一种水下航行器耐压壳体形变测试系统的制作方法

本发明涉及耐压壳体形变测试，具体提供一种水下航行器耐压壳体形变测试系统。

背景技术：

1、自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle，auv)，是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的任务控制器，可应用于军事、民用或科研等领域，例如，利用探测网进行水下三维探测，通过就地采样或层析获得的环境信息有利于提高反潜探测；或者作为武器平台，携带近程攻防武器对敌方潜艇进行秘密攻击；还可以进行水下通信网络布设、海洋探测等。

2、耐压壳体在设计过程中，必不可少的一个环节就是对壳体进行外压测试及验证其性能。目前，我们常用的外压实验装置大多都采用密封式，耐压壳体需要放置到固定压力的密闭的实验装置内去进行外压试验。由于自主式水下航行器的耐压壳体是硬度较高的材质制成，其在受压状态下的形变量极其微小，目前的技术手段难以检测其变形量。

技术实现思路

1、本发明提供一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，用以解决现有技术中自主式水下航行器在受压状态下的形变量极其微小，目前的技术手段难以检测其变形量的问题。

2、本发明提供一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，用于测量水下航行器耐压壳体的形变，所述水下航行器耐压壳体包括呈半球形的头部壳体，所述水下航行器耐压壳体形变测试系统包括：

3、高压测试装置，所述高压测试装置包括高压釜筒体、高压釜端盖，高压釜筒体与高压釜端盖形成一个封闭空间，以模拟所需测试深海高压的环境；以及

4、测量装置，所述测量装置包括激光发射器、第一激光接收器、第二激光接收器和控制器，所述激光发射器、所述第一激光接收器和所述第二激光接收器分别电连接于所述控制器；

5、其中，

6、水下航行器耐压壳体固定设置于高压釜筒体内，头部壳体朝向高压釜端盖；

7、当激光发射器和第一激光接收器启动时，激光发射器发射激光至形变前头部壳体表面，第一激光接收器接收头部壳体表面反射的反射光；

8、在关闭高压测试装置的情况下，对高压测试装置内加水并排出空气，并对内进行加压，加压至所需测量海底深度对应的压强，头部壳体发生对应形变；

9、在头部壳体发生形变后，高压测试装置内的水进行泄压并排出水分；

10、在打开高压测试装置的情况下，打开第二激光接收器，激光发射器发射激光至形变后头部壳体表面，第二激光接收器接收形变后头部壳体表面反射的反射光；

11、采集数据计算头部壳体的形变量；

12、头部壳体形变量公式如下：

13、（1）

14、（2）

15、（3）

16、（4）

17、公式（1）中，为激光发射器到形变后头部壳体表面的距离，单位为mm；为激光发射器到第一激光接收器之间的距离，单位为mm；为与之间的夹角，单位为°；为激光发射器发射至形变前头部壳体表面的入射角与反射角之间二分之一的角度，其中入射角等于反射角；

18、公式（2）中，为激光发射器到形变后头部壳体表面的距离，单位mm；为激光发射器到形变前头部壳体表面距离与激光发生器到形变后头部壳体表面的距离之间的差值；为第一激光接收器到第二激光接收器之间的距离，单位为mm；为激光发射器发射至形变后头部壳体表面的入射角与反射角之间二分之一的角度；

19、公式（3）中，为形变后头部壳体的表面到壳体圆心之间的距离，单位为mm；为形变前头部壳体的表面到圆心距离，单位为mm；为与之间的夹角，单位为°；其中与为对角，所以与度数相等；

20、公式（4）中，为壳体形变的距离，单位为mm。

21、进一步地，所述测量装置的数量为多组。

22、进一步地，所述激光发射器与所述第一激光接收器和所述第二激光接收器处于同一直线上。

23、进一步地，所述激光发射器与所述第一激光接收器和所述第二激光接收器底部均设置有移动固定装置，所述测量装置底部设置有滑轨，所述移动固定装置滑动固定于所述滑轨上。

24、进一步地，所述水下航行器耐压壳体形变测试系统还包括水压控制系统，所述水压控制系统包括水压试验机、耐高压管线，所述水压试验机通过所述耐高压管线与所述高压测试装置连接，用于实现试验压力、保压时间以及高压水的产生。

25、进一步地，所述高压釜筒体靠于高压釜端盖一侧设置有第一翻边，所述第一翻边表面设置多个贯穿第一翻边的第一通孔，所述高压釜端盖靠于高压釜筒体一端设置有第二翻边，所述第二翻边表面设置有多个与所述第一通孔对应的第二通孔，所述第二通孔贯穿第二翻边，各个第一通孔和对应的第二通孔通过螺栓固定连接。

26、进一步地，所述高压釜筒体内设置有安装座，所述安装座包括底座，所述底座表面设置有贴合所述水下航行器耐压壳体的放置块，所述放置块表面还铰接设置有固定部，所述放置块表面还设置有与固定部另一端卡接的卡扣。

27、本发明提供的水下航行器耐压壳体形变测试系统，通过获取激光发射器到形变前头部壳体表面之间的距离、激光发射器发射的入射光和反射光之间的角度及其激光发射器到第一激光接收器之间的距离，入射光与激光发射器到第一激光接收器之间的夹角，再获取激光发射器发射至形变后头部壳体的入射光与反射光之间的角度及其第一激光接收器到第二激光接收器之间的距离；第一激光接收器与第二激光接收器之间的距离为，利用的放大属性可以较为方便的计算出的微小变形量，反向计算出，进而计算出壳体形变量。

1.一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，用于测量水下航行器耐压壳体的形变，所述水下航行器耐压壳体包括呈半球形的头部壳体，所述水下航行器耐压壳体形变测试系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述测量装置的数量为多组。

3.根据权利要求1所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述激光发射器、所述第一激光接收器和所述第二激光接收器处于同一直线上。

4.根据权利要求1或3所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述激光发射器与所述第一激光接收器和所述第二激光接收器底部均设置有移动固定装置，所述测量装置底部设置有滑轨，所述移动固定装置滑动固定于所述滑轨上。

5.根据权利要求1所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述水下航行器耐压壳体形变测试系统还包括水压控制系统，所述水压控制系统包括水压试验机、耐高压管线，所述水压试验机通过所述耐高压管线与所述高压测试装置连接，用于实现试验压力、保压时间以及高压水的产生。

6.根据权利要求1所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述高压釜筒体靠于高压釜端盖一侧设置有第一翻边，所述第一翻边表面设置多个贯穿第一翻边的第一通孔，所述高压釜端盖靠于高压釜筒体一端设置有第二翻边，所述第二翻边表面设置有多个与所述第一通孔对应的第二通孔，所述第二通孔贯穿第二翻边，各个第一通孔和对应的第二通孔通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种水下航行器耐压壳体形变测试系统，其特征在于，所述高压釜筒体内设置有安装座，所述安装座包括底座，所述底座表面设置有贴合所述水下航行器耐压壳体的放置块，所述放置块表面还铰接设置有固定部，所述放置块表面还设置有与固定部另一端卡接的卡扣。