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摘要：本发明提供了一种蛰入式海底沉积物探杆贯入机构，属于海底沉积物测量技术领域，包括安装法兰、电机舱支架、电机舱、伺服电机、联轴器、扭矩传感器和螺旋传动模块;其中安装法兰为该蛰入式海底沉积物探杆贯入机构的安装基体;电机舱支架以及螺旋传动模块通过螺栓分别安装在安装法兰的两侧;电机舱支架上固定有电机舱,电机舱内部密封有伺服电机;伺服电机连接有扭矩传感器,其输出轴经过动密封后通过联轴器与螺旋传动模块的输入轴连接;螺旋传动模块包括固定套筒、一级套筒、二级套筒、三级套筒、主动螺杆、一级从动螺杆、二级从动螺杆和声波接收换能器。解决了现有的贯入机构存在难以同时满足贯入深度、减小整体体积以及精确贯入深度的技术问题。

主权项：1.一种蛰入式海底沉积物探杆贯入机构，其特征在于,包括:安装法兰、电机舱支架、电机舱、伺服电机、联轴器、扭矩传感器和螺旋传动模块;其中安装法兰为该蛰入式海底沉积物探杆贯入机构的安装基体;电机舱支架以及螺旋传动模块通过螺栓分别安装在安装法兰的两侧;电机舱支架上固定有电机舱,电机舱内部密封有伺服电机;伺服电机连接有扭矩传感器,其输出轴经过动密封后通过联轴器与螺旋传动模块的输入轴连接;螺旋传动模块包括固定套筒、一级套筒、二级套筒、三级套筒、主动螺杆、一级从动螺杆、二级从动螺杆和声波接收换能器；所述三级套筒通过筒底通孔上的螺纹与二级从动螺杆配合,所述三级套筒顶部为锥形结构,其内部安置有声波接收换能器；还包括电缆，电缆从换能器连接到数据处理单元，沿着三级套筒、二级套筒和一级套筒的内壁布置；所述三级套筒的内壁上还设置有吸声材料；所述换能器的直径，三级套筒的长度、外径、内径，吸声材料的厚度，电缆的直径、一级套筒和二级套筒和三级套筒的总长度均通过性能优化方程组进行限定；所述性能优化方程组包括：1.换能器尺寸与频率关系方程： ;式中，为换能器直径；为声波在水中的传播速度；为工作频率；为虚数单位；为声波在水中的衰减系数；为声波波长，；2.换能器灵敏度优化方程： ;式中，为换能器灵敏度；为换能器在共振频率下的最大灵敏度；为换能器的共振频率；为频率响应的标准差；为测量距离；3.三级套筒长度优化方程： ;式中，为三级套筒长度；为总长度；为套筒材料的杨氏模量；为套筒的惯性矩；为套筒材料密度；为套筒横截面积；为系统的自然频率；为时间；4.吸声材料厚度优化方程： ;式中，为吸声材料厚度；为目标吸声系数（01）；为零阶贝塞尔函数；为三级套筒外径；5.电缆直径优化方程： ;式中，为电缆直径；为三级套筒内径；为最大允许电流；为导体最大允许电流密度；6.换能器位置优化方程： ;式中，为压力；为深度；为水密度；为重力加速度；为阻力系数；为水平速度；为雷诺应力；7.系统总体性能优化方程： ；式中，为系统性能指标；为接收功率；为发射功率；为测量距离；为声波衰减系数；为第i级套筒长度；为第i级套筒惯性矩；为套筒的弯曲曲率。

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