[發明專利]一種雙端輻射電機式換能器

在審

• 申請號: 202110602669.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113410941A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 馬振;黃東;郝浩琦
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: H02K5/132
• 分類號: H02K5/132;H02K7/116;H02K5/04;H02K7/075;H02K5/22;H02K11/20
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發明公開了一種雙端輻射電機式換能器，涉及換能器領域，包括設于換能器中部的中間支撐筒，中間支撐筒的兩端對稱安裝有殼體，在殼體的內壁與中間支撐筒的外壁之間嵌入安裝有中間橡膠套，中間支撐筒兩端的殼體上均安裝有支撐板；連桿、輻射蓋板在偏心軸帶動下做上下往復運動；導向桿的一端固定在輻射蓋板上，導向桿的另一端滑動設置在直線軸承內，導向桿與直線軸承同軸心布置，保證輻射蓋板始終沿直線做往復運動，產生聲波輻射。本發明利用電機的大輸出力和雙端對稱式結構，能夠在小尺寸空間內實現大功率、低頻率(0至50Hz)的聲輻射，對稱式結構能量損耗小，安裝使用方便，共形的氣囊結構使尺寸更小。

技術領域

本發明涉及換能器的領域，具體涉及一種雙端輻射電機式換能器。

背景技術

電動機作為常見的器件，是一種將電能轉變為轉子轉動機械能的裝置。配合其它不同形式傳動器件，電子轉子的轉動可以變為不同形式的運動，其中就包括直線往復運動。電機電動的直線往復運動有頻率低、位移大的優點。一般電機的轉速不大于5000轉/分鐘，對應于水聲換能器，相當于不大于83Hz，再次頻段可用的換能器類型較少。電機配合相應的機構件，可實現厘米、分米甚至更大級別的往復運動，這是常規水聲換能器難以企及的。從上述可以看出，電機推動的往復運動應用于低頻水聲輻射中是有一定優勢的。換能器在推動水進行聲輻射的同時，水也會給換能器一個反作用力，迫使換能器跟隨振動，這使得換能器一大部分能量損失。雙端對稱的結構能夠避免這種損失，提高換能器效率。

此外，作為最常用的電動式換能器，還存在以下不足：

1、為減小磁阻，線圈總圈數較少，導線長度較小，工作時輸出力較小；

2、單端輻射的形式，蓋板在推動水的同時，水給換能器反作用力，使得換能器反向振動，換能器能量損失，而且這種非對稱的形式也使得換能器性能與安裝、夾持方式有關，增大使用難度與性能的不穩定性；

3、在低于諧振點的頻段范圍內，換能器推動力會一大部分用于推動彈簧，使低于諧振點的頻率范圍內用于推動水介質的力較小，嚴重影響低頻范圍內性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種雙端輻射電機式換能器，具有結構簡單、使用方便、安全可靠的優勢。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的：一種雙端輻射電機式換能器，采用對稱結構，包括設于所述換能器中部的中間支撐筒，所述中間支撐筒的兩端對稱安裝有殼體，在殼體的內壁與中間支撐筒的外壁之間嵌入安裝有中間橡膠套，中間支撐筒兩端的殼體上均安裝有支撐板；雙軸電機貫穿中間支撐筒布置，且雙軸電機的兩電機軸對應貫穿位于中間支撐筒兩側的支撐板，兩電機軸分別連接帶動一根小錐齒輪軸；小錐齒輪軸用小錐齒輪支架支撐在支撐板上，套裝在小錐齒輪軸上的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合傳動，大錐齒輪套裝在大錐齒輪軸上，大錐齒輪軸用大錐齒輪軸支架支撐在支撐板上；殼體遠離中間支撐筒的端部設有輻射蓋板，輻射蓋板底部的兩側各安裝一只輻射蓋板連接座，輻射蓋板連接座上伸出一根連接軸，大錐齒輪軸的兩端各安裝一只主動輪，主動輪上背離大錐齒輪軸的一端設有偏心軸，連桿的一端安裝在連接軸上，連桿的另一端安裝在偏心軸上，連桿、輻射蓋板在偏心軸帶動下做上下往復運動；導向桿的一端固定在輻射蓋板上，導向桿的另一端滑動設置在直線軸承內，導向桿與直線軸承同軸心布置，保證輻射蓋板始終沿直線做往復運動，產生聲波輻射。

作為進一步的技術方案，所述中間支撐筒的外壁上設有若干測試架安裝孔用于安裝測試架；中間支撐筒的外壁上開設有充氣嘴，用于向中間支撐筒及殼體內腔充入高壓氣體；中間支撐筒的外壁上設有水密連接器，雙軸電機上也設有對應的信號插孔，用于電連接外部的伺服驅動器，實現對雙軸電機的控制。

作為進一步的技術方案，所述中間支撐筒與殼體之間沿圓周設置有若干保護桿，用于支撐、保護中間橡膠套。

作為進一步的技術方案，所述雙軸電機的電機軸通過彈性聯軸器與小錐齒輪軸連接傳動。