一种UUV激光惯导的隔振装置的制作方法

本发明涉及一种水下下无人航行器(uuv)激光惯导的隔振装置，属于减振降噪。

背景技术：

1、水下无人航行器(uuv)的隐身性能与噪声密切相关，降低水下航行器的噪声对提高综合隐身能力有重大意义。水下无人航行器的噪声来源主要有推进电机电磁噪声、推进器旋转的机械噪声、航行器的流体噪声以及内部设备的辐射噪声等。

2、激光惯导作为水下无人航行器的导航系统的重要组成部分，也是水下无人航行器的辐射噪声源之一，激光惯导的噪声激励源主要是内部激光陀螺高速旋转产生的振动，激光惯导本身的减振降噪设计不足会导致设备的整体辐射噪声过大。

3、为满足导航精度的要求，uuv搭载激光惯导一般与平台之间采用刚性固定安装结构，这样会导致振动噪声到uuv舱体的直接传递；采用柔性安装能够减小振动噪声的传递，但是会降低整体安装刚度，对导航精度造成影响。理想的安装结构应首先保证安装的结构刚度，在不影响导航精度的情况下又能够达到隔振降噪的目的，即同时具备较好的刚度和隔振减振性能，这也是激光惯安装结构设计重点需要解决的问题。

技术实现思路

1、为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种uuv激光惯导的隔振装置；所述隔振装置通过减振结构的优化设计，将激光惯导与uuv平台的连接由刚性安装变为隔离式减振安装结构，在保证整体安装刚度的同时还能吸收激光惯导的振动，减少振动噪声的传导，并具有结构简单，安装便捷的特点。

2、为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

3、一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置主要包括外框架、橡胶隔振器、内框架、转接支座和连接紧固件。

4、外框架为所述隔振装置的主体承载结构，承受所搭载激光惯导的整体重量，外框架为中空结构，其中空区域用于放置激光惯导，具体尺寸形状由激光惯导的外形尺寸决定，外框架的框架内侧边缘与激光惯导外壁存在间隙，所述间隙为2mm～3mm。外框架的设计目的是一方面避免与激光惯导直接接触导致振动的传递，另一方面对激光惯导起到保护作用避免拆装时磕碰。优选外框架的材料为高强航空铝合金板材，厚度10mm～12mm，屈服强度(σ0.2)大于400mpa，更优选外框架的材料为7a19铝合金。

5、内框架为激光惯导提供安装接口，内框架的材料与外框架相同，为减小与激光惯导的安装接触面减小振动传递及减轻所述隔振装置重量，优选内框架中部采取开孔的设计，距离激光惯导安装底面边缘15mm～20mm。

6、橡胶隔振器利用橡胶材料的型黏弹性阻尼可获得减振隔振效果，橡胶隔振器的数量及选型设计综合考虑隔振装置的结构特点，结合激光惯导的重量及主要噪声频段等参数，为保证足够的刚度，橡胶隔振器的总额定载荷设计为激光惯导重量的3倍～3.5倍。优选采用圆柱形橡胶隔振器，上下两端硫化有连接紧固件。

7、转接支座的高度尺寸根据内部的安装空间设计，转接支座为高强金属结构件，材料优选为tc4钛合金，可保证强度。转接支座的作用：一方面减小安装接触面积，减少振动传递，另一方面用于控制设备等整体的安装重心，在满足安装空间的情况下可降低整体重心的高度。

8、所述隔振装置中，外框架位于顶部外侧，内框架位于底部内侧，处于外框架的正下方，外框架和内框架的几何对称中心沿高度方向的投影重合；外框架和内框架之间设有橡胶隔振器，橡胶隔振器与外框架、内框架之间通过连接紧固件连接；整体构成摇篮式安装结构；外框架两侧设有转接支座，通过转接支座与uuv舱体内侧舱壁的安装凸台刚性连接，可采用螺钉紧固刚性连接，且与舱壁四周无接触；激光惯导沿垂向从外框架的中空部分穿过且与外框架无接触，放置在内框架上，底部与内框架可拆卸固定连接。

9、优选橡胶隔振器均匀垂直分布在外框架和内框架之间。

10、优选转接支座均匀对称分布在外框架两侧。

11、激光惯导底部与内框架可拆卸固定连接可采用螺钉紧固刚性安装连接。

12、橡胶隔振器与外框架、内框架之间连接的连接紧固件可采用紧固螺钉。

13、优选搭载激光惯导的所述隔振装置安装在uuv舱内部后，激光惯导处于uuv舱体中轴线靠下方。

14、有益效果

15、(1)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置结构简单，性能可靠，性能上能够兼顾隔振降噪和安装刚性的要求，既能够达到隔振降噪的效果又能够保证设备对安装结构刚度要求，适用于uuv惯性导航系统的安装设计，可有效减小激光惯导振动噪声的传导，显著降低由激光惯导引起的uuv辐射噪声，提高uuv整体隐身性能。

16、(2)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置中，外框架的设计目的是一方面避免与激光惯导直接接触导致振动的传递，另一方面对激光惯导起到保护作用避免拆装时磕碰。

17、(3)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置中，橡胶隔振器利用橡胶材料的型黏弹性阻尼获得减振隔振效果，橡胶隔振器的数量及选型设计综合考虑隔振装置的结构特点，结合激光惯导的重量及主要噪声频段等参数，设计橡胶隔振器的总额定载荷设计为激光惯导重量的3倍～3.5倍，橡胶隔振器的总额定载荷远大于激光惯导的重量，保证了整体装置的刚性，满足激光惯导安装的刚性要求。

18、(4)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置中，内框架中部采取开孔的设计，可进一步减小与激光惯导的安装接触面减小振动传递及所述隔振装置重量。

19、(5)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置搭载激光惯导后整体安装在uuv舱内，与uuv舱体内壁的接触点仅有与转接支座连接的安装凸台，与舱壁四周无接触，激光惯导的振动噪声经所述的导隔振装置吸收而不会直接传导到舱壁；所述振动首先传导到内框架，然后传递到橡胶隔振器，大部分能量经橡胶阻尼材料被吸收，隔绝了经外框架、转接支座传导到uuv舱体的振动，起到了隔振降噪的效果，达到了降低uuv整体辐射噪声的目的。转接支座一方面减小安装接触面积，减少振动传递，另一方面还可用于控制设备等整体的安装重心，在满足安装空间的情况下可降低整体重心的高度。

20、(6)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置中，外框架的材料为高强航空铝合金板材(7a19)，可保证足够的刚度，转接支座的材料为钛合金材料(tc4)，可进一步保证强度。

21、(7)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置不仅可以搭载激光惯导，还具有通用性和可扩展性，适用于所搭载设备有振动噪声和安装刚度要求的应用场合。

22、(7)本发明提供了一种uuv激光惯导的隔振装置，所述隔振装置经工程实物样机试验验证，性能可靠、效果显著。通过对安装该装置的uuv平台进行水下噪声测试，与激光惯导直接与舱壁安装凸台刚性连接的方式进行对比，安装前后整体辐射噪声(声源级)下降了4db～5db(测试频段范围5khz～50khz)。

技术特征：

1.一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：所述隔振装置主要包括外框架、橡胶隔振器、内框架、转接支座和连接紧固件；

2.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：橡胶隔振器为圆柱形橡胶块，上下两端硫化有连接紧固件。

3.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：橡胶隔振器均匀垂直分布在外框架和内框架之间；转接支座均匀对称分布在外框架两侧。

4.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：外框架的框架内侧边缘与激光惯导外壁之间的间隙为2mm～3mm；内框架中部采开孔，内框架距离激光惯导安装底面边缘15mm～20mm。

5.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：外框架的材料为高强航空铝合金板材，厚度10mm～12mm，屈服强度(σ0.2)大于400mpa；内框架的材料与外框架相同；转接支座为高强金属结构件。

6.根据权利要求5所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：外框架和内框架的材料为7a19铝合金；转接支座的材料为tc4钛合金。

7.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：搭载激光惯导的所述隔振装置安装在uuv舱内部后，激光惯导处于uuv舱体中轴线靠下方。

8.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：激光惯导底部与内框架可拆卸固定连接采用螺钉连接；

9.根据权利要求1所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：橡胶隔振器为圆柱形橡胶块，上下两端硫化有连接紧固件；

10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种uuv激光惯导的隔振装置，其特征在于：橡胶隔振器的总额定载荷为激光惯导重量的3倍～3.5倍。

技术总结
本发明涉及一种UUV激光惯导的隔振装置，属于减振降噪技术领域。所述隔振装置主要包括外框架、橡胶隔振器、内框架、转接支座和连接紧固件；上方的外框架和下方的内框架之间设有橡胶隔振器，通过连接紧固件连接，整体构成摇篮式安装结构；外框架通过转接支座与UUV舱体内侧舱壁的安装凸台刚性连接，且与舱壁四周无接触；激光惯导沿垂向从外框架的中空部分穿过且与外框架无接触，放置在内框架上，底部与内框架可拆卸固定连接。所述隔振装置通过减振结构的优化设计，将激光惯导与UUV平台的连接由刚性安装变为隔离式减振安装结构，在保证整体安装刚度的同时还能吸收激光惯导的振动，减少振动噪声的传导，并具有结构简单，安装便捷的特点。

技术研发人员：曾明,袁晓宇,吴树成,李硕
受保护的技术使用者：宜昌测试技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11