專利名稱：自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于深海裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對深海熱液口原位測溫系統(tǒng)中水聲 換能器固定的自適應(yīng)機(jī)架。
背景技術(shù)：
對現(xiàn)代熱液活動的溫度場分布原位監(jiān)測是熱液活動研究中的重要內(nèi)容之一，也是 研究深海熱液噴口及其周圍深部生物圈、探究海底熱液成礦作用機(jī)理的基礎(chǔ)研究工作。由 于熱液活動區(qū)的高溫高壓極端環(huán)境限制，現(xiàn)有的測定熱液口溫度的主要手段是用溫度傳感 器陣列進(jìn)行測量。這種方法有很大的局限性首先，接觸式測量會干擾熱液口的溫度；其 次，接觸式溫度測量只能測量熱液口某些點(diǎn)的溫度，無法得到熱液區(qū)域二維和三維的溫度 場分布數(shù)據(jù)。目前已研究出深海熱液口溫度場原位在線聲學(xué)檢測方法，這種方法可以克服 上述缺點(diǎn)。但是針對深海熱液口溫度場原位在線聲學(xué)檢測的需要，目前國內(nèi)尚未有一種能 對深海熱液口原位在線聲學(xué)檢測系統(tǒng)中水聲換能器固定的自適應(yīng)機(jī)架面市。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種對深海熱液口原位在線聲學(xué)檢 測系統(tǒng)中水聲換能器固定的自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架。此自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架考慮到深海 環(huán)境中的各種情況，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單合理，可靠性強(qiáng)、操作便捷，能很好的解決在深海環(huán)境中 水聲換能器相對黑色熱液煙囪體位置的固定和溫度測量任務(wù)的問題。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的具體方案是本發(fā)明從上至下依次平行設(shè)置有水聲換能器平臺架、上機(jī)架和下機(jī)架。水聲換能器平臺架包括四個測量圓弧梁和四個平臺連接件；上機(jī)架包括由八個上圓弧梁和四個上連接件組成的圓形機(jī)架；下機(jī)架包括由八個下圓弧梁和四個下連接件組成的圓形機(jī)架。所述的平臺連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個鉸鏈； 每個測量圓弧梁的兩端插入兩個平臺連接件的水平安裝孔內(nèi)，并與平臺連接件固定連接， 四個測量圓弧梁和四個平臺連接件圍合成一個圓形的機(jī)架，四個平臺連接件將圓形的機(jī)架 等分為四段，每個測量圓弧梁上設(shè)置有多個水聲換能器固定件，所有的水聲換能器固定件 在圓形機(jī)架上均勻分布；每個水聲換能器固定件上安裝有一個水聲換能器。所述的上連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個豎直安裝 孔、在豎直向上方向有一個鉸鏈；上圓弧梁的一端插入上連接件的水平安裝孔并與上連接 件固定，兩個對應(yīng)的上圓弧梁的另一端插接；八個上圓弧梁和四個上連接件圍合成一個圓 形的機(jī)架；所述的上圓弧梁內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在上圓弧梁內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲的 兩端扣環(huán)扣置在同一個T形扣鎖上，所述的扣鎖設(shè)置在任一兩個上圓弧梁的連接處。水聲換能器平臺架與上機(jī)架通過三根上連接桿連接；所述的上連接桿的兩端分別 設(shè)置在對應(yīng)的平臺連接件的鉸鏈和上連接件的鉸鏈內(nèi)；上夾緊裝置設(shè)置在上連接件上，四個上夾緊裝置處于上機(jī)架所在平面內(nèi)。所述的下連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向上方向有一個豎直安裝孔；下圓弧梁一端插入下連接件的水平安裝孔并與下連接件固定，另一端與對應(yīng)的另一個 下圓弧梁的另一端連接；八個下圓弧梁和四個下連接件圍合成一個圓形的機(jī)架；所述的下 圓弧梁內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在下圓弧梁內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲的兩端扣環(huán)扣置在同 一個T形扣鎖上，所述的扣鎖設(shè)置在任一兩個下圓弧梁的連接處。上機(jī)架與下機(jī)架通過三根下連接桿連接；所述的下連接的兩端分別插入對應(yīng)的上 連接件的豎直安裝孔和下連接件的豎直安裝孔內(nèi)；下夾緊裝置設(shè)置在下連接件上，四個下 夾緊裝置處于下機(jī)架所在平面內(nèi)。上夾緊裝置和下夾緊裝置結(jié)構(gòu)相同包括內(nèi)芯軸、圓柱銷、套筒、彈簧和壓頭。所述 的套筒一端封閉、另一端開放，套筒封閉端與對應(yīng)的連接件固定，T形的內(nèi)芯軸一端設(shè)置在 套筒內(nèi)并與套筒內(nèi)徑相配，另一端伸出套筒的開放端并與壓頭固定連接，內(nèi)芯軸上與圓柱 銷對應(yīng)的位置設(shè)置有通孔，圓柱銷貫穿套筒和內(nèi)芯軸活動設(shè)置。彈簧的一端與套筒封閉端 固定連接、另一端與內(nèi)芯軸的一端固定連接。所述的壓頭的前端面與上機(jī)架或下機(jī)架的平 面垂直，并刻蝕有加大摩擦系數(shù)的波紋線。本發(fā)明所具有的有益效果(1)考慮了機(jī)架自身的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，保證水聲換能器在數(shù)據(jù)測量時，每對 水聲換能器的聲中心距離精度控制在誤差范圍之內(nèi)。(2)保證了自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架固定的穩(wěn)定性并保證儀器本身和煙囪體的安全 性。(3)材料選擇上綜合考慮了深海的壓強(qiáng)、洋流、PH、鹽堿度等特殊環(huán)境對自適應(yīng)水 聲換能器機(jī)架所造成的多種影響。(4)自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架的設(shè)計(jì)遵循了簡便、從輕的設(shè)計(jì)原則，保證水下機(jī)械臂 操作簡便。


圖1為本發(fā)明的立體圖；圖2為本發(fā)明回收時的立體圖；圖3為夾緊裝置剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架從上至下依次平行設(shè)置有水聲換能器 平臺架、上機(jī)架和下機(jī)架。水聲換能器平臺架包括四個測量圓弧梁3和四個平臺連接件4 ；上機(jī)架包括由八個上圓弧梁10和四個上連接件6組成的圓形機(jī)架；下機(jī)架包括由八個下圓弧梁11和四個下連接件9組成的圓形機(jī)架。所述的平臺連接件4在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個鉸 鏈；每個測量圓弧梁3的兩端插入兩個平臺連接件4的水平安裝孔內(nèi)，并與平臺連接件4固定連接，四個測量圓弧梁3和四個平臺連接件4圍合成一個圓形的機(jī)架，四個平臺連接件4 將圓形的機(jī)架等分為四段，每個測量圓弧梁3上設(shè)置有四個水聲換能器固定件1，所有的水 聲換能器固定件1在圓形機(jī)架上均勻分布；每個水聲換能器固定件1上安裝有一個水聲換 能器2。所述的上連接件6在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個豎直安 裝孔、在豎直向上方向有一個鉸鏈；上圓弧梁10 —端插入上連接件6的水平安裝孔并與上 連接件6固定，另一端與對應(yīng)的另一個上圓弧梁的另一端連接；八個上圓弧梁10和四個上 連接件6圍合成一個圓形的機(jī)架；所述的上圓弧梁10內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在上圓 弧梁10內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲的兩端扣環(huán)扣置在同一個T形扣鎖7上，所述的扣鎖7設(shè)置在 任一兩個上圓弧梁10的連接處。水聲換能器平臺架與上機(jī)架通過三根上連接桿5連接；所述的上連接桿5的兩端 分別設(shè)置在對應(yīng)的平臺連接件4的鉸鏈和上連接件6的鉸鏈內(nèi)；上夾緊裝置設(shè)置在上連接 件6上，四個上夾緊裝置處于上機(jī)架所在平面內(nèi)。所述的下連接件9在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向上方向有一個豎直安 裝孔；下圓弧梁11 一端插入下連接件9的水平安裝孔并與下連接件9固定，另一端與對應(yīng) 的另一個下圓弧梁11的另一端連接；八個下圓弧梁11和四個下連接件9圍合成一個圓形 的機(jī)架；所述的下圓弧梁9內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在下圓弧梁9內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲 的兩端扣環(huán)扣置在同一個T形扣鎖上，所述的扣鎖設(shè)置在任一兩個下圓弧梁11的連接處。上機(jī)架與下機(jī)架通過三根下連接桿8連接；所述的下連接8的兩端分別插入對應(yīng) 的上連接件6的豎直安裝孔和下連接件9的豎直安裝孔內(nèi)；下夾緊裝置設(shè)置在下連接件9 上，四個下夾緊裝置處于下機(jī)架所在平面內(nèi)。如圖3所示，上夾緊裝置和下夾緊裝置結(jié)構(gòu)相同包括內(nèi)芯軸14、圓柱銷15、套筒 12、彈簧13和壓頭16。所述的套筒12 —端封閉、另一端開放，套筒12封閉端與對應(yīng)的連 接件固定，T形的內(nèi)芯軸14 一端設(shè)置在套筒12內(nèi)并與套筒12內(nèi)徑相配，另一端伸出套筒 12的開放端并與壓頭16固定連接，內(nèi)芯軸14上與圓柱銷15對應(yīng)的位置設(shè)置有通孔，圓柱 銷15貫穿套筒和內(nèi)芯軸14活動設(shè)置。彈簧13的一端與套筒12封閉端固定連接、另一端 與內(nèi)芯軸14的一端固定連接。所述的壓頭16的前端面與上機(jī)架或下機(jī)架的平面垂直，并 刻蝕有加大摩擦系數(shù)的波紋線。本發(fā)明的具體使用過程為用機(jī)械手將自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架準(zhǔn)確套入煙囪體，當(dāng)自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架到達(dá)實(shí)驗(yàn)所需的位置時，將圓柱銷全部拔出，彈簧將內(nèi)芯軸向外 頂出，壓頭與煙 體壁相接觸，從而達(dá)到固定自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架的目的。此后水聲換能 器開始測量煙囪體的溫度場分布。如圖2所示，在實(shí)驗(yàn)完成后，將上機(jī)架和下機(jī)架上的扣鎖全部拔出，扣環(huán)松開，鋼 絲處于自由態(tài)，抽取鋼絲后，上機(jī)架和下機(jī)架自動展開，從而可以達(dá)到回收自適應(yīng)水聲換能 器機(jī)架的目的。
權(quán)利要求
自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架，其特征在于包括上至下依次平行設(shè)置有水聲換能器平臺架、上機(jī)架和下機(jī)架；水聲換能器平臺架包括四個測量圓弧梁和四個平臺連接件；上機(jī)架包括由八個上圓弧梁和四個上連接件組成的圓形機(jī)架；下機(jī)架包括由八個下圓弧梁和四個下連接件組成的圓形機(jī)架；所述的平臺連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個鉸鏈；每個測量圓弧梁的兩端插入兩個平臺連接件的水平安裝孔內(nèi)，并與平臺連接件固定連接，四個測量圓弧梁和四個平臺連接件圍合成一個圓形的機(jī)架，四個平臺連接件將圓形的機(jī)架等分為四段，每個測量圓弧梁上設(shè)置有多個水聲換能器固定件，所有的水聲換能器固定件在圓形機(jī)架上均勻分布；每個水聲換能器固定件上安裝有一個水聲換能器；所述的上連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個豎直安裝孔、在豎直向上方向有一個鉸鏈；上圓弧梁的一端插入上連接件的水平安裝孔并與上連接件固定，兩個對應(yīng)的上圓弧梁的另一端插接；八個上圓弧梁和四個上連接件圍合成一個圓形的機(jī)架；所述的上圓弧梁內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在上圓弧梁內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲的兩端扣環(huán)扣置在同一個T形扣鎖上，所述的扣鎖設(shè)置在任一兩個上圓弧梁的連接處；水聲換能器平臺架與上機(jī)架通過三根上連接桿連接；所述的上連接桿的兩端分別設(shè)置在對應(yīng)的平臺連接件的鉸鏈和上連接件的鉸鏈內(nèi)；上夾緊裝置設(shè)置在上連接件上，四個上夾緊裝置處于上機(jī)架所在平面內(nèi)；所述的下連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向上方向有一個豎直安裝孔；下圓弧梁一端插入下連接件的水平安裝孔并與下連接件固定，另一端與對應(yīng)的另一個下圓弧梁的另一端連接；八個下圓弧梁和四個下連接件圍合成一個圓形的機(jī)架；所述的下圓弧梁內(nèi)部中空，圓形的機(jī)架由設(shè)置在下圓弧梁內(nèi)的鋼絲箍緊，鋼絲的兩端扣環(huán)扣置在同一個T形扣鎖上，所述的扣鎖設(shè)置在任一兩個下圓弧梁的連接處；上機(jī)架與下機(jī)架通過三根下連接桿連接；所述的下連接的兩端分別插入對應(yīng)的上連接件的豎直安裝孔和下連接件的豎直安裝孔內(nèi)；下夾緊裝置設(shè)置在下連接件上，四個下夾緊裝置處于下機(jī)架所在平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架，其特征在于所述的上夾緊裝置和下 夾緊裝置結(jié)構(gòu)相同包括內(nèi)芯軸、圓柱銷、套筒、彈簧和壓頭；所述的套筒一端封閉、另一端 開放，套筒封閉端與對應(yīng)的連接件固定，T形的內(nèi)芯軸一端設(shè)置在套筒內(nèi)并與套筒內(nèi)徑相 配，另一端伸出套筒的開放端并與壓頭固定連接，內(nèi)芯軸上與圓柱銷對應(yīng)的位置設(shè)置有通 孔，圓柱銷貫穿套筒和內(nèi)芯軸活動設(shè)置；彈簧的一端與套筒封閉端固定連接、另一端與內(nèi)芯 軸的一端固定連接；所述的壓頭的前端面與上機(jī)架或下機(jī)架的平面垂直，并刻蝕有加大摩 擦系數(shù)的波紋線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)水聲換能器機(jī)架。本發(fā)明包括從上至下依次平行設(shè)置有水聲換能器平臺架、上機(jī)架和下機(jī)架，水聲換能器平臺架為圓形框架，水聲換能器均勻布置在水聲換能器平臺架上；上機(jī)架為圓形框架，由八段上圓弧梁和上連接件組成，上機(jī)架與水聲換能器平臺架通過上連接桿鉸鏈連接。下機(jī)架為圓形框架，由八段下圓弧梁和下連接件組成。上機(jī)架和下機(jī)架上均設(shè)置有夾緊裝置，上機(jī)架和下機(jī)架通過下連接桿固定。本發(fā)明考慮了機(jī)架自身的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，保證數(shù)據(jù)測量時，水聲換能器的聲中心距離精度控制在誤差范圍之內(nèi)。
文檔編號G01K11/22GK101833096SQ201010159019
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者張祝軍, 樊煒, 毛潔, 潘華辰, 蔡勇, 陳鷹 申請人:杭州電子科技大學(xué)