一种用于吊放声纳的多臂并联水下扩展机构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于吊放声纳的多臂并联水下扩展机构，采用直流力矩电机驱动，丝杠螺母传动，驱动多臂并联的双平行四边形串联扩展机构，形成一定的阵型尺寸，能够实现阵列的可靠扩展和回收。能源获取方便、机构得到简化、扩展所需动力小、降低了加工精度和装配精度需求、运行可靠、走线方便。在扩展尺寸相同的情况下，收拢尺寸减小20％；并联扩展臂数量增加两倍以上。可以通过改变平行四边形的结构尺寸、竖杆的高度、并联臂的数量，实现所需要的多种水听器阵型尺寸，提高了机构的泛用性。提高了机构的泛用性。提高了机构的泛用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于吊放声纳的多臂并联水下扩展机构


[0001]本专利技术涉及一种水下扩展阵列领域，特别是涉及吊放声纳的水听器阵列扩展结构。

技术介绍

[0002]吊放声纳是搭载于直升机上的一种对海探测装置，其上面安装水听器阵列，工作时，由直升机上的绞车，将吊放声呐通过直升机底座上的圆孔，吊放至水中进行探测作业。由于强度限制，直升机底座的圆孔直径不能太大，因此吊放声纳的直径也受到相应的约束，而在进行水下探测时，水听器阵列必须形成特定的阵型尺寸，才能够完成探测任务，而这个阵型尺寸大于直升机底座的圆孔直径。为了解决这个矛盾，将吊放声纳的水下阵列设计成可扩展的结构，即在机舱内部处于收拢状态，在探测作业时扩展开来，形成所需要的阵型尺寸，解决了吊放声纳在不同工作状态下的几何尺寸需求。
[0003]现有的吊放声纳扩展机构，最典型的是国外两种由直升机携带的吊放声纳：FLASH sonar和HELRAS sonar，均采用类似结构。在运输时收拢，节省空间；探测时，阵列入水后，通过液压驱动，将机构扩展打开，形成需要的阵型尺寸；回收时，阵列在水中完成收拢，然后再收回直升机。这两种扩展机构存在以下缺点：
[0004](1)FLASH sonar扩展阵列结构，采用液压驱动方式，液压回路较多，结构布局复杂，加工精度要求高。
[0005](2)HELRAS sonar扩展阵列结构，杆件较多，回收后径向尺寸较大，可并联机械臂较少，而且存在奇异点，结构加工和装配精度要求都很高。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是：为了降低水下扩展机构的结构复杂程度和制造成本，提高设备可靠性，本专利技术设计了一种吊放声纳多臂并联水下扩展机构。该机构使用电力驱动，设计了双平行四边形机构串联的扩展臂，使用多臂并联的方式，实现水下阵列的收拢和扩展。通过上述设计，简化了驱动系统，降低了结构复杂程度，从而降低了制造成本，提高了机构的可靠性。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种用于吊放声纳的多臂并联水下扩展机构，包括驱动机构和若干组结构相同的展开收拢组件；
[0008]所述展开收拢组件包括主动臂、从动臂、第一水听器安装杆、第二水听器安装杆、从动杆和水听器；
[0009]所述从动杆两端分别与第一水听器安装杆和第二水听器安装杆相同位置的一端铰接；第一从动臂一端与第一水听器安装杆另一端铰接，从动臂另一端与驱动机构连接；主动臂一端与第二水听器安装杆另一端铰接，主动臂另一端与驱动机构连接；在机构完全展开时，保证主动臂、从动臂相互平行，第一水听器安装杆和第二水听器安装杆相互平行，从动杆与两个水听器安装杆相互垂直；
[0010]所述主动臂为杆件，一端为弯钩型，弯钩处分别开有铰接孔和滑槽；
[0011]所述驱动机构包括电机舱、驱动盘和滚轮限位机构，其中滚轮限位机构位于驱动盘与电机舱之间，对驱动盘运动进行限位；
[0012]所述电机舱包括机架、电机、丝杆、丝杆螺母和过渡轴；机架为柱状体，外壁为多阶状，两端为盘状；机架靠近两端的外壁上周向分别布有两组凸起，定义为第一组凸起和第二组凸起；两组中的凸起分别位于同一平面，凸起上开有铰接孔；第一组凸起用于铰接从动臂，第二组凸起用于铰接主动臂；电机、丝杆、丝杆螺母和过渡轴同轴装于机架内，其中电机输出端与丝杆连接，丝杆和丝杆螺母组成丝杆副，丝杆螺母和过渡轴之间固连，过渡轴伸出机架，且与驱动盘过盈配合；
[0013]所述驱动盘包括盘架和驱动臂，盘架底部开有过盈孔；侧壁周向布置连有若干驱动臂；驱动臂一端与驱动盘外壁固连，另一端沿臂主体对称延伸出两个凸起，凸起位于滑槽中，在驱动盘运动时，凸起能够在滑槽中来回移动；
[0014]电机带动丝杆转动，由丝杆副转变为丝杆螺母沿电机舱轴向直线运动，使得丝杆螺母带动驱动盘进行轴向运动，滚轮限位机构限制驱动盘在轴向运动过程中进行偏转只产生直线运动，从而使得主动臂和从动臂分别带动第二水听器安装杆和第一水听器安装杆进行展开收拢工作。
[0015]本专利技术的进一步的技术方案是：所述盘架整体为柱状件，一端开口，另一端底部中心处开有过盈孔并开有若干减重孔；侧壁上开有若干减重孔。
[0016]本专利技术的进一步的技术方案是：所述滚轮限位机构包括周向滚轮、径向滚轮，周向滚轮座和径向滚轮座；周向滚轮通过周向滚轮座与盘架侧壁减重孔的侧壁接触，径向滚轮通过径向滚轮座与盘架内壁接触。
[0017]本专利技术的进一步的技术方案是：所述周向滚轮座与机架相连接，于机架相对位置固定，通过滚轮与驱动盘侧翼相接触。
[0018]本专利技术的进一步的技术方案是：所述径向滚轮座与机架相连接，与机架相对位置固定，通过滚轮与驱动盘内侧相接触。
[0019]本专利技术的进一步的技术方案是：所述周向滚轮固定于周向滚轮座上，并可以随着驱动盘的上下移动而转动，约束着驱动盘的周向位移，避免驱动盘产生周向错位。
[0020]本专利技术的进一步的技术方案是：所述径向滚轮固定于径向滚轮座上，并可以随着驱动盘的上下移动而转动，约束着驱动盘的径向位移，避免驱动盘产生径向错位。
[0021]本专利技术的进一步的技术方案是：所述周向滚轮和径向滚轮交错间隔布置。
[0022]本专利技术的进一步的技术方案是：所述第一水听器安装杆、第二水听器安装杆上装有若干水听器，随着展开收拢组件的运动，形成探测需要的阵形尺寸。
[0023]本专利技术的进一步的技术方案是：所述主动臂和从动臂上还设有走线槽，用于水听器线缆的走线。
[0024]专利技术效果
[0025]本专利技术的技术效果在于：采用直流力矩电机驱动，丝杠螺母传动，驱动多臂并联的双平行四边形串联扩展机构，形成一定的阵型尺寸，能够实现阵列的可靠扩展和回收。能源获取方便、机构得到简化、扩展所需动力小、降低了加工精度和装配精度需求、运行可靠、走线方便。在扩展尺寸相同的情况下，收拢尺寸减小20％；并联扩展臂数量增加两倍以上。可
以通过改变平行四边形的结构尺寸、竖杆的高度、并联臂的数量，实现所需要的多种水听器阵型尺寸，提高了机构的泛用性。在扩展机构展开时，机械结构的加工误差可能导致扩展结构受力不均匀进而在扩展时产生偏斜，卡死扩展机构。通过使用滚轮进行限位，有效解决了这个问题，提高了可靠性。
附图说明
[0026]图1为本专利技术安装单个扩展臂状态的结构图，本专利技术最多可并联安装12组扩展臂
[0027]图2为电机舱结构图
[0028]图3为驱动盘结构图
[0029]图4为本专利技术的一种具体实例12臂水听器扩展阵列的扩展状态立体图
[0030]图5为与图4同一具体实例水听器扩展阵列的收拢状态立体图
[0031]图6为主动臂从动臂结构示意图
[0032]图7为部件结构示意图。
[0033]附图标记说明：1
‑
电机舱；2
‑
驱动盘；3
‑
周向滚轮；4
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径向滚轮；5
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主动臂；6
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于吊放声纳的多臂并联水下扩展机构，其特征在于，包括驱动机构和若干组结构相同的展开收拢组件；所述展开收拢组件包括主动臂(5)、从动臂(6)、第一水听器安装杆(7)、第二水听器安装杆(8)、从动杆(9)和水听器(10)；所述从动杆(9)两端分别与第一水听器安装杆(7)和第二水听器安装杆(8)相同位置的一端铰接；第一从动臂(6)一端与第一水听器安装杆(7)另一端铰接，从动臂(6)另一端与驱动机构连接；主动臂(5)一端与第二水听器安装杆(8)另一端铰接，主动臂(5)另一端与驱动机构连接；在机构完全展开时，保证主动臂(5)、从动臂(6)相互平行，第一水听器安装杆(7)和第二水听器安装杆(8)相互平行，从动杆(9)与两个水听器安装杆相互垂直；所述主动臂(5)为杆件，一端为弯钩型，弯钩处分别开有铰接孔和滑槽(5
‑
1)；所述驱动机构包括电机舱(1)、驱动盘(2)和滚轮限位机构，其中滚轮限位机构位于驱动盘(2)与电机舱(1)之间，对驱动盘(2)运动进行限位；所述电机舱(1)包括机架(1
‑
1)、电机(1
‑
2)、丝杆(1
‑
3)、丝杆螺母(1
‑
4)和过渡轴(1
‑
5)；机架(1
‑
1)为柱状体，外壁为多阶状，两端为盘状；机架(1
‑
1)靠近两端的外壁上周向分别布有两组凸起，定义为第一组凸起(11)和第二组凸起(12)；两组中的凸起分别位于同一平面，凸起上开有铰接孔；第一组凸起(11)用于铰接从动臂(6)，第二组凸起(11)用于铰接主动臂(5)；电机(1
‑
2)、丝杆(1
‑
3)、丝杆螺母(1
‑
4)和过渡轴(1
‑
5)同轴装于机架(1
‑
1)内，其中电机(1
‑
2)输出端与丝杆(1
‑
3)连接，丝杆(1
‑
3)和丝杆螺母(1
‑
4)组成丝杆副，丝杆螺母(1
‑
4)和过渡轴(1
‑
5)之间固连，过渡轴(1
‑
5)伸出机架(1
‑
1)，且与驱动盘(2)过盈配合；所述驱动盘(2)包括盘架(2
‑
1)和驱动臂(2
‑
2)，盘架(2
‑
1)底部开有过盈孔；侧壁周向布置连有若干驱动臂(2
‑
2)；驱动臂(2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜向党，王英民，王关峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：