CN102074085A

CN102074085A - 一种用于水下航行器的安全指示及气动装置

Info

Publication number: CN102074085A
Application number: CN2010105953778A
Authority: CN
Inventors: 严浙平; 姜玲; 赵玉飞; 迟冬南
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: CN102074085B

Abstract

本发明提供的是一种用于水下航行器的安全指示及气动装置。包括外壳，外壳的两端通过堵头封闭，外壳内设置内部电路板，内部电路板的一端固定在一个堵头上，内部电路板的线缆通过一个堵头上的线缆通路引出，在线缆通路引出区域灌有密封胶，内部电路板上布设有红外接收三极管、汽车室内阅读灯和NEC闪光LED板。该装置具有结构简单、控制方便、外形美观，散热性好、体积小，重量轻、便携带等特点。本发明可应用于启动水下航行器并给予安全指示及红外启动。

Description

一种用于水下航行器的安全指示及气动装置

技术领域

本发明设计了一种应用于水下航行器的启动和安全指示装置。

背景技术

由于人类越来越多地对海洋考察和开发，水下航行器得到广泛的应用。因为海洋环境复杂，条件恶劣，容易造成水下机器人故障，甚至丢失造成巨大的损失，所以水下航行器的安全问题十分重要。为了能够指示其在近水面的位置以及安全状态，一般水下航行器都装有指示装置。指示装置要求保证耐压强度的同时外壳必须为透光材料。大多数水下灯外壳均采用半透明式，即灯罩为透明的，底座为金属或其他材料。公开号为EP2101109A2，发明名称为Underwater Lamp中的灯外壳为半圆柱形，底座体积大；公开号为GB2437750A，发明名称为Underwater lamp for bath tab中的灯外壳为近似半球形，透光部分占整个装置体积较小，这些水下灯都限制了灯光的照明范围，且非照明体积过大。授权公告号为CN2571119Y，实用新型名称为高压大电流水下灯或水下灯阵安装启动装置，仅涉及指示部分的启动，未说明如何将其应用于灯的控制中。授权公告号为CN201035750Y，实用新型名称为进水面红外遥控启动装置，提出的红外遥控启动装置为单纯启动装置，没有指示部分。此外，现有的水下灯的变化形式局限在单色、彩色和变色等。智能化是水下航行器的标志，而指示装置也是体现其智能的一种形式。小型水下航行器体积小，不适合安装较大体积的指示灯，因其不便于安装，同时也影响美观，水下航行器要求指示灯可灵活安装，例如以升降的形式，故需要指示灯的重量轻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小、重量轻、可指示多种安全状态，同时又可以解决散热问题的用于水下航行器的安全指示及气动装置。

本发明的目的是这样实现的：

包括外壳，外壳的两端通过堵头封闭，外壳内设置内部电路板，内部电路板的一端固定在一个堵头上，内部电路板的线缆通过一个堵头上的线缆通路引出，在线缆通路引出区域灌有密封胶，内部电路板上布设有红外接收三极管、汽车室内阅读灯和NEC闪光LED板。

本发明还可以包括：

1、所述NEC闪光LED板布设在内部电路板的中部，红外接收三极管和汽车室内阅读灯布设在NEC闪光LED板的两端，并联的红外接收三极管的接收部位面向外侧并与电路板成度角安装。

2、外壳与堵头的连接处设置有密封圈。

3、外壳由透明材料制成。

为克服现有技术中灯的发光范围小，非发光部分在装置中占比例较大、体积大、重量大，指示状态单调且不便于安装等问题。本发明提供了一中体积小、重量轻、外形美观、可指示多种安全状态，同时又可以解决散热问题的大范围透光的指示灯。此外，将指示灯与红外接收三极管结合到一起，集红外遥控启动与安全指示为一体。

本发明的特点是：由于内部指示电路以及红外接收三极管均要求装置外壳透光，故可以采用玻璃或有机玻璃等透明材料，小型水下航行器要求指示灯的体积小，同时期望指示灯安装灵活，与有机玻璃相比同等耐压程度的玻璃体积大、重量大，而且玻璃不易加工，而有机玻璃易被腐蚀，不适合应用于海洋环境。综合考虑以上因素，选用以聚碳酸酯为材料的套管作为装置的外壳，套管形式大大增加了透光面积，两侧堵头辅助密封的结构又在很大程度上减小了不发光面积的比例。为了实现指示灯安全指示的多样性，且与红外接收三极管结合，内部电路中包含三部分，即较远处启用的汽车室内阅读灯指示电路，近处NEC闪光实时指示多种安全状态电路和红外接收模块。为了保证水密性，将有机玻璃管与两侧堵头形成密闭装置外壳，为了防止海水的腐蚀，故两侧堵头选用钛合金材料。为克服指示装置中由于密闭而引起的散热困难，内部电路中主要发热元器件和主要芯片与电路板之间置有散热硅胶片，此外，左堵头向管内侧加工成条形柱状散热结构，增大吸热面积，同时向管外侧亦加工有条形柱状散热结构，增大散热面积，由此提高散热性能。

本发明具有如下优点：

1.本发明集远处指示位置的高亮电路、近处指示多种安全状态的NEC闪光实时指示电路和红外遥控启动装置于一体，外形美观、功能多样、实用性强。

2.本发明采用透明的以聚碳酸酯为材料的套管作为装置外壳，体积小，质量轻，易加工，耐腐蚀，透光度好，外形美观，便于安装。

3.本发明中主要散热元器件及芯片与电路板之间置有散热硅胶片，堵头向管内侧加工成条形柱状散热结构，增大吸热面积，同时向管外侧亦加工有条形柱状散热结构，增大散热面积，由此提高散热性能，延长指示灯的使用寿命。

4.本发明中内部电路包括高亮的汽车室内阅读灯和NEC闪光LED板，较远处可使用高亮的汽车室内阅读灯指示位置，近处可采用NEC闪光LED板指示各种安全状态，内部电路中高亮的汽车室内阅读灯与红外接收三极管为双面安装，增强了指示装置的亮度。

附图说明

图1是本发明装配结构剖面示意图；

图2a是右堵头的主视图，图2b是右堵头的俯视图；

图3是内部电路板的示意图；

图4是NEC闪光电路的工作结构框图；

图5是指示及启动装置与水下航行器连接及工作示意图；

图6是指示及启动装置工作控制结构框图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：

结合图1，本发明包括内部电路板2，通过紧固螺栓5固定在右堵头的突出安装部位，并将其整体插入装置外壳1中，用左堵头6堵住左侧，包括橡胶密封圈4，使此装置形成密闭的整体，其中，由内部电路2引出的线缆穿过线缆通路9与外界相连，同时在灌胶硫化线缆区7进行灌胶硫化使整体水密。

内部电路包括高亮的汽车室内阅读灯11、NEC闪光LED板12以及红外接收三极管10。如图3所示，并联的红外接收三极管10的接收部位面向外侧并与电路板成45度角安装，汽车室内阅读灯11分布在电路板两侧，电路板中间为NEC闪光LED板12。NEC闪光LED板12中LED显示板安装在NEC闪光电路上方。高亮的汽车室内阅读灯11与红外接收三极管10在电路板两面非对称安装，为保证整个内部结构的美观性，其他元器件以尽量对称分布的原则放置在其余位置。

主要散热元器件及芯片与电路板之间置有散热硅胶片，左堵头6堵头向管内侧加工成条形柱状散热结构，增大吸热面积，同时向管外侧亦加工有条形柱状散热结构，增大散热面积，由此提高散热性能。

所述装置外壳的材料为透明有机玻璃，内部电路板为PCB板，右堵头与左堵头为钛合金加工而成。

本发明工作过程及原理如下：

本发明构成密闭结构，装置外壳1采用透明的以聚碳酸酯为材料的套管，可以透过装置外壳1完全将汽车室内阅读灯11和NEC闪光LED板12发出的光透射出来，同时可以使红外线透过其作用于红外接收三极管10，此外，该套管内部经加工可与两侧堵头形成密闭结构。左堵头6堵头向管内侧加工成条形柱状散热结构，增大吸热面积，同时向管外侧亦加工有条形柱状散热结构，增大散热面积，结合内部电路板2上的主要散热元器件及芯片下的散热硅胶片，可以提高装置的散热性能。其中，左堵头6与有机玻璃接触的外表面加工有两道密封圈沟槽，用于安装O型橡胶密封圈4，同时用紧固螺栓8将其与装置外壳连接固定。右堵头3的外表面同样加工有两道密封圈沟槽，并且右堵头3中心处开一通孔作为由内部电路板2引出的线缆的通路9，此外，为减轻重量同时也用于灌胶硫化线缆，在左堵头6和右堵头3另一侧均加工出一较大的灌胶硫化线缆区7。电路板由两部分电路及红外接收三极管10组成，其中汽车室内阅读灯11构成了高亮电路由一路I/O控制，此电路用作远处指示位置。LED显示板与NEC闪光电路构成了NEC闪光LED电路12由另一路I/O控制。其中，NEC闪光电路的工作结构框图如图4所示。引出的控制线通过线缆通路9引出并与水下航行器相应处连接，如图5所示。最后将安全指示装置通过安装固定部位8安装在水下航行器上。

水下航行器潜入水中后，需要水面监控，使其安全的工作，当水下航行器在水面工作或在浅水域时，能够通过指示装置观察到它的运动。水下机器人完成任务后或遇到故障时会返回到水面，在远处可以启用高亮电路指示水下航行器位置，也可以在近处观察到来自NEC闪光LED电路的多种安全状态指示，便于维修和回收。由于红外接收三极管的安装位置，可以在水下航行器的各个方向启动，指示及启动装置与水下航行器连接及工作示意图如图5示，指示及启动装置工作控制结构框图如图6示。

本发明在实验中检验证明是切实可行的，这种指示灯质量轻、体积小、结构简单、外形美观、散热性好、透光面积大、指示多样化、工作安全可靠、便于安装在水下航行器上。

Claims

1.一种用于水下航行器的安全指示及气动装置，包括外壳，外壳的两端通过堵头封闭，其特征是：外壳内设置内部电路板，内部电路板的一端固定在一个堵头上，内部电路板的线缆通过一个堵头上的线缆通路引出，在线缆通路引出区域灌有密封胶，内部电路板上布设有红外接收三极管、汽车室内阅读灯和NEC闪光LED板。

2.根据权利要求1所述的种用于水下航行器的安全指示及气动装置，其特征是：所述NEC闪光LED板布设在内部电路板的中部，红外接收三极管和汽车室内阅读灯布设在NEC闪光LED板的两端，并联的红外接收三极管的接收部位面向外侧并与电路板成度角安装。

3.根据权利要求1或2所述的种用于水下航行器的安全指示及气动装置，其特征是：外壳与堵头的连接处设置有密封圈。

4.根据权利要求1或2所述的种用于水下航行器的安全指示及气动装置，其特征是：外壳由透明材料制成。

5.根据权利要求3所述的种用于水下航行器的安全指示及气动装置，其特征是：外壳由透明材料制成。