CN116908823B - 自发电声纳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自发电声纳，属于水下探测技术领域，其中所述自发电声纳提供发电装置，所述发电装置包括传动组件、叶轮、发电机和增速器，所述传动组件的外端设置有所述叶轮，所述增速器连接所述发电机的转子和所述传动组件的内端。当所述自发电声纳于水中被拖曳时，水流驱动所述叶轮转动，所述叶轮产生的动力经所述传动组件和所述增速器被传动至所述发电机的转子，供使所述发电机发电，满足自身探测、自主移动时对电力的需求。
Description
技术领域
本发明涉及声纳，属于水下探测技术领域，特别涉及一种自发电声纳。
背景技术
在公开号为CN103538701A的中国发明专利申请中公开了一种自带发电装置的被动声纳浮标，其包括外壳、浮囊、水密电子舱、换能器、发电装置以及阻尼盘，水密电子舱内密封有主控电路板，浮囊、发电装置、水密电子舱、阻尼盘以及换能器通过柔性电缆相连接，在浮囊的内壁上连接有北斗天线，发电装置用于为北斗天线、主控电路板以及换能器供电，北斗天线与主控电路板连接。在浮标处于非工作状态时，浮囊、发电装置、水密电子舱、阻尼盘以及换能器设置在外壳内，当浮标处于工作状态时，浮囊、发电装置、水密电子舱、阻尼盘以及换能器从外壳内脱出，外壳脱落，其中，发电装置可以在海浪的带动下发电。也就是说，现有技术的自带发电装置的被动声纳浮标的工作原理是：当海浪相对于大地向上运动时，带动浮囊向上运动，海水自上而下穿过发电装置，发电装置用于为北斗天线、主控电路板以及换能器供电，解决了目前的浮标因电源电量有限而无法长时间工作的问题。
现有技术的自带发电装置的被动声纳浮标存在的缺陷是：第一，自带发电装置的被动声纳浮标的发电装置利用海浪向上运动时的动能发电，导致发电装置的发电量明显受限于海洋环境，即，海浪越大，发电装置的发电量越多，海浪越小，发电装置的发电量越少，这导致自带发电装置的被动声纳浮标在风平浪静的海洋环境中可能会因为发电装置的发电量不足出现宕机问题。第二，自带发电装置的被动声纳浮标只能够在预先布置的区域被使用，其既不能自主移动，也无法被船只、潜艇等装置拖曳。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种自发电声纳，其中所述自发电声纳的发电量不受海洋具体环境的影响。
本发明的一个目的在于提供一种自发电声纳，其中当船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，水流能够驱动所述自发电声纳的发电装置的叶轮转动，以供驱动所述发电装置的发电机的转子转动，从而使得所述发电装置稳定地发电。换言之，只要船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动，所述发电装置即可发电，并且所述发电装置的发电过程不受海浪影响。
本发明的一个目的在于提供一种自发电声纳，其中当船只、潜艇等装置抛弃所述自发电声纳后，所述自发电声纳能够自主地移动，这样，当船只、潜艇等装置被鱼雷等武器攻击时，船只、潜艇等装置可以通过抛弃所述自发电声纳的方式将所述自发电声纳作为诱饵，以迷惑攻击船只、潜艇等装置的鱼雷远离船只、潜艇等装置。
本发明的一个目的在于提供一种自发电声纳，其中所述自发电声纳在水中的姿态能够调整，以使得所述自发电声纳可以准确地探测和定位水中物体。
为实现上述至少一个目的，本发明提供的技术方案是：一种自发电声纳，其包括：
壳体，其具有收容空间；
主控单元，其被收容于所述壳体的所述收容空间；
电池，其被收容于所述壳体的所述收容空间，所述电池被连接于所述主控单元；
换能器，其被设置于所述壳体，所述换能器被连接于所述主控单元；
发电装置，其包括至少一个传动组件、至少一个叶轮、发电机和增速器，所述传动组件的外端位于所述壳体的外部，所述叶轮被设置于所述传动组件的外端，所述传动组件的内端位于所述壳体的所述收容空间，所述发电机和所述增速器分别被收容于所述壳体的所述收容空间，并且所述增速器连接所述发电机的转子和所述传动组件的内端，其中所述发电机被连接于所述主控单元。
根据本发明的一个实施例，所述发电装置包括三个所述传动组件和三个所述叶轮，三个所述传动组件被等距地布置，每个所述传动组件的外端分别被设置有一个所述叶轮。
根据本发明的一个实施例，所述传动组件包括齿轮箱，所述齿轮箱具有第一联动轴和第二联动轴，所述第一联动轴的延伸方向和所述第二联动轴的延伸方向相互垂直，所述叶轮被设置于所述齿轮箱的所述第一联动轴的末端，所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端延伸至所述壳体的所述收容空间，其中所述增速器具有增速器输入轴和增速器输出轴，所述增速器的所述增速器输入轴被可驱动地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端，所述发电机的转子被可驱动地连接于所述增速器的所述增速器输出轴。
根据本发明的一个实施例，所述自发电声纳包括受驱盘，所述增速器的所述增速器输入轴被固定地安装于所述受驱盘，所述受驱盘的所述旋转轴的延伸方向和所述齿轮箱的所述第一联动轴的延伸方向一致，其中所述传动组件还包括离合器，所述离合器具有离合器输入轴和离合器输出轴，所述离合器的所述离合器输入轴被固定地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴，所述受驱盘被可驱动地连接于所述离合器的所述离合器输出轴，如此所述增速器的所述增速器输入轴被可驱动地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端。
根据本发明的一个实施例，所述受驱盘的周缘具有受驱齿，所述离合器的所述离合器输出轴具有驱动齿，所述驱动齿和所述受驱齿相互配合，使得所述受驱盘和所述离合器的所述离合器输出轴相啮合，从而所述受驱盘被可驱动地连接于所述离合器的所述离合器输出轴。
根据本发明的一个实施例，所述自发电声纳包括至少一个整流壳，所述整流壳具有整流腔以及分别连通于所述整流腔的进水口和出水口，所述整流壳被设置于所述壳体的外部，所述齿轮箱被设置于所述整流壳的所述整流腔，所述叶轮被设置于所述整流壳的所述整流腔的靠近所述出水口的位置。
根据本发明的一个实施例，所述自发电声纳包括至少一个分流罩，所述分流罩被设置于所述整流壳的所述整流腔，并且所述分流罩的外壁和所述整流壳的内壁之间形成间隙，所述叶轮的直径尺寸大于所述分流罩的直径尺寸。
根据本发明的一个实施例，所述分流罩具有罩腔，所述齿轮箱被密封地设置于所述分流罩的所述罩腔。
根据本发明的一个实施例，所述自发电声纳包括至少一个驱动电机，所述驱动电机被连接于所述主控单元，其中所述齿轮箱还具有第三联动轴，所述第三联动轴被可驱动地连接于所述驱动电机的转子。
根据本发明的一个实施例，所述自发电声纳包括至少一个齿轮换向器和至少一个联轴器，所述齿轮换向器具有换向器输入轴和换向器输出轴，所述换向器输入轴的延伸方向和换向器输出轴的延伸方向相互垂直，所述齿轮换向器的所述换向器输入轴被可驱动地连接于所述驱动电机的转子，所述齿轮换向器的所述换向器输出轴和所述齿轮箱的所述第三联动轴同轴，并且所述齿轮换向器的所述换向器输出轴通过所述联轴器被连接于所述齿轮箱的所述第三联动轴。
与现有技术相比，本发明的所述自发电声纳的有益效果是：
第1，在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，水流能够驱动所述发电装置的所述叶轮转动，以驱动所述发电机的转子转动，从而使得所述发电装置稳定地发电。本发明的所述自发电声纳的这种发电方式，使得所述自发电声纳的发电量不受海洋具体环境的影响，只要船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动，所述发电装置即可实现发电。
第2，所述发电装置的所述增速器的所述增速器输入轴被固定地安装于所述受驱盘，每个所述传动组件的所述离合器的所述离合器输出轴分别被连接于所述受驱盘，这样，多个所述叶轮可以分别通过一个所述传动组件驱动所述受驱盘转动，以提高所述发电装置的发电效率。优选地，这些所述传动组件和这些所述叶轮是被等距地设置的，这样，有利于控制所述自发生声纳在水中的姿态。
第3，所述叶轮被设置于所述整流壳的所述整流腔的靠近所述出水口的位置，在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，所述整流壳使得水流正对所述叶轮，供高效地驱动所述叶轮转动，这对于提高所述发电装置的发电效率而言是至关重要的。
第4，所述分流罩被设置于所述整流壳的所述整流腔，并且所述分流罩的外壁和所述整流壳的内壁之间形成间隙，所述叶轮的直径尺寸大于所述分流罩的直径尺寸，这样，当水流自所述整流壳的所述进水口进入所述整流腔后，所述分流罩能够增加水流流速，以使得水流能够提供更大的驱动力推动所述叶轮转动，从而提高所述发电装置的发电效率。优选地，所述齿轮箱被密封地设置于所述分流罩的所述罩腔，这样，所述分流罩能够起到保护所述齿轮箱的作用。换言之，所述分流罩不仅能够增加进入所述整流壳的所述整流腔的水流流速，而且能够保护所述齿轮箱，避免所述齿轮箱被海水腐蚀。
第5，在船只、潜艇等装置抛弃所述自发电声纳后，所述主控单元可以控制所述电池向所述驱动电机供电，供驱动所述叶轮转动，这样，所述自发电声纳可以作为诱饵自主地移动，以迷惑供给船只、潜艇等装置的鱼雷远离船只、潜艇等装置。
第6，在所述驱动电机驱动所述叶轮转动时，所述离合器切断所述齿轮箱向所述受驱盘方向的动力传动，即，所述驱动电机提供的动力被阻止向所述受驱盘方向传动，这样，所述驱动电机能够轻松地驱动所述叶轮转动，从而不仅有利于提高所述自发电声纳的航速，而且有利于提高所述自发电声纳的续航能力。
第7，所述叶轮的角度能够被调整，从而调整所述自发电声纳在水中的姿态，以使得所述自发电声纳可以准确地探测和定位水中物体。
本发明的所述自发电声纳的其他优势将在接下来的描述中被进一步揭露和阐述。
附图说明
图1是依本发明的一较佳实施例的一自发电声纳的一个视角的立体示意图。
图2是依本发明的上述较佳实施例的所述自发电声纳的另一个视角的立体示意图。
图3是依本发明的上述较佳实施例的所述自发电声纳的立体视角的剖视示意图。
图4是图3的一个局部位置的放大示意图。
图5是图3的另一个局部位置的放大示意图。
图6是依本发明的上述较佳实施例的所述自发电声纳的工作状态示意图。
图中：
10、壳体；11、收容空间；12、嵌装槽；
20、主控单元；
30、电池；
40、换能器；
50、发电装置；51、传动组件；511、齿轮箱；5111、第一联动轴；5112、第二联动轴；5113、第三联动轴；512、离合器；5121、离合器输入轴；5122、离合器输出轴；51221、驱动齿；52、叶轮；53、发电机；54、增速器；541、增速器输入轴；542、增速器输出轴；
60；受驱盘；61、受驱齿；
70、整流壳；71、整流腔；72、进水口；73、出水口；
80、分流罩；81、延伸臂；82、罩腔；
90、间隙；
100、驱动电机；
110、齿轮换向器；1101、换向器输入轴；1102、换向器输出轴；
120、联轴器；
130、姿态调整单元；1301、第一连杆；1302、第二连杆；1303、第三连杆；1304、丝杆滑台；13041、伺服电机；13042、导轨；13043、丝杆；13044、滑座；
140、陀螺仪。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中并不限于以下描述阐述或以下附图图示的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或进行。另外，应理解的是，这里使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包括”或“具有”及其变型意在涵盖下文中陈列的条目及其等同物以及附加条目。除非另有指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接安装和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。
并且，第一方面，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制；第二方面，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考本发明的说明书附图之附图1至图6，依本发明的一较佳实施例的一自发电声纳在接下来的描述中将被揭露和被阐述，其中所述自发电声纳包括一壳体10、一主控单元20、至少一电池30、至少一换能器40以及一发电装置50。
具体地，所述壳体10具有一收容空间11，所述收容空间11是一个密闭空间，在所述自发电声纳被应用于海洋后，海水被所述壳体10阻止进入所述收容空间11。优选地，所述壳体10的外观呈流线型，以减小所述自发电声纳在水中的阻力。
所述主控单元20被收容于所述壳体10的所述收容空间11，以由所述壳体10保护所述主控单元20。例如，所述壳体10隔离所述主控单元20和海洋环境，在所述自发电声纳被应用于海洋后，所述壳体10阻止海水接触所述主控单元20，以避免主控单元20出现短路、被腐蚀等问题，从而使得所述壳体10起到保护所述主控单元20的作用。
所述主控单元20被固定地安装于所述壳体10的内壁，以使得所述主控单元20和所述壳体10被组装为一个整体，供避免所述主控单元20和所述壳体10出现相对位移，从而即便是所述壳体10被碰撞，所述主控单元20也不会出现在所述壳体10的所述收容空间11内移动、翻滚等情况，以由所述壳体10保护所述主控单元20。
值得一提的是，所述主控单元20被固定地安装于所述壳体10的内壁的具体方式在本发明的所述自发电声纳中不受限制，例如，所述壳体10和所述主控单元20可以通过一组螺杆和螺帽被锁装，以使得所述主控单元20被固定地安装于所述壳体10的内壁，或者所述壳体10的所述收容空间11可以设置有嵌装位置，所述主控单元20被嵌装于所述壳体10的嵌装位置，以使得所述主控单元20被固定地安装于所述壳体10的内壁。
还值得一提的是，所述主控单元20的具体结构在本发明的所述自发电声纳中不受限制，其只要能够控制所述电池30、所述换能器40和所述发电装置50的工作状态即可。
与所述主控单元20和所述壳体10的结构关系类似的是，所述电池30同样被收容于所述壳体10的所述收容空间11，以由所述壳体10保护所述电池30。例如，所述壳体10隔离所述电池30和海洋环境，在所述自发电声纳被应用于海洋后，所述壳体10阻止海水接触所述电池30，以避免所述电池30出现短路、被腐蚀等问题，从而使得所述壳体10起到保护所述电池30的作用。
所述电池30被固定地安装于所述壳体10的内壁，以使得所述电池30和所述壳体10被组装为一个整体，供避免所述电池30和所述壳体10出现相对位移，从而即便是所述壳体10被碰撞，所述电池30也不会出现在所述壳体10的所述收容空间11内移动、翻滚等情况，以由所述壳体10保护所述电池30。
值得一提的是，所述电池30被固定地安装于所述壳体10的内壁的方式在本发明的所述自发电声纳中不受限制，例如，所述壳体10和所述电池30可以通过一组螺杆和螺帽被锁装，以使得所述电池30被固定地安装于所述壳体10的内壁，或者所述壳体10的所述收容空间11可以设置有嵌装位置，所述电池30被嵌装于所述壳体10的嵌装位置，以使得所述电池30被固定地安装于所述壳体10的内壁。
所述电池30被连接于所述主控单元20，以由所述主控单元20控制所述电池30的工作状态。例如，所述主控单元20可以监控所述电池30的健康状态、控制所述电池30被补充电能的状态、控制所述电池30向外输出电能的状态等。
另外，所述电池30的数量在本发明的所述自发电声纳中不受限制，例如，在附图1至图6示出的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述电池30的数量可以是多个，这些所述电池30绕着所述壳体10的中心轴线被均匀地布置，以合理配重所述自发电声纳，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制。
所述换能器40被设置于所述壳体10，并且所述换能器40被连接于所述主控单元20，其中，一方面，所述主控单元20能够控制所述电池30向所述换能器40供电，以使所述换能器40处于工作状态，另一方面，所述主控单元20能够控制所述换能器40的供电状态，以允许所述换能器40进行能量形式的转换。
值得一提的是，所述换能器40被设置于所述壳体10的方式在本发明的所述自发电声纳中不受限制，例如，在附图1至图6示出的本发明的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述壳体10具有至少一嵌装槽12，所述嵌装槽12不与所述收容空间11连通，其中所述换能器40被嵌装于所述壳体10的所述嵌装槽12，以设置所述换能器40于所述壳体10。
另外，所述换能器40的数量在本发明的所述自发电声纳中不受限制，例如，在附图1至图6示出的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述换能器40的数量可以是多个，这些所述换能器40绕着所述壳体10的中心轴线被均匀地布置，以合理配重所述自发电声纳，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制。
所述发电装置50包括至少一传动组件51、一叶轮52、一发电机53以及一增速器54，其中所述传动组件51的外端位于所述壳体10的外壳，所述叶轮52被设置于所述传动组件51的外端，所述传动组件51的内端位于所述壳体10的所述收容空间11，所述发电机53和所述增速器54分别被收容于所述壳体10的所述收容空间11，并且所述增速器54连接所述发电机53的转子所述传动组件51的内端，并且所述发电机53被连接于所述主控单元20。在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，水流能够驱动所述叶轮52转动，所述叶轮52产生的动力经所述传动组件51和所述增速器54传动至所述发电机53的转子，供驱动所述发电机53的转子转动而使所述发电机53发电，其中所述主控单元20用于将所述发电机53产生的电能存储至所述电池30。与现有技术不同的是，在本发明的所述自发电声纳中，只要船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动，所述发电机53即可实现发电，从而使得所述自发电声纳的发电量不受海洋具体环境的影响。
具体地，所述传动组件51包括齿轮箱511，所述齿轮箱511具有一第一联动轴5111和一第二联动轴5112，所述第一联动轴5111的延伸方向和所述第二联动轴5112的延伸方向相互垂直，所述叶轮52被设置于所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111的末端，所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112的末端延伸至所述壳体10的所述收容空间11，从而使得所述传动组件51的外端位于所述壳体10的外部，所述传动组件51的内端位于所述壳体10的所述收容空间11。所述增速器54具有一增速器输入轴541和一增速器输出轴542，所述增速器54的所述增速器输入轴541被可驱动地连接于所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112的末端，或者所述增速器54的所述增速器输入轴541和所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112是一体式结构，所述发电机53的转子被可驱动地连接于所述增速器54的所述增速器输出轴542。在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，水流能够驱动所述叶轮52转动，所述叶轮52带动所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111和所述第二联动轴5112转动，以实现动力转向，所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112带动所述增速器54的所述增速器输入轴541转动，所述增速器54在增速后通过所述增速器输出轴542转动的方式输出动力，以带动所述发电机53的转子转动，供驱动所述发电机53发电。
可以理解的是，通过允许所述齿轮箱511提供所述第一联动轴5111和所述第二联动轴5112、并且所述第一联动轴5111的延伸方向和所述第二联动轴5112的延伸方向相互垂直的方式，所述叶轮52能够被所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111保持在所述壳体10的侧方，这样，当船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，形成于所述壳体10的侧方的水流能够驱动所述叶轮52转动，供通过所述增速器54驱动所述发电机53发电。
优选地，在附图1至图6示出的本发明的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述发电装置50包括三个所述传动组件51和三个所述叶轮52，三个所述传动组件51被等距地布置，每个所述叶轮52的外端分别被设置有一个所述叶轮52，通过这样的方式，一方面，所述自发电声纳能够被合理配重，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制，另一方面，在控制所述自发电声纳的自身重量和体积的基础上，所述自发电声纳可以合理地利用所述自发电声纳在被拖曳时产生于所述壳体10的侧方的水流，以提高所述发电机53的发电效率。可选地，在本发明的所述自发电声纳的其他示例中，所述发电装置50可以包括更多数量的所述传动组件51和所述叶轮52。
为了使得三个所述传动组件51能够将动力传动至同一个所述增速器54来驱动同一个所述发电机53发电，所述自发电声纳进一步包括一受驱盘60，所述增速器54的所述增速器输入轴541被固定地安装于所述受驱盘60，所述受驱盘60的旋转轴的延伸方向和所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111的延伸方向一致。所述传动组件51还包括一离合器512，所述离合器512具有一离合器输入轴5121和一离合器输出轴5122，所述离合器512的所述离合器输入轴5121被固定地连接于所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112，所述受驱盘60被可驱动地连接于所述离合器512的所述离合器输出轴5122，如此所述增速器54的所述增速器输入轴541被可驱动地连接于所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112。也就是说，在本发明的所述自发电声纳中，所述增速器54的所述增速器输入轴541是通过所述受驱盘60和所述离合器512被连接于所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112。
可以理解的是，所述受驱盘60的旋转轴的延伸方向和这些所述传动组件51的所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112的延伸方向是相互垂直的，所述离合器512的所述离合器输入轴5121的延伸方向和所述离合器输出轴5122的延伸方向均与所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112的延伸方向一致，因此将三个所述离合器512的所述离合器输出轴5122的末端和所述受驱盘60的不同位置相连接，以使经这些所述离合器512传动的动力共同驱动所述受驱盘60转动是可行的。
优选地，参考附图4，所述受驱盘60的周缘具有受驱齿61，所述离合器512的所述离合器输出轴5122具有驱动齿51221，所述受驱盘60的所述受驱齿61和所述离合器512的所述离合器输出轴5122的所述驱动齿51221相互配合，使得所述受驱盘60和所述离合器512的所述离合器输出轴5122相啮合，从而所述受驱盘60被可驱动地连接于所述离合器512的所述离合器输出轴5122。通过在所述受驱盘60的边缘设置所述受驱齿61、在所述离合器512的所述离合器输出轴5122的末端设置所述驱动齿51221以及允许所述受驱盘60和所述离合器512的所述离合器输出轴5122相啮合的方式，所述受驱盘60和所述离合器512的所述离合器输出轴5122的连接关系的可靠性能够被保证，并且在所述离合器512的所述离合器输出轴5122因转动而驱动所述受驱盘60转动时，所述自发电声纳可以更静音，这使得所述自发电声纳特别适合被潜艇拖曳。
继续参考附图1至图6，所述自发电声纳进一步包括至少一整流壳70，所述整流壳70具有一整流腔71以及分别连通于所述整流腔71的一进水口72和一出水口73，其中所述整流壳70被设置于所述壳体10的外部，所述齿轮箱511被设置于所述整流壳70的所述整流腔71，所述叶轮52被设置于所述整流壳70的所述整流腔71的靠近所述出水口73的位置。在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，水流自所述整流壳70的所述进水口72进入所述整流腔71和自所述出水口73排出所述整流腔71，从而所述整流壳70使得水流可控，以使得水流能够提供更大的驱动力驱动所述叶轮52转动。具体地，在水流自所述整流壳70的所述进水口72进入所述整流腔71后，所述整流壳70的内壁能够对水流进行约束，以使得水流在自所述出水口73排出所述整流腔71时能够直接地推动所述叶轮52转动，这样，水流能够提供更大的驱动力驱动所述叶轮52转动，以提高所述发电机53的发电效率。
优选地，在附图1至图6示出的本发明的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述自发电声纳的所述整流壳70的数量是三个，三个所述整流壳70被等距地布置，并且每个所述整流壳70的位置和每个所述齿轮箱511的位置、每个所述叶轮52的位置一一对应，这样，所述自发电声纳能够被合理配重，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制。
继续参考附图1至图6，所述自发电声纳进一步包括至少一分流罩80，所述分流罩80被设置于所述整流壳70的所述整流腔71，并且所述分流罩80的外壁和所述整流壳70的内壁之间形成间隙90，所述叶轮52的直径尺寸大于所述分流罩80的直径尺寸，这样，在水流自所述整流壳70的所述进水口72进入所述整流腔71后，能够被所述分流罩80分流至所述间隙90，所述间隙90的流量小于所述整流壳70的所述进水口72的流量，从而进入所述整流壳70的所述整流腔71的水流在进入所述间隙90后能够被加速，以进一步提高水流作用于所述叶轮52时的驱动力，供驱动所述叶轮52快速地转动，这对于提高所述发电机53的发电量而言是至关重要的。
优选地，所述分流罩80被悬持于所述整流壳70的所述整流腔71的中部，以使得形成于所述整流壳70的内壁和所述分流罩80的外壁之间的所述间隙90环绕于所述分流罩80的四周，从而使得在进入所述间隙90的水流驱动所述叶轮52转动时，所述叶轮52的整个周向方向能够均衡地受力，避免所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111受到垂直于所述第一联动轴5111的延伸方向的力，以提高所述自发电声纳的可靠性和稳定性。
值得一提的是，将所述分流罩80设置于所述整流壳70的所述整流腔71、并使所述分流罩80被悬持于所述整流壳70的所述整流腔71的中部的具体方式在本发明的所述自发电声纳中不受限制。例如，在附图1至图6示出的所述自发电声纳的这个具体示例中，所述分流罩80的周壁具有多个延伸臂81，这些所述延伸臂81沿所述分流罩80的环形方向间隔地布置，并且这些所述延伸臂81分别向外延伸至和被连接于所述整流壳70的内壁，以将所述分流罩80设置于所述整流壳70的所述整流腔71、并使所述分流罩80被悬持于所述整流壳70的所述整流腔71的中部，从而在所述分流罩80的外壁和所述整流壳70的内壁之间形成所述间隙90，并且所述间隙90环绕于所述分流罩80的四周。
优选地，参考附图3和图5，所述分流罩80具有一罩腔82，所述齿轮箱511被密封地设置于所述分流罩80的所述罩腔82，这样，所述分流罩80能够隔离所述齿轮箱511和海水，避免所述齿轮箱511被海水腐蚀。也就是说，通过在所述整流壳70的所述整流腔71内设置所述分流罩80并允许所述分流罩80罩住所述齿轮箱511的方式，一方面，所述分流罩80能够分流自所述整流壳70的所述进水口72进入所述整流腔71的水流并使水流在加速后驱动所述叶轮52，供提高水流的驱动力，另一方面，所述分流罩80能够隔离齿轮箱511和海水，避免所述齿轮箱511被海水腐蚀，以提高所述自发电声纳的可靠性。
继续参考附图1至图6，所述自发电声纳进一步包括至少一驱动电机100，所述驱动电机100被连接于所述主控单元20，以由所述主控单元20控制所述驱动电机100的工作状态，其中所述齿轮箱511进一步具有一第三联动轴5113，所述第三联动轴5113被可驱动地连接于所述驱动电机100的转子，其中当所述主控单元20控制所述驱动电机100处于工作状态时，所述驱动电机100的转子带动所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113和所述第一联动轴5111转动，进而驱动所述叶轮52转动，以推动所述自发电声纳自主地移动。
在所述驱动电机100通过所述齿轮箱511驱动所述叶轮52转动而实现所述自发电声纳自主地移动的过程中，所述离合器512被所述主控单元20控制切断所述齿轮箱511向所述受驱盘60方向的动力传动，即，所述驱动电机100提供的动力被阻止向所述受驱盘60方向传动，这样，所述驱动电机100的负载能够被降低而使得所述驱动电机100可以轻松地驱动所述叶轮52转动，从而不仅有利于提高所述自发电声纳的航速，而且有利于提高所述自发电声纳的续航能力。
优选地，所述自发电声纳的所述驱动电机100的数量是三个，每个所述驱动电机100的位置和每个所述齿轮箱511的位置、每个所述叶轮52的位置一一对应，这样，一方面，所述自发电声纳能够被合理配重，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制，另一方面，所述自发电声纳的所有的所述叶轮52均能够被驱动而转动，供用于推动所述自发电声纳自主地移动，从而提高所述自发电声纳的灵活性和航速，又一方面，所述自发电声纳的每个所述叶轮52能够被单独地控制，使得每个所述叶轮52的状态是独立的且可以具有不同的转速，以有利于控制所述自发电声纳在水中的姿态，例如，通过使一个所述叶轮52停转的方式可以快速地实现所述自发电声纳的转向。
进一步地，继续参考附图3和图5，所述自发电声纳包括至少一齿轮换向器110和至少一联轴器120。所述齿轮换向器110具有一换向器输入轴1101和一换向器输出轴1102，所述换向器输入轴1101的延伸方向和所述换向器输出轴1102的延伸方向相互垂直。所述齿轮换向器110的所述换向器输入轴1101被可驱动地连接于所述驱动电机100的转子，或者所述齿轮换向器110的所述换向器输入轴1101和所述驱动电机100的转子是一体式结构，所述齿轮换向器110的所述换向器输出轴1102和所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113同轴，并且所述齿轮换向器110的所述换向器输出轴1102通过所述联轴器120被连接于所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113，如此所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113被可驱动地连接于所述驱动电机100的转子。
在船只、潜艇等装置抛弃所述自发电声纳后，所述主控单元20控制所述驱动电机100处于工作状态，以允许所述驱动电机100以所述驱动电机100的转子转动的方式输出动力，所述驱动电机100的转子带动所述齿轮换向器110的所述换向器输入轴1101和所述换向器输出轴1102转动，以实现动力转向，所述齿轮换向器110的所述换向器输出轴1102带动所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113和所述第一联动轴5111转动，进而驱动所述叶轮52转动，以推动所述自发电声纳自主地移动，这样，所述自发电声纳可以作为诱饵自主地移动，以迷惑攻击船只、潜艇等装置的鱼雷远离船只、潜艇等装置，从而保证船只、潜艇等装置的安全。
通过设置所述齿轮换向器110的方式，一方面，有利于紧凑化所述自发电声纳的结构，使得所述自发电声纳可以小型化，另一方面，所述驱动电机100可以被收容于所述壳体10的所述收容空间11，由所述壳体10隔离所述驱动电机100和海水，从而避免所述驱动电机100短路和避免海水腐蚀所述驱动电机100，以提高所述自发电声纳的可靠性。
通过设置所述联轴器120的方式，所述自发电声纳可以控制动力在所述齿轮箱511和所述齿轮换向器110之间的传动状态，即，所述自发电声纳可以通过所述联轴器120切断动力在所述齿轮箱511和所述齿轮换向器110之间的传动。可以理解的是，所述自发电声纳通过所述联轴器120切断动力在所述齿轮箱511和所述齿轮换向器110之间传动的方式，一方面，可以实现所述叶轮52的通转，以调整所述自发电声纳的姿态，另一方面，在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动时，所述联轴器120可以避免动力自所述齿轮箱511向所述齿轮换向器110方向传动，从而避免所述驱动电机100的转子转动，这样，不仅能够保护所述驱动电机100，而且所述叶轮52因被水流驱动而产生的动力可以有效地经所述齿轮箱511向所述离合器512、所述增速器54和所述发电机53方向传动，以提高所述发电机53的发电效率。优选地，所述联轴器120是一个电动联轴器，其被连接于所述主控单元20，由所述主控单元20控制所述联轴器120的工作状态。
优选地，所述齿轮换向器110和所述联轴器120均被密封地设置于所述分流罩80的所述罩腔82，这样，所述分流罩80能够隔离所述齿轮换向器110和海水以及隔离所述联轴器120和海水，避免所述齿轮换向器110和所述联轴器120被海水腐蚀。
优选地，所述自发电声纳的所述齿轮换向器110和所述联轴器120的数量均是三个，并且每个所述齿轮换向器110的位置、每个所述联轴器120的位置和每个所述驱动电机100的位置、每个所述齿轮箱511的位置、每个所述叶轮52的位置一一对应，这样，所述自发电声纳能够被合理配重，使得所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地控制。
进一步地，继续参考附图3和图5，至少一个所述叶轮52的角度能够被调整，以方便地控制所述自发电声纳在水中的姿态。具体地，所述自发电声纳进一步包括至少一姿态调整单元130，所述姿态调整单元130包括一第一连杆1301、一第二连杆1302、一第三连杆1303以及一丝杆滑台1304，其中所述丝杆滑台1304被密封地设置于所述分流罩80的所述罩腔82，由所述分流罩80隔离所述丝杆滑台1304和海水，避免海水腐蚀所述丝杆滑台1304，其中所述第一连杆1301被可移动地设置于所述分流罩80，并且所述第一连杆1301的内端延伸至所述分流罩80的所述罩腔82且被可驱动地连接于所述丝杆滑台1304，所述第一连杆1301的外端延伸至所述分流罩80的外部且被可转动地安装于所述第二连杆1302的一个端部，所述第二连杆1302的另一个端部被可转动地安装于所述第三连杆1303的一个端部，所述第三连杆1303的一个端部被可转动地安装于所述叶轮52。当所述丝杆滑台1304驱动所述第一连杆1301产生相对于所述分流罩80的位移时，所述第一连杆1301通过所述第二连杆1302和所述第三连杆1303推动或拉动所述叶轮52，供调整所述叶轮52的角度，以方便地控制所述自发电声纳在水中的姿态。
具体地，所述丝杆滑台1304进一步包括一伺服电机13041、一导轨13042、一丝杆13043以及一滑座13044，其中所述伺服电机13041和所述导轨13042分别被设置于所述齿轮箱511的外壳，所述丝杆13043的一个端部被可驱动地连接于所述伺服电机13041的转子，所述滑座13044被可驱动地套装于所述丝杆13043和被可引导地安装于所述导轨13042，所述第一连杆1301的内端被安装于所述滑座13044。当所述伺服电机13041被所述主控单元20控制而驱动所述丝杆13043转动时，所述丝杆13043驱动所述滑座13044沿所述导轨13042的延伸方向运动，以驱动所述第一连杆1301产生相对于所述分流罩80的位移，所述第一连杆1301通过所述第二连杆1302和所述第三连杆1303推动或拉动所述叶轮52，供调整所述叶轮52的角度，以方便地控制所述自发电声纳在水中的姿态。
优选地，每两个所述姿态调整单元130分别在一个所述叶轮52的不同方向驱动所述叶轮52转动，以实现所述叶轮52的多个方向的角度调整，从而所述自发电声纳在水中的姿态能够被方便地、灵活地调整。
进一步地，参考附图3，所述自发电声纳包括一陀螺仪140，所述陀螺仪140被设置于所述壳体10的所述收容空间11，以由所述壳体10隔离所述陀螺仪140和海水，其中所述陀螺仪140被连接于所述主控单元20，以由所述主控单元20控制所述陀螺仪140的工作状态，其中所述主控单元20能够根据所述陀螺仪140反馈的数据控制所述驱动电机100、所述离合器512、所述联轴器120和所述伺服电机13041的工作状态，以调整所述自发电声纳的姿态。
本发明的所述自发电声纳具有两种工作模式，其中一种工作模式是发电工作模式，另一种工作模式是自主移动工作模式，并且所述自发电声纳能够在所述发电工作模式和所述自主移动工作模式之间切换。
当所述自发电声纳处于所述发电工作模式时，所述主控单元20控制所述联轴器120切断动力在所述齿轮箱511和所述齿轮换向器110之间的传动，在船只、潜艇等装置拖曳所述自发电声纳在水中移动而在所述壳体10的外侧产生水流时，水流自所述整流壳70的所述进水口72进入所述整流腔71，并被所述分流罩80分流至所述间隙90而使水流加速，加速后的水流在经所述整流壳70的所述出水口73排出所述整流腔71时驱动所述叶轮52快速地转动，所述叶轮52带动所述齿轮箱511的所述第一联动轴5111和所述第二联动轴5112转动，以实现动力转向，所述齿轮箱511的所述第二联动轴5112带动所述离合器512的所述离合器输入轴5121和所述离合器输出轴5122转动，所述离合器输出轴5122带动所述受驱盘60转动，以实现动力转向，所述受驱盘60带动所述增速器54的所述增速器输入轴541和所述增速器输出轴542转动，所述增速器54带动所述发电机53的转子转动而实现发电，其中所述发电机53产生的电能能够被存储在所述电池30。在上述过程中，所述增速器54能够将所述叶轮52产生的低速高扭矩的动力转换为高速低扭矩的动力，以安全、高效地驱动所述发电机53的转子转动而使所述发电机53发电。由于所述主控单元20控制所述联轴器120切断了动力在所述齿轮箱511和所述齿轮换向器110之间的传动，因此所述叶轮52被水流驱动时产生的动力不会经所述齿轮换向器110传动至所述驱动电机100，这样，不仅能够保护所述驱动电机100，而且所述叶轮52因被水流驱动而产生的动力可以有效地经所述齿轮箱511向所述离合器512、所述增速器54和所述发电机53方向传动，以提高所述发电机53的发电效率。优选地，所述联轴器120是一个电动联轴器，其被连接于所述主控单元20，由所述主控单元20控制所述联轴器120的工作状态。
当所述自发电声纳处于所述自主移动工作模式时，所述主控单元20控制所述离合器512切断所述齿轮箱511向所述受驱盘60方向的动力传动，在船只、潜艇等装置抛弃所述自发电声纳后，所述主控单元20允许所述电池30存储的电能被供应至所述驱动电机100，所述驱动电机100以所述驱动电机100的转子转动的方式输出动力，所述驱动电机100的转子带动所述齿轮换向器110的所述换向器输入轴1101和所述换向器输出轴1102转动，以实现动力转向，所述齿轮换向器110的所述换向器输出轴1102带动所述齿轮箱511的所述第三联动轴5113和所述第一联动轴5111转动，进而驱动所述叶轮52转动，以推动所述自发电声纳自主地移动，这样，所述自发电声纳可以作为诱饵自主地移动，以迷惑攻击船只、潜艇等装置的鱼雷远离船只、潜艇等装置，从而保证船只、潜艇等装置的安全。在上述过程中，由于所述主控单元20控制所述离合器512切断了动力在所述齿轮箱511和所述受驱盘60之间的传动，因此所述驱动电机100提供的动力被阻止向所述受驱盘60方向传动，这样，所述驱动电机100能够轻松地驱动所述叶轮52转动，从而不仅有利于提高所述自发电声纳的航速，而且有利于提高所述自发电声纳的续航能力。另外，在上述过程中，根据所述陀螺仪140反馈的数据，所述主控单元20可以通过控制特定方向的所述叶轮52停转或者调整特定方向的所述叶轮52的角度的方式实现所述自发电声纳的姿态的调整。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.自发电声纳，其特征在于，包括：
壳体，其具有收容空间；
主控单元，其被收容于所述壳体的所述收容空间；
电池，其被收容于所述壳体的所述收容空间，所述电池被连接于所述主控单元；
换能器，其被设置于所述壳体，所述换能器被连接于所述主控单元；
发电装置，其包括至少一个传动组件、至少一个叶轮、发电机和增速器，所述传动组件的外端位于所述壳体的外部，所述叶轮被设置于所述传动组件的外端，所述传动组件的内端位于所述壳体的所述收容空间，所述发电机和所述增速器分别被收容于所述壳体的所述收容空间，并且所述增速器连接所述发电机的转子和所述传动组件的内端，其中所述发电机被连接于所述主控单元，其中所述传动组件包括齿轮箱，所述齿轮箱具有第一联动轴和第二联动轴，所述第一联动轴的延伸方向和所述第二联动轴的延伸方向相互垂直，所述叶轮被设置于所述齿轮箱的所述第一联动轴的末端，所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端延伸至所述壳体的所述收容空间，其中所述增速器具有增速器输入轴和增速器输出轴，所述增速器的所述增速器输入轴被可驱动地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端，所述发电机的转子被可驱动地连接于所述增速器的所述增速器输出轴；
受驱盘，所述增速器的所述增速器输入轴被固定地安装于所述受驱盘，所述受驱盘的旋转轴的延伸方向和所述齿轮箱的所述第一联动轴的延伸方向一致，其中所述传动组件还包括离合器，所述离合器具有离合器输入轴和离合器输出轴，所述离合器的所述离合器输入轴被固定地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴，所述受驱盘被可驱动地连接于所述离合器的所述离合器输出轴，如此所述增速器的所述增速器输入轴被可驱动地连接于所述齿轮箱的所述第二联动轴的末端；
至少一个驱动电机，所述驱动电机被连接于所述主控单元，其中所述齿轮箱还具有第三联动轴，所述第三联动轴被可驱动地连接于所述驱动电机的转子；
至少一个齿轮换向器和至少一个联轴器，所述齿轮换向器具有换向器输入轴和换向器输出轴，所述换向器输入轴的延伸方向和换向器输出轴的延伸方向相互垂直，所述齿轮换向器的所述换向器输入轴被可驱动地连接于所述驱动电机的转子，所述齿轮换向器的所述换向器输出轴和所述齿轮箱的所述第三联动轴同轴，并且所述齿轮换向器的所述换向器输出轴通过所述联轴器被连接于所述齿轮箱的所述第三联动轴。
2.根据权利要求1所述的自发电声纳，其特征在于，所述发电装置包括三个所述传动组件和三个所述叶轮，三个所述传动组件被等距地布置，每个所述传动组件的外端分别被设置有一个所述叶轮。
3.根据权利要求1所述的自发电声纳，其特征在于，所述受驱盘的周缘具有受驱齿，所述离合器的所述离合器输出轴具有驱动齿，所述驱动齿和所述受驱齿相互配合，使得所述受驱盘和所述离合器的所述离合器输出轴相啮合，从而所述受驱盘被可驱动地连接于所述离合器的所述离合器输出轴。
4.根据权利要求1或3所述的自发电声纳，其特征在于，所述自发电声纳包括至少一个整流壳，所述整流壳具有整流腔以及分别连通于所述整流腔的进水口和出水口，所述整流壳被设置于所述壳体的外部，所述齿轮箱被设置于所述整流壳的所述整流腔，所述叶轮被设置于所述整流壳的所述整流腔的靠近所述出水口的位置。
5.根据权利要求4所述的自发电声纳，其特征在于，所述自发电声纳包括至少一个分流罩，所述分流罩被设置于所述整流壳的所述整流腔，并且所述分流罩的外壁和所述整流壳的内壁之间形成间隙，所述叶轮的直径尺寸大于所述分流罩的直径尺寸。
6.根据权利要求5所述的自发电声纳，其特征在于，所述分流罩具有罩腔，所述齿轮箱被密封地设置于所述分流罩的所述罩腔。
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