[发明专利]一种水听器自动升降回转扫描装置有效

专利信息
申请号: 201410341511.X 申请日: 2014-07-17
公开(公告)号: CN104122543A 公开(公告)日: 2014-10-29
发明(设计)人: 林峰 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G01S7/52 分类号: G01S7/52
代理公司: 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 代理人: 胡红娟
地址: 310027 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 水听器 自动 升降 回转 扫描 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种水听器测试用装置,尤其涉及一种水听器自动升降回转扫描装置。

背景技术

水听器俗称声纳,是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。水听器是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

随着水听器技术的不断发展,水听器的工作方式也发生了突飞猛进的变化。水听器阵列概念的提出便是该领域最新的概念。水听器阵列顾名思义,是通过控制同一阵列上不同水听器进行不同的运动,来实现对周围环境的全方位的监测或对某一物体的跟踪监控。这一概念的提出,对水听器的测试带来了巨大的挑战,需要进一步提高该检测装置的精度和控制的协调性。

测试水听器的装置如图1所示,声波发射器和被测样品9置于水中,水听器8安装在被测样品9周围,用于接收被测样品9的反射波,并通过计算机算出被测样品9的姿态,然后改变被测样品9的姿态,再通过水听器8接收得的反射波计算姿态变化后的值,并与实际调整值比较,即可得出水听器的测试精度。被测样品9姿态调整由升降回转扫描装置控制,升降回转扫描装置是一个四维运动控制系统,包括平台升降机构、水平移动机构(X轴,Y轴),垂直移动机构(Z轴)以及旋转机构,其中的平台升降机构为水平移动机构的承载装置,它主要做升降运动,由于整个系统的入水深度有要求,当平台处于安装高度的时候光靠Z轴入水深度还不能满足要求,因此由平台升降机构带动整个机构升降来弥补。

升降回转扫描装置的精度和稳定性也直接影响到整个声呐系统的测试精度,因此升降回转扫描装置已经成为该设备生产、测试和检测过程中不可或缺的重要设备。

发明内容

为提升检测装置的精度和控制的协调性,本发明的水听器自动升降回转扫描装置是针对水听器测试的需要而专门设计的,有着自身独特的控制规律,它不仅可以极大的提高水听器的测试精度,而且可以大大缩短测试时间,加快水听器的开发周期。具体用于对50公斤及以下(50公斤以上的装置其机械及驱动系统需重新设计)水听器进行测试的高精度伺服控制系统。本装置主要用于改变被测水声部件和声源之间的深度、角度和距离,达到精确测量的目的。

一种水听器自动升降回转扫描装置,包括机架,其特征在于,所述机架上设有:

沿机架作Z向升降运动的起落架;

在起落架上作X向平移运动的活动架;

在活动架上作Y向平移运动的移动平台,且X向与Y向相互垂直;

竖直安装在所述的移动平台上的丝杠;

受所述丝杠驱动做升降运动的升降台;

竖直安装在所述升降台上的旋转主轴,该旋转主轴与升降台转动配合且轴向固定,旋转主轴的底部用于悬挂水听器或与水听器配合的被测样品;

其中所述丝杠与旋转主轴的驱动方式如下:

所述的移动平台上安装有丝杠驱动步进电机,丝杠驱动步进电机通过丝杠同步带驱动丝杠旋转;

所述的移动平台上设有旋转套以及带动旋转套转动的步进电机,该步进电机通过传动带驱动旋转套,所述旋转主轴贯穿旋转套且与旋转套周向定位、轴向滑动配合。

本发明的移动平台具有三维自由度,机架上设有驱动移动平台运动的X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件,Z轴驱动组件包括驱动移动平台沿机架作Z向升降运动的起落架,X轴驱动组件包括驱动移动平台在起落架上作X向平移运动的活动架,Y轴驱动组件包括设置在活动架上设有Y向导轨,移动平台沿Y向导轨作Y向平移。被测样品的位置由X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和升降台控制,升降台用于控制被测样品在水中的深度,以弥补Z轴驱动组件在水深控制上的不足,X轴驱动组件和Y轴驱动组件用于控制被测样品在平面内进行平移,被测样品安装在旋转主轴的底端,步进电机通过传动带驱动旋转套,旋转套转动旋转主轴,调节被测样品的角度。

所述机架包括竖立的四根立柱,该四根立柱为起落架升降运动的导向柱,以机架的四根立柱作为起落架升降运动的导向柱,无需设置单独的起落架升降导向组件,减少装置组件配件,降低设备成本,导向柱可精确控制起落架的升降高度,提升Z轴驱动的精度,起落架的升降驱动机构安装在机架顶部。

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