舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水下航行器是指用于水下環(huán)境探測、礦產(chǎn)資源勘探和軍事偵察、作戰(zhàn)等可以回收的小型水下載體，是一種以潛艇或水面艦船為支援平臺，可長時間在水下自主遠(yuǎn)程航行的智能小型武器裝備平臺。隨著海洋在軍事、民用上的地位不斷提升，尤其是在軍事上越來越重要的戰(zhàn)略地位，為了滿足搜集氣象和海洋數(shù)據(jù)、海洋石油勘探、海底探礦、深海探測、近海淺水海域作戰(zhàn)、攻擊目標(biāo)等任務(wù)需求，無人水下航行器應(yīng)運而生，它在開發(fā)海洋資源、保護(hù)海洋環(huán)境、維護(hù)國家海洋權(quán)益和主權(quán)利益、增強(qiáng)國家海洋科學(xué)研宄實力等諸多方面有著重大意義。無人水下航行器的發(fā)展應(yīng)用，不僅能保障使用人員的安全，而且在減少人員的同時，提高了水下航行器系統(tǒng)的使用效率。因水下航行器使得海上作戰(zhàn)和作業(yè)更加靈活自如、經(jīng)濟(jì)實用，已經(jīng)成為很多國家爭相研宄發(fā)展的海洋裝備技術(shù)之一。舵機(jī)控制系統(tǒng)是操舵系統(tǒng)的核心，它決定著航行器的實時操舵性能，它的動態(tài)響應(yīng)特性、抗干擾能力和精度對舵機(jī)工作的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性有著很大的影響，也直接決定著航行器的整體性能。目前，對于舵機(jī)系統(tǒng)的測試多是采用負(fù)載模擬系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)需要解決多余力對控制性能的強(qiáng)干擾及系統(tǒng)輸出力參數(shù)變化范圍大等諸多問題，不能真實模擬水下壓力環(huán)境，整個實驗過程需要耗費大量人力、物力，卻難以獲得準(zhǔn)確而完整的試驗數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問題，本實用新型的目的是提供一種舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)，其能夠真實的模擬水下3000米的壓力狀態(tài)，并能對舵機(jī)進(jìn)行有效地控制，完成舵機(jī)的水密性及動力學(xué)特性試驗。
[0004]為此，本實用新型提供一種舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)，主要由機(jī)械部分、供水系統(tǒng)、測控系統(tǒng)組成，所述機(jī)械部分包括:高壓水密艙主體，采用高強(qiáng)度鋼制成筒形結(jié)構(gòu)，并采用加強(qiáng)箍加強(qiáng)，能夠承受巨大水壓；高壓水密艙端蓋，采用半球形法蘭連接方式，設(shè)計有橡膠墊圈密封，便于安裝被試件；被測舵機(jī)，安裝在密封艙內(nèi)并與密封艙連接在艙體支撐法蘭上，舵機(jī)輸出軸與扭矩傳感器相連接，扭矩傳感器的另一端連接有舵面，扭矩傳感器檢測舵機(jī)的輸出能力；所述舵面的前端及后端設(shè)計有應(yīng)變片，實時檢測運動過程中舵面的應(yīng)力應(yīng)變情況。
[0005]作為優(yōu)選，高壓水密艙主體上部舵面一側(cè)設(shè)計有照明燈及針孔攝像，實時檢測并記錄舵面的運動情況，為下一步研宄奠定實驗基礎(chǔ)。
[0006]供水系統(tǒng)主要由進(jìn)水管、水泵、單向閥、二位二通閥、壓力表、截止閥、安全閥等組成，作為優(yōu)選，系統(tǒng)采用底部進(jìn)水、頂部回水方式，保證艙內(nèi)空氣排盡；所述水泵采用低壓水泵，向整個系統(tǒng)注滿水后，便關(guān)閉水泵及進(jìn)水電磁閥，無需對艙內(nèi)水加壓，因此整個供水系統(tǒng)無需特殊設(shè)計，即節(jié)約成本，又提高系統(tǒng)的安全性；加壓系統(tǒng)采用電機(jī)加電控增壓缸方式，實現(xiàn)壓力的無極調(diào)控，并設(shè)計有壓力傳感器，實時檢測壓力變化，所述電控增壓缸采用絲杠方式，具有自鎖性能，電控增壓缸兩端設(shè)計有限位開關(guān)，保護(hù)加壓系統(tǒng)；作為優(yōu)選，系統(tǒng)設(shè)計有安全閥，保護(hù)整個系統(tǒng)。
[0007]作為優(yōu)選，舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)還包括測控計算機(jī)，實時采集壓力傳感器信號，并實時控制電機(jī)從而實現(xiàn)對加壓系統(tǒng)的實時控制；實時采集舵面的應(yīng)力應(yīng)變并通過針孔攝像實時采集舵面的運動情況，并對舵機(jī)進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對舵機(jī)性能的全面研宄；當(dāng)系統(tǒng)由于外泄漏或內(nèi)泄漏導(dǎo)致壓力降低或無法建壓時，系統(tǒng)聲光報警并跳出故障提示窗口 ；當(dāng)電控增壓缸接近最大行程時，仍無法達(dá)到設(shè)定壓力時，系統(tǒng)提示并自動將電控增壓缸退至初始位置，避免系統(tǒng)再進(jìn)行其它操作而引起安全問題。
[0008]本實用新型具有開放性、安全性高、精度高等諸多優(yōu)點，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，壓力無極可控，真實模擬水下壓力環(huán)境，可檢測舵機(jī)及舵面全動力學(xué)因素，，為研宄水下舵機(jī)及舵面的動力學(xué)特性及安全可靠運行提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)軸測圖；
[0011]圖3是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)水回路原理圖；
[0012]圖4是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)控制系統(tǒng)原理圖。
[0013]圖中:1、高壓水密艙端蓋；2、電纜；3、高壓水密艙主體；4、舵機(jī)水密罩；5電纜密封插頭；6、測量電纜插頭；7、針孔攝像頭；8、被測舵機(jī)；9、進(jìn)水管；10、密封；11、扭矩傳感器；12、舵面；13、應(yīng)變片；14、水箱；15、水泵；16、過濾器；17、單向閥；18、二位二通閥；19、壓力表；20、截止閥；21、電機(jī)；22、電控增壓缸；23、安全閥；24、壓力傳感器；25、密封艙。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明根據(jù)本實用新型的實施方式。
[0015]如附圖所示，為此，本實用新型提供一種舵機(jī)水密試驗系統(tǒng)，主要由機(jī)械部分、供水系統(tǒng)、測控系統(tǒng)組成，所述機(jī)械部分包括:高壓水密艙主體3，采用高強(qiáng)度鋼制成筒形結(jié)構(gòu)，并采用加強(qiáng)箍加強(qiáng)，能夠承受巨大水壓；高壓水密艙端蓋1，采用半球形法蘭連接方式，設(shè)計有橡膠墊圈密封，便于安裝被試件；被測舵機(jī)8，安裝在密封艙內(nèi)并與密封艙連接在艙體支撐法蘭上，舵機(jī)輸出軸與扭矩傳感器11相連接，扭矩傳感器11的另一端連接有舵面12，扭矩傳感器11檢測舵機(jī)8的輸出能力；所述舵面12的前端及后端設(shè)計有應(yīng)變片13，實時檢測運動過程中舵面12的應(yīng)力應(yīng)變情況。
[0016]作為優(yōu)選，高壓水密艙主體3上部即舵面12 —側(cè)，設(shè)計有照明燈