1.本发明涉及回声信号测量技术领域，尤其涉及一种用于多角度回声降低测量的机械回转装置及控制方法。
背景技术：
2.水声无源材料的声隐身性能与材料的声学性能参数密切相关，通常，材料的声隐身性能可通过测量材料的回声降低和插入损失来评估。由于水声无源材料在不同入射角度下会表现出不同的回声降低和插入损失量级，因此，在实际应用之前，需要对待测试样在不同入射角度下的回声降低和插入损失进行测量。实验室大型压力消声水罐中无法直接测量获得待测试样的回声降低和插入损失，但可以通过在相同的入射声波条件下，通过测量水下声学部件敷设水声无源材料前后试样的回声变化量(即“回声降低”)和透声变化量(即“插入损失”)来衡量水声无源材料对声信号的抑制效果。
3.目前，国内关于实验室大型压力消声水罐条件下的水声无源材料大试样的多角度回声降低测量方面的研究较少。
4.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.在大型压力消声水罐环境下，入射角和反射角的精确控制问题亟待解决；在大型压力消声水罐环境下，现有的回声降低和插入损失测量多针对法向入射的情况，适用于水声无源材料多角度回声降低测量的机械回转装置的发明研究亟需开展；可同步实现待测试样回声降低和插入损失测量的机械控制装置亟需研制。
技术实现要素：
6.有鉴于此，本发明实施例提供一种用于多角度回声降低测量的机械回转装置及控制方法，能够满足实验室大型压力消声水罐条件下的水声无源材料多角度回声降低和插入损失的测量需求，提高测量效率和测量精度。
7.根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于多角度回声降低测量的机械回转装置，包括：
8.总支架；
9.第一回转承重机构，所述第一回转承重机构安装在所述总支架上；
10.第二回转承重机构，所述第二回转承重机构安装在所述总支架上；
11.第三回转承重机构，所述第三回转承重机构安装在所述总支架上；
12.回转传动机构，所述回转传动机构安装在所述总支架上；
13.传动机构，所述传动机构的输入端与所述回转传动机构耦合，回转传动机构输出端与所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构耦合，所述第一回转承重机构输出端的角速度为所述第二回转承重机构输出端的两倍；
14.第一子支架，所述第一子支架固定在所述第一回转承重机构的下端；
15.第二子支架，所述第二子支架固定在所述第二回转承重机构的下端；
16.第三子支架，所述第三子支架固定在所述第二回转承重机构的下端；
17.滑动杆机构，所述滑动杆机构固定在所述第一子支架上；以及
18.自由回转联动轴机构，所述自由回转联动轴机构的一端套接在所述滑动杆机构上，另一端套接在所述第二子支架上。
19.可选的，所述总支架包括：
20.支架基座；
21.第一横梁板，所述第一横梁板固定于所述支架基座上；
22.第一竖梁板，所述第一竖梁板一端固定于所述第一横梁板上表面的两端；
23.第二竖梁板，所述第二竖梁板一端固定于所述第一横梁板上表面的中部；
24.第二横梁板，所述第二横梁板支承固定于所述第一竖梁板和所述第二竖梁板的另一端；
25.第三竖梁板，所述第三竖梁板一端固定于所述第二横梁板上；
26.第三横梁板，所述第三横梁板支承固定于所述第三竖梁板的另一端；
27.第一吊环螺母，所述第一吊环螺母与所述第二横梁板的左端通过螺纹固定；
28.第二吊环螺母，所述第二吊环螺母与所述第二横梁板的右端通过螺纹固定。
29.可选的，所述第一回转承重机构包括：
30.第一轴承座，所述第一轴承座固定于所述总支架上；
31.第一推力球轴承，所述第一推力球轴承安装于所述第一轴承座上；
32.第二轴承座，所述第一轴承座固定于所述总支架上；
33.第二推力球轴承，所述第二推力球轴承安装于所述第二轴承座上；
34.第一回转承重杆，所述第一回转承重杆套接并支承于所述第一推力球轴承和第二推力球轴承上。
35.可选的，所述第二回转承重机构包括：
36.第三轴承座，所述第三轴承座固定于所述总支架上；
37.第三推力球轴承，所述第三推力球轴承安装于所述第三轴承座上；
38.第四轴承座，所述第四轴承座固定于所述总支架上；
39.第四推力球轴承，所述第四推力球轴承安装于所述第四轴承座上；
40.第二回转承重杆，所述第二回转承重杆套接并支承于所述第三推力球轴承和第四推力球轴承上。
41.可选的，所述第三回转承重机构包括：
42.第五轴承座，所述第五轴承座固定于所述总支架上；
43.第五推力球轴承，所述第五推力球轴承安装于所述第五轴承座上；
44.第六轴承座，所述第六轴承座固定于所述总支架上；
45.第六推力球轴承，所述第六推力球轴承安装于所述第六轴承座上；
46.第三回转承重杆，所述第三回转承重杆套接并支承于所述第五推力球轴承和第六推力球轴承上。
47.可选的，所述回转传动机构包括：
48.第七轴承座，所述第七轴承座固定于所述总支架上；
49.第七推力球轴承，所述第七推力球轴承安装于所述第七轴承座上；
50.第八轴承座，所述第八轴承座固定于所述总支架上；
51.第八推力球轴承，所述第八推力球轴承安装于所述第八轴承座上；
52.回转传动杆，所述回转传动杆套接并支承于所述第七推力球轴承和第八推力球轴承上。
53.可选的，所述传动机构包括：
54.第一减速机，所述第一减速机固定于所述总支架上，所述第一减速机的输出端与所述回转传动机构的输入端耦合；
55.第一摇动手轮，所述第一摇动手轮与所述第一减速机的输入端相配合，并控制所述第一减速机的输出量；第一直齿圆柱齿轮，所述第一直齿圆柱齿轮套接在所述第一回转承重机构的输出端；
56.第二直齿圆柱齿轮，所述第二直齿圆柱齿轮套接在所述回转传动机构的输出端，所述第一直齿圆柱齿轮与所述第二直齿圆柱齿轮啮合，且所述第一直齿圆柱齿轮与所述第二直齿圆柱齿轮的齿数相同；
57.第三直齿圆柱齿轮，所述第三直齿圆柱齿轮套接在所述第二回转承重机构的输出端，所述第三直齿圆柱齿轮与所述第二直齿圆柱齿轮啮合，且所述第三直齿圆柱齿轮的齿数为所述第二直齿圆柱齿轮的齿数的二倍；
58.第二减速机，所述第二减速机固定于所述总支架上，所述第二减速机的输出端与所述第三回转承重机构的入出端耦合；
59.第二摇动手轮，所述第二摇动手轮与所述第二减速机的输入端相配合，并控制所述第二减速机的输出量。
60.可选的，所述滑动杆机构包括：
61.斜角组件，所述斜角组件固定于所述第一子支架上；
62.平角组件，所述平角组件固定于所述第一子支架上；
63.圆柱滑动杆，所述圆柱滑动杆套接并固定于所述斜角组件和所述平角组件上；
64.直线轴承，所述直线轴承套接在所述圆柱滑动杆上；
65.固定杆机构，所述固定杆机构一端套接并固定在所述直线轴承上。
66.可选的，所述自由回转联动轴机构，包括：
67.第一连接法兰，所述第一连接法兰的底部固定于所述第二子支架的下端；
68.纵向自由回转轴，所述纵向自由回转轴上端固定于所述第一连接法兰的顶部；
69.第二连接法兰，所述第二连接法兰的顶部固定于所述纵向自由回转轴的底部；
70.第一滚动轴承，所述第一滚动轴承套接并支承于所述纵向自由回转轴上部；
71.第二滚动轴承，所述第二滚动轴承套接并支承于所述纵向自由回转轴上部；
72.自由回转外环，所述自由回转外环套接并固定于所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承外沿；
73.横向自由回转轴，所述横向自由回转轴一端固定于所述自由回转外环外表面；
74.第三滚动轴承，所述第三滚动轴承套接于所述滑动杆机构上。
75.根据本发明实施例的第二发明，提供第一方面所述的多角度回声降低测量机械回转装置的控制方法，包括以下步骤：
76.(1)固定声源入射角度方向，在所述第二子支架上安装待测试样，同时在所述滑动
杆机构上安装第一水听器，确保声源，待测试样和第一水听器顺次放置；
77.(2)预先设定待测试样入射角度，通过所述传动机构将该入射角度信息输入到所述回转传动机构，所述回转传动机构将该角度信息输出到所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构，所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构分别带动所述第一子支架和所述第二子支架进行对应角度和角度关系的旋转，最终所述第一子支架将该角度信息输出到滑动杆机构上并控制第一水听器进行预设角度的旋转，所述第二子支架将该角度信息输出到待测试样上并控制待测试样进行对应角度关系的旋转，从而可实现满足反射定律情况下的待测试样反射信号的采集，进而计算得到多角度回声降低的测量结果；
78.(3)同时，在所述第三子支架上安装第二水听器进行透射信号的采集，预先设定透射信号的采集角度，通过所述传动机构将该入射角度信息输入到所述第三回转承重机构，所述第三回转承重机构带动所述第三子支架进行对应角度的旋转，最终所述第三子支架将该角度信息输出到第二水听器上并控制第二水听器进行预设角度的旋转，从而可在固定入射角度情况下，测量获得不同角度位置处的待测试样的透射信号，并进而可在获得多角度回声降低的测量结果的同时，同步测量计算得到待测试样的多角度插入损失测量结果。
79.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
80.通过所述传动机构旋转角度的控制，克服了人工调整旋转角度过程中过大的人力耗费问题，进而达到节省人力的效果；通过所述回转传动机构，所述传动机构，滑动杆机构及自由回转联动轴机构，进行各部件之间转动关系的联动控制，实现满足反射定律的入射角度和反射角度关系的控制和实现，克服了单独调整各部件相对位置过程中产生的角度位置误差问题，进而达到信号入射角度和反射角度精确控制的效果；
81.通过所述传动机构控制所述机械回转装置的角度输入，进而将该角度信息输出到所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构，所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构分别带动所述第一子支架和所述第二子支架进行对应角度和角度关系的旋转，最终所述第一子支架将该角度信息输出到滑动杆机构上并控制第一水听器进行预设角度的旋转，所述第二子支架将该角度信息输出到待测试样上并控制待测试样进行对应角度关系的旋转，达到入射信号采集角度及待测试样反射信号采集角度精确控制的效果；通过在所述固定杆机构上安装第一水听器，在所述第三子支架上分别安装第二水听器，克服了实际中多角度回声降低和多角度插入损失同步测量难以实现的问题，进而达到提高测量效率和提高测量结果准确性的效果。
82.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
83.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
84.图1是根据一示例性实施例示出的用于多角度回声降低测量的机械回转装置结构示意图。
85.图2是根据一示例性实施例示出的用于多角度回声降低测量的机械回转装置结构俯视图。
86.图3是根据一示例性实施例示出的用于多角度回声降低测量的机械回转装置结构剖面图。
87.图4是图3中的i处的局部放大图。
88.图5是图3中的ii处的局部放大图。
89.图中的附图标记有：
90.1、支架基座；2、第一横梁板；3、第一竖梁板；4、第二竖梁板；5、第二横梁板；6、第三竖梁板；7、第三横梁板；8、第一吊环螺母；9、第二吊环螺母；10、第一子支架；11、第二子支架；12、第三子支架；13、大型压力消声水罐罐口；14、斜角组件；15、圆柱滑动杆；16、待测试样；17、第一轴承座；18、第一推力球轴承；19、第二轴承座；20、第二推力球轴承；21、第一回转承重杆；22、第三轴承座；23、第三推力球轴承；24、第四轴承座；25、第四推力球轴承；26、第二回转承重杆；27、第五轴承座；28、第五推力球轴承；29、第六轴承座；30、第六推力球轴承；31、第三回转承重杆；32、第七轴承座；33、第七推力球轴承；34、第八轴承座；35、第八推力球轴承；36、回转传动杆；37、第一减速机；38、第一摇动手轮；39、第二直齿圆柱齿轮；40、第一直齿圆柱齿轮；41、第三直齿圆柱齿轮；42、第二减速机；43、第二摇动手轮；44、平角组件；45、直线轴承；46、圆柱固定杆；47、第一连接法兰；48、纵向自由回转轴；49、第二连接法兰；50、第一滚动轴承；51、第二滚动轴承；52、自由回转外环；53、横向自由回转轴；54、第三滚动轴承；55、承重连接件。
具体实施方式
91.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
92.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
93.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
94.如图1～图5所示，本发明实施例提供一种用于多角度回声降低测量的机械回转装置，该装置可以包括：总支架、第一回转承重机构、第二回转承重机构、第三回转承重机构、回转传动机构、传动机构、第一子支架10、第二子支架11、第三子支架12、滑动杆机构及自由回转联动轴机构，所述总支架用来固定所述机械回转装置；所述第一回转承重机构支承在所述总支架上；所述第二回转承重机构支承在所述总支架上；所述第三回转承重机构支承在所述总支架上；所述回转传动机构支承在所述总支架上；所述传动机构的输入端与所述回转传动机构耦合，回转传动机构输出端与所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机
构耦合，所述第一回转承重机构输出端的角速度为所述第二回转承重机构输出端的两倍；所述第一子支架10固定在所述第一回转承重机构的下端；所述第二子支架11固定在所述第二回转承重机构的下端；所述第三子支架12固定在所述第二回转承重机构的下端；所述滑动杆机构固定在所述第一子支架10上；所述自由回转联动轴机构的一端套接在所述滑动杆机构上，另一端套接在所述第二子支架11上。
95.由上述实施例可知，本技术通过所述传动机构旋转角度的控制，克服了人工调整旋转角度过程中过大的人力耗费问题，进而达到节省人力的效果；通过所述回转传动机构，所述传动机构，滑动杆机构及自由回转联动轴机构，进行各部件之间转动关系的联动控制，实现满足反射定律的入射角度和反射角度关系的控制和实现，克服了单独调整各部件相对位置过程中产生的角度位置误差问题，进而达到信号入射角度和反射角度精确控制的效果；通过所述传动机构控制所述机械回转装置的角度输入，进而将该角度信息输出到所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构，所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构分别带动所述第一子支架10和所述第二子支架11进行对应角度和角度关系的旋转，最终所述第一子支架10将该角度信息输出到滑动杆机构上并控制第一水听器进行预设角度的旋转，所述第二子支架11将该角度信息输出到待测试样16上并控制待测试样16进行对应角度关系的旋转，达到入射信号采集角度及待测试样16反射信号采集角度精确控制的效果；通过在所述固定杆机构上安装第一水听器，在所述第三子支架12上分别安装第二水听器，克服了实际中多角度回声降低和多角度插入损失同步测量难以实现的问题，进而达到提高测量效率和提高测量结果准确性的效果。
96.本实施例中，所述总支架包括：支架基座1，所述支架基座1的作用在于支承起整个机械回转装置；第一横梁板2，所述第一横梁板2固定于所述支架基座1上；第一竖梁板3，所述第一竖梁板3一端固定于所述第一横梁板2上表面的两端；第二竖梁板4，所述第二竖梁板4一端固定于所述第一横梁板2上表面的中部；第二横梁板5，所述第二横梁板5支承固定于所述第一竖梁板3和所述第二竖梁板4的另一端；其中，第一竖梁板3和第二竖梁板4的作用在于支承并分隔第一横梁板2和第二横梁板5，第一横梁板2和第二横梁板5的作用在于固定和支承传动机构，第一子支架10，第二子支架11和第三子支架12；第三竖梁板6，所述第三竖梁板6一端固定于所述第二横梁板5上；第三横梁板7，所述第三横梁板7支承固定于所述第三竖梁板6的另一端；其中，第三竖梁板6的作用在于支承并分隔第二横梁板5和第三横梁板7，第三横梁板7的作用在于支承第一减速机37和第二减速机42；第一吊环螺母8，所述第一吊环螺母8与所述第二横梁板5的左端通过螺纹固定；第二吊环螺母9，所述第二吊环螺母9与所述第二横梁板5的右端通过螺纹固定；其中，第一吊环螺母8和第二吊环螺母9用于实现整个机械回转装置的吊装及安放。
97.本实施例中，所述第一回转承重机构，包括：第一轴承座17，所述第一轴承座17固定于所述第二横梁板5上；第一推力球轴承18，所述第一推力球轴承18安装于所述第一轴承座17上；第二轴承座19，所述第一轴承座17固定于所述第一横梁板2上；第二推力球轴承20，所述第二推力球轴承20安装于所述第二轴承座19上；第一回转承重杆21，所述第一回转承重杆21套接并支承于所述第一推力球轴承18和第二推力球轴承20上；其中，第一推力球轴承18和第二推力球轴承20有利于实现第一回转承重杆21的自由转动，同时保证第一回转承重杆21在轴向保持固定，以实现承重功能。
98.本实施例中，所述第二回转承重机构包括：第三轴承座22，所述第三轴承座22固定于所述第二横梁板5上；第三推力球轴承23，所述第三推力球轴承23安装于所述第三轴承座22上；第四轴承座24，所述第四轴承座24固定于所述第一横梁板2上；第四推力球轴承25，所述第四推力球轴承25安装于所述第四轴承座24上；第二回转承重杆26，所述第二回转承重杆26套接并支承于所述第三推力球轴承23和第四推力球轴承25上；其中，第三推力球轴承23和第四推力球轴承25有利于实现第二回转承重杆26的自由转动，同时保证第二回转承重杆26在轴向保持固定，以实现承重功能，第二回转承重杆26的直径为第一回转承重杆21的二倍，以满足在安装吊放质量较大的待测试样16时对第二回转承重杆26的强度要求。
99.本实施例中，所述第三回转承重机构包括：第五轴承座27，所述第五轴承座27固定于所述第二横梁板5上；第五推力球轴承28，所述第五推力球轴承28安装于所述第五轴承座27上；第六轴承座29，所述第六轴承座29固定于所述第一横梁板2上；第六推力球轴承30，所述第六推力球轴承30安装于所述第六轴承座29上；第三回转承重杆31，所述第三回转承重杆31套接并支承于所述第五推力球轴承28和第六推力球轴承30上；其中，第五推力球轴承28和第六推力球轴承30有利于实现第三回转承重杆31的自由转动，同时保证第三回转承重杆31在轴向保持固定，以实现承重功能。
100.本实施例中，所述回转传动机构包括：第七轴承座32，所述第七轴承座32固定于所述第二横梁板5上；第七推力球轴承33，所述第七推力球轴承33安装于所述第七轴承座32上；第八轴承座34，所述第八轴承座34固定于所述第一横梁板2上；第八推力球轴承35，所述第八推力球轴承35安装于所述第八轴承座34上；回转传动杆36，所述回转传动杆36套接并支承于所述第七推力球轴承33和第八推力球轴承35上；其中，第七推力球轴承33和第八推力球轴承35有利于实现回转传动杆36的自由转动，同时保证回转传动杆36在轴向保持固定，以满足传动功能。
101.本实施例中，所述传动机构包括：第一减速机37，所述第一减速机37固定于所述总支架上，所述第一减速机37的输出端与所述回转传动机构的输入端耦合；第一摇动手轮38，所述第一摇动手轮38与所述第一减速机37的输入端相配合，并控制所述第一减速机37的输出量；其中，通过旋转第一摇动手轮38可控制第一减速机37输出对应角度的旋转量，采用第一减速机37进行输出旋转量的控制，可在较小的输入力的情况下获得有效的机械旋转角度，同时，第一减速机37与回转传动杆36直接耦合，第一减速机37的输出量作为回转传动杆36的输入量，进而实现固定旋转角度的传动；第一直齿圆柱齿轮40，所述第一直齿圆柱齿轮40套接在所述第一回转承重杆21上并与所述第一回转承重机构的输出端；第二直齿圆柱齿轮39，所述第二直齿圆柱齿轮39套接在所述回转传动机构的输出端，所述第一直齿圆柱齿轮40与所述第二直齿圆柱齿轮39啮合，且所述第一直齿圆柱齿轮40与所述第二直齿圆柱齿轮39的齿数相同；第三直齿圆柱齿轮41，所述第三直齿圆柱齿轮41套接在所述第二回转承重机构的输出端，所述第三直齿圆柱齿轮41与所述第二直齿圆柱齿轮39啮合，且所述第三直齿圆柱齿轮41的齿数为所述第二直齿圆柱齿轮39的齿数的二倍；其中，回转传动杆36通过上述第一减速机37进行控制和对应角度旋转，第一直齿圆柱齿轮40与第二直齿圆柱齿轮39具有大小相等方向相反的角速度，第三直齿圆柱齿轮41与第二直齿圆柱齿轮39具有方向相反的角速度，且第二直齿圆柱齿轮39的角速度大小为第三直齿圆柱齿轮41的二倍，故而通过所述传动机构，可实现第一直齿圆柱齿轮40与第三直齿圆柱齿轮41具有相同方向的角
速度，且第一直齿圆柱齿轮40的角速度大小为第三直齿圆柱齿轮41的二倍，从而实现固定角度关系的旋转角度控制；第二减速机42，所述第二减速机42固定于所述总支架上，所述第二减速机42的输出端与所述第三回转承重机构的入出端耦合；第二摇动手轮43，所述第二摇动手轮43与所述第二减速机42的输入端相配合，并控制所述第二减速机42的输出量；其中，通过旋转第二摇动手轮43可控制第二减速机42输出对应角度的旋转量，采用第二减速机42进行输出旋转量的控制，可在较小的输入力的情况下获得有效的机械旋转角度，同时，第二减速机42与第三回转承重机构的入出端直接耦合，第二减速机42的输出量作为第三回转承重机构的输入量，进而实现固定旋转角度的传动。
102.本实施例中，所述滑动杆机构包括：斜角组件14，所述斜角组件14固定于所述第一子支架10上；平角组件44，所述平角组件44固定于所述第一子支架10上；圆柱滑动杆15，所述圆柱滑动杆15套接并固定于所述斜角组件14和所述平角组件44上；直线轴承45，所述直线轴承45套接在所述圆柱滑动杆15上；固定杆机构，所述固定杆机构一端套接并固定在所述直线轴承45上；其中，通过斜角组件14和平角组件44可实现圆柱滑动杆15与第一子支架10之间的刚性关系，从而实现圆柱滑动杆15与第一子支架10的同步旋转运动，直线轴承45可保证固定杆机构的轴向运动的同时，保证其无径向运动，以此来实现所述固定杆机构的稳定性。
103.本实施例中，所述自由回转联动轴机构包括：第一连接法兰47，所述第一连接法兰47的底部固定于所述第二子支架11的下端；纵向自由回转轴48，所述纵向自由回转轴48上端固定于所述第一连接法兰47的顶部；第二连接法兰49，所述第二连接法兰49的顶部固定于所述纵向自由回转轴48的底部；第一滚动轴承50，所述第一滚动轴承50套接并支承于所述纵向自由回转轴48上部；第二滚动轴承51，所述第二滚动轴承51套接并支承于所述纵向自由回转轴48上部；自由回转外环52，所述自由回转外环52套接并固定于所述第一滚动轴承50和所述第二滚动轴承51外沿；横向自由回转轴53，所述横向自由回转轴53一端固定于所述自由回转外环52外表面；第三滚动轴承54，所述第三滚动轴承54套接于所述固定杆机构上；其中，自由回转外环52起到保护第一滚动轴承50和第二滚动轴承51的作用，第一滚动轴承50和第二滚动轴承51可在保证自由回转外环52及横向自由回转轴53的自由转动的同时，保证无轴向运动，而第三滚动轴承54可在保证固定杆机构自由转动的同时，保证无轴向运动，从而实现自由回转联动轴机构的稳定性。
104.本发明实施例还提供一种用于多角度回声降低测量的机械回转装置的控制方法，使用时在所述第二子支架11上安装待测试样16，同时在所述第三子支架12上安装水听器，通过所述第二减速机42控制所述第三子支架12的旋转角度，实现试样背侧位置处水听器的自由旋转，进而同步实现待测试样16多角度插入损失的测量。
105.该方法可以包括以下步骤：
106.(1)按照图1～图5的方式进行机械回转装置的安装，固定声源入射角度方向，在所述第二子支架11上安装待测试样16，同时在所述固定杆机构上安装第一水听器，确保声源，待测试样16和第一水听器顺次放置；
107.(2)确定0
°
入射角方向及水听器待测试样16和水听器i的位置关系，如图1所示；
108.(3)预先设定待测试样16入射角度，通过所述第一摇动手轮38将该入射角度信息输入到所述第一减速机37，所述第一减速机37将该角度信息输出到所述回转传动机构，所
述回转传动机构将该角度信息输出到所述第二直齿圆柱齿轮39，通过啮合关系，所述第二直齿圆柱齿轮39将该角度信息分别输出到所述第一直齿圆柱齿轮40和所述第三直齿圆柱齿轮41中；
109.(4)所述第一直齿圆柱齿轮40和所述第三直齿圆柱齿轮41分别将该角度信息及配合关系输出到所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构，所述第一回转承重机构和所述第二回转承重机构分别带动所述第一子支架10和所述第二子支架11进行对应角度和角度关系的旋转，最终所述第一子支架10将该角度信息输出到固定杆机构上并控制第一水听器进行预设角度的旋转，所述第二子支架11将该角度信息输出到待测试样16上并控制待测试样16进行对应角度关系的旋转；
110.(5)根据所述第一直齿圆柱齿轮40，所述第二直齿圆柱齿轮39和所述第三直齿圆柱齿轮41的齿数关系，第一水听器的旋转角速度为待测试样16旋转角速度的二倍，从而可实现满足反射定律情况下的待测试样16反射波信号的采集，进而计算得到多角度回声降低的测量结果；
111.(6)同时，在所述第三子支架12上安装第二水听器进行透射信号的采集，预先设定透射信号的采集角度，通过所述第二摇动手轮43将该入射角度信息输入到所述第二减速机42，所述第二减速机42将该角度信息输出到所述第三回转承重机构，所述第三回转承重机构带动所述第三子支架12进行对应角度的旋转，最终所述第三子支架12将该角度信息输出到第二水听器上并控制第二水听器进行预设角度的旋转，从而可在固定入射角度情况下，测量获得不同角度位置处的待测试样16的透射信号，并进而可在获得多角度回声降低的测量结果的同时，同步测量计算得到待测试样16的多角度插入损失测量结果。
112.(7)将所述第二直齿圆柱齿轮39位置提升，使所述第二直齿圆柱齿轮39与所述第一直齿圆柱齿轮40和所述第三直齿圆柱齿轮41脱离啮合关系，在入射信号方向恒定的条件下，固定待测试样16角度位置，进行第一水听器角度位置的变换，进一步获得固定入射角条件下，不同角度位置上的待测试样16散射波信号的测量和采集。
113.由上述实施例可知，本技术通过摇动手轮及减速机控制装置进行旋转角度的控制，克服了人工调整旋转角度过程中过大的人力耗费问题，进而达到节省人力的效果；通过传动机构进行各部件之间转动关系的联动控制，实现满足snell反射定律的入射角和反射角的控制和实现，克服了单独调整各部件相对位置过程中产生的角度位置误差问题，进而达到信号入射角度和反射角度精确控制的效果；通过调整传动机构中齿轮的啮合关系，同时配合摇动手轮及减速机的输出，克服了固定声源入射角度方向下，不同信号采集角度位置难以单独精确控制的问题，进而达到固定声源入射角度方向下，进行不同反(散)射角度信号采集的效果；通过在所述机械回转装置的固定杆机构和第三子支架12上分别安装水听器，克服了实际中多角度回声降低和多角度插入损失同步测量难以实现的问题，进而达到提高测量效率和提高测量结果准确性的效果。本领域技术人员在考虑说明书及实践公开的内容后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
114.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
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