CN112558013A

CN112558013A - 水下雷达保护装置

Info

Publication number: CN112558013A
Application number: CN202011603661.5A
Authority: CN
Inventors: 李莉莉; 张昊宇
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-03-26

Abstract

水下雷达保护装置，所述水下雷达保护装置本体上安装有箱体，箱体左右两侧的前端分别安装有前侧翼推进器，前侧翼推进器前端安装有照明灯，前侧翼推进器后安装有后侧翼推进器。本发明的优点是：本装置将水下机器人和水下雷达相互结合，使水下雷达能够在水下完成极限作业；利用防碰撞传感器和摄像头装置使装置在运行过程中，避免发生碰撞；利用GPS定位器可对装置进行实时定位，方便后期的打捞；雷达外包裹有雷达罩、耐压罩、真空镀纳米金属罩和安全气囊，对雷达进行多重保护，且这些保护罩不会妨碍电磁波的传输，对电磁波的来回穿透只具有极小的衰减量；装置整体结构简单，可在水下对雷达进行保护，增加雷达使用的寿命，具有广泛的推广应用前景。

Description

水下雷达保护装置

技术领域

本发明涉及水下雷达保护装置，属于雷达技术领域。

背景技术

我国拥有近300万平方公里的辽阔海域，1.8万公里的大陆海岸线和丰富的内陆水域，蕴藏着种类多样、数量巨大的生物和矿物资源。海岸带的水文和生态环境研究对通航安全、渔业养殖、军事以及其它近海和离岸作业安全等都具有重要的意义。通过对近岸地形地貌及海岸带环境演变分析进行科学的研究，可以对海岸带进行有针对性的管理，制定相对应的发展策略。相比于传统的船载测深手段，水下雷达探测技术不仅兼顾了遥感技术拥有大范围采样以及短时间成像的优势，还具备全天时和全天候地对地观测能力，是探测海岸带地形地貌和监测海岸带地貌演变的一种有效工具。水下雷达探测器具有足够的空间分辨率，来分辨目标的尺寸和形状，它所发射的宽频带电磁信号可以穿透水体、地表进入地层而对目标对象不会造成任何影响，这种无损探测技术可以在水平和深度方向上对目标体进行高分辨率成像。水下雷达探测技术作为一种新兴的海洋探测手段，以其独特的优势在一定程度上弥补了传统探测方法的不足，被广泛应用到水下考古、水下地形成像以及海洋测深等领域。但是在应用过程中，水下雷达探测器沉入水底以后很难再找到其具体位置，人工打捞费时费力，同时水下雷达探测器由于长时间浸泡在海水中，容易受海水侵蚀，影响探测准确率和探测成本，需要对水下雷达探测器采取一定的保护措施，以便提高雷达的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供水下雷达保护装置。

本发明要解决的问题是现有的水下雷达探测器由于长时间浸泡在海水中，容易受海水侵蚀以及其他损伤，会降低雷达接收信号的强度和传递信息的精度的缺陷。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

水下雷达保护装置，包括水下雷达保护装置本体、箱体、前侧翼推进器、照明灯、后侧翼推进器、尾部推进器、旋转装置、摄像头装置、GPS定位器、传输电缆、缓冲防撞板、碰撞传感器、防碰撞传感器、雷达装置、气体发生器、连接板、充气孔、安全气囊、发射天线保护罩、接收天线保护罩、真空镀纳米金属罩、耐压罩、雷达罩、雷达探测器、可转动云台、连接轴、密封圈、旋转轴和氦气，所述水下雷达保护装置本体上安装有箱体，箱体左右两侧的前端分别安装有前侧翼推进器，前侧翼推进器前端安装有照明灯，前侧翼推进器后安装有后侧翼推进器，后侧翼推进器后端安装有尾部推进器，箱体顶部安装有旋转装置，旋转装置顶部安装有摄像头装置，旋转装置后安装有GPS定位器，箱体尾部安装有传输电缆，箱体左右两侧安装有缓冲防撞板，缓冲防撞板前端安装有碰撞传感器，碰撞传感器上安装有防碰撞传感器，箱体前端安装有雷达装置，雷达装置尾部安装有气体发生器，气体发生器前端安装有连接板，连接板上设有充气孔，充气孔外安装有安全气囊，安全气囊内安装有发射天线保护罩，发射天线保护罩对称安装有接收天线保护罩，发射天线保护罩和接收天线保护罩底部安装有真空镀纳米金属罩，真空镀纳米金属罩内安装有耐压罩，耐压罩内安装有雷达罩，雷达罩内安装有雷达探测器，雷达探测器底部安装有可转动云台，可转动云台底部安装有连接轴，连接轴上安装有密封圈，连接轴底部安装有旋转轴，旋转轴外包裹有安全气囊，安全气囊充气后内部充满氦气。

进一步的，所述防碰撞传感器为超声波传感器，由金属材料制成；扫描范围可达8000mm，灵敏度可调节；能可靠地测量，不受材料颜色、透明度、光泽和环境光的影响；抗污、抗灰尘、防潮湿和抗雾能力强。

进一步的，所述雷达罩采用聚碳酸酯基材，在聚碳酸酯基材的接触面上通过粘合连接或者焊接方式安装有绝缘透镜。

进一步的，所述耐压罩采用环氧树脂与无碱玻璃纤维布浸透加压烘干固化而成型。

进一步的，所述真空镀纳米金属罩由里向外依次设置有真空镀纳米金属层和涂料保护层，可根据需要在真空镀纳米金属层内设置底漆层和有色层，使真空镀纳米金属罩附有金属光泽，增加其美观性；真空镀纳米金属层及涂料保护层均具有不超过0.2dB电磁波来回穿透衰减量。

进一步的，所述安全气囊由一种特殊的织物尼龙制成，安全气囊包裹在雷达装置的最外层，对海风海水以及盐碱侵蚀均具有较强的抗腐蚀性。

进一步的，所述雷达罩、耐压罩、真空镀纳米金属罩和安全气囊不会妨碍电磁波的传输，对电磁波的来回穿透只具有极小的衰减量。

进一步的，所述安全气囊的引爆系统借鉴于汽车安全气囊引爆系统，安全性和实际应用性强；在装置发生碰撞时，安全气囊可使雷达装置破损率减少80%左右。

本发明的优点是：本装置将水下机器人和水下雷达相互结合，使水下雷达能够在水下完成极限作业；利用防碰撞传感器和摄像头装置使装置在运行过程中，避免发生碰撞；利用GPS定位器可对装置进行实时定位，方便后期的打捞；借鉴汽车的安全气囊系统当装置发生碰撞时进行充气保护，能有效降低破损率；安全气囊实用性高且价格便宜，未充气时，包裹于雷达装置外表面，对海风海水以及盐碱侵蚀均具有较强的抗腐蚀性，避免雷达受周围环境的破坏；雷达外包裹有雷达罩、耐压罩、真空镀纳米金属罩和安全气囊，对雷达进行多重保护，且这些保护罩不会妨碍电磁波的传输，对电磁波的来回穿透只具有极小的衰减量；装置整体结构简单，使用方便，可在水下对雷达进行保护，增加雷达使用的寿命，具有广泛的推广应用前景。

附图说明

图1是水下雷达保护装置的整体结构示意图；

图2是水下雷达保护装置的安全气囊未充气时的结构示意图；

图3是水下雷达保护装置的安全气囊充气时的结构示意图；

图4是水下雷达保护装置的雷达装置的结构示意图；

图中：1、水下雷达保护装置本体 2、箱体 3、前侧翼推进器 4、照明灯 5、后侧翼推进器 6、尾部推进器 7、旋转装置 8、摄像头装置 9、GPS定位器 10、传输电缆11、缓冲防撞板 12、碰撞传感器 13、防碰撞传感器 14、雷达装置 141、气体发生器142、连接板 143、充气孔 144、安全气囊 145、发射天线保护罩 146、接收天线保护罩147、真空镀纳米金属罩 148、耐压罩 149、雷达罩 1410、雷达探测器 1411、可转动云台 1412、连接轴 1413、密封圈 1414、旋转轴 1415、氦气。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

水下雷达保护装置，包括水下雷达保护装置本体1、箱体2、前侧翼推进器3、照明灯4、后侧翼推进器5、尾部推进器6、旋转装置7、摄像头装置8、GPS定位器9、传输电缆10、缓冲防撞板11、碰撞传感器12、防碰撞传感器13、雷达装置14、气体发生器141、连接板142、充气孔143、安全气囊144、发射天线保护罩145、接收天线保护罩146、真空镀纳米金属罩147、耐压罩148、雷达罩149、雷达探测器1410、可转动云台1411、连接轴1412、密封圈1413、旋转轴1414和氦气1415，所述水下雷达保护装置本体1上安装有箱体2，为容器部件，箱体2左右两侧的前端分别安装有前侧翼推进器3，用于产生向上的推力，前侧翼推进器3前端安装有照明灯4，用于提供照明，前侧翼推进器3后安装有后侧翼推进器5，用于产生向上的推力，后侧翼推进器5后端安装有尾部推进器6，用于产生向前的推力，箱体2顶部安装有旋转装置7，用于提供转动，旋转装置7顶部安装有摄像头装置8，用于拍摄水下图像，旋转装置7后安装有GPS定位器9，用于定位，箱体2尾部安装有传输电缆10，用于传输数据，箱体2左右两侧安装有缓冲防撞板11，用于提供缓冲碰撞，缓冲防撞板11前端安装有碰撞传感器12，用于检测碰撞强度，碰撞传感器12上安装有防碰撞传感器13，用于防止碰撞，箱体2前端安装有雷达装置14，用于获取目标体信息，雷达装置14尾部安装有气体发生器141，用于产生氦气，气体发生器141前端安装有连接板142，用于提供连接，连接板142上设有充气孔143，用于充气，充气孔143外安装有安全气囊144，用于提供抗腐蚀保护和降低碰撞破损率，安全气囊144内安装有发射天线保护罩145，用于保护发射天线，发射天线保护罩145对称安装有接收天线保护罩146，用于保护接收天线，发射天线保护罩145和接收天线保护罩146底部安装有真空镀纳米金属罩147，用于提供硬度保护，真空镀纳米金属罩147内安装有耐压罩148，用于提供耐压保护，耐压罩148内安装有雷达罩149，用于提供基础保护，雷达罩149内安装有雷达探测器1410，用于获取目标体信息，雷达探测器1410底部安装有可转动云台1411，用于改变方向，可转动云台1411底部安装有连接轴1412，用于提供连接，连接轴1412上安装有密封圈1413，用于提供密封，连接轴1412底部安装有旋转轴1414，用于提供旋转，旋转轴1414外包裹有安全气囊144，安全气囊144充气后内部充满氦气1415，为充气物质。

进一步的，所述防碰撞传感器13为超声波传感器，由金属材料制成；扫描范围可达8000mm，灵敏度可调节；能可靠地测量，不受材料颜色、透明度、光泽和环境光的影响；抗污、抗灰尘、防潮湿和抗雾能力强。

进一步的，所述雷达罩149采用聚碳酸酯基材，在聚碳酸酯基材的接触面上通过粘合连接或者焊接方式安装有绝缘透镜。

进一步的，所述耐压罩148采用环氧树脂与无碱玻璃纤维布浸透加压烘干固化而成型。

进一步的，所述真空镀纳米金属罩147由里向外依次设置有真空镀纳米金属层和涂料保护层，可根据需要在真空镀纳米金属层内设置底漆层和有色层，使真空镀纳米金属罩147附有金属光泽，增加其美观性；真空镀纳米金属层及涂料保护层均具有不超过0.2dB电磁波来回穿透衰减量。

进一步的，所述安全气囊144由一种特殊的织物尼龙制成，安全气囊144包裹在雷达装置14的最外层，对海风海水以及盐碱侵蚀均具有较强的抗腐蚀性。

进一步的，所述雷达罩149、耐压罩148、真空镀纳米金属罩147和安全气囊144不会妨碍电磁波的传输，对电磁波的来回穿透只具有极小的衰减量。

进一步的，所述安全气囊144的引爆系统借鉴于汽车安全气囊引爆系统，安全性和实际应用性强；在装置发生碰撞时，安全气囊144可使雷达装置14破损率减少80%左右。

使用方法：将装置投放入水中后，前侧翼推进器3、后侧翼推进器5和尾部推进器6工作，带动装置在水中移动，防碰撞传感器13扫描行驶路径上的物体，避免装置发生碰撞，GPS定位器9接收GPS卫星信号，实时定位装置位置，摄像头装置8可随旋转装置7转动拍摄水下图像，图像信息经传输电缆10传输至上位机，发射天线保护罩145内的发射天线向目标体发射电磁波信号，接收天线保护罩146内的接收天线接收目标体反射的回波信号，回波信号包含了目标的距离、方向和速度信息，接收天线接收反射波后送至雷达探测器1410上的接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息；若装置在运行过程中发生碰撞，碰撞传感器12检测装置碰撞的强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收碰撞传感器12的信号并进行处理，当它判断有必要打开安全气囊144时，立即发出点火信号以触发气体发生器141，气体发生器141接收到点火信号后，迅速点火井产生大量氦气1415，通过充气孔143给安全气囊144充气，保护雷达装置14。

Claims

1.水下雷达保护装置，包括水下雷达保护装置本体（1）、箱体（2）、前侧翼推进器（3）、照明灯（4）、后侧翼推进器（5）、尾部推进器（6）、旋转装置（7）、摄像头装置（8）、GPS定位器（9）、传输电缆（10）、缓冲防撞板（11）、碰撞传感器（12）、防碰撞传感器（13）、雷达装置（14）、气体发生器（141）、连接板（142）、充气孔（143）、安全气囊（144）、发射天线保护罩（145）、接收天线保护罩（146）、真空镀纳米金属罩（147）、耐压罩（148）、雷达罩（149）、雷达探测器（1410）、可转动云台（1411）、连接轴（1412）、密封圈（1413）、旋转轴（1414）和氦气（1415），其特征是：所述水下雷达保护装置本体（1）上安装有箱体（2），箱体（2）左右两侧的前端分别安装有前侧翼推进器（3），前侧翼推进器（3）前端安装有照明灯（4），前侧翼推进器（3）后安装有后侧翼推进器（5），后侧翼推进器（5）后端安装有尾部推进器（6），箱体2顶部安装有旋转装置（7），旋转装置（7）顶部安装有摄像头装置（8），旋转装置（7）后安装有GPS定位器（9），箱体（2）尾部安装有传输电缆（10），箱体（2）左右两侧安装有缓冲防撞板（11），缓冲防撞板（11）前端安装有碰撞传感器（12），碰撞传感器（12）上安装有防碰撞传感器（13），箱体（2）前端安装有雷达装置（14），雷达装置（14）尾部安装有气体发生器（141），气体发生器（141）前端安装有连接板（142），连接板（142）上设有充气孔（143），充气孔（143）外安装有安全气囊（144），安全气囊（144）内安装有发射天线保护罩（145），发射天线保护罩（145）对称安装有接收天线保护罩（146），发射天线保护罩（145）和接收天线保护罩（146）底部安装有真空镀纳米金属罩（147），真空镀纳米金属罩（147）内安装有耐压罩（148），耐压罩（148）内安装有雷达罩（149），雷达罩（149）内安装有雷达探测器（1410），雷达探测器（1410）底部安装有可转动云台（1411），可转动云台（1411）底部安装有连接轴（1412），连接轴（1412）上安装有密封圈（1413）连接轴（1412）底部安装有旋转轴（1414），旋转轴（1414）外包裹有安全气囊（144），安全气囊（144）充气后内部充满氦气（1415）。

2.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述防碰撞传感器（13）为超声波传感器，由金属材料制成；扫描范围可达8000mm，灵敏度可调节；能可靠地测量，不受材料颜色、透明度、光泽和环境光的影响；抗污、抗灰尘、防潮湿和抗雾能力强。

3.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述雷达罩（149）采用聚碳酸酯基材，在聚碳酸酯基材的接触面上通过粘合连接或者焊接方式安装有绝缘透镜。

4.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述耐压罩（148）采用环氧树脂与无碱玻璃纤维布浸透加压烘干固化而成型。

5.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述真空镀纳米金属罩（147）由里向外依次设置有真空镀纳米金属层和涂料保护层，可根据需要在真空镀纳米金属层内设置底漆层和有色层，使真空镀纳米金属罩（147）附有金属光泽，增加其美观性；真空镀纳米金属层及涂料保护层均具有不超过0.2dB电磁波来回穿透衰减量。

6.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述安全气囊（144）由一种特殊的织物尼龙制成，安全气囊（144）包裹在雷达装置（14）的最外层，对海风海水以及盐碱侵蚀均具有较强的抗腐蚀性。

7.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述雷达罩（149）、耐压罩（148）、真空镀纳米金属罩（147）和安全气囊（144）不会妨碍电磁波的传输，对电磁波的来回穿透只具有极小的衰减量。

8.根据权利要求书1所述的水下雷达保护装置，其特征是：所述安全气囊（144）的引爆系统借鉴于汽车安全气囊引爆系统，安全性和实际应用性强；在装置发生碰撞时，安全气囊（144）可使雷达装置（14）破损率减少80%左右。