[發(fā)明專利]基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器及其換能方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310272668.7
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103366725A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兵;強磊;王巨龍;卓頡
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G10K9/08
• 分類號: G10K9/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：該水聲換能器包括傳動軸（4）、葉輪（12）、發(fā)聲筒（3）以及設(shè)置于發(fā)聲筒（3）內(nèi)的敲擊裝置，所述傳動軸（4）與葉輪（12）相連，敲擊裝置包括與傳動軸（4）相連的雙頭支座（5），雙頭支座（5）的兩端設(shè)置有可伸縮的敲擊桿（6），發(fā)聲筒（3）的內(nèi)壁圓周上等間距均勻分布有若干個與敲擊桿（6）配合的階梯齒（3a），階梯齒（3a）是具有圓弧上升輪廓線的三角齒形突起。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述雙頭支座（5）的兩端開設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有直線軸承（17），敲擊桿（6）設(shè)置于直線軸承（17）內(nèi)，凹槽的底部設(shè)置有與敲擊桿（6）的一端配合的壓簧（16），敲擊桿（6）的另一端設(shè)置有可以轉(zhuǎn)動的敲擊輪（7）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述敲擊桿（6）上套設(shè)有與凹槽的頂部相連的用于固定直線軸承的直線軸承擋板（8）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述階梯齒（3a）在保證能實現(xiàn)敲擊輪運動的情況下，采用盡量窄的齒寬，階梯齒（3a）的齒寬比敲擊輪（7）寬2～5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述階梯齒（3a）為奇數(shù)個，階梯齒（3a）的齒長與相鄰兩階梯齒的間隔長度相等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述水聲換能器還包括與傳動軸（4）相連的用于軸向定位雙頭支座的緊固螺母（15）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述水聲換能器還包括前端蓋（1）、連接筒（9）以及后端蓋（11），發(fā)聲筒（3）的一端與前端蓋（1）相連，另一端與連接筒（9）的一端相連，連接筒（9）的另一端與后端蓋（11）的一端相連，葉輪（12）與后端蓋（11）的另一端相對設(shè)置，前端蓋（1）以及連接筒（9）內(nèi)分別設(shè)置有軸承支架，軸承支架上設(shè)置有與傳動軸（4）相連的深溝球軸承（13），葉輪（12）與由后端蓋（11）伸出的傳動軸端部相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述前端蓋（1）與發(fā)聲筒（3）之間、發(fā)聲筒（3）與連接筒（9）之間以及連接筒（9）與后端蓋（11）之間分別采用O型橡膠密封圈進行密封，后端蓋（11）上設(shè)置有與傳動軸（4）相連的高低唇Y(jié)型橡膠密封圈（20）以及用于固定高低唇Y(jié)型橡膠密封圈的壓蓋（19）。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器，其特征在于：所述前端蓋（1）為具有導(dǎo)流作用的曲面。

10.一種如權(quán)利要求1所述基于海流能驅(qū)動的低阻尼機械式水聲換能器的換能方法，其特征在于：包括以下步驟：葉輪（12）在海流能的作用下帶動傳動軸（4）轉(zhuǎn)動，傳動軸（4）帶動雙頭支座（5）相對于發(fā)聲筒（3）做旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)敲擊桿經(jīng)過階梯齒（3a）時，隨著階梯齒的升高，壓簧（16）壓縮；經(jīng)過階梯齒最高點后，階梯齒的高度變?yōu)榱悖A梯齒對敲擊桿的作用力消失，壓簧的彈性勢能釋放，轉(zhuǎn)化為敲擊桿的動能，敲擊發(fā)聲筒內(nèi)壁發(fā)聲。