CN110588921B - 一种浮球装置以及水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种浮球装置以及水下机器人，浮球装置包括：固定支架，固定支架上固设有永磁体、驱动装置以及与驱动装置通过传动结构连接的连接件；浮球，浮球的下侧与固定支架抵靠，连接件嵌入浮球内且连接件的下侧面与浮球抵靠，以实现浮球在固定支架上的固定；信号发射装置，固设于浮球内；磁敏开关，固设于浮球内且与信号发射装置电连接，磁敏开关与永磁体相邻，其中，浮球连接在固定支架上时，驱动装置能驱动连接件运动，连接件与浮球解除抵靠，以使浮球上浮，磁敏开关在浮球上浮后导通，以使信号发射装置发射预设信号。本发明提供的浮球装置，浮球上浮至水面后信号发射装置能持续发射预设信号，进而能根据信号发射位置确定水下机器人的位置。

Description

一种浮球装置以及水下机器人

技术领域

本发明涉及水下设备技术领域，具体而言，涉及一种浮球装置以及一种水下机器人。

背景技术

由于海底地形复杂，在水下机器人作业后进行回收时，在水面上难以进行定位，只能根据大致位置进行拖网式搜索，这样不仅浪费人力物力，搜索设备还容易损坏水下机器人上的设备，造成不必要的损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种浮球装置。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述浮球装置的水下机器人。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种浮球装置，包括：固定支架，固定支架上固设有永磁体、驱动装置以及与驱动装置通过传动结构连接的连接件；浮球，浮球的下侧与固定支架的上侧抵靠，连接件嵌入浮球内且连接件的下侧面与浮球抵靠，以实现浮球在固定支架上的固定；信号发射装置，固设于浮球内；磁敏开关，固设于浮球内且与信号发射装置电连接，磁敏开关与永磁体相邻，其中，浮球连接在固定支架上时，驱动装置能驱动连接件运动，连接件与浮球解除抵靠，以使浮球上浮，磁敏开关在浮球上浮后导通，以使信号发射装置发射预设信号。

本方案中，驱动装置驱动连接件运动，使连接件能够和浮球解除抵靠，这样，浮球能够在水的浮力作用下上浮，在浮球上浮的同时，磁敏开关周围的磁场变化，磁敏开关导通，信号发射装置工作，在浮球上浮至水面后信号发射装置能够持续发射预设信号，以能够使用检测设备确定浮球的位置，进而确定搭载浮球的水下机器人的位置，能够对水下机器人进行快速回收。

本方案中，通过设置连接件以及与连接件通过传动结构连接的驱动装置，使浮球能够与固定支架自动解除连接，浮球的释放更加便捷，同时结构简单，可靠性高，能够适用水下复杂的工作环境。

还需指出的是，通过设置磁敏开关，可以避免在浮球的侧壁上开孔，进而能够保证浮球的密封性能，使浮球能够承受较大的水压，提高浮球工作的可靠性。同时磁敏开关结构简单，成本较低，便于大规模应用。

在上述技术方案中，优选地，浮球的外侧设有空腔，空腔具有与连接件适配的开口，连接件经开口嵌入空腔内，其中，浮球固定在固定支架上时，连接件的下侧与空腔的下侧壁抵靠，驱动装置能驱动连接件转动，以使连接件与开口重合，连接件与浮球解除抵靠。

在上述任一技术方案中，优选地，连接件在水平截面上的形状为矩形。

在上述任一技术方案中，优选地，固定支架包括：密封空腔，驱动装置设于密封腔内；多个固定托架，与密封空腔固定连接，浮球固定在固定支架上时，浮球与固定托架的连接面抵靠，连接面与浮球的外侧面贴合。

在上述任一技术方案中，优选地，多个固定托架沿密封空腔的周向均匀排布。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体设于固定托架上。

在上述任一技术方案中，优选地，密封空腔包括：上端开口的密封桶体；以及密封端盖，固设于密封桶体的开口内，驱动装置通过固定架固定于密封端盖上；传动结构穿过密封端盖且传动结构的两端分别与连接件以及驱动装置的输出轴连接。

在上述任一技术方案中，优选地，传动结构为联轴器。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：联轴器的外侧壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有旋转密封圈，旋转密封圈的外侧与密封端盖抵靠。

本发明第二方面的技术方案提供了一种水下机器人，包括第一方面任一技术方案中的浮球装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的浮球装置的剖视图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10固定支架，11永磁体，12驱动装置，13传动结构，14连接件，15密封空腔，151密封桶体，1511出线端盖，1512密封筒，152密封端盖，153固定架，16固定托架，20浮球，21空腔，30信号发射装置，31电池，32PCB板，33天线，40磁敏开关，50旋转密封圈。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。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。

在下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，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1描述根据本发明的一些实施例。

如图1所示，本发明第一方面的实施例提供了一种浮球装置，包括：固定支架10，固定支架10上固设有永磁体11、驱动装置12以及与驱动装置12通过传动结构13连接的连接件14；浮球20，浮球20的下侧与固定支架10的上侧抵靠，连接件14嵌入浮球20内且连接件14的下侧面与浮球20抵靠，以实现浮球20在固定支架10上的固定；信号发射装置30，固设于浮球20内；磁敏开关40(例如为霍尔开关)，固设于浮球20内且与信号发射装置30电连接，磁敏开关40与永磁体11相邻，其中，浮球20连接在固定支架10上时，驱动装置12能驱动连接件14运动，连接件14与浮球20解除抵靠，以使浮球20上浮，磁敏开关40在浮球20上浮后导通，以使信号发射装置30发射预设信号。

本方案中，驱动装置12驱动连接件14运动，使连接件14能够和浮球20解除抵靠，这样，浮球20能够在水的浮力作用下上浮，在浮球20上浮的同时，磁敏开关40周围的磁场变化，磁敏开关40导通，信号发射装置30工作，在浮球20上浮至水面后信号发射装置30能够持续发射预设信号，以能够使用检测设备确定浮球20的位置，进而确定搭载浮球20的水下机器人的位置，能够对水下机器人进行快速回收。

本方案中，通过设置连接件14以及与连接件14通过传动结构13连接的驱动装置12，使浮球20能够与固定支架10自动解除连接，浮球20的释放更加便捷，同时结构简单，可靠性高，能够适用水下复杂的工作环境。

还需指出的是，通过设置磁敏开关40，可以避免在浮球20的侧壁上开孔，进而能够保证浮球20的密封性能，使浮球20能够承受较大的水压，提高浮球20工作的可靠性。同时磁敏开关40结构简单，成本较低，便于大规模应用。

在上述实施例中，优选地，浮球20的外侧设有空腔21，空腔21具有与连接件14适配的开口，连接件14经开口嵌入空腔21内，其中，浮球20固定在固定支架10上时，连接件14的下侧与空腔21的下侧壁抵靠，驱动装置12能驱动连接件14转动，以使连接件14与开口重合，连接件14与浮球20解除抵靠。

本方案中，在固定支架10上安装浮球20时，首先连接件14经空腔21的开口进入空腔21内，随后连接件14转动，连接件14与开口不完全重合，连接件14与空腔21下侧的侧壁抵靠，此时即使浮球20固定在固定支架10上。

在需要释放浮球20时，驱动装置12驱动连接件14转动，直至连接件14与开口完全重合，此时连接件14与空腔21下侧的侧壁接触抵靠，浮球20能够在浮力的作用下向上浮出水面。

其中，优选地，开口内设有限位凸起，限位凸起与连接件14抵靠时，连接件14与开口完全重合；连接件14朝远离限位凸起的方向转动时，连接件14与空腔21下侧的侧壁贴合。

在上述任一实施例中，优选地，连接件14在水平截面上的形状为矩形。

本方案中，连接件14在水平截面上的形状为矩形，这样，连接件14只要转动微小角度即可与空腔21下侧的侧壁抵靠。

在本发明的另一个实施例中，驱动装置12为水平设置的电动伸缩杆，连接件14为水平的杆体，传动结构13为长杆，长杆的两端分别与伸缩杆的伸缩杆以及连接件14固定连接，在伸缩杆伸长后，连接件14水平伸入浮球20外侧壁上的连接孔，以将浮球20固定在固定支架10上；当需要释放浮球20时，伸缩杆收缩，连接件14从浮球20的连接孔内移出，浮球20在浮力的作用下浮出水面。

如图1所示，在上述任一实施例中，优选地，固定支架10包括：密封空腔15，驱动装置12设于密封腔内；多个固定托架16，与密封空腔15固定连接，浮球20固定在固定支架10上时，浮球20与固定托架16的连接面抵靠，连接面与浮球20的外侧面贴合。

本方案中，连接面与浮球20的外侧面贴合，这样，能够有效防止浮球20晃动，在浮球20周围的流体流速较大时，能够提高浮球20的稳定性。

在上述任一实施例中，优选地，多个固定托架16沿密封空腔15的周向均匀排布。

本方案中，多个固定托架16沿密封空腔15的周向均匀排布，使浮球20能够受力均匀，提高浮球20在水下的稳定性。

在上述任一实施例中，优选地，永磁体11设于固定托架16上。

在上述任一实施例中，优选地，密封空腔15包括：上端开口的密封桶体151；以及密封端盖152，固设于密封桶体151的开口内，驱动装置12通过固定架固定于密封端盖152上；传动结构13穿过密封端盖152且传动结构13的两端分别与连接件14以及驱动装置12的输出轴连接。

其中，本实施例中，驱动装置12为电机。

本方案中，密封桶体151和设于密封桶体151开口内的密封端盖152共同限定出密封腔体。固定架通过螺钉固定在密封端盖152上，驱动装置12通过螺栓固定在固定架上，以实现驱动装置12在密封端盖152上的固定。传动结构13的一端与驱动装置12的动力输出轴连接，传动结构13的另一端穿过密封端盖152并与连接件14连接。这样，当驱动装置12转动时，传动结构13和连接件14也一同与连接件14转动。

在上述任一实施例中，优选地，传动结构13为联轴器。

在上述任一实施例中，优选地，还包括：联轴器的外侧壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有旋转密封圈50，旋转密封圈50的外侧与密封端盖152抵靠。

本方案中，通过设置旋转密封件，可以提高密封性能，能够有效防止水经传动结构13和密封端盖152之间的间隙流入密封桶体151内部。

其中，密封端盖152和密封桶体151通过螺栓连接，并且密封桶体151和密封端盖152之间设有密封圈。

其中，具体地，密封桶体151包括呈筒体的密封筒1512以及与密封筒1512的下端通过螺栓连接的出线端盖1511，驱动装置12的接线穿过接线端盖与供电装置和控制装置连接。出线端盖1511和密封筒1512之间设有O型密封圈。密封端盖152通过螺栓固定在密封筒1512的上侧开口处。

进一步地，浮球20内的天线33发射装主要包括电池31、PCB板32以及天线33，其中，电池31设于PCB板32的下侧，天线33设于PCB板32的上侧，这样，在浮球20浮出水面之后，由于电池31的重力较大，浮球20设置电池31的一侧位于下侧，相应地，浮球20设置天线33的一侧位于上侧，这样便于向外空间发射信号。即，通过将电池31和天线33设于PCB板32的两侧，能够实现浮球20上浮后姿态的自动调整，便于信号的接收。

本发明第二方面的实施例提供了一种水下机器人，包括第一方面任一实施例中的浮球装置。

其中，浮球装置的固定支架10固定在水下机器人的外壳上。

本实施例中，水下机器人具有第一方面任一实施例中的水下机器人，因为具有上述实施例的全部有益效果，此处不再赘述。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮球装置，其特征在于，包括：

固定支架(10)，所述固定支架(10)上固设有永磁体(11)、驱动装置(12)以及与所述驱动装置(12)通过传动结构(13)连接的连接件(14)；

浮球(20)，所述浮球(20)的下侧与所述固定支架(10)的上侧抵靠，所述连接件(14)嵌入所述浮球(20)内且所述连接件(14)的下侧面与所述浮球(20)抵靠，以实现所述浮球(20)在所述固定支架(10)上的固定；

信号发射装置(30)，固设于所述浮球(20)内；

磁敏开关(40)，固设于所述浮球(20)内且与所述信号发射装置(30)电连接，所述磁敏开关(40)与所述永磁体(11)相邻，

其中，所述浮球(20)连接在所述固定支架(10)上时，所述驱动装置(12)能驱动所述连接件(14)运动，所述连接件(14)与所述浮球(20)解除抵靠，以使所述浮球(20)上浮，所述磁敏开关(40)在所述浮球(20)上浮后导通，以使所述信号发射装置(30)发射预设信号。

2.根据权利要求1所述的浮球装置，其特征在于，

所述浮球(20)的外侧设有空腔(21)，所述空腔(21)具有与所述连接件(14)适配的开口，所述连接件(14)经所述开口嵌入所述空腔(21)内，

其中，所述浮球(20)固定在所述固定支架(10)上时，所述连接件(14)的下侧与所述空腔(21)的下侧壁抵靠，所述驱动装置(12)能驱动所述连接件(14)转动，以使所述连接件(14)与所述开口重合，所述连接件(14)与所述浮球(20)解除抵靠。

3.根据权利要求2所述的浮球装置，其特征在于，

所述连接件(14)在水平截面上的形状为矩形。

4.根据权利要求2所述的浮球装置，其特征在于，所述固定支架(10)包括：

密封空腔(15)，所述驱动装置(12)设于所述密封空腔(15)内；

多个固定托架(16)，与所述密封空腔(15)固定连接，所述浮球(20)固定在所述固定支架(10)上时，所述浮球(20)与所述固定托架(16)的连接面抵靠，所述连接面与所述浮球(20)的外侧面贴合。

5.根据权利要求4所述的浮球装置，其特征在于，

多个所述固定托架(16)沿所述密封空腔(15)的周向均匀排布。

6.根据权利要求4所述的浮球装置，其特征在于，

所述永磁体(11)设于所述固定托架(16)上。

7.根据权利要求4所述的浮球装置，其特征在于，所述密封空腔(15)包括：

上端开口的密封桶体(151)；以及

密封端盖(152)，固设于所述密封桶体(151)的开口内，所述驱动装置(12)通过固定架固定于所述密封端盖(152)上；

所述传动结构(13)穿过所述密封端盖(152)且所述传动结构(13)的两端分别与所述连接件(14)以及所述驱动装置(12)的输出轴连接。

8.根据权利要求7所述的浮球装置，其特征在于，

所述传动结构(13)为联轴器。

9.根据权利要求8所述的浮球装置，其特征在于，还包括：

所述联轴器的外侧壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有旋转密封圈(50)，所述旋转密封圈(50)的外侧与所述密封端盖(152)抵靠。

10.一种水下机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的浮球装置。

Images