【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水听器领域，具体涉及一种3d打印复合同振型三维矢量水听器，特别是利用凝胶对水听器进行悬置，一种无悬挂可刚性固定的复合同振矢量水听器。
技术介绍
1、目前同振型矢量水听器多使用环氧树脂/空心玻璃微珠复合材料将加速度计传感器或振速传感器进行封装制成，通过金属弹簧或橡胶绳将其悬挂于刚性框架上。这种通过灌封的方式制备同振矢量水听器需要设计和加工模具，且灌封工艺复杂。在工程应用中，弹簧或橡胶绳悬挂给使用人员带来很大不便，一方面很难保证悬挂元件的一致性，另外反复悬挂容易造成弹性元件的疲劳失效，会影响水听器的性能。传统的悬挂方式，测试时由于水听器电缆受到水流等冲击时会带动水听器同时运动，也会对水听器性能产生影响。据报道，在2002年，美国学者benjamin a.cray就发表了可以刚性固定的球型矢量水听器的专利，但很难控制其作为弹性元件的胶质球壳的剪切和压缩模量所带来的不均匀性对矢量水听器性能的影响。2006年美国宾州大学提出了一种可刚性固定的同振型矢量水听器的结构设计方案。该方案属于一种惯性传感器结构，对制作工艺要求较高，很难保证敏感元件一致性的要求。91388部队谢攀等人公开了一种中心固定式振速水听器的制备方法，该矢量水听器采用压电元件组成矢量水听器，使用液态硅橡胶代替皮筋或弹簧作为弹性结构。哈尔滨工程大学刘爽等人公开了“新型矢量水听器研究”，提出一种采用圆环型橡胶弹簧作为悬置元件的新型可刚性固定式同振圆柱型矢量水听器的设计方案。但是，公开内容所使用的弹性结构体直接暴露在水介质中，环境会改变弹性结构体的性能，导致稳定性较差
2、3d打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。熔融沉积成型(fdm)工艺通过加热将丝状、热塑性材料的熔丝从喷头挤出，按照模型切片的预定轨迹将材料选择性的打印成型。fdm式3d打印价格低廉，制造成型速度快。可解决目前水听器制造工艺复杂、耗时长、造价高的问题。
技术实现思路
1、基于目前同振型矢量水听器悬挂不便、制造工艺复杂、耗时长、造价高的问题，本专利提供一种结构简单、加工方便、3d打印无悬挂可刚性固定的同振矢量水听器。该矢量水听器具有高的稳定性和环境适应性，有利于提高水声信号检测的准确性。该水听器可直接固定在水下平台上用于测量水下声信号。
2、本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成，本专利技术提供了一种3d打印无悬挂可刚性固定的复合同振式矢量水听器系统，主要包括矢量通道传感器、3d打印矢量水听器壳、悬置凝胶、固定外壳、声压通道传感器、电缆和固定框架。
3、所述的矢量通道传感器可以是加速度计传感器或振速传感器。
4、所述3d打印矢量水听器外壳可以由热塑性材料通过fdm打印一体形成，内部形成所述传感器和声压传感器放置的空腔及电缆孔。
5、所述悬置凝胶为不导电有机凝胶，用于将矢量水听器悬置在固定外壳内。所述固定外壳由透声材料制成，用于固定矢量水听器。
6、述声压通道传感器由压电陶瓷，外部灌封透声聚氨酯材料制成。
7、所述电缆为柔性内含屏蔽网的多芯电缆。
8、所述固定框架为透声刚性非金属材料制作框架。
9、上述技术方案中，优选的，热塑性材料包括abs、peek、pc、pa。
10、上述技术方案中，优选的，不导电有机凝胶为硅凝胶。
11、上述技术方案中，优选的，透声材料为聚醚类聚氨酯。
12、上述技术方案中，优选的，压电陶瓷包括球形、半球形、管状、环状等压电陶瓷。
13、上述技术方案中，优选的，柔性电缆护套为聚氨酯、氯丁橡胶、氟橡胶或硅橡胶，屏蔽网为铜屏蔽网或铝屏蔽。
14、上述技术方案中，优选的，透声刚性非金属材料为碳纤复合材料或玻纤复合材料。
15、本专利技术的有益效果为：
16、1.本专利技术提供了一种凝胶悬置可刚性固定的矢量水听器系统，可解决传统悬挂给矢量水听器带来的测试不便。
17、2. 3d打印制造方式，使得水听器的结构更简单、更紧凑，减小了矢量水听器的整体尺寸，使得矢量水听器兼顾了小尺寸、高灵敏度的优点，同时，降低了制造成本，易于装配。
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1.一种可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，包括：
2.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于所述3D打印的矢量水听器球形外壳外周壁上设有周向的密封沟槽，在所述密封沟槽内嵌设有O形密封圈。
3.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于所述不导电有机凝胶为有一定粘弹性的不导电有机凝胶。
4.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于矢量通道传感器可以是单轴、双轴或三轴传感器，放置矢量通道传感器数量可以是单只或多只，矢量通道传感器放置于打印壳的中心，使得矢量通道传感器的几何中心与矢量球的几何中心一致，且质量中心也与矢量球的质量中心一致。
5.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于声压传感器可以是4只、6只或8只，对称分布在打印球壳表面，可先将压电陶瓷焊接导线后固定于打印壳体预留空腔内，再用聚氨酯灌封，灌封之前对壳体表面进行等离子体辐射，以增加界面粘接性。所述传感器放置空腔需要打印压电陶瓷定位凸台，使压电陶瓷居于空腔的中心。
...【技术特征摘要】
1.一种可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，包括：
2.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于所述3d打印的矢量水听器球形外壳外周壁上设有周向的密封沟槽，在所述密封沟槽内嵌设有o形密封圈。
3.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于所述不导电有机凝胶为有一定粘弹性的不导电有机凝胶。
4.根据权利要求1所述可刚性固定的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于矢量通道传感器可以是单轴、双轴或三轴传感器，放置矢量通道传感器数量可以是单只或多只，矢量通道传感器放置于打印...
【专利技术属性】
技术研发人员：时晓梅，张强，杨巍，尹文茂，徐菁，孙嘉璐，陈志强，高阳，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七六零研究所，
类型：发明
国别省市：
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