CN117097415B - 一种基于声呐的水下图像信息传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于声呐信息无线传输设备技术领域，尤其是涉及一种基于声呐的水下图像信息传输装置，包括无线信号传输组件和无线信号接收组件，还包括用于安装无线信号传输组件的声呐水下探测机器人，所述无线信号接收组件的上表面固定连接有连接板，所述连接板的下表面固定连接有透明罩，所述无线信号接收组件的数据线外壁固定套接有延伸罩，所述延伸罩的底端与连接板的上表面固定连接。本发明使水下图像信息传输装置在传输水下声呐信号时具有抗干扰的功能，还具有防水面漂浮杂物撞击和降噪的功能，并且装置发射的无线信号强度能够根据水位深度自动调节，进而提高无线信号传输的稳定可靠性，进一步保证声呐在水下探测的效果。

Description

一种基于声呐的水下图像信息传输装置

技术领域

本发明属于声呐信息无线传输设备技术领域，尤其是涉及一种基于声呐的水下图像信息传输装置。

背景技术

声呐是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理完成水下探测和通信任务的电子设备，通过一边使超声波振子旋转一边进行超声波的收发，来对水中进行探测，然后，将对水中进行探测的探测结果作为探测图像而显示在画面上，为扩大声呐探测范围，声呐设备常搭载水下机器人进行探测，探测后声呐图像信息再通过无线信号发送设备传输到岸边的无线信号接收组件中，最后再解码到计算机中显示。

在雨季期间，河水暴涨可能导致水位快速上升，造成洪水等灾害的风险剧增，在这种情况下，使用声呐探查水下情况是一种常见的方法，以了解河床、水流状况和潜在的风险，然而，水位上升后水面处河水的流速增加，并导致水面的波浪较大，水面上也会累计河道周边易漂浮的杂物，这可能会对水下声呐无线信号的传输产生干扰，例如水面漂浮杂物会遮挡从水下输送的无线信号，特别是一些大尺寸或异常形状的漂浮物，会对信号的传播路径造成不均匀的散射，并且水面的波浪和涟漪也会散射和反射无线信号，从而导致用于声呐图像信息传输的无线信号衰减，另外随着水位的升高，无线信号在水下传输距离增加，也会增加水下无线信号的衰减量，进一步干扰声呐水下图像信息无线传输的可靠性，甚至造成图像信息传输失败而影响声呐探测的效果。

为此，我们提出一种基于声呐的水下图像信息传输装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于声呐的水下图像信息传输装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于声呐的水下图像信息传输装置，包括无线信号传输组件和无线信号接收组件，还包括用于安装无线信号传输组件的声呐水下探测机器人，所述无线信号接收组件的上表面固定连接有连接板，所述连接板的下表面固定连接有透明罩，所述无线信号接收组件的数据线外壁固定套接有延伸罩，所述延伸罩的底端与连接板的上表面固定连接，所述延伸罩的外壁固定连接有信号稳定机构，所述信号稳定机构的外壁套接有固定板，所述固定板的上表面固定连接有与信号稳定机构顶端相配合固定组件，所述固定板的上表面固定连接有防漂浮杂物冲击机构，所述声呐水下探测机器人的外壳内壁固定连接有信号强度调节机构；

所述信号强度调节机构包括与声呐水下探测机器人的外壳内壁固定连接的L形绝缘壳体，所述L形绝缘壳体的外侧设有受压橡胶罩，所述受压橡胶罩的外壁与述声呐水下探测机器人的外壳外壁密封固定连接，所述受压橡胶罩的内壁固定连接有支撑海绵块，所述L形绝缘壳体的内壁固定连接有调节组件；

所述信号稳定机构包括与延伸罩外壁固定套接的隔音硬质板，所述隔音硬质板的外壁固定套接有调节筒，所述调节筒的底端固定连接有信号稳定筒，所述信号稳定筒的顶端内壁固定连接有导流罩，所述导流罩的内壁固定连接有反射罩，所述信号稳定筒的底端固定连接有绝缘锥形网罩，所述隔音硬质板的上表面开设有多个安装孔，且安装孔的孔壁固定连接有透气阀；

所述调节组件包括与L形绝缘壳体内壁固定嵌设的绝缘复位弹簧，所述绝缘复位弹簧的顶端固定嵌设有密封滑块，所述密封滑块的外壁与L形绝缘壳体的内壁密封滑动连接，所述密封滑块的顶端固定嵌设有导电环，所述L形绝缘壳体的侧壁开设有竖向槽孔，且竖向槽孔的孔壁固定连接有金属电阻杆，所述金属电阻杆的顶端固定连接有导电连接块，所述声呐水下探测机器人内电源模块输出端通过导线与导电连接块电性连接，所述L形绝缘壳体的顶端开设有方孔，且方孔的孔壁固定连接有T形导电杆，所述T形导电杆的底端与导电环的上表面固定连接，所述T形导电杆的顶端通过导线与无线信号传输组件的输出端电性连接。

在上述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中，所述固定组件包括与调节筒外壁活动套接的限位套，所述限位套的外壁开设有螺纹圆孔，且螺纹圆孔的孔壁螺纹连接有限位螺栓。

在上述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中，所述防漂浮杂物冲击机构包括与固定板上表面固定连接的抽水泵，所述抽水泵的吸入端固定连通有第一水管，所述抽水泵的输出端固定连通有第二水管，所述调节筒的顶端开设有圆孔，且圆孔的孔壁活动连接有导管，所述导管的顶端与第二水管的输出端固定连通，所述导管的底端固定连通有空心块，所述空心块的外壁与调节筒的内壁活动连接，所述空心块的外壁固定连通有多个第一高压喷头，所述调节筒的外壁开设有多个与第一高压喷头相配合的矩形移动通孔，且高压喷头的外壁与矩形移动通孔的孔壁活动接触，所述空心块的下表面固定连通有辅助组件。

在上述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中，所述辅助组件包括两个与空心块底端固定连通的软管，所述软管的底端穿过调节筒的底端外壁，两个所述软管的底端共同设有环形罩，所述环形罩的外壁与调节筒的外壁固定连接，所述环形罩的外壁倾斜固定连通有多个第二高压喷头。

在上述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中，所述固定板的上表面固定连接有收纳网框，所述固定板的上表面边缘处开设有多个定位孔，且定位孔的孔壁活动连接有定位锚杆。

在上述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中，所述第一水管的底端固定连通有空心配重块，且空心配重块的外壁开设有多个透水孔

与现有的技术相比，一种基于声呐的水下图像信息传输装置的优点在于：

1、通过设置的信号稳定机构、固定组件和固定板，当装置通过无线信号传输组件和无线信号接收组件传输水下声呐探测河床的图像信息时，首先通过调节筒和固定组件把无线信号接收组件深入河水内部，河水内部的水流较稳定，而且速度较慢，之后通过固定组件限位螺栓挤压调节筒进行固定，在此过程中，无线信号通过河水传播进入信号稳定筒内，而且反射罩能够边缘的无线信号反射到无线信号接收组件处，信号稳定筒和调节筒能够尽量保证无线信号接收组件处河水稳定，进而尽量避免河水漂浮杂物对声呐无线信号的遮挡、散射以及水面波浪和涟漪对无线信号的散射和反射，该机构使水下图像信息传输装置在传输水下声呐信号时具有抗干扰的功能，提高无线信号传输的稳定可靠性，从而保证声呐在水下探测的效果。

2、通过设置的防漂浮杂物冲击机构和辅助组件，当装置在使用的时候，首先把第一水管底端的空心配重块沉入水中，并且启动抽水泵，抽水泵通过第一水管和第二水管抽吸河水进入到导管，最后河水通过空心块和第一高压喷头喷出，另外配合辅助组件喷洒河水分布在调节筒周边，此外隔音硬质板和信号稳定筒配合能够进行降低河面波浪的噪声，该机构使装置具有防水面漂浮杂物撞击的功能，还具有降噪的能力，尽量保证无线信号传输的稳定性。

3、通过设置的调节组件和受压橡胶罩，当河水的水位上升后，无线信号传输组件发射的无线信号传输距离增加，同时在水下的水压增强，受压橡胶罩形变后空气进入L形绝缘壳体，并推动密封滑块上升，进而降低电流穿过金属电阻杆的距离，使金属电阻杆的实际电阻降低，从而使无线信号传输组件发射的无线信号强度增加，尽量规避水位增加后对无线信号的衰减影响，该机构使装置发射的无线信号强度能够根据水位深度自动调节，保证无线信号传输的稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于声呐的水下图像信息传输装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中部分信号稳定机构和防漂浮杂物冲击机构的结构示意图；

图3是图2中局部放大的结构示意图；

图4是本发明提供的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中无线信号传输组件部分的结构示意图；

图5是本发明提供的一种基于声呐的水下图像信息传输装置中调节组件的结构示意图。

图中：1无线信号传输组件、2无线信号接收组件、3声呐水下探测机器人、4连接板、5辅助组件、51软管、52环形罩、53第二高压喷头、6信号稳定机构、61隔音硬质板、62调节筒、63信号稳定筒、64导流罩、65反射罩、66绝缘锥形网罩、67透气阀、7固定组件、71限位套、72限位螺栓、8防漂浮杂物冲击机构、81抽水泵、82第一水管、83第二水管、84导管、85空心块、86第一高压喷头、87矩形移动通孔、9调节组件、91绝缘复位弹簧、92密封滑块、93导电环、94金属电阻杆、95导电连接块、96 T形导电杆、10延伸罩、11固定板、12 L形绝缘壳体、13受压橡胶罩、14支撑海绵块、15透明罩、16收纳网框、17定位锚杆、18空心配重块。

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。

如图1-图5所示，一种基于声呐的水下图像信息传输装置，包括无线信号传输组件1和无线信号接收组件2，还包括用于安装无线信号传输组件1的声呐水下探测机器人3，无线信号接收组件2的上表面固定连接有连接板4，连接板4的下表面固定连接有透明罩15，无线信号接收组件2的数据线外壁固定套接有延伸罩10，延伸罩10的底端与连接板4的上表面固定连接，延伸罩10的外壁固定连接有信号稳定机构6，信号稳定机构6包括与延伸罩10外壁固定套接的隔音硬质板61，隔音硬质板61的外壁固定套接有调节筒62，调节筒62的底端固定连接有信号稳定筒63，信号稳定筒63的顶端内壁固定连接有导流罩64，导流罩64的内壁固定连接有反射罩65，信号稳定筒63的底端固定连接有绝缘锥形网罩66，隔音硬质板61的上表面开设有多个安装孔，且安装孔的孔壁固定连接有透气阀67，该机构使水下图像信息传输装置在传输水下声呐信号时具有抗干扰的功能，提高无线信号传输的稳定可靠性。

信号稳定机构6的外壁套接有固定板11，固定板11的上表面固定连接有收纳网框16，收纳网框16能够方便收纳装置使用后的各个部件，固定板11的上表面边缘处开设有多个定位孔，且定位孔的孔壁活动连接有定位锚杆17，定位锚杆17插入地面能够保证装置工作的稳定性，固定板11的上表面固定连接有与信号稳定机构6顶端相配合固定组件7，固定组件7包括与调节筒62外壁活动套接的限位套71，限位套71的外壁开设有螺纹圆孔，且螺纹圆孔的孔壁螺纹连接有限位螺栓72，该机构能够方便固定调节后的调节筒62。

固定板11的上表面固定连接有防漂浮杂物冲击机构8，防漂浮杂物冲击机构8包括与固定板11上表面固定连接的抽水泵81，抽水泵81的吸入端固定连通有第一水管82，第一水管82的底端固定连通有空心配重块18，且空心配重块18的外壁开设有多个透水孔，空心配重块18能够过滤水中异物堵塞第一水管82，抽水泵81的输出端固定连通有第二水管83，调节筒62的顶端开设有圆孔，且圆孔的孔壁活动连接有导管84，导管84的顶端与第二水管83的输出端固定连通，导管84的底端固定连通有空心块85，空心块85的外壁与调节筒62的内壁活动连接，空心块85的外壁固定连通有多个第一高压喷头86，调节筒62的外壁开设有多个与第一高压喷头86相配合的矩形移动通孔87，且高压喷头的外壁与矩形移动通孔87的孔壁活动接触，空心块85的下表面固定连通有辅助组件5，辅助组件5包括两个与空心块85底端固定连通的软管51，软管51的底端穿过调节筒62的底端外壁，两个软管51的底端共同设有环形罩52，环形罩52的外壁与调节筒62的外壁固定连接，环形罩52的外壁倾斜固定连通有多个第二高压喷头53，河水通过软管51、环形罩52和第二高压喷头53斜向喷射河水，从第二高压喷头53喷洒的河水分布在调节筒62周边，喷射的河水能够避免水面漂浮杂物撞击调节筒62，该机构使装置具有防水面漂浮杂物撞击的功能，还具有降噪的能力，尽量保证无线信号传输的稳定性。

声呐水下探测机器人3的外壳内壁固定连接有信号强度调节机构，信号强度调节机构包括与声呐水下探测机器人3的外壳内壁固定连接的L形绝缘壳体12，L形绝缘壳体12的外侧设有受压橡胶罩13，受压橡胶罩13的外壁与声呐水下探测机器人3的外壳外壁密封固定连接，受压橡胶罩13的内壁固定连接有支撑海绵块14。

L形绝缘壳体12的内壁固定连接有调节组件9，调节组件9包括与L形绝缘壳体12内壁固定嵌设的绝缘复位弹簧91，绝缘复位弹簧91的顶端固定嵌设有密封滑块92，密封滑块92的外壁与L形绝缘壳体12的内壁密封滑动连接，密封滑块92的顶端固定嵌设有导电环93，L形绝缘壳体12的侧壁开设有竖向槽孔，且竖向槽孔的孔壁固定连接有金属电阻杆94，金属电阻杆94的顶端固定连接有导电连接块95，声呐水下探测机器人3内电源模块输出端通过导线与导电连接块95电性连接，L形绝缘壳体12的顶端开设有方孔，且方孔的孔壁固定连接有T形导电杆96，T形导电杆96的底端与导电环93的上表面固定连接，T形导电杆96的顶端通过导线与无线信号传输组件1的输出端电性连接，上述电性连接为现有技术，在此不再赘述，该机构使装置发射的无线信号强度能够根据水位深度自动调节，进而提高无线信号传输的稳定可靠性。

现对本发明的操作原理做如下描述：当装置通过无线信号传输组件1和无线信号接收组件2传输水下声呐探测河床的图像信息时，首先通过调节筒62把信号稳定筒63和无线信号接收组件2穿过河水漂浮杂物层，并深入河水内部，河水内部的水流较稳定，而且速度较慢，之后通过固定组件7限位螺栓72挤压调节筒62进行固定，在此过程中，绝缘锥形网罩66能够避免漂浮杂物进入信号稳定筒63内，而且透气阀67能够及时排出信号稳定筒63内的空气，使无线信号接收组件2和反射罩65完全沉没在河水中，无线信号通过河水传播进入信号稳定筒63内，而且反射罩65能够边缘的无线信号反射到无线信号接收组件2处，保证无线信号接收的可靠性，无线信号接收组件2在接收信号后，信号直接通过无线信号接收组件2的数据线传输到处理设备中，无线信号接收组件2在水中接收无线信号还能够尽量避免无线信号从水中进入空气传播延迟的情况，信号稳定筒63和调节筒62能够尽量保证无线信号接收组件2处河水稳定，尽量避免河水漂浮杂物对声呐无线信号的遮挡、散射以及水面波浪和涟漪对无线信号的散射和反射，进而避免用于声呐图像信息传输的无线信号衰减，该机构使水下图像信息传输装置在传输水下声呐信号时具有抗干扰的功能，提高无线信号传输的稳定可靠性，从而保证声呐在水下探测的效果。

当装置在使用的时候，首先把第一水管82底端的空心配重块18沉入水中，并且启动抽水泵81，抽水泵81通过第一水管82和第二水管83抽吸河水进入到导管84，最后河水通过空心块85和第一高压喷头86喷出，另外部分河水通过软管51、环形罩52和第二高压喷头53斜向喷射河水，从第一高压喷头86和第二高压喷头53喷洒的河水分布在调节筒62周边，喷射的河水能够避免水面漂浮杂物撞击调节筒62，此外隔音硬质板61和信号稳定筒63配合能够进行降低河面波浪的噪声，从而降低噪声对声呐传输无线信号的干扰，当河水的水位上升后，无线信号传输组件1发射的无线信号传输距离增加，同时在水下的水压增强，水压越大受压橡胶罩13的形变量越大，受压橡胶罩13形变后空气进入L形绝缘壳体12，并推动密封滑块92上升，密封滑块92使绝缘弹簧形变蓄能，接着密封滑块92推动导电环93沿着金属电阻杆94上升，进而降低电流穿过金属电阻杆94的距离，使金属电阻杆94的实际电阻降低，从而有更多的电流进入无线信号传输组件1中，使无线信号传输组件1发射的无线信号强度增加，尽量规避水位增加后对无线信号的衰减影响，而且信号强度调节设计能够避免声呐水下探测机器人3在浅水位探测时，高强度无线信号过度消耗声呐水下探测机器人3内电源模块电力的情况，尽量保障声呐水下探测机器人3的续航时间，实现更多的水下位置声呐探测，该机构使装置具有防水面漂浮杂物撞击和降噪的功能，而且装置发射的无线信号强度能够根据水位深度自动调节，能够提升无线信号传输的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于声呐的水下图像信息传输装置，包括无线信号传输组件（1）和无线信号接收组件（2），还包括用于安装无线信号传输组件（1）的声呐水下探测机器人（3），其特征在于，所述无线信号接收组件（2）的上表面固定连接有连接板（4），所述连接板（4）的下表面固定连接有透明罩（15），所述无线信号接收组件（2）的数据线外壁固定套接有延伸罩（10），所述延伸罩（10）的底端与连接板（4）的上表面固定连接，所述延伸罩（10）的外壁固定连接有信号稳定机构（6），所述信号稳定机构（6）的外壁套接有固定板（11），所述固定板（11）的上表面固定连接有与信号稳定机构（6）顶端相配合固定组件（7），所述固定板（11）的上表面固定连接有防漂浮杂物冲击机构（8），所述声呐水下探测机器人（3）的外壳内壁固定连接有信号强度调节机构；

所述信号强度调节机构包括与声呐水下探测机器人（3）的外壳内壁固定连接的L形绝缘壳体（12），所述L形绝缘壳体（12）的外侧设有受压橡胶罩（13），所述受压橡胶罩（13）的外壁与述声呐水下探测机器人（3）的外壳外壁密封固定连接，所述受压橡胶罩（13）的内壁固定连接有支撑海绵块（14），所述L形绝缘壳体（12）的内壁固定连接有调节组件（9）；

所述信号稳定机构（6）包括与延伸罩（10）外壁固定套接的隔音硬质板（61），所述隔音硬质板（61）的外壁固定套接有调节筒（62），所述调节筒（62）的底端固定连接有信号稳定筒（63），所述信号稳定筒（63）的顶端内壁固定连接有导流罩（64），所述导流罩（64）的内壁固定连接有反射罩（65），所述信号稳定筒（63）的底端固定连接有绝缘锥形网罩（66），所述隔音硬质板（61）的上表面开设有多个安装孔，且安装孔的孔壁固定连接有透气阀（67）；

所述调节组件（9）包括与L形绝缘壳体（12）内壁固定嵌设的绝缘复位弹簧（91），所述绝缘复位弹簧（91）的顶端固定嵌设有密封滑块（92），所述密封滑块（92）的外壁与L形绝缘壳体（12）的内壁密封滑动连接，所述密封滑块（92）的顶端固定嵌设有导电环（93），所述L形绝缘壳体（12）的侧壁开设有竖向槽孔，且竖向槽孔的孔壁固定连接有金属电阻杆（94），所述金属电阻杆（94）的顶端固定连接有导电连接块（95），所述声呐水下探测机器人（3）内电源模块输出端通过导线与导电连接块（95）电性连接，所述L形绝缘壳体（12）的顶端开设有方孔，且方孔的孔壁固定连接有T形导电杆（96），所述T形导电杆（96）的底端与导电环（93）的上表面固定连接，所述T形导电杆（96）的顶端通过导线与无线信号传输组件（1）的输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置，其特征在于，所述固定组件（7）包括与调节筒（62）外壁活动套接的限位套（71），所述限位套（71）的外壁开设有螺纹圆孔，且螺纹圆孔的孔壁螺纹连接有限位螺栓（72）。

3.根据权利要求1所述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置，其特征在于，所述防漂浮杂物冲击机构（8）包括与固定板（11）上表面固定连接的抽水泵（81），所述抽水泵（81）的吸入端固定连通有第一水管（82），所述抽水泵（81）的输出端固定连通有第二水管（83），所述调节筒（62）的顶端开设有圆孔，且圆孔的孔壁活动连接有导管（84），所述导管（84）的顶端与第二水管（83）的输出端固定连通，所述导管（84）的底端固定连通有空心块（85），所述空心块（85）的外壁与调节筒（62）的内壁活动连接，所述空心块（85）的外壁固定连通有多个第一高压喷头（86），所述调节筒（62）的外壁开设有多个与第一高压喷头（86）相配合的矩形移动通孔（87），且高压喷头的外壁与矩形移动通孔（87）的孔壁活动接触，所述空心块（85）的下表面固定连通有辅助组件（5）。

4.根据权利要求3所述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置，其特征在于，所述辅助组件（5）包括两个与空心块（85）底端固定连通的软管（51），所述软管（51）的底端穿过调节筒（62）的底端外壁，两个所述软管（51）的底端共同设有环形罩（52），所述环形罩（52）的外壁与调节筒（62）的外壁固定连接，所述环形罩（52）的外壁倾斜固定连通有多个第二高压喷头（53）。

5.根据权利要求1所述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置，其特征在于，所述固定板（11）的上表面固定连接有收纳网框（16），所述固定板（11）的上表面边缘处开设有多个定位孔，且定位孔的孔壁活动连接有定位锚杆（17）。

6.根据权利要求3所述的一种基于声呐的水下图像信息传输装置，其特征在于，所述第一水管（82）的底端固定连通有空心配重块（18），且空心配重块（18）的外壁开设有多个透水孔。