CN115837970A - 一种深海探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海探测装置，包括呈球形的壳体、设置在球形壳体内的深海探测器；所述壳体两个相对的侧部外分别设置有多功能旋转组件，所述多功能旋转组件包括驱动电机、装配于驱动电机的驱动转轴、固定套接在驱动转轴上的旋转座、多个沿周向分布在旋转座上的桨叶、功能调整机构；所述驱动转轴定义有与其垂直的基准面，所述功能调整机构可以同步地改变所有桨叶和基准面的夹角；所述桨叶和基准面的夹角由正角调整为负角或由负角调整为正角时用于改变所述桨叶的推进反方向，所述桨叶和基准面的夹角调整为零时所述桨叶用于形成切割刀刃。本发明的有益效果在于，能够应对复杂多变的周围环境，提高适用性。

Description

一种深海探测装置

技术领域

本发明涉及一种探测装置，尤其是深海探测装置。

背景技术

深海探测装置是一种智能的水下作业设备，一般可以投放入深海几百至上千米范围内，可以根据需求配置各类探测器，对深海进行探测，具有广泛的商业用途。

在现有技术中，例如公开号为CN114802664A的专利申请公开了一种水下探测器及使用方法，所述水下探测器中部设置设备球，所述设备球靠上部设置安装板，所述安装板外侧对称安装两组竖直螺旋桨和超声波装置，所述安装上表面安装两组示廓灯和一组信号收发器，所述安装板下表面对称安装四组水平螺旋桨，所述设备球靠下部安装照明灯，设备球底部安装全方位摄像头，所述设备球内设置有配置块、处理器和、蓄电池和无线充电装置；水下探测器使用时，通过安装有软件的智能终端连接设备，由智能终端控制水下探测器的运行，竖直螺旋桨和水平螺旋桨实现水下移动，全方位摄像头、超声波装置和照明灯进行数据采集和距离探测，设备球内部蓄电池提供电能，信号收发器进行数据传输，示廓灯显示探测器位置避免发生碰撞。

该水下探测器具有以下缺陷：首先，在水下或者深海中使用时，探测器周围环境可能会存在水生植物的缠绕，在遇到此类状况时该探测器的移动性能会受到限制，甚至出现无法移动的情况，在遇到水质较为浑浊的情况下，探测器件的探测功能会受到干扰。其次，该探测器完全依赖于竖直螺旋桨进行升降，在完成探测后无法快速返航，或者需要提高竖直螺旋桨的功率来缩短返航时间，不仅成本较高，也增加了其承载负担。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种深海探测装置，能够应对复杂多变的周围环境，提高适用性。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种深海探测装置，包括呈球形的壳体、设置在球形壳体内的深海探测器；所述壳体两个相对的侧部外分别设置有多功能旋转组件，所述多功能旋转组件包括驱动电机、装配于驱动电机的驱动转轴、固定套接在驱动转轴上的旋转座、多个沿周向分布在旋转座上的桨叶、功能调整机构；所述驱动转轴定义有与其垂直的基准面，所述功能调整机构可以同步地改变所有桨叶和基准面的夹角；所述桨叶和基准面的夹角由正角调整为负角或由负角调整为正角时用于改变所述桨叶的推进反方向，所述桨叶和基准面的夹角调整为零时所述桨叶用于形成切割刀刃。

作为本发明的进一步改进，所述桨叶具有穿入所述旋转座内的桨叶轴；所述功能调整机构包括设置在旋转座上的调节电机、装配于调节电机并且滑动穿入旋转座内的调节转轴、设置在调节转轴上的主动伞齿轮、设置在桨叶轴上并且和主动伞齿轮啮合的从动伞齿轮。

作为本发明的进一步改进，所述驱动转轴可转动套接有多个相互间隔的加固套环，多个所述加固套环之间贯穿连接有加固杆，并且所述加固杆的一端固定连接在驱动电机上。

作为本发明的进一步改进，所述旋转座的外沿设置有多个沿周向布置的防护围板，所述桨叶轴位于防护围板中。

作为本发明的进一步改进，所述桨叶的宽度由其外端向内端先维持不变，再逐渐收缩至桨叶轴的直径大小。

作为本发明的进一步改进，所述桨叶的一侧边设置直边，另一侧边的形状由桨叶的宽度限定，并且该侧边开刃。

作为本发明的进一步改进，所述壳体设有至少一个正转向螺旋桨结构、至少一个负转向螺旋桨结构，两者的推进方向沿所述壳体的纬线并且方向相反。

作为本发明的进一步改进，所述壳体设有至少一个上升螺旋桨结构，其推进方向竖直向上。

作为本发明的进一步改进，所述壳体的外壁具有上下相互间隔并且水平设置的上环体、下环体；所述正转向螺旋桨结构均设置在上环体上，所述负转向螺旋桨结构均设置在下环体上，所述上升螺旋桨结构均设置在上环体或下环体上。

作为本发明的进一步改进，所述上环体的底面、下环体的顶面均设有安装部件，所述驱动电机位于上环体和下环体之间，并且其上下两端分别连接在对应的安装部件上。

本发明的有益效果：

本发明通过功能调整机构改变桨叶和基准面的夹角，可以由三个不同分类限定三个不同功能，并且配合两个多功能旋转组件的不同功能组合，可以应对诸如水生植物缠绕、水质浑浊、全速推进、在水质浑浊的环境中推进等各类复杂多变的应用需求，具有较高的适用性。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施案例，以助于理解本发明的目的和优点，其中：

图1为深海探测装置的结构示意图；

图2为多功能旋转组件的结构示意图；

图3为功能调整机构的结构示意图；

图4为桨叶的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施案例对本发明作进一步详细说明。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参照图1-图4，一种深海探测装置，包括呈球形的壳体1、设置在球形壳体1内的深海探测器（图中未显示）。所述壳体1两个相对的侧部外分别设置有多功能旋转组件，所述多功能旋转组件包括驱动电机31、驱动转轴32、旋转座33、多个桨叶34、功能调整机构。

其中，所述驱动电机31安装固定在所述壳体1上，所述驱动转轴32装配在驱动电机31上，并且两个多功能旋转组件的驱动转轴32共中轴线，并且经过所述壳体1的中心处，即使得两个多功能旋转组件在结构上关于壳体1对称。

所述旋转座33固定套接在驱动转轴32上，多个所述桨叶34沿轴向分布设置在所述旋转座33上，所述驱动电机31驱动时即可带动所述桨叶34绕着驱动转轴32转动。对于所述桨叶34的数量，通常情况下，需设置三个或三个以上，但不宜设置过多。

所述功能调整机构可以同步地改变桨叶34和基准面的夹角，该夹角具有三个基本的分类，分别为夹角为正角、夹角为负角、以及夹角为零角，这三个基本的分类限定了桨叶34的三个不同功能，以图1为例，将夹角为正角设定为对应桨叶34的推进方向为左向，将夹角为负角设定为对应桨叶34的推进方向为右向，显然夹角为零角时桨叶34只旋转而不推进。

当夹角由正角调整为负角或者由负角调整为正角时，所述桨叶34的推进方向发生改变，当夹角为零角时桨叶34则形成了切割刀刃，可以对壳体1周边环境中的水生植物（例如海藻等）进行切割，以避免其缠绕在桨叶34上。

基于功能调整机构的调整机制，使得本实施案例的深海探测装置，具有多种应对不同应用需求的功能。

依然以图1为例，当左侧以及右侧的桨叶34和基准面的夹角均为正角时，两个多功能旋转组件的推进方向均为左向，使得深海探测装置能够以全速沿左向推进。当左侧以及右侧的桨叶34和基准面的夹角均为负角时，两个多功能旋转组件的推进方向均为右向，使得深海探测装置能够以全速沿右向推进。这种功能组合适用于深海周边环境较佳，并且需要深海探测装置全速推进时的应用需求。

当左侧的桨叶34和基准面的夹角为负角，右侧的桨叶34和基准面的夹角为零角时，左侧的多功能旋转组件的推进方向为右向，右侧的多功能旋转组件用于切割水生植物。当左侧的桨叶34和基准面的夹角为零角，右侧的桨叶34和基准面的夹角为正角时，左侧的多功能旋转组件用于切割水生植物，右侧的多功能旋转组件的推进方向为右向。这两种功能组件均使得深海探测装置边切割水生植物边推进，适用于深海环境存在水生植物的干扰，但是深海探测装置需要持续推进的应用需求。

当左侧以及右侧的桨叶34和基准面的夹角均为零角时，左右两侧的多功能旋转组件均对周围环境中的水生植物进行切割，这种功能组合适用于周围环境水生植物较为繁多，或者推进的过程中水生植物缠绕过甚的应用需求。

当左侧的桨叶34和基准面的夹角为正角，右侧的桨叶34和基准面的夹角为负角时，左侧的多功能旋转组件的推进方向为左向，右侧的多功能旋转组件的推进方向为右向，此时深海探测装置在原位静止不动，两个多功能旋转组件将海水向两侧排开，这种功能组合适用于深海探测器原位探测，而周围环境的水质较为浑浊，对探测造成干扰，通过两个多功能旋转组件的排水作用，可以使得周围环境的水质变得清澈，有利于深海探测器的探测。

需要注意的是，在两个驱动电机31输出功率相同的情况下，左右两侧桨叶34和基准面夹角的绝对值相同的情况下，才使得左右两侧的多功能旋转组件的推进力度相同，即使得深海探测装置在原位静止不动。当左右两侧桨叶34和基准面夹角的绝对值具有差值时，左右两侧的多功能旋转组件的推进力度会存在差异，使得深海探测装置一边排水一边缓慢移动推进，这种功能组合适用于周围环境水质较为浑浊，然而深海探测装置需持续推进并探测的应用需求。

在本实施案例中，所述桨叶34具有穿入所述旋转座33内的桨叶轴35，所述功能调整机构包括调节电机41、调节转轴42、主动伞齿轮43、以及多个从动伞齿轮44。其中调节电机41设置在旋转座33上，调节电机41和驱动电机31分列在旋转座33的两侧，所述调节电机41可以通过多个连接杆411固定连接在旋转座33的外端面上。所述调节转轴42装配于调节电机41上，并且滑动穿入旋转座33内。所述主动伞齿轮43固定套接在调节转轴42上，多个所述从动伞齿轮44分别套接固定在对应的桨叶轴35上，所述主动伞齿轮43和多个从动伞齿轮44啮合。通过这套传动结构，可以使得功能调整机构能够同步地调节桨叶34和基准面的夹角，并且，以啮合的方式完成传动连接，提高的桨叶轴35转动角度的精确度。

在本实施案例中，所述驱动转轴32可转动套接有多个相互间隔的加固套环321，多个所述加固套环321之间贯穿连接有加固杆322，并且所述加固杆322的一端固定连接在驱动电机31上，通过多个固定套和加固杆322的设置，形成了对驱动转轴32沿轴向上的保护作用，避免发生损伤的现象，并且对驱动转轴32还具有导向作用，以避免驱动转轴32发生轴向偏斜。

在本实施案例中，所述旋转座33的外沿设置有多个沿周向布置的防护围板331，所述桨叶轴35位于防护围板331中，保护围板一方面能够起到对桨叶轴35的保护作用，另一方面由于桨叶轴35不在桨叶34的切割范围内，保护围板还能够阻止桨叶轴35被周围环境的水生植物缠绕。

在本实施案例中，所述桨叶34的宽度由其外端向内端先维持不变，再逐渐收缩至桨叶轴35的直径大小。所述桨叶34的宽度逐渐发生变化，使得桨叶34在结构不会出现明显的拐角，而拐角特别容易挂上水生植物，从而导致桨叶34逐渐被水生植物缠绕。

另外，所述桨叶34的一侧边34a设置直边，另一侧边34b的形状由桨叶34的宽度限定，并且该侧边34b开刃，使其刃向沿该侧边34b的延伸方向存在变化，更加有利于对水生植物进行切割。

在本实施案例中，所述壳体1设有至少一个正转向螺旋桨结构51、至少一个负转向螺旋桨结构52，两者的推进方向沿所述壳体1的纬线并且方向相反。当深海探测装置的推进方向需要沿周向发生改变时，根据最少所需转向角度选择驱动正转向螺旋桨结构51或者负转向螺旋桨结构52，来达到转向的目的。另外，在深海探测器原位探测，而周围环境的水质较为浑浊的应用需求下，可以持续启动正转向螺旋桨结构51或者负转向螺旋桨结构52，使得深海探测装置可以在原位持续旋转，使得两个述多功能旋转组件将圆周范围内的浑水向四周排开，进一步提高周围环境的水质清澈度。

另外，所述壳体1设有至少一个上升螺旋桨结构53，其推进方向竖直向上，深海探测装置通过自重可以在海中下沉，上升螺旋桨结构53开启可以使得深海探测装置在竖直方向不移动，或者减缓下沉速度，或者上升其位置。

在本实施案例中，所述壳体1的外壁具有上下相互间隔并且水平设置的上环体11、下环体12，所述正转向螺旋桨结构51均设置在上环体11上，所述负转向螺旋桨结构52均设置在下环体12上，即正转向螺旋桨结构51、负转向螺旋桨结构52全部设置在相同纬度上，在正转向螺旋桨结构51、负转向螺旋桨结构52设置多个的情况下，可以避免启动正转向螺旋桨结构51或者负转向螺旋桨结构52时发生侧翻的现象。另外，所述上升螺旋桨结构53均设置在上环体11或下环体12上，需要注意的是，上升螺旋桨结构53设置多个，需相互间隔等间距。

另外，所述上环体11的底面、下环体12的顶面均设有安装部件1a、1b，所述驱动电机31位于上环体11和下环体12之间，并且其上下两端分别连接在对应的安装部件1a、1b上，上环体11和下环体12能够提供驱动电机31较为牢固的连接作用，以提高其运行时的稳定性。

在本实施案例中，所述深海探测装置为船载式的深海探测装置，因此，所述壳体1的顶部连接有配置于船载绞缆机的缆绳13，使用时，船上的工作人员将深海探测装置投入海中，待其完成探测后，为提高其返航的速度，无需使用上升螺旋桨结构53，直接使用缆绳13将其上拉至海面即可，从而降低上升螺旋桨结构53的功率要求，而上升螺旋桨结构53只需根据应用需求，用于保持深海探测装置在竖直方向不移动，或者减缓下沉速度，或者上升其位置即可。

最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案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案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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案例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种深海探测装置，包括呈球形的壳体、设置在球形壳体内的深海探测器；其特征在于，所述壳体两个相对的侧部外分别设置有多功能旋转组件，所述多功能旋转组件包括驱动电机、装配于驱动电机的驱动转轴、固定套接在驱动转轴上的旋转座、多个沿周向分布在旋转座上的桨叶、功能调整机构；所述驱动转轴定义有与其垂直的基准面，所述功能调整机构可以同步地改变所有桨叶和基准面的夹角；所述桨叶和基准面的夹角由正角调整为负角或由负角调整为正角时用于改变所述桨叶的推进反方向，所述桨叶和基准面的夹角调整为零时所述桨叶用于形成切割刀刃。

2.根据权利要求1所述的深海探测装置，其特征在于，所述桨叶具有穿入所述旋转座内的桨叶轴；所述功能调整机构包括设置在旋转座上的调节电机、装配于调节电机并且滑动穿入旋转座内的调节转轴、设置在调节转轴上的主动伞齿轮、设置在桨叶轴上并且和主动伞齿轮啮合的从动伞齿轮。

3.根据权利要求2所述的深海探测装置，其特征在于，所述驱动转轴可转动套接有多个相互间隔的加固套环，多个所述加固套环之间贯穿连接有加固杆，并且所述加固杆的一端固定连接在驱动电机上。

4.根据权利要求2所述的深海探测装置，其特征在于，所述旋转座的外沿设置有多个沿周向布置的防护围板，所述桨叶轴位于防护围板中。

5.根据权利要求2所述的深海探测装置，其特征在于，所述桨叶的宽度由其外端向内端先维持不变，再逐渐收缩至桨叶轴的直径大小。

6.根据权利要求5所述的深海探测装置，其特征在于，所述桨叶的一侧边设置直边，另一侧边的形状由桨叶的宽度限定，并且该侧边开刃。

7.根据权利要求2所述的深海探测装置，其特征在于，所述壳体设有至少一个正转向螺旋桨结构、至少一个负转向螺旋桨结构，两者的推进方向沿所述壳体的纬线并且方向相反。

8.根据权利要求7所述的深海探测装置，其特征在于，所述壳体设有至少一个上升螺旋桨结构，其推进方向竖直向上。

9.根据权利要求8所述的深海探测装置，其特征在于，所述壳体的外壁具有上下相互间隔并且水平设置的上环体、下环体；所述正转向螺旋桨结构均设置在上环体上，所述负转向螺旋结构均设置在下环体上，所述上升螺旋桨结构均设置在上环体或下环体上。

10.根据权利要求9所述的深海探测装置，其特征在于，所述上环体的底面、下环体的顶面均设有安装部件，所述驱动电机位于上环体和下环体之间，并且其上下两端分别连接在对应的安装部件上。

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