一种弹性悬挂式坐底潜标装置

技术领域

本发明涉及一种潜标装置，尤其涉及一种弹性悬挂式坐底潜标装置。

背景技术

近年来，随着国防事业的发展和水下资源的不断开发，大力发展海洋事业与进行海洋探索成为我国的重大发展战略。潜标是各国海军进行水下监视使用的主要技术，是海军所独有的装备之一，是实施反潜、反水雷、水下警戒、观测、侦察和通信的重要装备。除军用领域之外，亦可广泛用于海洋资源勘探、水文测量、鱼群探测、海底地貌勘测等民用探测领域。

目前海底使用的潜标设备，多数均采用锚系式布放，所谓锚系结构一般由潜标、释放器和重物三部分组成，三者之间通过绳子或钢丝进行连接，潜标在海底为悬浮状态。锚系结构连接形式简单、可靠，因此被广泛采用。但因其为柔性连接，且设备在海中处于悬浮状态，设备受到海流的作用，晃动较大，影响设备性能。并且锚系式布放，设备往往高出海底距离较大，容易被渔业或路过的休闲船只所捞，安全隐蔽性较差。

本发明为一种弹性悬挂式坐底潜标装置，标体与抛载架之间采用弹性悬挂的连接方式，潜标整个坐落在海床上，此种连接方式使得潜标的连接尺寸大大缩小，海底隐蔽性和防打捞性能大大提高。此外，弹性悬挂式坐底潜标的连接刚度也有明显的提高，潜标在服役过程中不会随海流出现大幅晃动，设备性能的稳定性也更加可靠。

发明内容

本发明的目标旨在设计一种结构可靠、小型化、隐蔽性强、防打捞性高、便于投放和回收的坐底潜标结构。

本发明为一种弹性悬挂式坐底潜标装置，包括标体和抛载架，其特征在于，

所述标体包括浮体、释放器和标体底板；

所述抛载架包括悬挂装置和弹性支撑装置；

其中，所述浮体与标体底板固定连接，所述释放器放置于浮体内部，与标体底板固定连接；所述悬挂装置与上述释放器连接，所述弹性支撑装置与悬挂装置连接。

进一步的，所述释放器为三分体释放器，包括释放器电池舱、释放器电子舱、水声应答器和释放环；所述释放器电池舱、释放器电子舱和水声应答器电性连接，所述释放器电池舱和释放器电子舱固定于所述浮体内部的标体底板上，所述水声应答器固定于所述浮体上方，所述释放环与释放器电子舱连接。

进一步的，所述悬挂装置包括耦合架、螺纹挂钩、蝶形螺母、支架和抛载底板；所述耦合架与8个支架焊接，所述抛载底板焊接于各个支架的下部内侧，所述螺纹挂钩与蝶形螺母螺纹连接。

进一步的，所述弹性支撑装置包括压簧、压簧导柱和开口销；所述压簧套装于压簧导柱外围，所述开口销插入压簧导柱，锁定压簧。

进一步的，所述标体底板与耦合架承载面的间隔为8～12mm。

进一步的，所述标体还包括功能设备，所述功能设备包括深度传感器、北斗定位装置、高频发射换能器、低频发射换能器、水听器、功放舱、电子舱和电池舱；所述深度传感器、功放舱、电子舱和电池舱固定于标体底板上，北斗定位装置、高频发射换能器、低频发射换能器和水听器固定于浮体上方，所述深度传感器、北斗定位装置、高频发射换能器、低频发射换能器和水听器分别与功放舱、电子舱和电池舱电性连接。

进一步的，投放潜标时，所述抛载架在水中的下沉力大于所述标体的上浮力。

进一步的，所述压簧、螺纹挂钩和释放环的位置均处于所述抛载底板之上。

进一步的，所述耦合架为一圆形支撑架，所述抛载底板为两个以圆心为轴、上下放置且中部镂空的圆形平板，上面的圆形平板面积小于下面的圆形平板。

本发明所设计的弹性悬挂式坐底潜标结构可靠、尺寸较小、隐蔽性强、防打捞性高、布放与回收方便，具有一定的工程使用价值。

附图说明

图1-3为本发明一种弹性悬挂式坐底潜标装置的装配示意图；

图4为本发明一种弹性悬挂式坐底潜标装置的抛载架弹性悬挂组装示意图；

图5为本发明一种弹性悬挂式坐底潜标装置的标体与抛载架相对位置示意图。

其中，100-标体，110-浮体，120-释放器，121-释放器电池舱，122-释放器电子舱，123-水声应答器，124-释放环，130-标体底板，141-深度传感器，142-北斗定位装置，143-高频发射换能器，144-低频发射换能器，145-水听器，146-功放仓，147-电子舱，148-电池舱，200-抛载架，210-悬挂装置，211-耦合架，212-螺纹挂钩，213-蝶形螺母，214-支架，215-抛载底板，220-弹性支撑装置，221-压簧，222-压簧导柱，223-开口销。

具体实施方式

下面将结合附图图面说明给出本发明的实施例，并通过实施例对本发明的结构和工作原理做进一步的说明。

需要说明的是，以下使用的术语和词不限于字面的含义，而是尽由发明人使用以使得能够清楚和一致的理解本发明。因此，对本领域技术人员很明显仅为了说明目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本发明的目的而提供本发明的各种实施例的以下描述。

如图1-3，为本发明的装置示意图。本发明所设计的一种弹性悬挂式坐底潜标装置，包括标体100和抛载架200：

所述标体100包括浮体110、释放器120和标体底板130；

所述抛载架200包括悬挂装置210和弹性支撑装置220；

其中，所述浮体110与标体底板130固定连接，所述释放器120放置于浮体110内部，与标体底板130固定连接；所述悬挂装置210与上述释放器120连接，所述弹性支撑装置220与悬挂装置210连接。

在所述标体中：浮体110为潜标提供上浮所需的浮力，所述标体底板130为承载板，所述释放器120为声学设备。

所述释放器120为三分体释放器，包括释放器电池舱121、释放器电子舱122、水声应答器123和释放环124；所述释放器电池舱121、释放器电子舱122和水声应答器123电性连接，所述释放器电池舱121和释放器电子舱122固定于所述浮体110内部的标体底板130上，所述水声应答器123固定于所述浮体110上方，所述释放环124与释放器电子舱121连接。

三分体释放器在工作时，释放器电池舱121作为释放器120的电源，为释放器电子舱122和水声应答器123进行供电。水声应答器123通过所述功能设备中的高频发射换能器143和低频发射换能器144接收水声信号。当需要释放潜标时，将潜标放入海中至一定深度，通过人机交互界面输入释放指令代码，释放指令的电信号经高频发射换能器143或低频发射换能器144转换为水声信号发出。水声应答器123收到发送的水声释放信号时，将水声信号转换为电信号传至释放器电子舱122，释放器电子舱122收到指令后，驱动释放器120运动，将释放器电子舱121上的释放钩打开，完成释放指令。而后，释放完成的电信号经水声应答器123转换为水声信号发出，高频发射换能器143或低频发射换能器144接收到该水声信号后再转换为电信号传至人机交互界面，显示释放成功。

在所述抛载架中：

所述悬挂装置210包括耦合架211、螺纹挂钩212、蝶形螺母213、支架214和抛载底板215；螺纹挂钩212为连接构件，所述蝶形螺母213为紧固件，所述耦合架211为支撑底架，所述耦合架211与8个支架214焊接，所述抛载底板215焊接于各个支架214的下部内侧，所述螺纹挂钩212与蝶形螺母213螺纹连接。

所述弹性支撑装置220包括压簧221、压簧导柱212和开口销223；所述开口销223为紧固件，所述压簧导柱212为导向构件，所述压簧221为标体100和抛载架200间的弹性构件，所述压簧221套装于压簧导柱212外围，所述开口销223插入压簧导柱212，锁定压簧221。

上述悬挂装置和弹性支撑装置共同作用于坐底潜标，使得标体100处于悬挂支撑状态，可以在潜标投放下沉至坐落在海底时对标体100起一定程度的缓冲作用，防止标体100受较大冲击而损坏。并且，在潜标进行抛载时，压簧221的弹性势能可以转化为标体100上浮的动能，加快标体100上浮；并且，使得本发明的弹性悬挂式坐底潜标装置的结构更加可靠，尺寸较小，防打捞性更强。

另外，所述标体100还包括功能设备，所述功能设备包括深度传感器141、北斗定位装置142、高频发射换能器143、低频发射换能器144、水听器145、功放舱146、电子舱147和电池舱148；所述深度传感器141、功放舱146、电子舱147和电池舱148固定于标体底板130上，北斗定位装置142、高频发射换能器143、低频发射换能器144和水听器145固定于浮体110上方，所述深度传感器141、北斗定位装置142、高频发射换能器143、低频发射换能器144和水听器145分别与功放舱146、电子舱147和电池舱148电性连接。

所述深度传感器141可用于读取潜标在海中的下沉深度以及下沉速度，并且可通过软件设置数据保护，在发生异常上浮或非正常操作时，深度传感器将触发自毁指令，进行数据自毁；所述北斗定位装置142自带频闪灯，可方便寻找标体100所在位置；所述高频发射换能器143和低频发射换能器144用于发射信号；所述水听器145用于收集水中的传播信号；所述功放舱146起到放大功率的作用，用于放大信号与扩声；所述电子舱147用于存放可执行算法与命令的电路板；所述电池舱148用于给各个功能设备供电。

如图4所示，为本发明的抛载架弹性悬挂组装示意图。压簧221、压簧导柱222和开口销223共同组成潜标的弹性支撑装置220。压簧221套装在压簧导柱222上，压簧导柱222一端贯穿耦合架211的安装孔，通过开口销223将其与耦合架211组装在一起。标体100通过上述弹性支撑装置压装在抛载架200上，压簧221在标体100的重力作用下被压缩至一定状态。

所述弹性支撑装置的压缩锁紧过程为：旋转碟形螺母213，使压簧221被进一步压缩至规定状态(标体与耦合架240承载面的间隔在8mm-12mm)后锁紧蝶形螺母213，让压簧221保持该压缩状态。此锁紧距离决定了压簧221的弹性势能，可提高潜标的结构稳定性，保证连接刚度，若间隔距离过小，潜标在坐落海底时，压簧221的缓冲能力会减弱；若间隔距离过大，标体100与抛载架200之间的锁紧力不够，标体100易出现晃动。

所述耦合架211为一圆形支撑架，所述抛载底板215为两个以圆心为轴、上下放置且中部镂空的圆形平板，上面的圆形平板面积小于下面的圆形平板。此种抛载底板215可使得潜标在投入海底时，增大与海底接触压强，防止耦合架211陷入海底淤泥之中。压簧221、螺纹挂钩212和释放环124均处于抛载底板215之上，可以很好的防止压簧221和释放环124被淤泥包覆。压簧221被淤泥包覆一定时间，其弹性势能将被削弱，严重时可导致压簧221无法恢复，弹性失效。而释放环124处于淤泥之中，则将直接导致释放环124无法顺利脱落，释放失败，导致设备无法正常回收。因此，抛载底板215结构将大大提高设备顺利回收的可靠性。

如图5所示，螺纹挂钩212贯穿耦合架211的中心孔，反面与蝶形螺母213配合，将螺纹挂钩212勾搭在释放环124上，组装成为悬挂装置210，作为坐底潜标的下沉坐底部件。旋转碟形螺母213，蝶形螺母213的旋转运动转化为螺纹挂钩212的线性位移，在力的传导下，标体100与抛载架200的间距被进一步拉近，压簧221被进一步压缩，待标体底板130与耦合架211间距为8mm-12mm时，锁紧蝶形螺母213。

本发明的弹性悬挂式坐底潜标装置的具体作业流程为：

首先，将标体100直接座放在抛载架200上，标体底板130与抛载架200的压簧导柱222直接接触而产生力的作用，压簧导柱222受力向其自由方向产生位移，力通过压簧导柱222传导至压簧221上，压簧221受到重力作用而产生压缩。

其次，将螺纹挂钩212贯穿耦合架211的中心孔，螺纹挂钩212下部连接蝶形螺母213，将螺纹挂钩212上部勾搭在释放环124上，旋转蝶形螺母213，使得标体底板130与耦合架211间距为8mm-12mm时，锁紧蝶形螺母213，保证标体100得到足够的上浮势能，在丢弃释放环124时可快速上浮。

最终，抛载潜标，利用释放器120丢弃释放环124，标体100上浮至水面。标体100作为潜标的上浮部分，抛载架200作为潜标的下沉坐底部分。标体100与抛载架200连接在一起时，抛载架200在水中的下沉力要大于标体100的上浮力，潜标所受的重力大于所受水的浮力，潜标投放后将自由下沉至海底。通过释放器120中的水声应答器123进行控制，可以将释放环124丢弃，实现标体100与抛载架200的分离，分离后，失去抛载架200的约束，标体100所受水的浮力大于自身重力，在水的浮力作用下，标体100上浮至水面。

最后需要说明的是，上面实施例仅用以说明发明专利技术方案而非限制。虽然参照实施例对本发明专利进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，对本发明专利的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明专利的精神和相关范围，其均应涵盖在本发明专利的权利要求范围内。