用新型的传动机构安装俯视结构示意图； 

图11是本实用新型图9的C-C剖视结构示意图；

图12本实用新型下水平尾翼的主视结构示意图；

图13本实用新型下水平尾翼的俯视结构示意图；

附图中的标号分别为：  1、声学平台；  2、控制平台；  3、拖杆；  4、机翼；  5、上水平尾翼；  6、紧固件；  7、声学平台壳体；  8、垂直尾翼；  9、1#发射换能器；10、2#发射换能器；  11、3#发射换能器；  12、4#发射换能器；   13、5#发射换能器；14、1#电子舱；  15、2#电子舱；  16、座板；  17、线列阵；18、下水平尾翼；19、控制电子舱；  20、驱动器舱；  21、传动机构；  22、拖体姿态传感器舱；  23、深度传感器舱；  24、控制平台壳体；  25、骨架；  26、扇形齿轮；  27、轴齿轮；  28、小锥齿轮；  29、大锥齿轮；  30、电机舱；  31、机翼姿态罗盘舱；  32、套筒；  33、接收基阵；  34、固定尾翼；  35、调整翼。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：如图所示，本实用新型主要包括声学平台1、控制平台2、拖杆3、机翼4、上水平尾翼5；所述的控制平台2通过紧固件6安装在声学平台1的上方，两只机翼4穿过拖杆3安装在控制平台2两侧上，并套入套筒32内；所述的上水平尾翼5安装在声学平台1中的垂直尾翼8的两侧；所述的拖杆3安装控制平台2上，并与机翼4的转轴连接，构成完整的流线型拖体。

声学平台1由声学平台壳体7、座板16、1#发射换能器9、2#发射换能器10、3#发射换能器11、4#发射换能器12、5#发射换能器13、电子舱14、电子舱15、垂直尾翼8、线列阵17、下水平尾翼18组成。1#发射换能器9、2#发射换能器10、3#发射换能器11、4#发射换能器12、5#发射换能器13、1#电子舱14、2#电子舱15安装在座板16上，并用紧固件紧固。垂直尾翼8用于安装上水平尾翼5，两只下水平尾翼18分别安装于声学平台壳体7尾部的两测，线列阵17安装在声学平台1的尾部。声学平台壳体7以高强玻璃纤维增强塑料为主材，少量预埋金属件，长宽比达6.9，横截面为腰圆形，具有良好的水动力特性。座板16为不锈钢板，与声学平台壳体7连接，可拆卸，作为设备安装平台。1#发射换能器9、2#发射换能器10、3#发射换能器11、4#发射换能器12、5#发射换能器13为不同频率的发射换能器，2#发射换能器10和3#发射换能器11为高频发射换能器，安装在声学平台1的下部，不影响透声性能，并设计成腰圆形，减小流体阻力，1#发射换能器9、4#发射换能器12、5#发射换能器13为中低频的发射换能器，有较好的透声性能，可安装在声学平台1的内部。垂直尾翼8安装在声学平台壳体7的尾部，与声学平台壳体7制成一体，起到稳定拖体航向的作用。下水平尾翼18由固定尾翼34和调整翼35组成，固定尾翼34与声学平台壳体7固定，调整翼35可绕调整翼轴转动，通过改变调整翼的角度，可调整拖体俯仰角。

控制平台2由控制电子舱19、驱动器舱20、传动机构21、拖体姿态传感器舱22、深度传感器舱23组成。控制电子舱19内集成了数据采集传输板、电源板等，电源板给数据采集传输板、驱动器舱20、拖体姿态传感器舱22、深度传感器舱23供电。驱动器舱20内安装电机驱动器，拖体姿态传感器舱22内安装了航向传感器，用于测量拖体俯仰角、横倾角、航向角，深度传感器舱23内安装深度传感器，用于测量拖体距离水面深度，实现自动变深。传动机构21由扇形齿轮26、轴齿轮27、小锥齿轮28、大锥齿轮29、电机舱30、机翼姿态罗盘舱31、套筒32等组成，小锥齿轮28与电机舱30内的电机轴同轴连接，与电机同轴转动，小锥齿轮28与大锥齿轮29啮合，大锥齿轮29与轴齿轮27同轴连接，轴齿轮27与扇形齿轮26啮合，扇形齿轮26固定在套筒32上，套筒32与机翼4的机翼轴连接，机翼姿态罗盘舱31与套筒32固定。控制电子舱19内的数据采集传输板用于采集拖体姿态角、深度、机翼攻角等信息，并向上级系统传输，同时负责电机驱动器传输控制指令。控制电子舱19接收到上级系统下发的目标深度指令后，并结合拖体当前深度信息，将电动运动指令发送到驱动器舱20，由驱动器舱20驱动电机舱30内的电机转动，电机转动时，将动力逐级传递，最终驱动机翼4转动，机翼姿态罗盘舱31随机翼一起转动，实时测量机翼攻角。拖曳船只通过拖缆拖动该拖体，并通过拖缆传输控制信号，以控制所述的传动机构21运动，并驱动所述的机翼4改变攻角，从而改变拖体的升力和迫降力，达到控制拖体做变深运动和定深运动的目的。

拖杆3为U型状，可使机翼4的机翼轴转动。

机翼4为掠式机翼，翼形选用NACA0021标准机翼形，具有良好的水动力特性。两只机翼4分别安装在控制平台2两侧，机翼轴穿入套筒32内。

上水平尾翼5同样选用NACA0021标准机翼形，安装于垂直尾翼8的两侧，用于稳定拖体俯仰姿态。

除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：该拖体包括声学平台（1）、控制平台（2）、拖杆（3）、机翼（4）、上水平尾翼（5）；所述的控制平台（2）通过紧固件（6）安装在声学平台（1）的上方，两只机翼（4）穿过拖杆（3）安装在控制平台（2）两侧上，并套入套筒（32）内；所述的上水平尾翼（5）安装在声学平台（1）中的垂直尾翼（8）的两侧；所述的拖杆（3）安装控制平台（2）上，并与机翼（4）的转轴连接，构成完整的流线型拖体。

2.根据权利要求1所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的声学平台（1）主要包括声学平台壳体（7）、座板（16）、垂直尾翼（8）、下水平尾翼（18）、1#发射换能器（9）、2#发射换能器（10）、3#发射换能器（11）、4#发射换能器（12）、5#发射换能器（13）、线列阵（17）、1#电子舱（14）、2#电子舱（15）；该2#发射换能器（10）、3#发射换能器（11）为高频发射换能器，并位于声学平台（1）的下部，且具有流线型的外形；该1#发射换能器（9）、4#发射换能器（12）、5#发射换能器（13）为中低频的发射换能器，位于声学平台（1）的内部；垂直尾翼（8）位于声学平台壳体（7）的尾部，并与声学平台壳体（7）制成一体。

3.根据权利要求2所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的下水平尾翼（18）由固定尾翼（34）和调整翼（35）组成，固定尾翼（34）与声学平台壳体（7）固定，调整翼（35）可绕调整翼轴转动；下水平尾翼（18）位于声学平台壳体（7）尾部的两测，线列阵（17）安装在声学平台（1）的尾部。

4.根据权利要求2或3所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的声学平台壳体（7）以高强玻璃纤维增强塑料为主材，长宽比为6.9，横截面为腰圆形。

5.根据权利要求2所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的座板（16）为不锈钢板，与声学平台壳体（7）连接，作为设备安装平台。

6.根据权利要求1所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的控制平台（2）用于安装控制拖体运体的控制设备及接收基阵（33），该接收基阵（33）位于控制平台（2）的两侧；控制平台（2）主要包括控制平台壳体（24）、骨架（25）、传动机构（21）、控制电子舱（19）、驱动器舱（20）、拖体姿态传感器舱（22）、深度传感器舱（23）；所述的骨架（25）预埋在控制平台壳体（24）上，传动机构（21）安装在骨架（25）上；控制电子舱（19）、姿态罗盘舱（22）、深度传感器舱（23）安装在骨架（25）下方。

7.根据权利要求6所述的用于声学探测的自动变深拖体，其特征在于：所述的传动机构（21）由扇形齿轮（26）、轴齿轮（27）、小锥齿轮（28）、大锥齿轮（29）、电机舱（30）、机翼姿态罗盘舱（31）、套筒（32）组成，小锥齿轮（28）与电机舱（30）内的电机轴同轴连接，与电机同轴转动，小锥齿轮（28）与大锥齿轮（29）啮合，大锥齿轮（29）与轴齿轮（27）同轴连接，轴齿轮（27）与扇形齿轮（26）啮合，扇形齿轮（26）固定在套筒（32）上，套筒（32）与机翼（4）的机翼轴连接，机翼姿态罗盘舱（31）与套筒（32）固定。

Images