一种小型浮标及其协同动作实现方法与流程

1.本发明属于水面探测浮标领域，具体涉及一种小型浮标及其协同动作实现方法。


背景技术：

2.小型浮标挂接于水下航行器并随之一起航行，并在与水下航行器解脱后能够可靠上浮和稳定漂浮，提供外部探测信息，具有水面目标探测功能。小型浮标搭载不同的探测载荷，可实现远距离水面目标的精确探测和跟踪，实时获取水面目标的方位和距离。
3.浮标探测功能实现的前提是探测装置距离水面保持一定高度，且浮标漂浮姿态稳定。探测装置抬升后会导致浮标重心位置上移，且浮标随浪摆动、升降会进一步影响漂浮姿态进而降低探测装置工作的准确性。因此浮标探测功能的实现需要有使探测装置抬升的机构以及调整浮标姿态的机构。受限于安装空间，浮标的外形尺寸不到水下航行器的一半，因此在浮标狭小空间中实现探测装置升高与浮标姿态动态调整是一个技术难题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种小型浮标及其协同动作实现方法，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，协同动作完成可靠性高，解决了浮标在狭小空间中探测装置升高与浮标姿态动态调整的技术难题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种小型浮标，包括探测装置、浮囊气瓶、展开气瓶、整流罩、壳体、气瓶安装夹、抬升气瓶、充气压板、浮囊和伸缩机构。
6.其中，气瓶安装夹设置在壳体内部。
7.浮囊气瓶、展开气瓶和抬升气瓶通过气瓶安装夹固定在壳体上。
8.整流罩固定在壳体的凹槽上，通过可断螺钉将整流罩与壳体连接。
9.充气压板设置在气瓶安装夹下方，充气压板固定在壳体内部。
10.浮囊上内置充气座，通过充气接头将浮囊固定在壳体上。
11.探测装置固定在活塞腔上端，伸缩机构通过四个螺钉固定在壳体上。
12.浮囊气瓶、抬升气瓶和展开气瓶与浮标尾段的控制系统之间有线连接，通过尾段控制系统控制上述气瓶给相应腔室充气。
13.优选的，浮囊上内置8个充气座，通过8个充气接头将浮囊固定在壳体上。
14.优选的，充气压板与壳体通过一组螺钉固定。
15.优选的，浮囊充气后，最大直径为浮标的4倍。
16.本发明除了提供一种小型浮标以外，还进一步提供一种使用上述小型浮标协同动作实现方法，用于协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，具体包括以下步骤：
17.浮标上浮至水面后，通过浮标尾段的控制系统给浮囊气瓶发送工作指令，浮囊气瓶收到指令后为浮囊充气，浮囊充气膨胀拉断连接整流罩和壳体的可断螺钉，延迟几秒后，展开气瓶收到尾段控制系统指令为伸缩机构的密封腔充气，克服阻力促使伸缩机构顺利展开，通过膨胀的浮囊调整浮标的重浮心间距，使浮标漂浮姿态稳定。当浮标漂浮姿态满足一
定条件时，浮标尾段的控制系统给抬升气瓶发送充气指令，为活塞腔充气，抬升探测装置至一定高度，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整。
18.与现有技术相比，本发明具备以下优点：
19.本发明提供的一种小型浮标及其协同动作实现方法，通过在浮标中间舱段设计直径尽量大的浮囊以适应浮标的中心位置变化，提升浮标的漂浮稳定性能。设计浮囊气瓶为浮囊充气，浮囊充气膨胀至设计直径可调整浮标的重浮心位置，使浮标漂浮姿态保持稳定。本发明通过抬升气瓶为活塞腔充气，通过充气瞬间产生的推力克服探测装置重力、摩擦力以及可断螺钉的拉断力，保证探测装置可运动至设定高度，展开气瓶为伸缩机构的密封腔充气，克服摩擦力与剪切销阻力使伸缩机构展开。本发明提供的一种小型浮标及其协同动作实现方法，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，协同动作完成可靠性高，解决了浮标在狭小空间中探测装置升高与浮标姿态动态调整的技术难题。
附图说明
20.图1为本发明中一种小型浮标的结构示意图；
21.图2为本发明中一种小型浮标协同动作实现后的示意图。
22.图中，1为探测装置；2为浮囊气瓶；3为展开气瓶；4为整流罩；5为壳体；6为气瓶安装夹；7为抬升气瓶；8为充气压板；9为浮囊；10为伸缩机构。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
24.如图1所示，本发明的技术方案中提供一种小型浮标，包括探测装置1、浮囊气瓶2、展开气瓶3、整流罩4、壳体5、气瓶安装夹6、抬升气瓶7、充气压板8、浮囊9和伸缩机构10。
25.其中，气瓶安装夹6设置在壳体5内部。
26.浮囊气瓶2、展开气瓶3和抬升气瓶7通过气瓶安装夹6固定在壳体5上。
27.整流罩4固定在壳体5的凹槽上，通过可断螺钉将整流罩4与壳体5连接。
28.充气压板8设置在气瓶安装夹6下方，充气压板8固定在壳体5内部。
29.浮囊9上内置充气座，通过充气接头将浮囊9固定在壳体5上。
30.探测装置1固定在活塞腔上端，伸缩机构10通过四个螺钉固定在壳体5上。
31.浮囊气瓶2、抬升气瓶3和展开气瓶7与浮标尾段的控制系统之间有线连接，通过尾段控制系统控制上述气瓶给相应腔室充气。
32.在本发明的一些实施例中，浮囊9上内置8个充气座，通过8个充气接头将浮囊9固定在壳体5上。
33.在本发明的一些实施例中，充气压板8与壳体5通过一组螺钉固定。
34.在本发明的一些实施例中，浮囊9充气后，最大直径为浮标的4倍。在这些实施例中，浮囊9充气膨胀至直径为可调整浮标的4倍时，浮标漂浮姿态保持稳定。
35.本发明的技术方案中除了提供一种小型浮标以外，还进一步提供一种使用上述小型浮标协同动作实现方法，用于协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，具体包括以下步
骤：
36.浮标上浮至水面后，通过浮标尾段的控制系统给浮囊气瓶2发送工作指令，浮囊气瓶2收到指令后为浮囊9充气，浮囊9充气膨胀拉断连接整流罩4和壳体5的可断螺钉，延迟几秒后，展开气瓶3收到尾段控制系统指令为伸缩机构10的密封腔充气，克服阻力促使伸缩机构10顺利展开，通过膨胀的浮囊9调整浮标的重浮心间距，使浮标漂浮姿态稳定。当浮标漂浮姿态满足预定条件时，浮标尾段的控制系统给抬升气瓶7发送充气指令，为活塞腔充气，抬升探测装置1至一定高度，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整。
37.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种小型浮标，其特征在于：所述小型浮标包括探测装置(1)、浮囊气瓶(2)、展开气瓶(3)、整流罩(4)、壳体(5)、气瓶安装夹(6)、抬升气瓶(7)、充气压板(8)、浮囊(9)和伸缩机构(10)；其中，所述气瓶安装夹(6)设置在所述壳体(5)内部；所述浮囊气瓶(2)、展开气瓶(3)和抬升气瓶(7)通过气瓶安装夹(6)固定在所述壳体(5)上；所述整流罩(4)固定在所述壳体(5)的凹槽上，通过可断螺钉将所述整流罩(4)与所述壳体(5)连接；所述充气压板(8)设置在所述气瓶安装夹(6)下方，所述充气压板(8)固定在所述壳体(5)内部；所述浮囊(9)上内置充气座，通过充气接头将所述浮囊(9)固定在所述壳体(5)上；所述探测装置(1)固定在活塞腔上端，所述伸缩机构(10)通过四个螺钉固定在所述壳体(5)上；所述浮囊气瓶(2)、抬升气瓶(3)和展开气瓶(7)与浮标尾段的控制系统之间有线连接，通过尾段控制系统控制上述气瓶给相应腔室充气。在本发明的一些实施例中，浮囊(9)上内置(8)个充气座，通过(8)个充气接头将浮囊(9)固定在壳体(5)上。2.如权利要求1所述的一种小型浮标，其特征在于：所述充气压板(8)与所述壳体(5)通过一组螺钉固定。3.如权利要求1所述的一种小型浮标，其特征在于：所述浮囊(9)充气后，最大直径为浮标的4倍。4.一种小型浮标协同动作实现方法，其特征在于：使用权利要求1-3任一项所述的小型浮标，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，具体包括以下步骤：浮标上浮至水面后，通过浮标尾段的控制系统给所述浮囊气瓶(2)发送工作指令，所述浮囊气瓶(2)收到指令后为所述浮囊(9)充气，所述浮囊(9)充气膨胀拉断连接所述整流罩(4)和所述壳体(5)的可断螺钉，延迟几秒后，所述展开气瓶(3)收到尾段控制系统指令为所述伸缩机构(10)的密封腔充气，克服阻力促使所述伸缩机构(10)顺利展开，通过膨胀的所述浮囊(9)调整浮标的重浮心间距，使浮标漂浮姿态稳定；当浮标漂浮姿态满足预定条件时，浮标尾段的控制系统给所述抬升气瓶(7)发送充气指令，为活塞腔充气，抬升所述探测装置(1)至一定高度，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整。

技术总结
本发明提供了一种小型浮标及其协同动作实现方法，通过在浮标中间舱段设计直径尽量大的浮囊以适应浮标的中心位置变化，提升浮标的漂浮稳定性能。设计浮囊气瓶为浮囊充气，浮囊充气膨胀至设计直径可调整浮标的重浮心位置，使浮标漂浮姿态保持稳定。本发明通过抬升气瓶为活塞腔充气，通过充气瞬间产生的推力克服探测装置重力、摩擦力以及可断螺钉的拉断力，保证探测装置可运动至设定高度，展开气瓶为伸缩机构的密封腔充气，克服摩擦力与剪切销阻力使伸缩机构展开。本发明提供的一种小型浮标及其协同动作实现方法，协同实现探测装置抬升及浮标姿态调整，协同动作完成可靠性高，解决了浮标在狭小空间中探测装置升高与浮标姿态动态调整的技术难题。调整的技术难题。调整的技术难题。


技术研发人员：闫靠 孙元 李春雨 张建亭 赵晓伟
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七〇五研究所
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/6/27