[發(fā)明專利]壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110982981.4
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113783465B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 王亮;于鵬鵬;金家楣;張世宇;陳昕榮
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發(fā)明提出了一種壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)及其工作方法。壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)包括浮體、探測器、壓電釋放器、連接軸承、第一至第四連接桿、以及錨定重物。壓電釋放器包括壓電換能器和動子。壓電換能器和動子通過螺紋相互配合。浮體保證壓電換能器和動子間的螺紋配合區(qū)緊密接觸，驅(qū)動壓電換能器螺紋能夠借助摩擦力使得動子和壓電換能器分離。分離后，探測器由浮體牽引至海面。本發(fā)明融入應用場景，利用牽引浮體施加預壓力，簡單又可靠，能應用在海洋信息獲取中。

技術領域

本發(fā)明涉及壓電驅(qū)動深海釋放領域，尤其涉及一種壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術

深海聲學釋放器是海洋信息獲取的有力工具，利用配重與浮球來調(diào)整探測儀器設備在水中的浮力、重力關系，完成探測儀器設備的投放、定位、回收工作。由深海聲學釋放器布放的探測儀器設備能夠定點、長期、連續(xù)、隱蔽地了解海域的地理環(huán)境、地形特點、氣象情況等信息。

現(xiàn)有電磁電機驅(qū)動式深海釋放器存在許多問題，電磁電機轉速過高無法直接驅(qū)動負載，需要額外的高減速比減速機構實現(xiàn)減速、增扭，這增加了驅(qū)動系統(tǒng)的體積、質(zhì)量和復雜程度。此外，高水壓條件下動密封困難是電磁電機驅(qū)動式釋放器可靠釋放的瓶頸。

現(xiàn)有螺紋超聲電機的預壓力恒定施加始終沒有一個合適的方法。在專利（201711099075.X）中，南京航空航天大學的姚志遠教授提出利用兩個分體式螺桿實現(xiàn)預壓力施加。雖然該方法能夠保證預壓力恒定施加，但是兩個分體式螺桿相互配合只能在一定的行程范圍內(nèi)實現(xiàn)。當一個螺桿離開定子內(nèi)螺紋的約束，該方法將會失效。因此，該方法只能在局部、小范圍行程中有效，無法在滿行程中發(fā)揮作用。此外，兩個分體式螺桿需要保證轉動的角速度相同和兩者間沒有軸向相互作用力，否則將會出現(xiàn)兩個螺桿對頂、自鎖卡死現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)及其工作方法。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

壓電驅(qū)動深海釋放系統(tǒng)，包括浮體、探測器、壓電釋放器、連接軸承、第一至第四連接桿、以及錨定重物；

所述浮體用于提供上浮浮力；

所述探測器用于探測、監(jiān)控海洋；

所述錨定重物用于提供豎直向下重力，起錨定作用，防止深海釋放系統(tǒng)受到風、浪、流和海水溫度梯度的影響使得錨定位置發(fā)生移動；

所述壓電釋放器包括貼片式壓電換能器和釋放螺桿；

所述貼片式壓電換能器包括金屬基體、第一至第二壓電陶瓷片組；

所述金屬基體為長方體，包含上端面、下端面以及首位相連的第一至第四側壁，其中，第一側壁平行于第三側壁，第二側壁平行于第四側壁；所述金屬基體在其下端面中心設有和所述釋放螺桿相匹配的螺紋孔，且螺紋孔的螺紋長度大于其5倍的螺距；

所述金屬基體上設有和所述連接軸承內(nèi)圈相匹配的環(huán)形凹槽，所述連接軸承內(nèi)圈的內(nèi)壁和所述金屬基體在其環(huán)形凹槽處同軸固連；

所述第一、第二壓電陶瓷片組均包括兩個沿著厚度方向極化的壓電陶瓷片，其中，第一壓電陶瓷片組的兩個壓電陶瓷片對稱的粘貼在所述金屬基體的第一、第三側壁上，第二壓電陶瓷片組的兩個壓電陶瓷片對稱的粘貼在所述金屬基體的第二、第四側壁上；第一壓電陶瓷片組的兩個壓電陶瓷片的極化方向相同，第二壓電陶瓷片組的兩個壓電陶瓷片的極化方向相同；第一、第二壓電陶瓷片中的壓電陶瓷片均涂覆有絕緣膠水，防止海水浸入；

所述釋放螺桿上端和所述金屬基體的螺紋孔螺紋相連，下端和所述第四連接桿的上端鉸接；

所述第一連接桿上端和所述浮體鉸接，下端和所述探測器鉸接；