CN115120942B - 一种感应式水面水下助航器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种感应式水面水下助航器，涉及海上载人航行技术领域，包括：主体环式装置；喷水推进系统，所述喷水推进系统设置于能源系统后方，所述喷水推进系统用于推动整体助航器前进；感应系统，所述感应系统包括设置于主体环式装置的控制模块、传感器和设置于主体环式装置前方的伸缩式感应探头，所述伸缩式感应探头贴合于使用者腘窝处用以探测使用者双腿上下摆动频率。本发明在使用时可将环式装置固定于使用者的小腿部，通过感应器探测使用者双腿的上下摆动频率来自主启停调速，还具有手动启停和调速的功能，使得使用者在水中能够更加自由便捷的移动。这种设计综合了人体工程学原理，具有结构简单，性能稳定，兼顾舒适灵活、快速便捷等特点。

Description

一种感应式水面水下助航器

技术领域

本发明涉及海上载人航行技术领域，具体而言，尤其涉及一种感应式水面水下助航器。

背景技术

水面水下助航器作为一种小型潜水辅助设备，由潜水人员随身携带，辅助使用者在水域中的运动，主要用于执行水下考察、打捞作业、海洋勘探、水域救生等任务。

现有的水面水下助航器一般为带有手柄或按键等操纵装置的手持式推进设备，使用者可通过操作手柄或按键等操纵装置来控制助航器的推进，进而完成一定程度的水面水下活动。

然而，现有的水面水下助航器需要使用者耗费精力去利用手柄和按键等方式手动控制助航器，当以这种人工控制的方式操作助航器时，常常会由于分心和操作失误等原因，造成一些不必要的损失。

综上所述，有待发明一种简化操作模式、改进推进位置、具备自动控制的助航器以提高助航装置的使用性能，为潜水员提供一种灵活便捷的水面水下活动方式。

发明内容

根据上述提出现有的助航器需要人工控制的技术问题，而提供一种感应式水面水下助航器。本发明主要利用控制模块来分析由感应探头检测到的使用者双腿上下摆动频率数据，从而控制助航器的自主启停和调速，起到水面水下助航器的自动控制效果。

本发明采用的技术手段如下：

一种感应式水面水下助航器，包括：

主体环式装置，所述主体环式装置固定于使用者小腿处，所述主体环式装置通过软式铰链进行连接，所述主体环式装置用于承载喷水推进系统、感应系统、开关控制系统和能源系统；

能源系统，所述能源系统设置于主体环式装置上部，所述能源系统设置用于为喷水推进系统和感应系统供能；

喷水推进系统，所述喷水推进系统设置于能源系统后方，所述喷水推进系统用于推动整体助航器前进；

感应系统，所述感应系统包括设置于主体环式装置的控制模块、传感器和设置于主体环式装置前方的伸缩式感应探头，所述伸缩式感应探头贴合于使用者腘窝处用以探测使用者双腿上下摆动频率，所述控制模块分析使用者双腿上下摆动频率从而控制喷水推进系统的启停和加减速；

开关控制系统，所述开关控制系统包括设置于主体环式装置内部的电路板和设置于能源系统侧面的操纵按钮，所述电路板与操纵按钮电性连接。

进一步地，所述控制模块的控制方法包括：

设置三个可供使用者改变的频率阈值，分别为第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值，所述第三阈值为零阈值；

所述缩式感应探头检测使用者双腿上下摆动频率并产生电信号通过传感器发送至控制模块，所述控制模块接收电信号并控制喷水推进系统启动；

所述控制模块将一定时间内接受到的频率数据进行统计，当频率数据大于第一阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统逐渐增大推进动力直至达到最大推力，所述控制模块对频率数据进行第二次判断；

当所述频率数据小于第二阈值大于第三阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统逐渐减小推进动力直至达到中幅推力，所述控制模块对频率数据进行第三次判断；

当所述频率数据为零阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统停止工作。

进一步地，所述操纵按钮的数量为二，分别用于控制助航器的启停和档位控制。

进一步地，所述喷水助航器的顶部设置有进水口，所述喷水助航器的尾部设置有喷口，水流由所述进水口进入所述喷水助航器内并从喷口喷出，从而推进整体助航器前进。

进一步地，所述主体环式装置采用浮力材料。

进一步地，所述喷水推进系统外形为流线型。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种感应式水面水下助航器，包括主体环式装置、喷水推进系统、感应系统、开关控制系统和能源系统，解决了现有水下推进器需要人工控制容易导致操作失误的问题，使用者穿戴完成后仅需加快双腿摆动频率即可加速向前推进，减慢双腿摆动频率即可减速前进，停止双腿摆动即可在水中悬停，左右扭动双腿即可改变方向，具有自动便捷，舒适灵活的特点。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明俯视图。

图4为本发明左视图。

图5为本发明右视图。

图6为使用者穿戴本发明的水面航行示意图。

图7为使用者穿戴本发明的水下航行示意图。

图中：1、主体环式装置；2、喷水推进系统；3、感应系统；4、开关控制系统；5、能源系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-5所示，本发明提供了一种感应式水面水下助航器，包括：

主体环式装置1，所述主体环式装置1固定于使用者小腿处，所述主体环式装置1通过软式铰链进行连接，所述主体环式装置1用于承载喷水推进系统2、感应系统3、开关控制系统4和能源系统5；所述主体环式装置1采用浮力材料，同时进行了人体工程学的设计，既提供了整体浮力，又提升了使用者的舒适性。所述主体环式装置1的软式铰链具有可调距功能，可根据使用者的体型进行调节固定，以适合不同体型使用者。

能源系统5，所述能源系统5设置于主体环式装置1上部，所述能源系统5设置用于为喷水推进系统2和感应系统3供能，使用清洁的电池能源。能源系统5的电池盒上部设计为采用流线化设计的导流罩，在水下航行时可减小阻力，提高航行时的快速性。

喷水推进系统2，所述喷水推进系统2设置于能源系统5后方，所述喷水推进系统2用于推动整体助航器前进；所述喷水助航器的顶部设置有进水口，所述喷水助航器的尾部设置有喷口，水流由所述进水口进入所述喷水助航器内并从喷口喷出，从而推进整体助航器前进，具有尺寸小，推力大的特点；

感应系统3，所述感应系统3包括设置于主体环式装置1的控制模块、传感器和设置于主体环式装置1前方的伸缩式感应探头，所述伸缩式感应探头贴合于使用者腘窝处用以探测使用者双腿上下摆动频率，所述传感器，将感应探头接收到的动作频率数据转化为电信号，并将电信号传输至控制控制模块处进行处理。所述控制模块分析使用者双腿上下摆动频率从而控制喷水推进系统2的启停和加减速；

所述控制模块的控制方法包括：

设置三个可供使用者改变的频率阈值，分别为第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值，所述第三阈值为零阈值；

所述缩式感应探头检测使用者双腿上下摆动频率并产生电信号通过传感器发送至控制模块，所述控制模块接收电信号并控制喷水推进系统2启动；

所述控制模块将一定时间内接受到的频率数据进行统计，当频率数据大于第一阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统2逐渐增大推进动力直至达到最大推力，所述控制模块对频率数据进行第二次判断；

当所述频率数据小于第二阈值大于第三阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统2逐渐减小推进动力直至达到中幅推力，所述控制模块对频率数据进行第三次判断；

当所述频率数据为零阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统2停止工作。

开关控制系统4，所述开关控制系统4包括设置于主体环式装置1内部的电路板和设置于能源系统5侧面的操纵按钮，所述电路板与操纵按钮电性连接。所述操纵按钮的数量为二，分别用于控制助航器的启停和档位控制，当使用者想手动控制助航器时，可通过按钮进行调节。

使用者可操控本发明装置进行水面航行和水下航行两种航行方式。根据不同需要自由选择航行方式，为传统水下推进器提出了新的思路。

在本实施例中，由图6、图7可知，使用者在水中穿戴好本发明并启动开关后，助航器的核心控制模块即开始运行，当使用者想要向前推进时，仅需轻轻摆动左右双腿，感应探头检测到摆动信号后会将频率信号转化为电信号并传递给控制模块，控制模块分析处理后命令喷水推进器喷水前进；当使用者想要加快航行速度时，可加快上下摆动双腿的频率，控制模块将分析接收到的信息并控制喷水推进器加大推进功率直到达到航行器最大推进功率；当使用者想要减慢航行速度时，可减慢上下摆动双腿的频率，控制模块将进一步分析接收到的信息并控制喷水推进器减小推进功率；当使用者想要停止水下前进时，可停止摆动双腿，控制模块接收到信息后将立即停止喷水推进器的工作；当使用者想要改变前进方向时，可左右扭动双腿来控制航行器的推进方向；当使用者在水中想要上浮或下沉时，可改变身体姿态保持倾斜并加快摆动双腿，此时航行器可达最大功率帮助使用者完成快速完成上浮和下沉的任务。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种感应式水面水下助航器，其特征在于，包括：

主体环式装置（1），所述主体环式装置（1）固定于使用者小腿处，所述主体环式装置（1）通过软式铰链进行连接，所述主体环式装置（1）用于承载喷水推进系统（2）、感应系统（3）、开关控制系统（4）和能源系统（5）；

能源系统（5），所述能源系统（5）设置于主体环式装置（1）上部，所述能源系统（5）设置用于为喷水推进系统（2）、感应系统（3）和开关控制系统（4）供能；

喷水推进系统（2），所述喷水推进系统（2）设置于能源系统（5）后方，所述喷水推进系统（2）用于推动整体助航器前进；

感应系统（3），所述感应系统（3）包括设置于主体环式装置（1）的控制模块、传感器和设置于主体环式装置（1）前方的伸缩式感应探头，所述伸缩式感应探头贴合于使用者腘窝处用以探测使用者双腿上下摆动频率，所述控制模块分析使用者双腿上下摆动频率从而控制喷水推进系统（2）的启停和加减速；

开关控制系统（4），所述开关控制系统（4）包括设置于主体环式装置（1）内部的电路板和设置于能源系统（5）侧面的操纵按钮，所述电路板与操纵按钮电性连接。

2.根据权利要求1所述的感应式水面水下助航器，其特征在于，所述控制模块的控制方法包括：

设置三个可供使用者改变的频率阈值，分别为第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值，所述第三阈值为零阈值；

所述伸缩式感应探头检测使用者双腿上下摆动频率并产生电信号通过传感器发送至控制模块，所述控制模块接收电信号并控制喷水推进系统（2）启动；

所述控制模块将接收到的频率数据进行统计，当频率数据大于第一阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统（2）逐渐增大推进动力直至达到最大推力，所述控制模块对频率数据进行第二次判断；

当所述频率数据小于第二阈值大于第三阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统（2）逐渐减小推进动力直至达到中幅推力，所述控制模块对频率数据进行第三次判断；

当所述频率数据为零阈值时，所述控制模块控制喷水推进系统（2）停止工作。

3.根据权利要求1所述的感应式水面水下助航器，其特征在于：所述操纵按钮的数量为二，分别用于控制助航器的启停和档位控制。

4.根据权利要求1所述的感应式水面水下助航器，其特征在于：所述喷水推进系统（2）的顶部设置有进水口，所述喷水推进系统（2）的尾部设置有喷口，水流由所述进水口进入所述喷水推进系统（2）内并从喷口喷出，从而推进整体助航器前进。

5.根据权利要求1所述的感应式水面水下助航器，其特征在于：所述主体环式装置（1）采用浮力材料。

6.根据权利要求1所述的感应式水面水下助航器，其特征在于：所述喷水推进系统（2）外形为流线型。