[發(fā)明專利]環(huán)-梁式壓電釋放器及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110981521.X
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113783464B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于鵬鵬;王亮;金家楣;張世宇;陳昕榮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/10;H02N2/12;H02N2/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 韓天宇

為了實現(xiàn)海洋探測器的可靠釋放，本發(fā)明提出一種環(huán)?梁式壓電釋放器及其工作方法。環(huán)?梁式壓電釋放器包括浮體、壓電換能器、環(huán)鎖、錨定重物以及第一至第二連接裝置。環(huán)鎖包括鎖體和鎖芯。壓電換能器包括壓電復(fù)合梁、連接柱和驅(qū)動環(huán)。本發(fā)明利用驅(qū)動環(huán)摩擦驅(qū)動環(huán)鎖，改變鎖體、鎖芯缺口的相對角位置，實現(xiàn)環(huán)鎖的打開和閉合，完成探測器的錨定和釋放。本發(fā)明克服了氣動式釋放器燃氣一次性使用、易爆和存儲結(jié)構(gòu)抗壓笨重的缺點，具有可重復(fù)使用、快速部署的優(yōu)點，在深海預(yù)警網(wǎng)絡(luò)打造、反介入作戰(zhàn)中有應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電驅(qū)動深海釋放領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)-梁式壓電釋放器及其工作方法。

背景技術(shù)

深海聲學應(yīng)答釋放器是深海觀測、監(jiān)測系統(tǒng)回收的核心設(shè)備，可根據(jù)具體科學研究的需要與其他測量傳感器配合組成海洋觀測系統(tǒng)，用于海洋污染、生態(tài)、光學、聲學、地質(zhì)等領(lǐng)域。

氣動式深海釋放器利用高壓燃氣點火后產(chǎn)生的爆炸力工作，但高壓燃氣屬于危險品，對運輸、存儲、使用的安全防護等級要求極高。高壓燃氣只能推動柱銷運動一次，燃燒殆盡后不可重復(fù)。使用前要更換氣動源，不利于釋放器的二次快速部署。高壓燃氣需要容器存儲，無法對海水開放，密封艙的反復(fù)拆卸會給高壓水密帶來隱患。

壓電作動是最具有緩解深海水壓潛力的驅(qū)動方法之一。雖然壓電換能器與動子間的摩擦力能夠?qū)崿F(xiàn)斷電自鎖，但是探測器和釋放器的距離較遠，在洋流的作用下，位于較淺水深的探測器或者浮體與探測器可能出現(xiàn)發(fā)生大角度傾斜、大幅度擺動的情況。受到外載荷的擾動，壓電換能器與動子間可能會發(fā)生的相對運動，釋放器可能面臨無指令脫離的風險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種環(huán)-梁式壓電釋放器及其工作方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

環(huán)-梁式壓電釋放器，包括浮體、貼片式壓電換能器、環(huán)鎖、錨定重物、以及第一至第二連接裝置；

所述環(huán)鎖包括鎖體和鎖芯；所述鎖體、鎖芯均為設(shè)有缺口的圓環(huán)，其內(nèi)壁的一端均設(shè)有指向其圓心的限位凸臺；所述鎖體的內(nèi)壁上設(shè)有穿過其限位凸臺將其限位凸臺分割為兩側(cè)的環(huán)狀凹槽；所述鎖芯設(shè)置在鎖體的環(huán)狀凹槽中，鎖芯的外壁和環(huán)狀凹槽的底壁相抵、存在靜摩擦力，鎖芯兩側(cè)的側(cè)壁和環(huán)狀凹槽兩側(cè)的側(cè)壁貼合；所述環(huán)鎖呈開鎖狀態(tài)時，鎖芯的限位凸臺和鎖體的限位凸臺重合、鎖芯的缺口和鎖體的缺口重合；所述環(huán)鎖呈鎖死狀態(tài)時，鎖芯的缺口和鎖體的缺口錯開；

所述貼片式壓電換能器包括壓電復(fù)合梁、連接柱和驅(qū)動環(huán)；

所述壓電復(fù)合梁包括梁體、縱振壓電陶瓷模塊、彎振壓電陶瓷模塊、以及第一至第二連接件；

所述梁體為長方體，包含第一端面、第二端面、以及依次首位相連的第一至第四側(cè)壁，其中，第一側(cè)壁平行于第三側(cè)壁，第二側(cè)壁平行于第四側(cè)壁；

所述縱振壓電陶瓷模塊包含若干設(shè)置在梁體縱振振型節(jié)點上的縱振壓電陶瓷單元；所述縱振壓電陶瓷單元包含兩片沿厚度方向極化的壓電陶瓷片，其中一片壓電陶瓷片設(shè)置在梁體的第一側(cè)壁上，另一片壓電陶瓷片對稱設(shè)置在梁體的第三側(cè)壁上；各個縱振壓電陶瓷單元中壓電陶瓷片的極化方向相反；

所述彎振壓電陶瓷模塊包含若干設(shè)置在梁體彎曲振型波谷上的彎振壓電陶瓷單元；所述彎振壓電陶瓷單元包含兩片沿厚度方向極化的壓電陶瓷片，其中一片壓電陶瓷片設(shè)置在梁體的第一側(cè)壁上，另一片壓電陶瓷片對稱設(shè)置在梁體的第三側(cè)壁上，兩片壓電陶瓷片的極化方向相同；各個彎振壓電陶瓷單元在梁體第一側(cè)壁上的壓電陶瓷片的極化方向相同；

所述第一連接件、第二連接件對稱設(shè)置在梁體的第二側(cè)壁、第四側(cè)壁上，用于和外界相連；

所述驅(qū)動環(huán)呈圓環(huán)狀，包含內(nèi)壁、外壁和兩個端面；