CN108375781B - 水下目标探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水下目标探测系统。属于水下目标探测技术领域，该系统能让采集到的每一份样品都能直接从海底处被一份一份的输送到水面漂浮平台上。包括水下探测器本体、水面漂浮平台、设置在水面漂浮平台上的绕线电机和缠绕在绕线电机的绕线轴上的脐带缆，脐带缆的两端分别连接在绕线电机的绕线轴上和水下探测器本体上；还包括控制器、存储器、导向管和数据处理模块；所述导向管对折后轴向固定连接在脐带缆的侧表面上；并且导向管的两个管口端固定在水面漂浮平台上，导向管的对折弯曲端固定在水下探测器本体上；在导向管内分别活动设有拉绳和运货机构，该拉绳的两端分别连接在运货机构的上端面上和下端面上。
Description
技术领域
本发明涉及水下目标探测技术领域，具体涉及水下目标探测系统。
背景技术
现有的水下探测器在水下采集到样品后，是先将样品放置在探测器上的样品存储箱中，在采集完成后或者存储箱装满后水下探测器就必须上浮到水面，然后再由人工去取样品，等人工取完样品后，人工还需要采集样品则水下探测器再次潜下水中继续进行样品采集。现有水下探测器存在着样品采集需要由水下探测器从水底运送到水面，这大大降低了采集样品的速度，从而限制了水下探测器对水底探测的效果。
发明内容
本发明是为了解决现有水下探测器存在是上述不足，提供一种水下探测器本体采集到的每一份样品都能直接从水下探测器本体处被一份一份的输送到水面漂浮平台上，并能知道所采集到的每份样品的水下地理坐标位置，还能对采集到的每份样品自动进行相应的水下地理坐标位置信息备注，结构简单，使用方便，可靠性高的水下目标探测系统。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：
水下目标探测系统，包括水下探测器本体、水面漂浮平台、设置在水面漂浮平台上的绕线电机和缠绕在绕线电机的绕线轴上的脐带缆，脐带缆的两端分别连接在绕线电机的绕线轴上和水下探测器本体上；还包括控制器、存储器、导向管和数据处理模块；所述导向管对折后轴向固定连接在脐带缆的侧表面上；并且导向管的两个管口端固定在绕线电机的绕线轴上，导向管的两个管口对接连接在一起，从而形成环形的导向管；导向管的对折弯曲端固定在水下探测器本体上；在导向管内分别活动设有拉绳和运货机构，该拉绳的两端分别连接在运货机构的上端面上和下端面上；运货机构包括设置在导向管内的绳电机，所述绳电机的转轴驱动连接在拉绳上，并且绳电机能驱动拉绳在导向管内移动；在导向管上沿着导向管的轴线均布间隔设有若干个通货管孔，在水下探测器本体上设有能将采集到的样品放入运货机构中的上货机构，在水面漂浮平台上设有能将运货机构中的样品取出的取货机构；在水面漂浮平台的侧表面上水平朝外设有四根平衡杆，在每根平衡杆的外端都分别设有一个GPS模块和一个水面声呐收发器，在水下探测器本体上还设有一个水底声呐收发器；水下探测器本体的前进驱动控制端、水面漂浮平台的前进驱动控制端、绕线电机的控制端、存储器、数据处理模块、绳电机的控制端、上货机构的控制端、取货机构的控制端、每个GPS模块、每个水面声呐收发器的控制端和水底声呐收发器的控制端分别与控制器连接。
本方案有四个GPS模块，每个GPS模块实现自身位置的定位，从而也就知道了各个水面声呐收发器相对地球坐标的位置。另外，四个GPS模块能组成一个差分全球定位系统，即DGPS系统。通过DGPS系统即可调整各个GPS模块的时钟同步。四个水面声呐收发器所发出的声呐信号频率都各不相同，水底声呐收发器所发出的声呐信号频率也与水面声呐收发器所发出的声呐信号频率不相同。四个水面声呐收发器和水底声呐收发器同时发出声呐，并且四个水面声呐收发器是向水底声呐收发器发出声呐信号，水底声呐收发器是向四个水面声呐收发器发出声呐信号。根据声呐信号和水面声呐收发器相对地球坐标的位置即可得到水下探测器本体的水下地理坐标位置信息。数据处理模块对控制器收到的数据进行处理。
在控制器的控制下，水下探测器本体所采集到的样品由上货机构放到运货机构上，运货机构将样品运送到水面漂浮平台处的水面上，取货机构将样品从运货机构上取下放到水面漂浮平台上。
本方案能让水下探测器本体采集到的每一份样品都能直接从水下探测器本体处被一份一份的输送到水面漂浮平台上，并能知道所采集到的每份样品的水下地理坐标位置，还能对采集到的每份样品自动进行相应的水下地理坐标位置信息备注，结构简单，使用方便，可靠性高。
作为优选，运货机构还包括运货架和运货箱；运货箱包括箱体和与箱体的箱口匹配对应的箱盖；运货架上竖直设有横截面呈“T”字形的滑轨，在滑轨的下端设有防脱挡块，在箱盖和箱体上都分别设有与滑轨相匹配的滑槽，箱盖能通过箱盖上的滑槽滑动连接在滑轨上，箱体也能通过箱体上的滑槽滑动连接在滑轨上；在箱盖上设有锁扣，在箱体的外表面上设有卡块，并且当箱盖盖紧连接在箱体的箱口上时锁扣的抓钩抓紧连接在卡块的下表面上；拉绳的两端分别连接在运货架的上下两端。
在取运货箱时运货机构的这种结构便于取下运货箱。当上货机构向箱体内装好样品后，上货机构将箱盖往下压，箱盖上的锁扣的抓钩就抓紧连接在箱体上的卡块的下表面上，从而让箱盖紧密连接在箱体的箱口上，实现样品与运货箱外界的隔绝，从而保证在对样品进行检测时，样品不会受到污染，样品在检测时仍然被所采集处的海底的海水包围，这样对样品的检测结构更加准确可靠。
作为优选，在箱盖上设有盖孔，在盖孔处的箱盖上竖直向上密封连接有竖直管，并且盖孔被竖直管的下管口所围；在竖直管的官腔内滑动设有密封滑块，在竖直管的上管口内设有防脱挡圈。
运货箱的箱外在海底时受到的压大于在海面上受到的压力，密封滑块的这种结构能够保证运货箱的箱内压力和箱外压力始终平衡。在运货箱装好样品并盖好箱盖后运货箱的箱内压力就等于运货箱的箱外压力，使得运货箱不会因为内外压力差导致破裂的情况出现，可靠性高。
作为优选，在水面漂浮平台上设有控制端与控制器连接的射频读写器，在运货箱上设有射频卡。
射频卡读取这种结构便于射频读写器将样品的采集信息写入射频卡内或从射频卡读取信息。采集信息包括采集样品时的水温信息、水压信息、水深信息，采集处的海底地球坐标位置信息、盐度信息、明亮度等信息都可以写入射频卡中，便于后续使用者使用相关数据，使用简单，可靠性高。
作为优选，在上货机构上设有照明灯和二维码识别器，照明灯的控制端和二维码识别器的控制端分别与控制器连接；在运货箱的外壁上设有二维码。
二维码识别器识别对运货箱外壁上的二维码进行识别，便于对运货箱内的样品进行信息记录，可靠性高。
作为优选，在四根平衡杆中，相邻两根平衡杆的中心线的延长线之间的夹角为90度。
本发明能够达到如下效果：
本发明能让水下探测器本体采集到的每一份样品都能直接从水下探测器本体处被一份一份的输送到水面漂浮平台上，并能知道所采集到的每份样品的水下地理坐标位置，还能对采集到的每份样品自动进行相应的水下地理坐标位置信息备注，结构简单，使用方便，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的一种整体连接结构示意图。
图2为本发明导向管内运货箱处箱盖还没盖在箱体上时的一种连接结构示意图。
图3为本发明导向管内运货箱处箱盖已经盖在箱体上时的一种连接结构示意图。
图4为本发明运货箱的一种截面连接结构示意图。
图5为本发明四根平衡杆连接在水面漂浮平台上的一种连接结构示意图。
图6为本发明运货箱与拉绳在导向管内的一种连接结构示意图。
图7为本发明的一种电路原理连接结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
实施例，水下目标探测系统，参见图1-图7所示，包括水下探测器本体24、水面漂浮平台5、设置在水面漂浮平台上的绕线电机7和缠绕在绕线电机的绕线轴上的脐带缆4，脐带缆的两端分别连接在绕线电机的绕线轴上和水下探测器本体上；还包括控制器45、存储器46、导向管3和数据处理模块28；所述导向管对折后轴向固定连接在脐带缆的侧表面上；并且导向管的两个管口端固定在绕线电机的绕线轴上，导向管的两个管口对接连接在一起，从而形成环形的导向管；导向管的对折弯曲端固定在水下探测器本体上；在导向管内分别活动设有拉绳11和运货机构，该拉绳的两端分别连接在运货机构的上端面上和下端面上；运货机构包括设置在导向管内47的绳电机29，所述绳电机的转轴驱动连接在拉绳上，并且绳电机能驱动拉绳在导向管内移动；在导向管上沿着导向管的轴线均布间隔设有若干个通货管孔18，在水下探测器本体上设有能将采集到的样品放入运货机构中的上货机构1，在水面漂浮平台上设有能将运货机构中的样品取出的取货机构6；在水面漂浮平台的侧表面上水平朝外设有四根平衡杆27，在每根平衡杆的外端都分别设有一个GPS模块26和一个水面声呐收发器25，在水下探测器本体上还设有一个水底声呐收发器2；绳电机的控制端、水下探测器本体的前进驱动控制端、水面漂浮平台的前进驱动控制端、绕线电机的控制端、存储器、数据处理模块、绳电机的控制端、上货机构的控制端、取货机构的控制端、每个GPS模块、每个水面声呐收发器的控制端和水底声呐收发器的控制端分别与控制器连接。
运货机构还包括运货架12和运货箱17；运货箱包括箱体16和与箱体的箱口匹配对应的箱盖15；运货架上竖直设有横截面呈“T”字形的滑轨10，在滑轨的下端设有防脱挡块8，在箱盖和箱体上都分别设有与滑轨相匹配的滑槽，箱盖能通过箱盖上的滑槽9滑动连接在滑轨上，箱体也能通过箱体上的滑槽20滑动连接在滑轨上；在箱盖上设有锁扣14，在箱体的外表面上设有卡块19，并且当箱盖盖紧连接在箱体的箱口上时锁扣的抓钩抓紧连接在卡块的下表面上；拉绳的两端分别连接在运货架的上下两端。
在箱盖上设有盖孔21，在盖孔处的箱盖上竖直向上密封连接有竖直管13，并且盖孔被竖直管的下管口所围；在竖直管的官腔内滑动设有密封滑块22，在竖直管的上管口内设有防脱挡圈23。
在水面漂浮平台上设有控制端与控制器连接的射频读写器31，在运货箱上设有射频卡30。
在上货机构上设有照明灯32和二维码识别器33，照明灯的控制端和二维码识别器的控制端分别与控制器连接；在运货箱的外壁上设有二维码34。
在四根平衡杆中，相邻两根平衡杆的中心线的延长线之间的夹角为90度。
在拉绳上均布间隔设有若干个降摩擦球44，在每个降摩擦球上设有球孔，在每个球孔内设有滚珠43。滚珠能大大降低拉绳与导向管之间的摩擦，可靠性高。
在取运货箱时运货机构的这种结构便于取下运货箱。当上货机构向箱体内装好样品后，上货机构将箱盖往下压，箱盖上的锁扣的抓钩就抓紧连接在箱体上的卡块的下表面上，从而让箱盖紧密连接在箱体的箱口上，实现样品与运货箱外界的隔绝，从而保证在对样品进行检测时，样品不会受到污染，样品在检测时仍然被所采集处的海底的海水包围，这样对样品的检测结构更加准确可靠。运货箱的箱外在海底时受到的压大于在海面上受到的压力，密封滑块的这种结构能够保证运货箱的箱内压力和箱外压力始终平衡。在运货箱装好样品并盖好箱盖后运货箱的箱内压力就等于运货箱的箱外压力，使得运货箱不会因为内外压力差导致破裂的情况出现，可靠性高。射频读写器便于将样品的采集信息写入射频卡内或从射频卡读取信息。采集信息包括采集样品时的水温信息、水压信息、水深信息，采集处的海底地球坐标位置信息、盐度信息、明亮度等信息都可以写入射频卡中，便于后续使用者使用相关数据，使用简单，可靠性高。二维码识别器识别对运货箱外壁上的二维码进行识别，便于对运货箱内的样品进行信息记录，可靠性高。
本实施例有四个GPS模块，每个GPS模块实现自身位置的定位，从而也就知道了各个水面声呐收发器相对地球坐标的位置。另外，四个GPS模块能组成一个差分全球定位系统，即DGPS系统。通过DGPS系统即可调整各个GPS模块的时钟同步。四个水面声呐收发器所发出的声呐信号频率都各不相同，水底声呐收发器所发出的声呐信号频率也与水面声呐收发器所发出的声呐信号频率不相同。四个水面声呐收发器和水底声呐收发器同时发出声呐，并且四个水面声呐收发器是向水底声呐收发器发出声呐信号，水底声呐收发器是向四个水面声呐收发器发出声呐信号。根据声呐信号和水面声呐收发器相对地球坐标的位置即可得到水下探测器本体的水下地理坐标位置信息。数据处理模块对控制器收到的数据进行处理。
在控制器的控制下，水下探测器本体所采集到的样品由上货机构放到运货机构上，运货机构将样品运送到水面漂浮平台处的水面上，取货机构将样品从运货机构上取下放到水面漂浮平台上。本实施例能让水下探测器本体采集到的每一份样品都能直接从水下探测器本体处被一份一份的输送到水面漂浮平台上，并能知道所采集到的每份样品的水下地理坐标位置，还能对采集到的每份样品自动进行相应的水下地理坐标位置信息备注，结构简单，使用方便，可靠性高。
上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。
Claims (5)
1.水下目标探测系统，包括水下探测器本体、水面漂浮平台、设置在水面漂浮平台上的绕线电机和缠绕在绕线电机的绕线轴上的脐带缆，脐带缆的两端分别连接在绕线电机的绕线轴上和水下探测器本体上；其特征在于，还包括控制器、存储器、导向管和数据处理模块；所述导向管对折后轴向固定连接在脐带缆的侧表面上；并且导向管的两个管口端固定在绕线电机的绕线轴上，导向管的两个管口对接连接在一起，从而形成环形的导向管；导向管的对折弯曲端固定在水下探测器本体上；在导向管内分别活动设有拉绳和运货机构，该拉绳的两端分别连接在运货机构的上端面上和下端面上；运货机构包括设置在导向管内的绳电机，所述绳电机的转轴驱动连接在拉绳上，并且绳电机能驱动拉绳在导向管内移动；在导向管上沿着导向管的轴线均布间隔设有若干个通货管孔，在水下探测器本体上设有能将采集到的样品放入运货机构中的上货机构，在水面漂浮平台上设有能将运货机构中的样品取出的取货机构；在水面漂浮平台的侧表面上水平朝外设有四根平衡杆，在每根平衡杆的外端都分别设有一个GPS模块和一个水面声呐收发器，在水下探测器本体上还设有一个水底声呐收发器；水下探测器本体的前进驱动控制端、水面漂浮平台的前进驱动控制端、绕线电机的控制端、存储器、数据处理模块、绳电机的控制端、上货机构的控制端、取货机构的控制端、每个GPS模块、每个水面声呐收发器的控制端和水底声呐收发器的控制端分别与控制器连接；
运货机构还包括运货架和运货箱；运货箱包括箱体和与箱体的箱口匹配对应的箱盖；运货架上竖直设有横截面呈“T”字形的滑轨，在滑轨的下端设有防脱挡块，在箱盖和箱体上都分别设有与滑轨相匹配的滑槽，箱盖能通过箱盖上的滑槽滑动连接在滑轨上，箱体也能通过箱体上的滑槽滑动连接在滑轨上；在箱盖上设有锁扣，在箱体的外表面上设有卡块，并且当箱盖盖紧连接在箱体的箱口上时锁扣的抓钩抓紧连接在卡块的下表面上；拉绳的两端分别连接在运货架的上下两端。
2.根据权利要求1所述水下目标探测系统，其特征在于，在箱盖上设有盖孔，在盖孔处的箱盖上竖直向上密封连接有竖直管，并且盖孔被竖直管的下管口所围；在竖直管的官腔内滑动设有密封滑块，在竖直管的上管口内设有防脱挡圈。
3.根据权利要求1所述水下目标探测系统，其特征在于，在水面漂浮平台上设有控制端与控制器连接的射频读写器，在运货箱上设有射频卡。
4.根据权利要求1所述水下目标探测系统，其特征在于，在上货机构上设有照明灯和二维码识别器，照明灯的控制端和二维码识别器的控制端分别与控制器连接；在运货箱的外壁上设有二维码。
5.根据权利要求1所述水下目标探测系统，其特征在于，在四根平衡杆中，相邻两根平衡杆的中心线的延长线之间的夹角为90度。
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