CN114180008A - 一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自主式水下航行器定位自救的信标，属于水下航行器领域。本发明包括通信舱、电子舱、底座与馒头罩等，通信舱与电子舱密封连接，内置有GPS模块、电路板与电池等，电磁铁固定在电子舱底端内腔，磁吸片放置于磁吸座内腔与底座相连，固定在自主水下航行器顶部，馒头罩外壁面设有缠线槽，通过轴承固定在底座上做周向运动，鱼线缠绕在缠线槽内，一端与通信舱连接，信标在预定时间释放后由鱼线牵引与航行器分离，浮出水面共享实时位置信息，本发明具有结构简单，拆卸方便，应用范围广，释放与回收效率高，提高航行器水下探测安全性等优点。

Description

一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标

技术领域

本发明涉及一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标。

背景技术

自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)是人们探索开发海洋的主要工具，由于海洋环境复杂，航行器自身携带的通信模块在海底无法正常工作，一旦丢失，造成巨大的经济损失。信标是一种内置GPS模块的应急装置，对AUV的航行起到重要的安全保障作用，当航行器被海底障碍物缠绕，未按预定时间上浮时，可通过信标实时共享的位置坐标快速搜救打捞。针对现有自主式水下航行器应急定位装置在结构与性能上存在的缺陷，本发明提出一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，结构简单，应用范围广，释放与回收效率高，提升水下航行安全性能。

发明内容

本发明提出了一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，结构简单，应用范围广，释放与回收效率高，提升水下航行安全性能。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，包括通信舱和电子舱，通信舱外壁设有绑线环，内置有GPS模块，电子舱从上至下依次内置有电池、电路板和电磁铁；所述底座固定在自主水下航行器顶部，底座上表面与磁吸座连接，深沟球轴承套设在磁吸座外圈，磁吸片固定在磁吸座内腔；所述馒头罩成对使用，通过深沟球轴承固定在底座上做周向运动，馒头罩外壁面设有缠线槽；所述鱼线缠绕在缠线槽内，一端与馒头罩固定，另一端固定在通信舱外壁的绑线环。

进一步的，所述电子舱上端面设有端面密封槽，底部内腔壁面设有径向密封槽，形成通信舱、电子舱和电磁铁于一体的信标密封系统。

进一步的，所述底座下弧面直径与自主式水下航行器最大舱体外壁直径一致，采用卡箍将底座固定在自主式水下航行器顶部，结构紧凑，贴合度高，拆卸便利。

进一步的，所述通信舱和电子舱采用光敏树脂材料3D打印而成，馒头罩、磁吸座和底座采用POM材质，磁吸片采用430不锈钢材质，减轻信标自重，提升信标上浮速度。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明针对自主式水下航行器应急定位装置提出了全新的设计思路，利用电磁铁充电消磁原理释放信标，鱼线一端与馒头罩固定，另一端与信标相连，信标释放后在浮力的作用下快速上浮，拉扯鱼线带动馒头罩做周向运动，鱼线不断延伸直至信标浮出水面，通信舱内置的GPS模块共享实时位置坐标至电脑终端供实验人员查看，整体结构设计新颖，应用范围广，释放与回收效率高；

另外，信标的通信舱与电子舱均采用光敏树脂材料3D打印而成，材料轻盈，加工简单，拆装便利，上浮速度快，工作效率高。

附图说明

图1为本发明实施例所述用于自主式水下航行器水下定位自救的信标剖视结构示意图；

图2为图1中通信舱剖视结构示意图；

图3为图1中电子舱剖视结构示意图；

图4为图1中馒头罩结构示意图；

图5为信标的释放过程示意图。

图中：1为通信舱；2为电子舱；3为馒头罩；4为磁吸座；5为底座；6为GPS模块；7为电池；8为电路板；9为电磁铁；10为深沟球轴承；11为磁吸片；12为绑线环；13为端面密封槽；14为径向密封槽；15为缠线槽；16为自主水下航行器；17为鱼线。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了许多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

本实施例中提出一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，如图1所示，包括通信舱1和电子舱2，通信舱1外壁设有绑线环12，内置有GPS模块6，电子舱2从上至下依次内置有电池7、电路板8和电磁铁9；所述底座5固定在自主水下航行器16顶部，底座5上表面与磁吸座4连接，深沟球轴承10套设在磁吸座4外圈，磁吸片11固定在磁吸座4内腔；所述馒头罩3成对使用，通过深沟球轴承10固定在底座上做周向运动，馒头罩3外壁面设有缠线槽15；所述鱼线17缠绕在缠线槽15内，一端与馒头罩3固定，另一端固定在通信舱1外壁的绑线环12。

如图2所示，所述通信舱1外壁面设有两个绑线环12，底端壁面设有6个圆周均布的直径为4.5mm的通孔，鱼线17一端与绑线环12固定，信标释放后在鱼线17的牵引下随自主水下航行器16一起前行，共享实时位置坐标；如图3所示，电子舱2顶端壁面设有一道端面密封槽13和六个圆周均布的直径为4.5mm的通孔，端面密封槽13内填入O型圈，电子舱2顶端壁面与通信舱1底端壁面接触，通孔中插入6个M4螺栓，旋紧螺母固定，O型圈在挤压下完成密封，电子舱2底部内腔壁面设有一道径向密封槽14，径向密封槽14内填入O型圈，电磁铁9嵌入电子舱2底部内腔，挤压内腔壁面O型圈完成密封；如图4所示，馒头罩3成对使用，外壁面设有缠线槽15，底部设有4个直径为4.5mm的通孔，使用时通过深沟球轴承10固定在底座5上，辅以M4螺栓紧固。

如图5所示，为信标的释放过程示意图，信标释放前，鱼线17缠绕在馒头罩3的缠线槽15内，一端与信标相连，电池7不供电，此时电磁铁9处于断电充磁状态，吸附在磁吸片11上，磁吸片11与底座5连接并固定在自主水下航行器16顶部，航行器做加速运动，馒头罩3包裹着信标，保护信标不被海水阻力冲击被动释放，到达预定时间，电池7开始供电，此时电磁铁9处于充电消磁状态，不再与磁吸片11吸附，信标在浮力作用下快速与底座5分离，拉扯鱼线17带动馒头罩3做圆周运动，鱼线17不断延伸直至信标浮出水面，此时通信舱1内置的GPS模块6重获信号，共享实时位置坐标至电脑终端，当自主水下航行器16被深海障碍物缠绕无法上浮时，操作人员可通过信标提供的经纬度坐标快速搜救打捞。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，包括通信舱(1)和电子舱(2)，通信舱(1)外壁设有绑线环(12)，内置有GPS模块(6)，电子舱(2)从上至下依次内置有电池(7)、电路板(8)和电磁铁(9)；所述底座(5)固定在自主水下航行器(16)顶部，底座(5)上表面与磁吸座(4)连接，深沟球轴承(10)套设在磁吸座(4)外圈，磁吸片(11)固定在磁吸座(4)内腔；所述馒头罩(3)成对使用，通过深沟球轴承(10)固定在底座(5)上做周向运动，馒头罩(3)外壁面设有缠线槽(15)；所述鱼线(17)缠绕在缠线槽(15)内，一端与馒头罩(3)固定，另一端固定在通信舱(1)外壁的绑线环(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，其特征在于：所述电子舱(2)上端面设有端面密封槽(13)，底部内腔壁面设有径向密封槽(14)。

3.根据权利要求1所述的一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，其特征在于：所述底座(5)下弧面直径与自主式水下航行器(16)最大舱体外壁直径一致，采用卡箍将底座(5)固定在自主式水下航行器(16)顶部。

4.根据权利要求1所述的一种用于自主式水下航行器水下定位自救的信标，其特征在于：所述通信舱(1)和电子舱(2)采用光敏树脂材料3D打印而成，馒头罩(3)、磁吸座(4)和底座(5)采用POM材质，磁吸片(11)采用430不锈钢材质。

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