小型自主運動海洋觀測平臺殼體制造技術

一種小型自主運動海洋觀測平臺殼體，其由前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段構成；前敞水艙段由鼻尖橢殼(2)和橢球端蓋(4)通過直口定位配合；中間的耐壓艙段由橢球端蓋(4)、前耐壓殼(6)、前肋環(7)、中耐壓殼(8)、后肋環(10)、后耐壓殼(11)、半球端蓋(13)前后依次直口連接定位；后敞水艙段由半球端蓋(13)、尾部橢殼(14)、尾尖殼體(16)通過直口定位配合；前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段均采用中間螺桿拉緊連接固定。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種小型自主運動海洋觀測平臺殼體，其由前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段構成；前敞水艙段由鼻尖橢殼(2)和橢球端蓋(4)通過直口定位配合；中間的耐壓艙段由橢球端蓋(4)、前耐壓殼(6)、前肋環(7)、中耐壓殼(8)、后肋環(10)、后耐壓殼(11)、半球端蓋(13)前后依次直口連接定位；后敞水艙段由半球端蓋(13)、尾部橢殼(14)、尾尖殼體(16)通過直口定位配合；前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段均采用中間螺桿拉緊連接固定。【專利說明】小型自主運動海洋觀測平臺殼體
本專利技術屬于機械結構設計領域，具體涉及一種用于海洋環境觀測的小型自主運動平臺的殼體結構的外形，連接和密封等內容。
技術介紹
小型自主水下航行器、自主水下滑翔器、自持式剖面浮標等海洋觀測平臺目前已被廣泛應用于全球的海洋環境觀測，它們通常是由外部殼體加裝內部電氣系統來構成，夕卜部殼體結構對自主運動平臺的整體性能具有關鍵性作用。外部殼體結構的設計需要考慮減小水阻力，增強耐壓能力，保證密封性能，簡化連接結構等。當前國際上出現的小型自主水下航行器、自主水下滑翔器和自持式剖面浮標等小型自主運動海洋觀測平臺的殼體結構往往采用如下幾種方式:一、整體的殼體結構，殼體不分段；二、采用分段結構，分段之間的接口位置采用螺釘的連接方式；三、殼體分段，在分段殼體的兩端開口，利用柔性圓柱條穿過預先設計在兩段殼體接口處的半圓型槽將兩段殼體連接拉緊。現有的殼體連接結構連接點多，結構復雜、易損壞。
技術實現思路
本專利技術提供了一種通過內拉緊的方式連接多段耐壓殼體，多段殼體之間采用肋環連接；本專利技術的殼體結構易于模塊化設計各個艙段的功能，易于實現內部器件的安裝和系統的拆卸，易于安裝殼體外部需要的附件并實現內外艙的走線。通過適當調整殼體的厚度及長度等參數，本專利技術的殼體設計結構可以廣泛使用于3000米以淺的海洋深度范圍。本專利技術的技術方案是:一種小型自主運動海洋觀測平臺殼體，其由前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段構成；前敞水艙段由鼻尖橢殼和橢球端蓋通過直口定位配合，并且鼻尖橢殼頂端通過內六角螺釘與前密封連接器的螺紋連接孔拉緊固定而構成，鼻尖橢殼與橢球端蓋的整體外形是半個橢球；中間的耐壓艙段由橢球端蓋、前耐壓殼、前肋環、中耐壓殼、后肋環、后耐壓殼、半球端蓋前后依次直口連接定位，并通過前密封連接器、后密封連接器和長螺桿通過螺紋連接拉緊固定而構成，前密封連接器與橢球端蓋之間以及后密封連接器與半球端蓋之間均采用直口定位和端面密封的結構；橢球端蓋、前耐壓殼、前肋環、中耐壓殼、后肋環、后耐壓殼和半球端蓋之間的連接處密封；前肋環、后肋環、以及橢球端蓋和半球端蓋的開口端的增厚部分形成整個耐壓艙段的加強筋；前肋環、后肋環的內部突出一薄層，便于安裝內部器件，前肋環、后肋環的外周面殼體開孔便于耐壓艙段外部固定附件或者便于耐壓艙段內外走線；橢球端蓋、半球端蓋的外部設有平面，用于安裝需要密封連接的設備；后敞水艙段由半球端蓋、尾部橢殼、尾尖殼體通過直口定位配合并通過后密封連接器、尾端連接器和尾部螺桿拉緊固定而構成，尾部橢殼的外形為半個橢球的一部分；尾尖殼體與尾部橢殼的外形需要相切過度，尾尖殼體的軸向截面的外形是部分圓弧，尾尖殼體與尾部橢殼通過直口定位后由螺釘連接固定。鼻尖橢殼與橢球端蓋的橢球的長半徑根據自主運動平臺的運動速度和因運動而產生的水動力學阻力來確定，同時需要考慮內部器件的安裝空間，以選擇優化尺寸。尾部橢殼的橢球長短半徑的確定需要根據流體動力學和內部器件安裝的空間來折衷確定。如果耐壓艙段長度太大，螺桿長度不足，則可以通過螺桿連接器連接前長螺桿和后長螺桿的形式以延長長度，同時，螺桿連接器可以設計成兩端具有喇叭口的形狀(如同前密封連接器的前端的喇叭口)以方便安裝。前耐壓殼、中耐壓殼、后耐壓殼的長度以及鼻尖橢殼和尾部橢殼的長半徑的確定可根據需要更改，以實現系統結構功能與水動力性能的完美統一。進一步，后密封連接器在其后端設計成喇叭口的形狀以便于安裝尾部螺桿。進一步，橢球端蓋、前耐壓殼、前肋環、中耐壓殼、后肋環、后耐壓殼和半球端蓋之間的密封形式采用徑向密封。進一步，前耐壓殼、中耐壓殼和后耐壓殼的中間段薄壁、兩端頭厚壁，可以保證殼體加工后以及受力后的圓柱度。進一步，前肋環、后肋環的外周面殼體的孔為螺紋孔或者光孔。本專利技術的小型自主運動海洋觀測平臺殼體結構具有如下幾個優點:1、易于模塊化設計，便于可重構各個艙段的功能；2、多艙段便于內部結構的拆卸和內部元器件的更換和調試；3、短圓筒的設計增加了薄壁圓筒抵抗外壓力的穩定性；4、易于耐壓殼體外部固定安裝傳感器和功能附件；5、減少了圓筒和端蓋之間連接時螺釘的使用，減小了海水電化學腐蝕的可能性；6、水動力學特性和功能結構設計的完美折衷；7、防止薄壁圓筒端頭加工后因應力釋放造成不圓現象，進而保證了殼體與端蓋間的裝配和密封；8、前肋環、后肋環、以及橢球端蓋和半球端蓋的開口端的增厚部分形成整個耐壓艙段的加強筋，極大的提高了耐壓艙段的抗壓能力，為前耐壓殼、中耐壓殼和后耐壓殼消減厚度提供了余量，大大減輕了耐壓艙段的質量。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術的小型自主運動海洋觀測平臺殼體剖面視圖；圖中:1、內六角螺釘，2、鼻尖橢殼，3、前密封連接器，4、橢球端蓋，5、前長螺桿，6、前耐壓殼，7、前肋環，8、中耐壓殼,9、螺桿連接器,10、后肋環，11、后耐壓殼，12、后長螺桿，13、半球端蓋，14、尾部橢殼，15、后密封連接器，16、尾尖殼體，17、尾部螺桿，18、尾端連接器。【具體實施方式】為進一步闡述本專利技術小型自主運動平臺的殼體的特點及功效，下面結合實施例作更為詳盡的說明。本專利技術的小型自主運動海洋觀測平臺殼體結構由前后兩個敞水艙段和中間的耐壓艙段構成。前敞水艙段由鼻尖橢殼2和橢球端蓋4通過直口定位配合，并通過內六角螺釘I與前密封連接器3之間的螺紋連接拉緊固定。鼻尖橢殼2與橢球端蓋4的外形是半個橢球，橢球的長半徑根據自主運動平臺的運動速度和因運動而產生的水動力學阻力來確定，同時需要考慮內部器件的安裝空間，以選擇折衷尺寸。中間的耐壓艙段由橢球端蓋4、前耐壓殼6、前肋環7、中耐壓殼8、后肋環10、后耐壓殼11、半球端蓋13前后依次直口連接定位并通過前密封連接器3、后密封連接器15和長螺桿通過螺紋連接拉緊固定。如果耐壓艙段長度太大，螺桿長度不足，則可以通過螺桿連接器9連接前長螺桿5和后長螺桿12的形式以延長長度，同時，螺桿連接器9可以設計成兩端具有喇叭口的形狀(如同前密封連接器3的前端的喇叭口)以方便安裝。前密封連接器3和后密封連接器15均采用直口定位和端面密封的結構，后密封連接器15可以在其后端設計成喇叭口的形狀便于安裝尾部螺桿17。橢球端蓋4、前耐壓殼6、前肋環7、中耐壓殼8、后肋環10、后耐壓殼11和半球端蓋13之間采用的密封形式為徑向密封。前肋環7、后肋環10、以及橢球端蓋4和半球端蓋13的開口端的增厚部分形成整個耐壓艙段的加強筋，極大的提高了耐壓艙段的抗壓能力，為前耐壓殼6、中耐壓殼8和后耐壓殼11消減厚度提供了余量，大大減輕了耐壓艙段的質量。前耐壓殼6、中耐壓殼8和后耐壓殼11采用中間段薄壁，兩端頭厚壁的方式，可以保證殼體加工后以及受力后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型自主運動海洋觀測平臺殼體，其由前敞水艙段、后敞水艙段和中間的耐壓艙段構成；其特征在于：前敞水艙段由鼻尖橢殼(2)和橢球端蓋(4)通過直口定位配合，并且鼻尖橢殼頂端通過內六角螺釘(1)與前密封連接器(3)的螺紋連接孔拉緊固定而構成，鼻尖橢殼(2)與橢球端蓋(4)的整體外形是半個橢球；中間的耐壓艙段由橢球端蓋(4)、前耐壓殼(6)、前肋環(7)、中耐壓殼(8)、后肋環(10)、后耐壓殼(11)、半球端蓋(13)前后依次直口連接定位，并通過前密封連接器(3)、后密封連接器(15)和長螺桿(5、12)通過螺紋連接拉緊固定而構成，前密封連接器(3)與橢球端蓋(4)之間以及后密封連接器(15)與半球端蓋(13)之間均采用直口定位和端面密封的結構；橢球端蓋(4)、前耐壓殼(6)、前肋環(7)、中耐壓殼(8)、后肋環(10)、后耐壓殼(11)、半球端蓋(13)之間的連接處密封；前肋環(7)、后肋環(10)、以及橢球端蓋(4)和半球端蓋(13)的開口端的增厚部分形成整個耐壓艙段的加強筋；前肋環(7)、后肋環(10)的內部突出一薄層，用于安裝內部器件，前肋環(7)、后肋環(10)的外周面殼體開孔以便于耐壓艙段外部固定附件或者便于耐壓艙段內外走線；橢球端蓋(4)、半球端蓋(13)的外部設有平面，用于安裝需要密封連接的設備；后敞水艙段由半球端蓋(13)、尾部橢殼(14)、尾尖殼體(16)通過直口定位配合并通過后密封連接器(15)、尾端連接器(18)和尾部螺桿(17)拉緊固定而構成，尾部橢殼(14)的外形為半個橢球的一部分；尾尖殼體(16)與尾部橢殼的外形相切過度，尾尖殼體(16)的軸向截面的外形是部分圓弧，尾尖殼體(16)與尾部橢殼(14)通過直口定位后由螺釘連接固定。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫秀軍，魏建倉，王曉鳴，齊占峰，向曄，秦玉峰，
申請(專利權)人：天津深之藍海洋設備科技有限公司，
類型：發明
國別省市：