CN105629217B - 具有应答释放功能的水下单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有应答释放功能的水下单元，包括壳体，壳体的前端设置有换能器，壳体的后端设置有密封端盖，壳体内设置有电子仓、电池，所述电子仓内设置有应答电路，所述应答电路包括接收发射模块、电源管理模块、值班电路模块、工作电路模块和外部设备模块，所述接收发射模块与换能器连接，所述接收发射模块与值班电路模块、工作电路模块连接，所述值班电路模块与外部设备模块连接，所述电源管理模块与接收发射模块、值班电路模块、工作电路模块和外部设备模块连接。本发明可实现自动释放，操作方便，且电路简单，更智能化。

Description

具有应答释放功能的水下单元
技术领域
本发明属于水声定位导航的技术领域，具体涉及一种具有应答释放功能的水下单元。
背景技术
目前，用于水下目标定位的长基线水声定位系统有两种，分别是浮标式和潜标式，具有应答释放功能的水下单元就是潜标定位系统中的水下单元。当前市场上的主流具有应答释放功能的水下单元包括法国IXSEA公司的OCEANO及美国的ORE公司和澳大利亚的Nautronix公司应答器，但是由于受到壳体的制造工艺、系统复杂性、换能器工艺，信号处理方法等影响，这些应答器一直存在功能单一、操作不方便、作用距离近、不够智能化等缺点。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种具有应答释放功能的水下单元，其可实现自动释放，操作方便，且电路简单，更智能化。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种具有应答释放功能的水下单元，包括圆筒状的壳体，壳体的前端设置有换能器，壳体的后端设置有密封端盖，壳体的前段内设置有电子仓，壳体的中段内设置有电池，所述电子仓内设置有应答电路，所述应答电路包括接收发射模块、电源管理模块、值班电路模块、工作电路模块和外部设备模块，所述接收发射模块与换能器连接，所述接收发射模块与值班电路模块、工作电路模块连接，所述值班电路模块与外部设备模块连接，所述电源管理模块与接收发射模块、值班电路模块、工作电路模块和外部设备模块连接。
其中，所述接收发射模块包括收发合置开关、接收机和功放，所述收发合置开关接收所述换能器的信号并发送给所述接收机，所述接收机的信号一路送给值班电路模块，另一路送给工作电路模块。
其中，所述值班电路模块包括单片机MCU，单片机MCU接收水声遥控指令并执行指令并输出电源管理控制信号给电源管理模块。
其中，所述工作电路模块由ADC、看门狗和DSP组成，所述ADC与接收机信号连接，所述DSP与单片机MCU信号连接。
其中，所述外部设备模块包括压力传感器和释放机构，压力传感器、释放机构均与单片机MCU信号连接。
其中，所述释放机构设置在壳体的后段内，释放机构连接有具有释放位置和锁紧位置的释放钩，所述释放钩穿出所述的密封端盖。
其中，所述释放机构包括有步进电机，所述步进电机的电机轴与释放钩连接以驱动释放钩在释放位置和锁紧位置之间切换。
其中，所述释放钩包括杆状的主体和钩体，钩体垂直设置在主体的端部。
其中，所述释放钩的主体穿过所述密封端盖，主体与密封端盖之间设置有密封件。
其中，所述的电池通过支撑框架固定在壳体中。
由于采用了上述的结构，本发明在水声应答装置的壳体的后段内设有释放机构，所述释放机构连接有具有释放位置和锁紧位置的释放钩，所述释放钩穿出所述的密封端盖。通过释放机构驱动释放钩，使释放钩在释放位置和锁紧位置之间切换，从而可实现水声应答装置的自动释放，操作方便。此外，本发明应答电路结构简单，可接收舰艇、潜艇和浮标上水声收发机的声学询问信号和控制指令信号，并产生正确应答信号和指令回复信号，与水声收发机配合实现水声测距和导航定位作业，更加智能化。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是具有应答释放功能的水下单元的结构示意图。
图2是应答电路的电路结构框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的核心在于提供一种具有应答释放功能的水下单元，其可实现自动释放，操作方便。
如图1所示，本发明所述的提供一种具有应答释放功能的水下单元，其机械结构包括圆筒状的壳体1，壳体1的前端设置有换能器2，换能器2与壳体1之间密封连接。所述壳体1的后端设置有密封端盖3，壳体1的前段内设置有电子仓4，壳体1的中段内设置有电池5，所述的电池5通过支撑框架8固定在壳体1中。壳体1的后段内设有释放机构6，所述释放机构6连接有具有释放位置和锁紧位置的释放钩7，所述释放钩7穿出所述的密封端盖3。释放钩可布施船上的相应的挂钩连接，当释放钩7处于锁紧位置时，释放钩7挂在挂钩上，当释放钩7处于释放位置时，释放钩7从挂钩上脱开。所述释放机构6包括有步进电机，所述步进电机的电机轴与释放钩7连接以驱动释放钩7在释放位置和锁紧位置之间切换。所述释放钩7包括杆状的主体和钩体，释放钩7主体外端穿过所述密封端盖3，主体与密封端盖3之间设置有密封件，释放钩7主体内端与步进电机的电机轴连接，钩体垂直设置在主体的端部。
本发明工作时，步进电机通电转动驱动释放钩，释放钩的钩体转动90度或其他角度，实现在释放位置和锁紧位置之间的切换，释放钩可布施船上的相应的挂钩连接，当释放钩处于锁紧位置时，释放钩挂在挂钩上，当释放钩处于释放位置时，释放钩从挂钩上脱开，从而可实现水声应答装置的自动释放，操作方便。
所述电子仓4内设置有应答电路，如图2所示，所述应答电路包括接收发射模块01、电源管理模块03、值班电路模块04、工作电路模块05和外部设备模块06。所述接收发射模块01与换能器2连接，所述接收发射模块01与值班电路模块04、工作电路模块05连接，所述值班电路模块04与外部设备模块06连接，所述电源管理模块03与接收发射模块01、值班电路模块04、工作电路模块05和外部设备模块06连接。
所述接收发射模块01包括收发合置开关、单通道宽带接收机和两个功放，所述收发合置开关接收所述换能器2的信号并发送给所述接收机，所述接收机的信号一路送给值班电路模块04，另一路送给工作电路模块05。
所述值班电路模块04包括单片机MCU，单片机MCU接收水声遥控指令并执行指令并输出电源管理控制信号给电源管理模块03，同时完成电源管理控制任务。单片机采用低功耗的单片机MSP430F1611，能有效的解决系统对功耗的要求问题。值班电路的作用是接收遥控指令，并根据遥控指令作出相应的反应。整个系统采用RZ-BFSK数字通信方式，遥控指令占用两个信道，由于信号是由外部宽带接入，单片机内部做两路窄带滤波器，分别针对两路遥控指令频点。
所述工作电路模块05由ADC(模数变换器)、看门狗(watch dog)和DSP(digitalsignal processing)组成，所述ADC与接收机信号连接，所述DSP与单片机MCU信号连接。工作电路模块是整个应答释放器系统的核心，接收询问信号完成应答功能。就其数据流程上可分为数据采集、数据处理、数据输出三个部分，而就其芯片组成可分为ADS8320、TMS320VC5509、SST39VF020，这些芯片都是低功耗芯片以满足系统低功耗的要求。处理器选用了TI公司的低功耗信号处理器。数据采集器选用TI公司的微功耗ADC，为了简化接口逻辑设计，采用了可以和DSP无缝连接的SPI接口。
所述外部设备模块06包括一个高精度压力传感器和释放机构6，压力传感器、释放机构6均与单片机MCU信号连接。当应答释放器完成任务之后或作为其他设备的释放器使用时，可以通过释放机构释放应答释放器或其他设备。
所述电源管理模块03控制工作电路模块05、压力传感器、释放机构和功放的电源，只有在收到工作电路上电指令之后，才打开工作电路模块05的电源；电源管理模块分为值班电源模块和工作电源模块，整个电源管理分成电池组和电源转换两个部分，电池组采用聚合物锂电池，通过串并结构输出电压7.0V～8.4V，电源转换部分包括五个工作模块电源：值班电路电源、工作电路电源、功放电源、压力传感器电源和释放机构电源。在各部分电源之间加了保护二极管，以减小各部分之间的相互影响。为了保证电源的高效率，同时又使得电源噪声较小。选用MAX1684EEE，这是MAXIN公司的一种低噪声、高效率的PWM开关电源转换器。
本发明应答电路结构简单，可接收舰艇、潜艇和浮标上水声收发机的声学询问信号和控制指令信号，并产生正确应答信号和指令回复信号，与水声收发机配合实现水声测距和导航定位作业，更加智能化。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种具有应答释放功能的水下单元，其特征在于：包括圆筒状的壳体(1)，壳体(1)的前端设置有换能器(2)，壳体(1)的后端设置有密封端盖(3)，壳体(1)内设置有电子仓(4)、电池(5)，所述电子仓(4)内设置有应答电路，所述应答电路包括接收发射模块(01)、电源管理模块(03)、值班电路模块(04)、工作电路模块(05)和外部设备模块(06)，所述接收发射模块(01)与换能器(2)连接，所述接收发射模块(01)与值班电路模块(04)、工作电路模块(05)连接，所述值班电路模块(04)与外部设备模块(06)连接，所述电源管理模块(03)与接收发射模块(01)、值班电路模块(04)、工作电路模块(05)和外部设备模块(06)连接；
所述接收发射模块(01)包括收发合置开关、接收机和功放，所述收发合置开关接收所述换能器(2)的信号并发送给所述接收机，所述接收机的信号一路送给值班电路模块(04)，另一路送给工作电路模块(05)；
所述值班电路模块(04)包括单片机(MCU)，单片机(MCU)接收水声遥控指令并执行指令并输出电源管理控制信号给电源管理模块(03)；
所述工作电路模块(05)由ADC、看门狗和DSP组成，所述ADC与接收机信号连接，所述DSP与单片机(MCU)信号连接；
所述外部设备模块(06)包括压力传感器和释放机构(6)，压力传感器、释放机构均与单片机(MCU)信号连接，所述释放机构(6)设置在壳体(1)的后段内，释放机构(6)连接有具有释放位置和锁紧位置的释放钩(7)，所述释放钩(7)穿出所述的密封端盖(3)，所述释放机构(6)包括有步进电机，所述步进电机的电机轴与释放钩(7)连接以驱动释放钩(7)在释放位置和锁紧位置之间切换，所述释放钩(7)包括杆状的主体和钩体，钩体垂直设置在主体的端部，所述释放钩(7)的主体穿过所述密封端盖(3)，主体与密封端盖(3)之间设置有密封件。
2.根据权利要求1所述的具有应答释放功能的水下单元，其特征在于：所述的电池(5)通过支撑框架(8)固定在壳体(1)中。
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