CN116198704A - 一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，包括潜航器主体、回声声呐和驱赶组件，所述回声声呐固定设于潜航器主体上，所述驱赶组件设于潜航器主体上，所述驱赶组件包括缓冲囊体、嵌入仓、驱赶喷头、刚柔转换式传动单元和增速推进单元，所述缓冲囊体固定设于潜航器主体前端，所述嵌入仓固定设于潜航器主体上，所述驱赶喷头位于潜航器主体外侧，所述刚柔转换式传动单元和增速推进单元均设于嵌入仓内。本发明涉及水下作业设备技术领域，具体是提供了在受到海洋生物阻挡时能向外喷出高压水流并强制驱离潜航器主体前方海洋生物的防海洋生物阻碍的海底勘探装置。

Description

一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置

技术领域

本发明涉及水下作业设备技术领域，具体是指一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置。

背景技术

海底资源开发中，常利用勘探装置在近海区域进行地质、水质和海洋生物等方面的勘探，通过将勘探数据传输至接收设备上，便于勘探者对于该类数据进行研究分析。

现有的海底勘探潜航设备在海底行走时，时常因为海洋生物的干扰而影响其正常行走，因此现有的勘探装置缺少驱赶海洋生物的结构，造成勘探装置的使用寿命较短。同时申请号为202111076134.8的一种防海洋生物阻碍的海底资源开发用勘探装置在说明书中记载了“固定筒内部的气体则可排出在海底产生大量的气泡，具有驱赶鱼群的作用”。该发明申请仅通过气泡驱赶鱼群，不能对挡在潜航器前方的海洋生物进行强制驱离，因此对于防止海洋生物阻碍潜航器移动的效果不佳。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了防海洋生物阻碍的海底勘探装置，为了解决现有技术不能对挡在潜航器前方的海洋生物进行强制驱离，因此对于防止海洋生物阻碍潜航器移动的效果不佳的技术问题，本发明提出了在受到海洋生物阻挡时能向外喷出高压水流并强制驱离潜航器主体前方海洋生物的防海洋生物阻碍的海底勘探装置。

本发明采取的技术方案如下：防海洋生物阻碍的海底勘探装置，包括潜航器主体、回声声呐和驱赶组件，所述回声声呐固定设于潜航器主体上，所述驱赶组件设于潜航器主体上，所述驱赶组件包括缓冲囊体、嵌入仓、驱赶喷头、刚柔转换式传动单元和增速推进单元，所述缓冲囊体固定设于潜航器主体前端，所述嵌入仓固定设于潜航器主体上，所述驱赶喷头位于潜航器主体外侧，所述刚柔转换式传动单元和增速推进单元均设于嵌入仓内。

进一步地，所述驱赶组件还包括筒形支座、连通管、封口波纹管、保持弹簧、储液活塞筒、外伸活塞部和连接管，所述筒形支座固定设于嵌入仓内，所述封口波纹管设于筒形支座内，所述连通管固定设于缓冲囊体上并且贯穿延伸至封口波纹管内，所述封口波纹管靠近连通管的一端与筒形支座固定连接，所述筒形支座内壁上开设有横向槽，所述保持弹簧固定设于横向槽与封口波纹管之间，所述储液活塞筒固定设于嵌入仓内，所述外伸活塞部滑动设于储液活塞筒上，所述连接管穿过嵌入仓外壁并且固定设于驱赶喷头和储液活塞筒之间。

进一步地，所述刚柔转换式传动单元包括U形架一、传动柱、U形架二和弹性液体囊，所述U形架一固定设于封口波纹管远离连通管的一端，所述传动柱滑动设于筒形支座内，所述U形架二固定设于传动柱一端，所述U形架一滑动贯穿设于U形架二上，所述弹性液体囊固定设于U形架一与U形架二之间。

进一步地，所述增速推进单元包括齿轮、内侧齿条、外侧齿条、直线轨道、夹轨件、施压弯杆和活塞头套环，所述齿轮转动设于传动柱位于筒形支座外的一端上，所述内侧齿条固定设于嵌入仓内壁上并且与齿轮啮合连接，所述直线轨道固定设于嵌入仓内壁上，所述夹轨件滑动设于直线轨道上，所述外侧齿条固定设于夹轨件上并且与齿轮啮合连接，所述内侧齿条与外侧齿条规格相同，所述活塞头套环固定设于外伸活塞部上，所述施压弯杆固定设于活塞头套环和外侧齿条之间。

进一步地，所述刚柔转换式传动单元还包括断电延时限位开关和电容板，所述弹性液体囊内设有电流变液，所述筒形支座内开设有纵向密闭空腔，所述电容板对称固定设于纵向密闭空腔中，所述断电延时限位开关固定设于传动柱一端，所述断电延时限位开关与U形架一接触连接，所述断电延时限位开关与电容板电性连接。

进一步地，所述增速推进单元还包括延展助推板、自复位助推电动推杆、助推限位开关和复位弹簧，所述延展助推板固定设于活塞头套环下方，所述自复位助推电动推杆固定设于嵌入仓内并且与延展助推板贴合连接，所述助推限位开关固定设于嵌入仓内并且与自复位助推电动推杆电性连接，所述助推限位开关与传动柱接触连接，所述复位弹簧固定设于嵌入仓内壁与外伸活塞部之间。

进一步地，所述储液活塞筒上固定设有贯穿嵌入仓外壁的补充管，所述补充管上固定设有单向阀。

进一步地，所述传动柱侧面固定设有限位凸沿，所述限位凸沿与筒形支座贴合连接。

进一步地，所述施压弯杆上固定设有加强筋。

进一步地，所述驱赶组件圆周阵列设有多组。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、本发明设计了包含缓冲囊体、连通管、封口波纹管、嵌入仓、驱赶喷头在内的驱赶组件，通过在潜航器主体端部设置缓冲囊体，能够在受到海洋生物阻挡时具有一定的缓冲功能，并将阻力通过连通管向嵌入仓内传递，从而通过嵌入仓内的一系列动力传递后能够由驱赶喷头向外喷出高压水流，起到强制驱离潜航器主体前方海洋生物的效果。

2、本发明在嵌入仓内设计了与封口波纹管相连的刚柔转换式传动单元，在缓冲囊体因周边海流力度变大而略微收缩时，鼓胀延长的封口波纹管仅会推动U形架一滑动较短的距离而不会触动断电延时限位开关，因此常态下电流变液保持柔性并使外部的弹性液体囊具有弹性形变的能力，进而在海流阻力减小时，在保持弹簧的作用下，封口波纹管和弹性液体囊会形变收短，并且缓冲囊体仍能保持在鼓胀的状态并具有对于海洋生物撞击的缓冲能力。而在海洋生物与缓冲囊体相撞击并阻碍潜航器主体行进时，封口波纹管会推动U形架一滑动较长的距离并触发断电延时限位开关，从而在电容板施加电场的影响下，已被拉长的弹性液体囊中的电流变液会转化为固态并短暂地使U形架一与U形架二同步移动，从而海洋生物对缓冲囊体的挤压力能够推动传动柱，并经增速推进单元带动外伸活塞部发生运动，迫使储液活塞筒中的水流由驱赶喷头喷出，起到驱赶海洋生物的效果。

3、本发明设计了包含齿轮、内侧齿条、外侧齿条、助推限位开关和自复位助推电动推杆的增速推进单元，齿轮与设置在两侧的内侧齿条和外侧齿条能够构成行程放大机构，从而起到快速推进外伸活塞部并沿连接管和驱赶喷头挤出水流的作用，并且传动柱在外伸的过程中会触发助推限位开关并控制自复位助推电动推杆推动延展助推板，从而起到进一步压缩外伸活塞部并增强驱赶喷头水流力度的作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的防海洋生物阻碍的海底勘探装置的整体结构示意图；

图2为本发明的驱赶组件的整体结构示意图；

图3为本发明的驱赶组件的剖面结构示意图；

图4为本发明在图3中A部分的局部放大图；

图5为本发明的驱赶组件去除嵌入仓的立体结构示意图；

图6为本发明的驱赶组件中部分零部件的立体结构示意图；

图7为本发明在图6中B部分的局部放大图；

图8为本发明的驱赶组件中部分零部件的另一视角立体结构示意图；

图9为本发明的筒形支座内部分零部件的立体结构示意图；

图10为本发明在图9中C部分的局部放大图；

图11为本发明在图9中D部分的局部放大图；

图12为本发明的筒形支座的剖面结构示意图。

其中，1、潜航器主体，2、驱赶组件，201、缓冲囊体，202、嵌入仓，203、筒形支座，2031、横向槽，2032、纵向密闭空腔，204、连通管，205、封口波纹管，206、储液活塞筒，207、外伸活塞部，208、连接管，209、驱赶喷头，210、补充管，211、单向阀，212、保持弹簧，3、刚柔转换式传动单元，301、U形架一，302、传动柱，303、U形架二，304、弹性液体囊，305、限位凸沿，306、断电延时限位开关，307、电容板，4、增速推进单元，401、齿轮，402、内侧齿条，403、外侧齿条，404、直线轨道，405、夹轨件，406、施压弯杆，407、活塞头套环，408、延展助推板，409、自复位助推电动推杆，410、助推限位开关，411、复位弹簧，412、加强筋，5、回声声呐。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~图12所示，防海洋生物阻碍的海底勘探装置，包括潜航器主体1、回声声呐5和驱赶组件2，回声声呐5固定设于潜航器主体1上，驱赶组件2设于潜航器主体1上，驱赶组件2包括缓冲囊体201、嵌入仓202、驱赶喷头209、刚柔转换式传动单元3和增速推进单元4，缓冲囊体201固定设于潜航器主体1前端，嵌入仓202固定设于潜航器主体1上，驱赶喷头209位于潜航器主体1外侧，刚柔转换式传动单元3和增速推进单元4均设于嵌入仓202内。

如图2~图12所示，驱赶组件2还包括筒形支座203、连通管204、封口波纹管205、保持弹簧212、储液活塞筒206、外伸活塞部207和连接管208，筒形支座203固定设于嵌入仓202内，封口波纹管205设于筒形支座203内，连通管204固定设于缓冲囊体201上并且贯穿延伸至封口波纹管205内，封口波纹管205靠近连通管204的一端与筒形支座203固定连接，筒形支座203内壁上开设有横向槽2031，保持弹簧212固定设于横向槽2031与封口波纹管205之间，储液活塞筒206固定设于嵌入仓202内，外伸活塞部207滑动设于储液活塞筒206上，连接管208穿过嵌入仓202外壁并且固定设于驱赶喷头209和储液活塞筒206之间。

如图3~图11所示，刚柔转换式传动单元3包括U形架一301、传动柱302、U形架二303和弹性液体囊304，U形架一301固定设于封口波纹管205远离连通管204的一端，传动柱302滑动设于筒形支座203内，U形架二303固定设于传动柱302一端，U形架一301滑动贯穿设于U形架二303上，弹性液体囊304固定设于U形架一301与U形架二303之间。

如图3~图9所示，增速推进单元4包括齿轮401、内侧齿条402、外侧齿条403、直线轨道404、夹轨件405、施压弯杆406和活塞头套环407，齿轮401转动设于传动柱302位于筒形支座203外的一端上，内侧齿条402固定设于嵌入仓202内壁上并且与齿轮401啮合连接，直线轨道404固定设于嵌入仓202内壁上，夹轨件405滑动设于直线轨道404上，外侧齿条403固定设于夹轨件405上并且与齿轮401啮合连接，内侧齿条402与外侧齿条403规格相同，活塞头套环407固定设于外伸活塞部207上，施压弯杆406固定设于活塞头套环407和外侧齿条403之间。

如图3~图12所示，刚柔转换式传动单元3还包括断电延时限位开关306和电容板307，弹性液体囊304内设有电流变液，筒形支座203内开设有纵向密闭空腔2032，电容板307对称固定设于纵向密闭空腔2032中，断电延时限位开关306固定设于传动柱302一端，断电延时限位开关306与U形架一301接触连接，断电延时限位开关306与电容板307电性连接。

如图6~图7所示，增速推进单元4还包括延展助推板408、自复位助推电动推杆409、助推限位开关410和复位弹簧411，延展助推板408固定设于活塞头套环407下方，自复位助推电动推杆409固定设于嵌入仓202内并且与延展助推板408贴合连接，助推限位开关410固定设于嵌入仓202内并且与自复位助推电动推杆409电性连接，助推限位开关410与传动柱302接触连接，复位弹簧411固定设于嵌入仓202内壁与外伸活塞部207之间。

如图8所示，储液活塞筒206上固定设有贯穿嵌入仓202外壁的补充管210，补充管210上固定设有单向阀211。

如图9所示，传动柱302侧面固定设有限位凸沿305，限位凸沿305与筒形支座203贴合连接。

如图8所示，施压弯杆406上固定设有加强筋412。

如图1所示，驱赶组件2圆周阵列设有多组。

具体使用时，封口波纹管205和缓冲囊体201之间通过连通管204形成相连通的密闭腔体，因此潜航器主体1在海底行进执行勘探作业时，保持弹簧212会通过与封口波纹管205的连接关系保持缓冲囊体201具有良好的鼓胀程度而不被水压挤瘪。初始状态下U形架一301与传动柱302相距较远并且该间距能够作为海流冲击的误差允许范围，在海流力度出现一定幅度的变化时，缓冲囊体201略微收缩并且驱动封口波纹管205与U形架一301移动一定距离，而传动柱302与断电延时限位开关306不会被U形架一301触及，避免海流力度波动带动增速推进单元4和外伸活塞部207反复运动，从而造成齿轮401、外伸活塞部207的剧烈磨损并减短使用寿命。在海流力度波动结束后，保持弹簧212带动封口波纹管205和缓冲囊体201恢复原状。

海洋生物撞击缓冲囊体201并阻碍潜航器主体1行进时，缓冲囊体201被大幅挤压从而通过连通管204带动封口波纹管205快速伸展，使U形架一301滑动并抵接在传动柱302端部的断电延时限位开关306上，从而对称设置的电容板307通电后能够形成电场并将弹性液体囊304中的电流变液转化成固态，而此时已经处于拉长状态的弹性液体囊304会在固态电流变液的支撑下具有一定的刚性同时进一步将海洋生物的撞击力传递给传动柱302，使传动柱302移动远离筒形支座203。传动柱302端部的齿轮401在与下方固定的内侧齿条402相啮合的同时，也与上方外侧齿条403相啮合，从而能够组成行程放大机构，推动外侧齿条403与夹轨件405沿直线轨道404快速移动。同时外侧齿条403的移动会经过施压弯杆406、活塞头套环407的传动挤压外伸活塞部207，从而将储液活塞筒206内的海水经过连接管208与驱赶喷头209向外挤出，起到通过高压水流强制驱赶海洋生物的效果。此过程中，传动柱302在滑行过程中会触发助推限位开关410，从而控制自复位助推电动推杆409冲击延展助推板408，增强驱赶喷头209射出水流的力度，增强对于海洋生物的驱赶能力。

在驱赶喷头209喷出高压水流驱赶海洋生物后，在复位弹簧411的带动下，外伸活塞部207与增速推进单元4会逐渐恢复原位（此过程中，容积扩大的储液活塞筒206会通过补充管210和单向阀211维持海水储量并用于下一次驱赶海洋生物）。而断电延时限位开关306会在预设时间到达后控制电容板307断电，并使弹性液体囊304中的电流变液变成液态，而U形架一301与U形架二303能够相互移动。随后，同时，保持弹簧212会带动封口波纹管205和缓冲囊体201恢复原状。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：包括潜航器主体（1）、回声声呐（5）和驱赶组件（2），所述回声声呐（5）固定设于潜航器主体（1）上，所述驱赶组件（2）设于潜航器主体（1）上，所述驱赶组件（2）包括缓冲囊体（201）、嵌入仓（202）、驱赶喷头（209）、刚柔转换式传动单元（3）和增速推进单元（4），所述缓冲囊体（201）固定设于潜航器主体（1）前端，所述嵌入仓（202）固定设于潜航器主体（1）上，所述驱赶喷头（209）位于潜航器主体（1）外侧，所述刚柔转换式传动单元（3）和增速推进单元（4）均设于嵌入仓（202）内。

2.根据权利要求1所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述驱赶组件（2）还包括筒形支座（203）、连通管（204）、封口波纹管（205）、保持弹簧（212）、储液活塞筒（206）、外伸活塞部（207）和连接管（208），所述筒形支座（203）固定设于嵌入仓（202）内，所述封口波纹管（205）设于筒形支座（203）内，所述连通管（204）固定设于缓冲囊体（201）上并且贯穿延伸至封口波纹管（205）内，所述封口波纹管（205）靠近连通管（204）的一端与筒形支座（203）固定连接，所述筒形支座（203）内壁上开设有横向槽（2031），所述保持弹簧（212）固定设于横向槽（2031）与封口波纹管（205）之间，所述储液活塞筒（206）固定设于嵌入仓（202）内，所述外伸活塞部（207）滑动设于储液活塞筒（206）上，所述连接管（208）穿过嵌入仓（202）外壁并且固定设于驱赶喷头（209）和储液活塞筒（206）之间。

3.根据权利要求2所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述刚柔转换式传动单元（3）包括U形架一（301）、传动柱（302）、U形架二（303）和弹性液体囊（304），所述U形架一（301）固定设于封口波纹管（205）远离连通管（204）的一端，所述传动柱（302）滑动设于筒形支座（203）内，所述U形架二（303）固定设于传动柱（302）一端，所述U形架一（301）滑动贯穿设于U形架二（303）上，所述弹性液体囊（304）固定设于U形架一（301）与U形架二（303）之间。

4.根据权利要求3所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述增速推进单元（4）包括齿轮（401）、内侧齿条（402）、外侧齿条（403）、直线轨道（404）、夹轨件（405）、施压弯杆（406）和活塞头套环（407），所述齿轮（401）转动设于传动柱（302）位于筒形支座（203）外的一端上，所述内侧齿条（402）固定设于嵌入仓（202）内壁上并且与齿轮（401）啮合连接，所述直线轨道（404）固定设于嵌入仓（202）内壁上，所述夹轨件（405）滑动设于直线轨道（404）上，所述外侧齿条（403）固定设于夹轨件（405）上并且与齿轮（401）啮合连接，所述内侧齿条（402）与外侧齿条（403）规格相同，所述活塞头套环（407）固定设于外伸活塞部（207）上，所述施压弯杆（406）固定设于活塞头套环（407）和外侧齿条（403）之间。

5.根据权利要求4所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述刚柔转换式传动单元（3）还包括断电延时限位开关（306）和电容板（307），所述弹性液体囊（304）内设有电流变液，所述筒形支座（203）内开设有纵向密闭空腔（2032），所述电容板（307）对称固定设于纵向密闭空腔（2032）中，所述断电延时限位开关（306）固定设于传动柱（302）一端，所述断电延时限位开关（306）与U形架一（301）接触连接，所述断电延时限位开关（306）与电容板（307）电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述增速推进单元（4）还包括延展助推板（408）、自复位助推电动推杆（409）、助推限位开关（410）和复位弹簧（411），所述延展助推板（408）固定设于活塞头套环（407）下方，所述自复位助推电动推杆（409）固定设于嵌入仓（202）内并且与延展助推板（408）贴合连接，所述助推限位开关（410）固定设于嵌入仓（202）内并且与自复位助推电动推杆（409）电性连接，所述助推限位开关（410）与传动柱（302）接触连接，所述复位弹簧（411）固定设于嵌入仓（202）内壁与外伸活塞部（207）之间。

7.根据权利要求6所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述储液活塞筒（206）上固定设有贯穿嵌入仓（202）外壁的补充管（210），所述补充管（210）上固定设有单向阀（211）。

8.根据权利要求7所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述传动柱（302）侧面固定设有限位凸沿（305），所述限位凸沿（305）与筒形支座（203）贴合连接。

9.根据权利要求8所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述施压弯杆（406）上固定设有加强筋（412）。

10.根据权利要求9所述的一种防海洋生物阻碍的海底勘探装置，其特征在于：所述驱赶组件（2）圆周阵列设有多组。

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