CN211651817U

CN211651817U - 一种水听器指向性测试装置

Info

Publication number: CN211651817U
Application number: CN202020263323.0U
Authority: CN
Inventors: 郑红艳; 张虎; 易建
Original assignee: Changsha Kingsignal Defense Technology Co ltd
Current assignee: Changsha Kingsignal Defense Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2030-03-06

Abstract

一种水听器指向性测试装置，包括空气弹簧（1），与空气弹簧（1）连接的振动液注（2），与基础连接的的直线模组（3），与直线模组（3）的滑块（4）连接的悬臂回转机构（5）；直线模组（3）的第一电机（6）通过驱动指令控制滑块（4）的升降，带动悬臂回转机构（5）的起升与降落；悬臂回转机构（5）具有与滑块（4）连接的悬臂（501），与所臂（501）连接的第二电机（502），与第二电机（502）输出轴连接的主动同步轮（503），与悬臂（501）连接的从动同步轮（504），与主动同步轮（503）和从动同步轮（504）连接的同步带（505），若干个与从动同步轮（504）连接的吊环（506）；待测水听器（508）通过若干橡皮筋（507）与吊环（506）连接。

Description

一种水听器指向性测试装置

技术领域

本实用新型涉及水听器技术领域，尤其涉及一种水听器指向性测试装置。

背景技术

水听器是用于探测液体中的震动信号的仪器。在民用领域，水听器可以通过检测水声信号进行石油勘探、海洋生物监测、海底考察等。在军事领域，水听器作为声纳系统的重要组成部分，承担着探测敌方目标信号及方位的作用。作为一种重要的装备，水听器必须保证良好的性能，因此，在水听器的生产、使用过程中都必须对其性能进行测试，而水听器的指向性是一项重要的性能指标。水听器指向性是水听器的发送响应或自由场灵敏度随发送或入射声波方向变化的特性，它通常用指向性图、指向性因数、指向性指数表示。

在指向性测试方法中，一般要求满足远场条件或者在自由场测试 (GB/T 7965-2002)。该方法的原理是将待测水听器放置在自由场的远场条件中例如消声水池、湖、海，通过转动待测水听器，记下各个方向上水听器的输出值，绘出待测水听器的指向性图。然而，该方法的最大缺点是需要满足远场条件或者在自由场测试。一般需要建造较大规模的消声水池或者在湖、海中进行。成本十分昂贵。此外，该方法需要转动水听器，传统采用手动操作，误差较大。在测试水听器参数时，振动液柱法是一种比较常用的方法。该方法成本低、体积较小，适合在实验室中使用，但是目前的测试装置并不完全适用于测试水听器指向性。

水听器指向性测量时分为自动记录和逐点记录。在进行自动记录时，测试装置对电机要求非常高，必须转速达到每分钟转一圈，且要求旋转角度误差精度非常小，否则数据记录的滞后效应及传动机构的抖动都会引起附加误差。然而逐点记录的缺点就是水听器指向性测试不连贯、测试速度慢，电机停止带来的旋转角度累计误差大。

102279042A公开了一种水听器指向性测试装置，包括：安装于下基础上的振动台，用于产生振动信号；安装于振动台上方的液柱缸，作为测试的容器；安装于上基础上的旋转支架，用于夹持和转动待测水听器；其中，所述旋转支架包括支撑杆、安装于支撑杆端部的外环、安装于外环内部的内环、套于内环外部的皮带、安装在支撑杆上的电机和安装于内环上的皮筋。该方案通过电机来实现了水听器指向性的测试，但还存在如下不足：

旋转支架直接与基础固连，长期浸没于液注缸中，这样会导致被测水听器的安装不便；

振动台与基础直接固连，地基中的低频振动传到振动台，从而影响振动台的低频特性；

皮带、旋转结构件长时间泡在水中会导致皮带的老化和结构件的腐蚀，进一步造成旋转机构传动不平稳，影响测试效果。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安装使用方便、旋转机构传动平稳、使用寿命长、测试具有连贯性、能消除数据记录滞后性和附加误差的水听器指向性测试装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种水听器指向性测试装置，包括一端与基础连接的空气弹簧，与所述空气弹簧另一端连接的振动液注，与基础连接的的直线模组，与所述直线模组的滑块连接的悬臂回转机构；所述直线模组的第一电机通过驱动指令控制滑块的升降，带动悬臂回转机构的起升与降落；所述悬臂回转机构具有与所述滑块连接的悬臂，与所述悬臂连接的第二电机，与所述第二电机输出轴连接的主动同步轮，与所述悬臂连接的从动同步轮，与所述主动同步轮和从动同步轮连接的同步带，若干个与所述从动同步轮连接的吊环；待测水听器通过若干橡皮筋与所述吊环连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的水听器指向性测试装置，还具有与所述悬臂连接的轴套，与所述轴套滑动连接的内轴，与所述内轴一端连接的内轴挡圈，所述从动同步轮与所述内轴的另一端连接；所述吊环与所述内轴连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的水听器指向性测试装置，还具有底面与所述悬臂顶部连接的固定板，与所述固定板远离悬臂一面连接的顶升支撑板，与所述顶升支撑板远离悬臂一面连接的电机支撑座；所述第二电机与电机支撑座连接。

本实用新型提供的技术方案，第一电机控制直线模组的滑块进行垂直升降，不仅有利于待测水听器的安装，还能对悬臂回转机构进行置干保养，降低了同步带的老化和结构件的腐蚀速度，提高了传动机构的可靠性；传动平稳，噪声低，旋转角度误差小，校准速度快，实现了水听器指向性校准的自动记录；通过安装空气弹簧避免了振动液注与地基直接固连，有效隔绝地基传来的低频振动，能提高低频矢量水听器指向性校准的精度和可靠性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例水听器指向性测试装置非工作状态时的结构原理示意图；

图2为实施例水听器指向性测试装置工作状态时的结构原理示意图；

图3为实施例水听器指向性测试装置悬臂回转机构的结构原理示意图；

图4为图3的右视结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示的水听器指向性测试装置，包括一端与基础连接的空气弹簧1，与空气弹簧1另一端连接的振动液注2，与基础连接的的直线模组3，与直线模组3的滑块4连接的悬臂回转机构5；直线模组3的第一电机6通过驱动指令控制滑块4的升降，带动悬臂回转机构5的起升与降落。请结合图3和图4，悬臂回转机构5具有与滑块4连接的悬臂501，与悬臂501连接的第二电机502，与第二电机502输出轴连接的主动同步轮503，与悬臂501连接的从动同步轮504，与主动同步轮503和从动同步轮504连接的同步带505，若干个与从动同步轮504连接的吊环506；待测水听器508通过若干橡皮筋507与所述吊环506连接。振动液注2，用于产生振动信号及作为测试容器；空气弹簧1直接与地基连接，有效隔绝地基传来的低频振动，有利于低频矢量水听器指向性校准；直线模组3通过螺栓、连接板与混凝土基座中的预埋件连接，直线模组3的滑块4与悬臂回转机构5通过螺栓连接。悬臂回转机构5用于夹持和转动待测水听器。

可选的方案，如图3和图4所示，水听器指向性测试装置还具有与悬臂501连接的轴套509，与轴套509滑动连接的内轴510，与所述内轴510一端连接的内轴挡圈511，从动同步轮504与滑动内轴510的另一端连接。悬臂501包括水平面和垂直面，轴套509的外圈同轴安装于悬臂501垂直面的内圈上；轴套509与内圈可以是过盈配合连接或通过螺栓紧固连接，轴套509的中心通孔与内轴510同轴，轴套509与内轴510之间滑动或滚动连接；待测水听器508通过对称的8根橡皮筋507和8个吊环506同轴连接在内轴510上，内轴510的一端通过螺栓连接内轴挡圈511，限制它的轴向串动，另一端面与从动同步轮504同轴，并通过螺纹紧固连接；主动同步轮503与从动同步轮504通过同步带505传动连接。

可选的方案，如图3所示，水听器指向性测试装置还具有底面与悬臂501顶部连接的固定板512，与固定板512远离悬臂501一面连接的顶升支撑板513，与顶升支撑板513远离悬臂501一面连接的电机支撑座514；第二电机502与电机支撑座514连接。

悬臂501包括水平面和垂直面，固定板512安装在悬臂501的水平面上，顶升支撑板513通过螺栓与固定板512连接，电机支撑座514与顶升支撑板513通过螺栓连接，第二电机502为伺服电机，其中心轴及减速器、主动同步轮503的中心通孔同轴，且与悬臂501垂直面的内圈中心轴平行，第二电机502及减速器通过多个螺栓与门型抱箍、电机支撑座514紧固连接在顶升支撑板513上，顶升支撑板513可以上下调节高度，控制同步带505的松紧度；如图1所示，非工作状态时，悬臂回转机构5置于振动液注2的正上方，这样避免悬臂回转机构5长时间浸泡在水中，降低了同步带505的老化和结构件的腐蚀速度，提高了传动机构的可靠性。

测试工作开始之前，先安装好待测水听器508，然后启动第一电机6，直线模组3的滑块4开始下降，如图2所示，当待测水听器508到达工作深度时，停止第一电机6。

参见图2，工作开始时，振动液注2发出振动信号，同时启动第二电机502，第二电机502通过精密行星减速器实行一级减速传动；减速器带动主动同步轮503转动，通过同步带505与从动同步轮504实行二级减速传动；从动同步轮504带动内轴510转动，最终使待测水听器的旋转速度达到每分钟转一圈，解决了数据记录的滞后性和传动机构不稳带来的附加误差，实现了高精度自动记录测试功能；

测试工作结束后，振动液注2和第二电机502停止工作。然后启动第一电机6，使直线模组3回复到非工作状态的位置（参见图1），取下待测水听器508，并对悬臂回转机构5进行吹干保养。

本实用新型提供的技术方案，第一电机6控制直线模组3的滑块4进行垂直升降，不仅有利于待测水听器508的安装，还能对悬臂回转机构5进行置干保养，降低了同步带505的老化和结构件的腐蚀速度，提高了传动机构的可靠性。

通过伺服电机、减速器和同步轮进行二级减速精密同步传动，这种传动机构的优点是传动平稳，噪声低，旋转角度误差小，校准速度快，可实现水听器指向性校准的自动记录。

通过安装空气弹簧1避免了振动液注2与地基直接固连，有效隔绝地基传来的低频振动，提高了低频矢量水听器指向性校准的精度和可靠性。

对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型权利要求的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种水听器指向性测试装置，其特征在于，包括一端与基础连接的空气弹簧（1），与所述空气弹簧（1）另一端连接的振动液注（2），与基础连接的直线模组（3），与所述直线模组（3）的滑块（4）连接的悬臂回转机构（5）；所述直线模组（3）的第一电机（6）通过驱动指令控制滑块（4）的升降，带动悬臂回转机构（5）的起升与降落；所述悬臂回转机构（5）具有与所述滑块（4）连接的悬臂（501），与所述悬臂（501）连接的第二电机（502），与所述第二电机（502）输出轴连接的主动同步轮（503），与所述悬臂（501）连接的从动同步轮（504），与所述主动同步轮（503）和从动同步轮（504）连接的同步带（505），若干个与所述从动同步轮（504）连接的吊环（506）；待测水听器（508）通过若干橡皮筋（507）与所述吊环（506）连接。

2.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，还具有与所述悬臂（501）连接的轴套（509），与所述轴套（509）滑动连接的内轴（510），与所述内轴（510）一端连接的内轴挡圈（511），所述从动同步轮（504）与所述内轴（510）的另一端连接；所述吊环（506）与所述内轴（510）连接。

3.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，还具有底面与所述悬臂（501）顶部连接的固定板（512），与所述固定板（512）远离悬臂（501）一面连接的顶升支撑板（513），与所述顶升支撑板（513）远离悬臂（501）一面连接的电机支撑座（514）；所述第二电机（502）与电机支撑座（514）连接。