CN111412423A - 一种用于水下潜航器的灯光指示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水下潜航器的灯光指示系统，包括：深水耐压舱、控制单元、LED指示单元和深水接插件；LED指示单元安装在深水耐压舱的顶部；其中，LED指示单元包括：透明外罩、LED灯条和外罩堵头，其中外罩堵头安装在透明外罩上；LED灯条上安装有多个LED灯；LED灯条安装在透明外罩内部；各个LED灯与控制单元电相连；深水接插件安装在深水耐压舱的底部，且与控制单元电连接；控制单元安装在深水耐压舱的内部。本发明提供的用于水下潜航器的灯光指示系统，解决了传统潜航器上搭载的频闪灯功能单一的问题。

Description

一种用于水下潜航器的灯光指示系统
技术领域
本发明涉及潜航器技术领域，更具体的说是涉及一种用于水下潜航器的灯光指示系统。
背景技术
近年来随着人们对海洋开发应用的不断发展，水下自主潜航器在海洋装备中的占比越来越高，不仅在民用科学考察、海底勘探等诸多领域发挥着重要作用同时也在港口防护、潜艇监测等诸多军事领域得到大范围的推广应用。
纵观国内外自主潜航器，频闪灯作为潜航器出水后在已知大概位置的情况下进行小范围寻找的一种有效手段，尤其在夜间回收潜航器时为一种最佳手段，能够帮助母船回收人员快速在小范围内观察寻找到潜航器。但频闪灯的功能单一，只能用作潜航器回收时的灯光指示，不能作为他用。
因此，如何提供一种功能多元化的用于潜航器的灯光指示系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于水下潜航器的灯光指示系统，解决了传统潜航器上搭载的频闪灯功能单一的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于水下潜航器的灯光指示系统，包括：深水耐压舱、控制单元、LED指示单元和深水接插件；
所述LED指示单元安装在所述深水耐压舱的顶部；其中，所述LED指示单元包括：透明外罩、LED灯条和外罩堵头，其中所述外罩堵头安装在所述透明外罩上；所述LED灯条安装在所述透明外罩内部；各个所述LED灯条与所述控制单元电相连；
在具体实现时，所述LED灯条上可以安装一个LED灯，为了显示的更加明显，可以在LED灯条上安装有多个LED灯，其中，LED灯闪烁方式代表多种不同的工作状态；
所述深水接插件安装在所述深水耐压舱的底部，且与所述控制单元电连接；
所述控制单元安装在所述深水耐压舱的内部。
优选的，所述深水耐压舱包括：舱体、上端盖和下端盖；
所述上端盖安装在所述舱体的顶部；所述LED指示单元通过所述上端盖安装在所述舱体顶部；
所述下端盖安装在所述舱体的底部；所述深水接插件通过所述下端盖安装在所述舱体底部；
所述控制单元安装在所述舱体的内部。
优选的，所述上端盖上设计有带孔的转接座、凹型圈安装槽、多个螺丝拧接孔位、多个拆舱顶丝孔位和多个固定孔；
其中，所述LED指示单元安装在所述转接座上；所述上端盖通过螺丝拧接孔位与所述舱体相连。
优选的，所述下端盖上设计有深水接插件拧接孔、气密性检测孔、凹型圈安装槽、多个螺丝拧接孔位和多个拆舱顶丝孔位；
其中，所述深水接插件通过所述深水接插件拧接孔位与所述下端盖相连；所述下端盖通过螺丝拧接孔位与所述舱体相连。
优选的，所述LED灯条为耐压LED灯焊接在铝片上实现且具有弯曲能力，并通过透明环氧树脂灌封在所述透明外罩中，且所述透明外罩采用柔性PVC材料制成。
优选的，还包括：固定支撑架，所述控制单元安装在所述固定支撑架上，所述固定支撑架通过所述固定孔与所述上端盖相连。
优选的，所述控制单元通过CAN总线方式接收潜航器控制系统传输的数据指令，并将数据指令根据协议进行解析，解析后控制LED灯的工作状态。
优选的，所述LED灯的工作状态包括：常规指示3种状态和自检指示7种状态。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于水下潜航器的灯光指示系统，在潜航器上搭载LED灯条，控制单元根据指令控制LED灯条的通断，以此实现LED指示单元的闪烁指示功能。
此外，LED指示单元采用柔性设计思路，碰撞受力时会发生弯曲，力消失时会复原，不会造成系统损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种用于水下潜航器的灯光指示系统的整体结构示意图；
图2为本发明提供的深水耐压舱内部结构示意图；
图3为本发明提供的上端盖的示意图；
图4为本发明提供的下端盖的示意图。
在附图1～附图4中：
1、舱体，2、上端盖，3、下端盖，4、透明外罩，5、LED灯条，6、外罩堵头，7、线缆，8、拆舱顶丝孔位，9、螺丝拧接孔位，11、深水插接件、121、凹型圈安装槽，13、固定支撑架，14、控制单元，16、转接座，17、固定孔，181、深水接插件拧接孔，182、气密性检测孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于水下潜航器的灯光指示系统，包括：深水耐压舱、控制单元14、LED指示单元和深水接插件11；
LED指示单元安装在深水耐压舱的顶部；其中，LED指示单元包括：透明外罩4、LED灯条5和外罩堵头6，其中外罩堵头6安装在透明外罩4上；LED灯条5上可以安装有多个LED灯；LED灯条5安装在透明外罩4内部；各个LED灯条与控制单元14电相连；在具体实现时，外罩堵头6呈蘑菇状，尾部塞进透明外罩4内部，头部外露。
深水接插件11安装在深水耐压舱的底部，通过线缆接头与控制单元14连接；
控制单元14安装在深水耐压舱的内部。
其中，深水耐压舱利用钛合金设计加工而成，控制单元14基于STM32单片机为核心处理器，深水接插件具体为subcon深水接插件，subcon深水接插件连接潜航器控制系统，通过CAN总线方式接收潜航器控制系统传输的数据指令，并将数据指令根据协议进行解析，解析后控制LED灯的工作状态，可指示的LED灯的工作状态包括：常规指示3种状态和自检指示7种状态，具体请参见表格1。
表1灯光指示系统指示状态
Figure BDA0002433900530000041
Figure BDA0002433900530000051
在这里需要说明的是，可以根据需求和作业习惯来定义不同的工作状态对应的指示状态，并不是只有这一种方式。
本发明提供的水下潜航器灯光指示系统可以作为一套独立的系统安装在潜航器上。使用时只需一根带有四芯subcon接插件的线缆连接耐压舱下端盖的四芯(1-12V电源、2-GND、3-CANH、4-CANL)subcon接插件至潜航器的潜航器控制系统，即可完成硬件电路的连接。作业时，控制单元实时使用CAN总线通信方式接收潜航器控制系统传输的数据指令，且根据通信协议解析后，控制LED灯进行不同状态的闪烁。
为了进一步优化上述技术方案，参见附图1～附图4，深水耐压舱包括：舱体1、上端盖2和下端盖3；
上端盖2安装在舱体1的顶部；LED指示单元通过上端盖2安装在舱体1顶部；
下端盖3安装在舱体1的底部；深水接插件11通过下端盖3安装在舱体1底部；
控制单元14安装在舱体1的内部。
为了进一步优化上述技术方案，上端盖2上设计有带孔的转接座16、凹型圈安装槽121、多个螺丝拧接孔位9、多个拆舱顶丝孔位8和多个固定孔17；
其中，LED指示单元安装在转接座16上；上端盖2通过螺丝拧接孔位9与舱体1相连。
为了进一步优化上述技术方案，下端盖3上设计有深水接插件拧接孔181、气密性检测孔182、凹型圈安装槽121、多个螺丝拧接孔位9和多个拆舱顶丝孔位8；
其中，深水接插件11通过深水接插件拧接孔位181与下端盖3相连；下端盖3通过螺丝拧接孔位9与舱体1相连。
为了能够达到绝佳的防水效果，上端盖2和下端盖3上设计有两道凹型圈安装槽121，用于布放凹型圈。上端盖2上设计有带孔的转接座16，用于固定LED指示单元，下端盖3上设计有两个拧接孔：深水接插件拧接孔181和气密性检测孔182，一个用于拧接subcon接插件，另一个用于拧接气密性检测孔堵头。
组装之前先把四芯subcon接插件11拧接到深水接插件拧接孔位181上，且线缆接头连接至控制单元14。而气密性检测孔182，只有当耐压舱整体安装完毕后，再进行拧接堵封。
为了能够承受大深度压力，LED灯条5通过透明环氧树脂灌封在透明外罩4中形成LED指示单元，外径15mm，长度150mm，可以使用卡子整体固定在转接座16上，LED灯条通过线缆7从转接座16的孔中穿过与控制单元14连接。其中透明外罩4采用柔性材料制成。控制单元14根据指令控制LED灯条电源的通断，以此实现LED指示单元的闪烁指示功能。
控制单元14使用stm32f103单片机设计而成，具有两路接口，一路连接下端盖subcon接插件对应的四芯线缆接头，一路连接LED灯条控制电源，主要用于接收潜航器作业时潜航器控制系统传输的3种常规状态及7种设备自检状态指令，并进行解析，然后根据解析的结果控制MOS管驱动LED灯条电源的通断，以此实现如表1中所示10种状态的闪烁。
参见附图2，为了进一步优化上述技术方案，还包括：固定支撑架13，控制单元14安装在舱内的固定支撑架13上，具体实现时，可以通过螺钉安装在固定支撑架13上。固定支撑架13通过螺丝和四个固定孔1与上端盖2相连。
控制单元14使用自攻钉安装固定在固定支撑架13上，固定支撑架13由两个聚丙烯支撑的半圆及玻璃钢板加工而成，使用螺丝拧接在上端盖四个螺丝固定孔17上，使之与上端盖2构成整体，拆装舱时一起从舱体1中取出或者装入。
耐压舱内部安装固定及控制单元程序调试完毕后进行封舱，上端盖和下端盖的凹型圈安装凹槽处加入对应尺寸大小的凹型圈且涂抹润滑硅脂，使用工具先把上端盖整体挤压进入舱体内部，然后使用316不锈钢螺丝拧接。该步操作完成后，把下端盖subcon线缆接头连接至控制单元对应接口，同时把下端盖整体挤压进入耐压舱体内部且同样使用316不锈钢螺丝拧接。
通过以上步骤完成封舱，最后一步使用气密性测试孔182进行内压测试，测试完成后，使用带凹型圈的堵封头封堵气密性测试孔182，使得该设备形成完整独立的灯光指示系统。当装配到潜航器上作为灯光指示系统时，只需一根带有四芯subcon接插件的线缆连接耐压舱下端盖的四芯(1-12V电源、2-GND、3-CANH、4-CANL)subcon接插件至潜航器的潜航器控制系统，即可完成硬件电路的连接，潜航器控制系统可根据预先定制好的CAN总线通信协议发送相关数据指令，控制LED灯显示不同的状态。
综上所述，为了解决现有技术中传统潜航器上搭载的频闪灯功能单一的问题，本发明设计了一种用于水下潜航器的灯光指示系统，该系统不仅具备潜航器作业时常规的频闪指示灯功能，同时具备潜航器入水前的设备自检指示功能，能够方便技术人员通过观察LED灯的闪烁状态确定正在进行自检的设备及其工作状态。此外，还解决了传统频闪等非柔性设计，发生碰撞时易损坏的问题，给水下潜航器必备部件灯光指示系统提供了新的思路及技术手段。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，包括：深水耐压舱、控制单元(14)、LED指示单元和深水接插件(11)；
所述LED指示单元安装在所述深水耐压舱的顶部；其中，所述LED指示单元包括：透明外罩(4)、LED灯条(5)和外罩堵头(6)，其中所述外罩堵头(6)安装在所述透明外罩(4)上；所述LED灯条(5)安装在所述透明外罩(4)内部；各个所述LED灯条与所述控制单元(14)电相连；
所述深水接插件(11)安装在所述深水耐压舱的底部，且与所述控制单元(14)电连接；
所述控制单元(14)安装在所述深水耐压舱的内部。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述深水耐压舱包括：舱体(1)、上端盖(2)和下端盖(3)；
所述上端盖(2)安装在所述舱体(1)的顶部；所述LED指示单元通过所述上端盖(2)安装在所述舱体(1)顶部；
所述下端盖(3)安装在所述舱体(1)的底部；所述深水接插件(11)通过所述下端盖(3)安装在所述舱体(1)底部；
所述控制单元(14)安装在所述舱体(1)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述上端盖(2)上设计有带孔的转接座(16)、凹型圈安装槽(121)、多个螺丝拧接孔位(9)、多个拆舱顶丝孔位(8)和多个固定孔(17)；
其中，所述LED指示单元安装在所述转接座(16)上；所述上端盖(2)通过螺丝拧接孔位(9)与所述舱体(1)相连。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述下端盖(3)上设计有深水接插件拧接孔(181)、气密性检测孔(182)、凹型圈安装槽(121)、多个螺丝拧接孔位(9)和多个拆舱顶丝孔位(8)；
其中，所述深水接插件(11)通过所述深水接插件拧接孔位(181)与所述下端盖(3)相连；所述下端盖(3)通过螺丝拧接孔位(9)与所述舱体(1)相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述LED灯条(5)为耐压LED灯焊接在铝片上实现且具有弯曲能力，并通过透明环氧树脂灌封在所述透明外罩(4)中，且所述透明外罩(4)采用柔性PVC材料制成。
6.根据权利要求3所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，还包括：固定支撑架(13)，所述控制单元(14)安装在所述固定支撑架(13)上，所述固定支撑架(13)通过所述固定孔(1)与所述上端盖(2)相连。
7.根据权利要求3所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述控制单元(14)通过CAN总线方式接收潜航器控制系统传输的数据指令，并将数据指令根据协议进行解析，从而控制LED灯的工作状态。
8.根据权利要求7所述的一种用于水下潜航器的灯光指示系统，其特征在于，所述LED灯的工作状态包括：常规指示3种状态和自检指示7种状态。
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