CN103162164A - 一种小型水下led照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下照明装置，具体地说是一种可用于水下机器人的小型水下LED照明装置，包括透视窗、密封罩、聚光镜、LED发光体、散热板、控制板、密封尾盖及水密接插件底座，散热板及控制板分别安装在密封罩的舱体内，散热板的一侧表面上均布有多个LED发光体，每个LED发光体的凸起部位均套装有聚光镜，透视窗与密封罩一端的内壁密封连接、位于各聚光镜的外侧；控制板位于散热板的另一侧，与各LED发光体电连接；在密封罩的另一端密封连接有密封尾盖，水密接插件底座密封连接于该密封尾盖外侧的端面上、与控制板电连接。本发明具有结构紧凑、密封可靠和灵活可控的优点，同时安装固定灵活，便于不同形式、不同需求的水下机器人搭载。

Description

一种小型水下LED照明装置

技术领域

本发明涉及水下照明装置，具体地说是一种可用于水下机器人的小型水下LED照明装置。

背景技术

水下观测和水下作业是当前水下机器人两种主要的任务体现形式，在近水面且水质清澈的条件下，机器人可以借助由水面渗透的外界光源(如太阳光、探照灯灯光等)执行一定的使命任务。但在通常情况下，水下机器人是在能见度很低甚至能见度为零的较深的水下环境中执行任务的，在此条件下，无论是水下观测用的光学观测设备(如不自带光源的照相机、摄像机等)，还是水下作业型工具(如水下机械手等)，均需要通过机器人所携带的照明装置的辅助来实现对作业对象的观察探测、识别定位或准确操作。基于此，水下照明装置已经逐渐发展成为水下机器人系统必选的标准配置之一。目前，市场上已经出现了一些专业的水下照明灯，但这些照明灯的型号比较固定，其工作电压、功耗等指标以及电接口、机械密封接口形式不能与机器人的特殊需要灵活匹配；此外，通常这些专业的水下照明灯价格较昂贵，且其外形尺寸对安装和固定具有一定的要求，不利于在低成本、小型化的水下机器人系统上普及使用。

发明内容

针对某些类型的水下机器人在水下观测或作业时对水下光线或照明条件的需求，本发明的目的在于提供一种小型水下LED照明装置。该照明装置既可以利用O形密封圈与水下机器人密封舱的舱壁密封连接，也可以通过一根独立的水密电缆使该照明装置与供电系统相连，从而体现出本发明的照明装置与整个机器人系统具有很好的匹配性，便于本发明的照明装置在不同安装要求的水下机器人载体上灵活搭载。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括透视窗、密封罩、聚光镜、LED发光体、散热板、控制板、密封尾盖及水密接插件底座，其中散热板及控制板分别安装在密封罩的舱体内，所述散热板的一侧表面上均布有多个LED发光体，每个LED发光体的凸起部位均套装有聚光镜，所述透视窗与密封罩一端的内壁密封连接、位于各聚光镜的外侧；所述控制板位于散热板的另一侧，与各LED发光体电连接；在密封罩的另一端密封连接有密封尾盖，所述水密接插件底座密封连接于该密封尾盖外侧的端面上、与控制板电连接。

其中：所述密封罩的一端内壁上设有卡槽，孔用弹性挡圈安装在该卡槽内，所述透视窗通过孔用弹性挡圈定位；所述透视窗与聚光镜之间设有盖板，各聚光镜通过该盖板定位；所述控制板通过螺柱安装在密封罩的舱体内，控制板固定在所述螺柱的一端，螺柱的另一端螺纹连接于所述密封罩的舱体内；所述盖板固接于螺柱的另一端；所述散热板的中间设有一个LED发光体，该位于中间的LED发光体的周围沿周向均布有多个LED发光体；所述密封尾盖上开有便于水下LED照明装置安装的螺纹孔；所述密封性盖的一侧设有密封止口，该密封止口处设有O形密封圈凹槽，通过O形密封圈与所述密封罩的另一端内壁密封、并通过螺钉与密封罩固接；所述水密接插件底座与密封尾盖的外侧端面通过O形密封圈密封，并通过螺钉固接在密封尾盖上；所述密封罩的外表面上沿周向开有凹槽。

本发明的优点与积极效果为：

本发明涉及的水下LED照明装置，可满足工作水深在300米以内的水下机器人水下观测或作业时对水下照明条件的需求，具有以下优点：

1.本发明将发光体、聚光镜、散热板、控制板等集于一体，具有结构紧凑、密封可靠和灵活可控的优点，同时其密封结构和连接形式的设计使得本发明安装固定灵活，便于不同形式、不同需求的水下机器人搭载。

2.本发明的发光体采用节能环保的LED冷光源，从而保障本发明具有功耗低、工作稳定且寿命长的特点，可有效提高水下机器人的能源利用率。

3.本发明的照明装置具有很好的扩展性和适应性，可结合水下机器人对水下照明条件的具体要求，灵活设计和布局LED发光体的数量和阵列形式；也可根据水下具体环境和机器人能源利用率情况，控制LED阵列中点亮的LED发光体的次序和组数。

4.本发明涉及的元器件均可在市场上方便的选购获得，同时需要加工的零部件工艺简单，易于实现，因此本发明还具有成本低、维护和扩展方便的特点，从而有利于本发明的普及和推广。

5.本发明的透视窗及聚光镜定位准确，可分别通过孔用弹性挡圈及盖板定位，不会发生晃动。

附图说明

图1为本发明安装在水下机器人密封舱内的结构示意图；

图2为本发明搭载于水下机器人载体框架上的结构示意图；

图3为本发明的结构主视图；

图4为图3的左视图；

图5位图3的右视图；

其中：1为孔用弹性挡圈，2为透视窗，3为盖板，4为密封罩，5为聚光镜，6为LED发光体，7为散热板，8为螺柱，9为控制板，10为密封尾盖，11为水密接插件底座，12为凹槽，13为水下机器人密封舱，14为舱壁，15为转接线，16为水下机器人载体框架，17为螺钉，18为O形密封圈，19为水密电缆，20为供电系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图3～5所示，本发明包括透视窗2、密封罩4、聚光镜5、LED发光体6、散热板7、控制板9、密封尾盖10和水密接插件底座11，其中散热板7及控制板9分别安装在密封罩4的舱体内，散热板7通过螺钉固连在密封罩4的舱体内，控制板9通过螺柱8安装在密封罩4的舱体内，控制板9固定在螺柱8的一端，螺柱8的另一端利用螺纹固连在密封罩4的舱体内；本发明的控制板9为现有技术。在散热板7的一侧表面上均布有多个LED发光体6，各LED发光体6通过其自带的底盘，并按照一定的阵列形式固定在散热板7上，即散热板7的中间设有一个LED发光体6，该位于中间的LED发光体6的周围沿周向均布有多个LED发光体6。每个LED发光体6的凸起部位均套装有聚光镜5，聚光镜5选用与LED发光体6匹配的型号，同时利用盖板3对聚光镜5进行定位，该盖板3通过螺钉固定在螺柱8上；控制板9与各LED发光体6通过导线实现电连接。

透视窗2与密封罩4一端的内壁密封连接、位于各聚光镜5的外侧，盖板3位于透视窗2与聚光镜5之间；透视窗2由透光性良好的有机玻璃加工而成，其外表面沿周向开有标准的O形密封圈凹槽，可通过与之匹配的O形密封圈实现与密封罩4一端的内壁密封；密封罩4的一端内壁上设有卡槽，孔用弹性挡圈1安装在密封罩4的卡槽内，用于固定透视窗2在密封罩4上的安装位置。在密封罩4的另一端密封连接有密封尾盖10，所述密封尾盖10的一侧设有密封止口，该密封止口处设计有标准的O形密封圈凹槽，可借助与之匹配的O形密封圈实现与密封罩4的另一端内壁密封，密封尾盖10通过螺钉固连在密封罩4上；所述水密接插件底座11与密封尾盖10的外侧端面通过端面的O形密封圈实现密封，利用螺钉连接固连在密封尾盖10上，并与控制板9电连接；所述密封尾盖10上开有标准的螺纹孔，可方便实现本发明的水下LED照明装置固连在水下机器人载体框架的合适位置。

本发明的密封罩4的外表面上沿周向开有凹槽12，当本发明按照图1的方式通过螺钉17安装固定在水下机器人密封舱13的舱体内时，可通过O形密封圈18填充在密封罩4外表面上的凹槽12内实现与水下机器人密封舱13的舱壁14之间的密封，同时利用转接线15实现水密接插件底座11和水下机器人密封舱13的舱体内供电系统的电连接。

当本发明按照图2的方式通过螺钉17安装固定在水下机器人载体框架16上时，可利用与水密接插件底座11匹配的水密电缆19实现本发明的水下LED照明装置与水下机器人的供电系统20之间的连接。

本发明的制作和组装顺序如下：

首先组装密封罩4前端的组件：先将多个LED发光体6按照上述的阵列形式固定在散热板7上，然后将散热板7连同LED发光体6的阵列由密封罩4的前端口导入密封腔体内，并利用螺钉固连在密封罩4的内腔内；螺柱8自密封罩4后端口引入并旋入密封罩4上的螺纹孔内，然后将与LED发光体6匹配的聚光镜5罩在LED发光体6的凸起处，利用盖板3进行定位，通过螺钉将盖板固定在螺柱8上；将匹配的O形密封圈装入透视窗2的凹槽内，涂抹密封硅脂后顺势导入至密封罩4预留的孔槽内，然后将孔用弹性挡圈1装入密封罩4的卡槽内，从而将透视窗2固定。

接下来组装密封罩4后端的组件：先将控制板9通过螺钉固定在螺柱8上，同时将由LED发光体6的阵列引出的导线接到控制板9的对应位置；将匹配的O形密封圈装入密封尾盖10密封止口处的凹槽内，涂抹密封硅脂，同时将由控制板9上引出的导线穿过密封尾盖10上的螺纹孔，然后顺势将密封尾盖10导入密封罩4后端孔内，并利用轴向螺钉固连在密封罩4上；将匹配的O形密封圈装入水密接插件底座11下端面处的O形密封圈凹槽内，涂抹密封硅脂，然后将由密封尾盖10的螺纹孔处引出的导线与水密接插件底座11的对应接线柱相连，并顺势将水密接插件底座11导入密封尾盖10的光孔内，最后利用螺钉将水密接插件底座11固连在密封尾盖10上。

Claims (9)

1.一种小型水下LED照明装置，其特征在于：包括透视窗(2)、密封罩(4)、聚光镜(5)、LED发光体(6)、散热板(7)、控制板(9)、密封尾盖(10)及水密接插件底座(11)，其中散热板(7)及控制板(9)分别安装在密封罩(4)的舱体内，所述散热板(7)的一侧表面上均布有多个LED发光体(6)，每个LED发光体(6)的凸起部位均套装有聚光镜(5)，所述透视窗(2)与密封罩(4)一端的内壁密封连接、位于各聚光镜(5)的外侧；所述控制板(9)位于散热板(7)的另一侧，与各LED发光体(6)电连接；在密封罩(4)的另一端密封连接有密封尾盖(10)，所述水密接插件底座(11)密封连接于该密封尾盖(10)外侧的端面上、与控制板(9)电连接。

2.按权利要求1所述的小型水下LED照明装置，其特征在于：所述密封罩(4)的一端内壁上设有卡槽，孔用弹性挡圈(1)安装在该卡槽内，所述透视窗(2)通过孔用弹性挡圈(1)定位。

3.按权利要求1所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述透视窗(2)与聚光镜(5)之间设有盖板(3)，各聚光镜(5)通过该盖板(3)定位。

4.按权利要求3所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述控制板(9)通过螺柱(8)安装在密封罩(4)的舱体内，控制板(9)固定在所述螺柱(8)的一端，螺柱(8)的另一端螺纹连接于所述密封罩(4)的舱体内；所述盖板(3)固接于螺柱(8)的另一端。

5.按权利要求1所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述散热板(7)的中间设有一个LED发光体(6)，该位于中间的LED发光体(6)的周围沿周向均布有多个LED发光体(6)。

6.按权利要求1所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述密封尾盖(10)上开有便于水下LED照明装置安装的螺纹孔。

7.按权利要求1或6所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述密封性盖(10)的一侧设有密封止口，该密封止口处设有O形密封圈凹槽，通过O形密封圈与所述密封罩(4)的另一端内壁密封、并通过螺钉与密封罩(4)固接。

8.按权利要求1所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述水密接插件底座(11)与密封尾盖(10)的外侧端面通过O形密封圈密封，并通过螺钉固接在密封尾盖(10)上。

9.按权利要求1所述小型水下LED照明装置，其特征在于：所述密封罩(4)的外表面上沿周向开有凹槽(12)。

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