[發明專利]一種不規則水下航行器浮心測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201711361510.1
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108007642B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 耿鵬飛;李濤;程彩霞;肖志勇;張東利
• 申請（專利權）人: 中船重工西安東儀科工集團有限公司
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

本發明提出一種不規則水下航行器浮心測量裝置及方法，將不規則水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固連工裝重力、傳感器作用力的共同作用下平衡，以浮心測量裝置某一點為原點建立基準坐標系，采用三點測量法，通過采集稱重傳感器的輸出信號，根據靜力平衡原理和靜力矩平衡原理進行計算得出航行器的浮力和浮心參數。

技術領域

本發明涉及無人水下航行器領域，具體為一種不規則水下航行器浮心測量裝置及方法。

背景技術

水下航行器航行器已廣泛應用于情報搜集、勘測戰場、反潛作戰、海洋勘測等任務，目前已成為世界各國國防建設和海洋開發的重要研究方向之一。對于高速航行的水下航行器，當其重、浮心位置處理不當時，將很難調整其航行方向和姿態，容易造成航行器偏離軌道或無法命中目標。因此準確測量浮心位置至關重要。

通常無人水下航行器呈不規則形狀且質量分布不均勻，普通方法不能準確、便捷地測量無人水下航行器的浮心位置。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，實現測量水下無人航行器的浮力及浮心等相關參數的目的，本發明提出一種不規則水下航行器浮心測量裝置及方法，將不規則水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固連工裝重力、傳感器作用力的共同作用下平衡，以浮心測量裝置某一點為原點建立基準坐標系，采用三點測量法，通過采集稱重傳感器的輸出信號，根據靜力平衡原理和靜力矩平衡原理進行計算得出航行器的浮力和浮心參數。

本發明的技術方案為：

所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：包括測量平臺、調平裝置、升降裝置、稱重組件、測控及數據采集系統；

所述測量平臺包括底座和安裝基座；所述底座上裝有旋轉機構和推桿機構；所述安裝基座上表面與旋轉機構連接，安裝基座邊緣與推桿機構連接，推桿機構能夠推動安裝基座繞旋轉機構擺動；安裝基座下表面連接被測水下航行器；

所述調平裝置、升降裝置和稱重組件成套配合使用，且數量為三；所述升降裝置和稱重組件安裝在調平裝置上，調平裝置放置在水池臺面上，通過各套設備中的調平裝置配合使用，使各套設備中的稱重組件能夠同時受力且受力均勻；

所述升降裝置包括電機和頂塊，電機能夠帶動頂塊在Z方向運動，且各套設備中的升降裝置同步運動能夠同步支撐底座；所述Z方向為豎直方向，所述稱重組件包括Z方向布置的稱重傳感器，當電機帶動頂塊在Z方向向下運動，頂塊脫離底座后，由稱重傳感器支撐底座并測力；

所述測控及數據采集系統能夠采集稱重傳感器的輸出信號。

進一步的優選方案，所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：在頂塊的運動行程內安裝有行程開關；當電機帶動頂塊在Z方向向上運動并觸發上行程開關時，電機停止，頂塊支撐底座；當電機帶動頂塊在Z方向向下運動并觸發下行程開關時，電機停止，頂塊脫離底座，稱重傳感器支撐底座。

進一步的優選方案，所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：底座上安裝有限位開關；當推桿機構推動安裝基座繞旋轉機構擺動并觸發限位開關時，推桿機構停止。

進一步的優選方案，所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：所述調平裝置由機座與螺桿組成，升降裝置和稱重組件安裝在機座上；通過旋轉螺桿對機座進行調平。

進一步的優選方案，所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：推桿機構上安裝有鎖緊機構，當推桿機構推動安裝基座繞旋轉機構擺動至設定角度后，鎖緊機構能夠將推桿機構鎖定。

進一步的優選方案，所述一種不規則水下航行器浮心測量裝置，其特征在于：所述測控及數據采集系統能夠控制各套設備中的電機同步運動，控制推桿機構運動，并采集行程開關以及限位開關信號，并根據行程開關以及限位開關信號分別控制電機和推桿機構。