CN108569387A - 一种密度自适应的水用多功能载具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密度自适应的水用多功能载具,包括外壳体,和设置于外壳内的进排水模块、能量控制模块和信号接收模块,能量控制模块分别与信号接收模块和进排水模块连接,信号接收模块用于检测水下的水压力信号和远程遥控传感器的遥控信号,并将信号呈递给能量控制模块,能量控制模块用于分析信号接收模块呈递的压力信息和遥控信号,并根据接收的信号控制进排水模块,使外壳体进水和排水;实现外壳体的进、排水循环的自适应或远程调控整体的密度,根据需求在近海水中任何位置的悬停和升降,从而成为水下作业的平台,并且可以搭载其他水下设备。
Description
技术领域
本发明涉及海洋设备技术领域,具体涉及一种密度自适应的水用多功能载具。
背景技术
随着社会经济的发展,海洋的价值也越来越被人类重视,人们从不同的角度对其进行开发和利用。海洋已成为人类发展的第二空间,开发海洋资源,不仅能满足人们对能量的需求,还可以挖掘海洋的潜在价值。地球有超过70%的海洋面积,然而人类对海洋的了解知之甚少,对海洋的开发更是难以进行。随着大量的海洋开发项目的出现,如波浪发电、海洋勘探工程、海洋监测工程等,还有与海洋相关副业的发展如海底酿酒、海底摄影等。以上提到的海洋开发过程无不对下水设备的安放与回收提出了苛刻的要求,例如海底波浪能发电装置,很多此类设备的安装都是先把近海位置的水排光,再进行安装,浪费大量物力财力且十分麻烦;而像海底酿酒,则只能在规定的海域安放酒瓶,因其特定的水深要求,不能改变其安放位置,不方便酒厂的大规模生产。如能提出一种密度可变的,能调节并稳定设备所处水深,则可用于解决诸如海底监测设备和海底摄影设备的水中悬停、海底酿酒的酒瓶悬停安放以及海底设备的安装、拆卸与回收等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种密度自适应的水用多功能载具,实现外壳体的进、排水循环的自适应或远程调控整体的密度,根据需求在近海水中任何位置的悬停和升降,从而成为水下作业的平台,并且可以搭载其他水下设备。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种密度自适应的水用多功能载具,包括外壳体,和设置于外壳内的进排水模块、能量控制模块和信号接收模块,能量控制模块分别与信号接收模块和进排水模块连接,信号接收模块用于检测水下的水压力信号和远程遥控传感器的遥控信号,并将信号呈递给能量控制模块,能量控制模块用于分析信号接收模块呈递的压力信息和遥控信号,并根据接收的信号控制进排水模块,使外壳体进水和排水;实现外壳体的进、排水循环的自适应或远程调控整体的密度,根据需求在近海水中任何位置的悬停和升降,从而作为其他水下作业设备的一个工作平台。
按照上述技术方案,信号接收模块包括上部压力传感器、下部压力传感器、内部压力传感器和远程信号接收器,上压力传感器、下压力传感器和内部压力传感器分别与能量控制模块连接,上压力传感器和下压力传感器分别设置于外壳体外壁的上下两侧,用于检测外壳体外的上下侧的水压力,内部压力传感器设置于外壳体内部,用于检测外壳体内腔中的压力,上部压力传感器、下部压力传感器和内部压力传感器将检测到的压力转化为信号呈递给能量控制模块,远程信号接收器与能量控制模块相连,能量控制模块通过远程信号接收器接收远程遥控信号。
按照上述技术方案,能量控制模块包括密封壳体,和设置于密封壳体内的电源、定位系统、集成控制电路和信号放大器,集成控制电路分别与电源和定位系统连接,集成控制电路通过信号放大器与进排水模块连接。
按照上述技术方案,进排水模块包括水泵、水管、单向阀和电控阀,单向阀通过水管与水泵连接,单向阀和电控阀分布于外壳体的两端,能量控制模块分别与水泵和电控阀连接,能量控制模块通过控制电控阀的开闭,实现外壳体的进水,能量控制模块通过控制水泵将水从单向阀排出外壳体。
按照上述技术方案,外壳体上设有支架,支架上设有连接方式,通过该位置的连接方便载具搭载各种水下设备。
按照上述技术方案,支架上设有整流发电装置。
按照上述技术方案,支架上设有酒窖。
按照上述技术方案,支架上设有摄像器材。
按照上述技术方案,外壳体呈圆柱曲线型,呈抗压形,外壳体的材料为高强度材料。
本发明具有以下有益效果:
能量控制模块用于分析信号接收模块呈递的压力信息和遥控信号,并根据接收的信号控制进排水模块,使外壳体进水和排水;实现外壳体的进、排水循环的自适应或远程调控整体的密度,根据需求在近海水中任何位置的悬停和升降,从而作为其他水下作业设备的一个工作平台,本发明结构简单,适用性强,易于推广。
附图说明
图1是本发明实施例中密度自适应的水用多功能载具的立面图;
图2是本发明实施例中密度自适应的水用多功能载具的内部结构图;
图3是本发明实施例中的集成控制电路;
图4是本发明实施例中密度自适应的水用多功能载具的密度调节原理图;
图5是板发明实施实例中单向阀的内部剖视图;
图6是本发明实施例一中密度自适应的水用多功能载具的应用;
图7是本发明实施例二中密度自适应的水用多功能载具的应用;
图8是本发明实施例三中密度自适应的水用多功能载具的应用;
图中,1-外壳体,2-上部压力传感器,3-下部压力传感器,4-内部压力传感器,5-密封壳体,6-第一电源,7-定位系统,8-控制芯片,9-信号放大器,10-水泵,11-水管,12-单向阀,13-电控阀,14-导线,15-支架,16-单向阀壳体,17-单向阀弹簧,18-螺栓,19-单向阀阀门,20-浮板,21-整流发电装置,22-酒窖,23-酒桶,24-摄像器材,25-第二电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1~图5所示,本发明提供的一个实施例中的密度自适应的水用多功能载具,包括外壳体1,和设置于外壳内的进排水模块、能量控制模块和信号接收模块,能量控制模块分别与信号接收模块和进排水模块连接,信号接收模块用于检测水下的水压力信号和远程遥控传感器的遥控信号,并将信号呈递给能量控制模块,能量控制模块用于分析信号接收模块呈递的压力信息和遥控信号,并根据接收的信号控制进排水模块,使外壳体1进水和排水;实现外壳体1的进、排水循环的自适应或远程调控整体的密度,根据需求在近海水中任何位置的悬停和升降,从而成为水下作业的平台,并且可以搭载其他水下设备。
进一步地,信号接收模块包括上部压力传感器2、下部压力传感器3、内部压力传感器4和远程信号接收器,上压力传感器、下压力传感器和内部压力传感器4分别与能量控制模块连接,上压力传感器和下压力传感器分别设置于外壳体1外壁的上下两侧,用于检测外壳体1外的上下侧的水压力,内部压力传感器4设置于外壳体1内部,用于检测外壳体1内腔中的压力,上部压力传感器2、下部压力传感器3和内部压力传感器4将检测到的压力转化为信号呈递给能量控制模块,远程信号接收器与能量控制模块相连,能量控制模块通过远程信号接收器接收远程遥控信号。
进一步地,能量控制模块包括密封壳体5,和设置于密封壳体5内的电源、定位系统7、集成控制电路和信号放大器,集成控制电路分别与电源和定位系统7连接,集成控制电路通过信号放大器与进排水模块连接。
进一步地,信号接收模块还包括密度传感器,电源包括第一电源和第二电源25,信号放大器包括三极管T1、电阻R4和接触器KM2,集成控制电路还包括控制芯片8、电阻R3、接触器KM1、电磁阀和电机M,控制芯片8分别与压力传感器和密度传感器连接,控制芯片8的一个端口与接触器KM2的一端连接,接触器KM2的另一端与电磁阀的一端、电机M的一端、三极管T1的发射极、第一电源6的负极和第二电源25的负极连接,接触器KM1的另一端和接触器KM2的另一端分别与控制芯片8的一个端口连接,电磁阀的另一端与接触器KM1的触点开关的一端连接,接触器KM1的触点开关的另一端与接触器KM2的接触开关的一端、电阻R3和第一电源6的正极连接,电阻R3的另一端与三极管T1的基极连接三极管T1的集电极与电阻R4连接,电阻R4的另一端与第二电源25的正极连接,接触器KM2的接触开关的另一端与电机M连接;通过集成控制电路能够更好的接收检测信号,并控制水泵运转。
进一步地,控制芯片与压力传感器之间的连接的两个端口中,其中一个端口与压力传感器之间连接有电阻R1。
进一步地,控制芯片与密度传感器之间的连接的两个端口中,其中一个端口与密度传感器之间连接有电阻R2。
进一步地,控制芯片8与定位系统7连接,电机与水泵连接,用于驱动水泵。
进一步地,控制芯片的信号为ADS1118。
进一步地,集成控制电路与信号接收模块连接,接收传感器呈递的信号,电源在集成控制电路的控制下通过信号放大器给进排水模块供电,即为进排水模块中的水泵10与电控阀13供电。
进一步地,进排水模块包括水泵10、水管11、单向阀12和电控阀13,单向阀12通过水管11与水泵10连接,单向阀12和电控阀13分布于外壳体1的两端,能量控制模块分别与水泵10和电控阀13连接,能量控制模块通过控制电控阀13的开闭,实现外壳体1的进水,能量控制模块通过控制水泵10将水从单向阀12排出外壳体1。
进一步地,单向阀12单向导通,正装于外壳体1的一侧,在水泵10的作用下,压力达到一定值时导通,向外壳体1外排出水。
进一步地,单向阀12包括单向阀壳体16,和设置于单向阀壳体16内的单向阀弹簧17和单向阀阀门19,单向阀弹簧17的两端分别与单向阀壳体16的上端和单向阀阀门19连接,只有在单向阀阀门19一侧压力达到一定值时才能导通;所述单向阀12单向导通,正装在外壳体1的一侧,在水泵10的作用下,内侧压力达到一定值时导通;所述一种密度自适应的水用多功能载具,处于悬停状态时,进、排水系统处于进、排水循环状态,装置处于进、排水循环和反馈调节的动态平衡状态,单向阀弹通过螺栓18与单向阀壳体的上端连接。
进一步地,外壳体1上设有支架15,支架15上设有连接方式,通过该位置的连接方便载具搭载各种水下设备。
进一步地,支架15上设有整流发电装置21;整流发电装置21连接有浮板20,整流发电装置21和浮板20的原理和连接方式可参照,专利201610139263.X中所述的俘能整流单元。
进一步地,支架15上设有酒窖22;酒窖22用于装载酒桶23。
进一步地,支架15上设有摄像器材24。
进一步地,外壳体1呈抗压形,外壳体1的材料为高强度材料;即使在海底且内部处于真空状态,也能抵抗压力保持该形状不变。
本发明的实施例一中,参照图6所示,本发明与水下发电装置相连时,在实际使用过程中,本发明的具体实施实例一为浮力摆式发电装置的一级能量转换装置,在整个装置进行沉入水底时本外壳体1中内充满水,使得实例一的密度达到最大,以此减小装置安装过程中由于浮力带来的安装困难问题。浮力摆式发电装置安装完成后,远程遥控呈递信息给集成控制电路,集成控制电路控制电源6从导线14给水泵10供电,水泵10从外壳体1中抽水通过水管11和单向阀12排出,使得本发明的具体实施实例密度减小并在浮力作用下能够在无浪涌的情况下自行恢复垂直状态。在需要拆卸或维修时,可以通过远程遥控控制电源6给电控阀13供电,使外壳体1中进水,从而增加其密度。
本发明的实施例二中,参照图7所示,本发明与海底酿酒设备结合,在实际使用过程中,本发明的具体实施实例二搭载着装有酒桶23的酒窖22,设定酿酒的深度在最佳的水下40米深度,放入水中时,信号接收模块将上部压力传感器2和下部压力传感器3的信号呈递给集成控制电路,集成控制电路分析呈递的信号,计算所处的水的位置,控制电源6给电控阀13供电,使外壳体1中进水,自适应调整装置的密度比水大,使装置下沉,下沉到一定位置时集成控制电路控制电源6从导线14给水泵10供电,水泵10从外壳体1中抽水通过水管11和单向阀12排出,使装置密度大致与海水相同,装置完成悬停在水底,处于悬停状态时,进、排水系统处于进、排水循环状态,装置处于进、排水循环和反馈调节的动态平衡状态。
本发明的实施例三中,参照图8所示,本发明与海下摄影结合,在实际使用过程中,本发明的具体实施实例三搭载着摄影设备24,远程遥控控制电源6给电控阀13供电,使外壳体1中进水,从而增加其密度,使本实例能下潜,远程遥控呈递信息给集成控制电路,集成控制电路控制电源6从导线14给水泵10供电,水泵10从外壳体1中抽水通过水管11和单向阀12排出,使本实例三能在水中上浮,从而实现水下摄影。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,包括外壳体,和设置于外壳内的进排水模块、能量控制模块和信号接收模块,能量控制模块分别与信号接收模块和进排水模块连接,信号接收模块用于检测水下的信号和远程遥控传感器的遥控信号,并将信号呈递给能量控制模块,能量控制模块用于分析信号接收模块呈递的水的信息和遥控信号,并根据接收的信号控制进排水模块,使外壳体进水和排水。
2.根据权利要求1所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,信号接收模块包括上部压力传感器、下部压力传感器、内部压力传感器和远程信号接收器,上压力传感器、下压力传感器和内部压力传感器分别与能量控制模块连接,上压力传感器和下压力传感器分别设置于外壳体外壁的上下两侧,用于检测外壳体外的上下侧的水压力,内部压力传感器设置于外壳体内部,用于检测外壳体内腔中的压力,上部压力传感器、下部压力传感器和内部压力传感器将检测到的压力转化为信号呈递给能量控制模块,远程信号接收器与能量控制模块相连,能量控制模块通过远程信号接收器接收远程遥控信号。
3.根据权利要求1所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,能量控制模块包括密封壳体,和设置于密封壳体内的电源、定位系统、集成控制电路和信号放大器,集成控制电路分别与电源和定位系统连接,集成控制电路通过信号放大器与进排水模块连接。
4.根据权利要求1所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,进排水模块包括水泵、水管、单向阀和电控阀,单向阀通过水管与水泵连接,单向阀和电控阀分布于外壳体的两端,能量控制模块分别与水泵和电控阀连接,能量控制模块通过控制电控阀的开闭,实现外壳体的进水,能量控制模块通过控制水泵将水从单向阀排出外壳体。
5.根据权利要求1所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,外壳体上设有支架,支架用于搭载各种水下设备。
6.根据权利要求5所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,支架上设有整流发电装置。
7.根据权利要求5所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,支架上设有酒窖。
8.根据权利要求5所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,支架上设有摄像器材。
9.根据权利要求1所述的密度自适应的水用多功能载具,其特征在于,外壳体呈圆柱曲线型,外壳体的材料为高强度材料。
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