CN204623808U - 一种水下助推装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下推进设备技术领域，具体涉及一种水下助推装置，解决现有技术中能解放潜水员双手的水下推进设备体积过大、重量过重、操作不灵活和续航能力弱的技术问题。其结构包括：推进装置(1)、电池(2)和用于控制启停及功率输出的控制器(3)；推进装置(1)设置有用于固定在潜水员大腿或上臂的紧固装置；电池(2)连接控制器(3)后为推进装置(1)提供电源；控制器(3)包括：单片机(3-0)和与单片机(3-1)数据连接的无线遥控装置(3-1)和/或有线遥控装置(3-2)；推进装置(1)、电池(2)及控制器(3)的电气连接部分均设置有防水密封；电池(2)和控制器(3)均设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

Description

一种水下助推装置

技术领域

本实用新型涉及水下推进设备技术领域，具体涉及一种水下助推装置。

背景技术

现有技术中，为了在实现对潜水员辅助推进的同时解放潜水员的双手，通常将水下推进器紧固在潜水员的背部。图1所示，现有技术中的人背式电动潜水推进设备,其结构包括：抗水压潜水衣和推进装置，抗水压潜水衣和推进装置之间通过固定环和连接带固定在一起，其中推进装置包括：螺旋桨001、直流潜水电机002和蓄电池004，其中螺旋桨001和直流潜水电机002之间传动连接，直流潜水电机002的外围包裹有塑胶套008，塑胶套008的一端套在氧气瓶006上使螺旋桨001、直流潜水电机002和氧气瓶006三者顺次连接成为一个整体，蓄电池004放置在密封的包装盒003内，包装盒003与氧气瓶006固定连接，包装盒003上设有封闭的插头插座005，蓄电池004与直流潜水电机002的电线接头位于封闭的插头插座005内，在直流潜水电机上引出一线控开关007。

现有技术中的人背式电动潜水推进设备在使用中存在如下技术问题：

1、设备体积过大，不利于携带；

2、电源采用的是蓄电池，体积和重量均较大，且电池容量相对较小；

3、推进器固定在后背上，转向不灵活，同时为了达到不限制腿部弯曲的自由度的技术效果，推进器的尺寸不能做的很长，对驱动推进器的电机的结构性能提出了更高的要求，即便是将推进器与氧气瓶重叠在背部固定，也会因此而增加潜水员的整体横向尺寸，致使潜水员在狭窄的空间中易发生身体回转受限，进而影响潜行的自由度；

4、缺少智能控制系统，进而不能实现对推进器的输出功率依据不同水下环境而实现可调节的输出；

5、现有技术中的直流潜水电机通常为有刷电机，体积大，震动及噪音大，电能利用率低，启动转矩小，启动电流大，抗过载能力弱，碳刷易磨损，需要定期更换，此外调速需要额外附带变频设备。

因此研发一款操作灵活，体积小，重量轻，续航能力强的，能解放潜水员双手的水下助推装置成为一种必需。

发明内容

为此，本实用新型提供一种水下助推装置，解决现有技术中能解放潜水员双手的水下推进设备体积过大、重量过重、操作不灵活和续航能力弱的技术问题。

为此，本实用新型提供一种水下助推装置，包括：电池；还包括：推进装置和用于控制所述推进装置启停及以不同功率输出的控制器；所述推进装置设置有用于固定在潜水员大腿或上臂的紧固装置；所述电池连接所述控制器后为所述推进装置提供电源；所述控制器包括：单片机和与所述单片机数据连接的无线遥控装置和/或有线遥控装置；所述推进装置、电池及控制器的电气连接部分均设置有防水密封；所述电池和控制器均设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述推进装置的数量为两个，两个所述推进装置均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置或均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；两个所述推进装置能够通过所述控制器设定为仅使其中一台推进装置工作或两台推进装置同时工作。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述推进装置的数量为四个，其中两个均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置，另外两个均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；四个所述推进装置能够通过所述控制器设定为仅其中一台推进装置工作、仅其中部分推进装置工作或全部推进装置均工作。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述电池和控制器紧固设置在同一个密封壳体内，所述密封壳体设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述推进装置包括：电机、螺旋桨、固定支架和锁扣装置；所述螺旋桨直接或通过传动装置间接紧固连接在所述电机的输出端；当所述电机不具有防水功能时，所述电机包裹有防水密封壳体；所述锁扣装置包括：弧形板和紧固在所述弧形板上，用于将所述弧形板固定在潜水员大腿或上臂的锁带；所述锁扣装置通过紧固在所述弧形板上的所述固定支架与所述电机的侧壁或包裹所述电机的防水密封壳体紧固连接。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述锁带为尼龙带和/或所述电机为无刷电机。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述控制器还包括：控制按键、工作参数显示装置和工作参数传感器；所述控制按键为实体按键或位于所述工作参数显示装置上的虚拟按键；所述工作参数显示装置设置在所述无线遥控装置和/或有线遥控装置上；所述工作参数传感器与所述推进装置和单片机数据连接。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述工作参数传感器包括：电压传感器、电流传感器、电池电量传感器、电路异常监测传感器中的一种或几种。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述工作参数显示装置为液晶显示或以指示灯的形式进行信号显示。

根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述电池为锂电池。

在上述技术方案中，本实用新型改进如下：

1)整体结构尺寸小，重量轻；

2)可以将推进装置固定在大腿或上臂上，选择更为灵活；

3)控制控制器的遥控装置采用无线遥控装置和/或有线遥控装置，操控更方便更可靠；

4)电池和控制器与推进装置为分体结构，可以分别固定在潜水员身体的不同部位，方便使用，降低潜水员穿戴所有装备后的臃肿度，增加潜水员的活动灵活性；

5)根据实际使用需要可以选择将推进装置的使用数量；

6)采用无刷电机作为动力输出装置，维护周期更长，操控更为方便；

7)采用锂电池供电，重量轻，电池容量更大。

上述改进带来如下有益效果：将推进装置固定在大腿或上臂上，解放潜水员的双手，增加水下活动的自由度；控制器采用无线遥控和/或有线遥控，操控更为方便，实际使用中可以将遥控器持在手上或戴在腕部，使潜水员的操作灵活性进一步增强；电池和控制器可灵活的选择固定部位，避免因设备的叠加造成潜水员过于臃肿，更进一步适合在狭窄空间潜水作业。

进一步的，推进装置的数量为两个，可以都装配在上臂上或都装配在大腿上；此外，控制器可以对推进装置的启动灵活控制，既能单机推进也可多机同时推进，同时，在其中一台推进装置发生故障时，不会影响另外一台推进装置的正常工作，确保续航能力不丧失。

进一步的，推进装置的数量为四个，可以使上臂和大腿上都装配有推进装置；此外，控制器可以对推进装置的启动灵活控制，既能单机推进也可双机同时推进，同时，在其中一台或几台推进装置发生故障时，不会影响其余推进装置的正常工作，确保续航能力不丧失。

进一步的，将电池和控制器整体密封在一个密封壳体内，提高整体性，方便穿戴。

进一步的，本实用新型通过弧形板和固定支架实现将推进装置的电机与潜水员身体的紧固连接，增加连接牢固性的同时，适当的增加了电机与潜水员身体的距离，减少因电机转动而引发的震动给装配部位带来的不适。

进一步的，本实用新型的锁带的材质为尼龙，具有足够的紧固韧性和柔性；此外，本实用新型的电机选择为无刷电机，进一步增加推进动力的可操控性。

进一步的，本实用新型采用的电池为锂电池，体积小，重量轻，电池容量大，续航能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中人背式电动潜水推进设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中水下助推装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例2中水下助推装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中控制结构示意图；

图5为本实用新型实施例2中控制方法示意图；

图6为本实用新型实施例3中水下助推装置结构示意图；

图7为本实用新型实施例3中控制器结构示意图；

图8为本实用新型实施例4中水下助推装置结构示意图；

图9为本实用新型实施例4中推进装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

实施例1：

不失一般性，图2所示，本实用新型提供一种下助推装置，包括：推进装置1、电池2和用于控制推进装置1启停及以不同功率输出的控制器3；推进装置1设置有用于固定在潜水员大腿或上臂的紧固装置；电池2连接所述控制器3后为所述推进装置1提供电源；控制器3包括：单片机3-0和与单片机3-1数据连接的无线遥控装置3-1和/或有线遥控装置

3-2；推进装置1、电池2及控制器3的电气连接部分均设置有防水密封；电池2和控制器3均设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

使用时，只需将推进装置1紧固在潜水员大腿或上臂处，将电池2和控制器3固定在潜水员腰部或腿部即可。需要说明的是由于将物件以含锁扣的软带形固定在手臂处或固定在腿部均为现有技术，故在本实用新型图2中未作具体图示，其具体连接结构在此也不再赘述；此外，由于位于控制器3内的控制电路及控制程序算法为现有技术，故本实用新型在此也不再赘述。

进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，推进装置1采用无刷电机3650KV1150，最大功率230瓦，工作电压12V，最大电流19A，最大转速14000RPM，配合有直径60mm的导管螺旋桨，最大推力4KG，密封后体积为230X60X60mm；无刷电机3650KV1150采用60A无刷电机调速器；电池2选择12V，38AH的锂电池组作为电源；控制器3采用ATMEGA128单片机作为控制核心，由锂电池组提供12V电源，再由LM2576-5芯片转5V供电；无线遥控装置3-1和/或有线遥控装置3-2由三色发光二极管提供电量高、中、低指示；用压电开关作为水下控制开关；密封推进装置1、电池2和控制器3的壳体为铝合金壳体；各密封体之间用水密电缆连接；工作水深50米。

实施例2：

图3所示，为进一步提高推进能力，本实施例在实施例1的基础上，将推进装置1的数量设置为两个，两个推进装置1均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置或均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；两个推进装置1能够通过控制器3设定为仅使其中一台推进装置工作或两台推进装置同时工作；当需要全速前进时可同时开启两个推进装置，当两个推进装置中有一个发生故障，另一个可独立完成继续推进的工作，确保续航能力不丧失。具体控制结构及控制方法分别如图4和图5所示。

图4中，D为电量指示灯；YKZZ为无线遥控装置3-1和/或有线遥控装置3-2；DPJ为单片机；KS1为控制信号1；DC1为电流采集信号1；DYCJ为电压采集信号；DC2为电流采集信号2；KS2为控制信号2；GD为供电；TSQ1为电机调速器1；LDCZ为锂电池组；TSQ2为电机调速器2；WSDJ1为无刷电机1；WSDJ2为无刷电机2；XJ1为螺旋桨1；XJ2为螺旋桨2。

图5中电压采样和电流采样的采样周期均为0.1ms。

实施例3：

进一步的如图6所示，本实施例在实施例2的基础上，将推进装置1的数量设置为四个，其中两个均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置，另外两个均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；四个推进装置1能够通过控制器3设定为仅其中一台推进装置工作、仅其中部分推进装置工作或全部推进装置均工作。进一步增强推进能力，并增加推进方式选择的灵活性。

进一步的如图7所示，在本实施例的一个优选技术方案中，控制器3还包括：控制按键3-3、工作参数显示装置3-4和工作参数传感器3-5；控制按键3-3为实体按键或位于工作参数显示装置3-4上的虚拟按键；工作参数显示装置3-4设置在无线遥控装置3-1和/或有线遥控装置3-2上；工作参数传感器3-5与推进装置和单片机3-0数据连接。

进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，工作参数传感器3-5包括：电压传感器、电流传感器、电池电量传感器、电路异常监测传感器中的一种或几种。

进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，工作参数显示装置3-4为液晶显示或以指示灯的形式进行信号显示。

实施例4：

进一步的如图8所示，本实施例在实施例1的基础上，将电池2和控制器3紧固设置在同一个密封壳体2-3内，密封壳体2-3设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。进一步增加设备的集成性，便于密封和固定。

进一步的如图9所示，在本实施例的一个优选技术方案中，推进装置1包括：电机1-1、螺旋桨1-2、固定支架1-3和锁扣装置1-4；螺旋桨1-2直接或通过传动装置间接紧固连接在电机1-1的输出端；当电机1-1不具有防水功能时，电机1-1包裹有防水密封壳体；锁扣装置1-4包括：弧形板1-5和紧固在弧形板1-5上，用于将弧形板1-5固定在潜水员大腿或上臂的的锁带1-6；锁扣装置1-4通过紧固在弧形板1-5上的固定支架1-3与电机1-1的侧壁或包裹电机1-1的防水密封壳体紧固连接。

进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，锁带1-6为尼龙带和/或电机1-1为无刷电机；电池2为锂电池或锂电池组。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水下助推装置，包括：电池(2)；其特征在于，还包括：推进装置(1)和用于控制所述推进装置(1)启停及以不同功率输出的控制器(3)；

所述推进装置(1)设置有用于固定在潜水员大腿或上臂的紧固装置；

所述电池(2)连接所述控制器(3)后为所述推进装置(1)提供电源；

所述控制器(3)包括：单片机(3-0)和与所述单片机(3-0)数据连接的无线遥控装置(3-1)和/或有线遥控装置(3-2)；

所述推进装置(1)、电池(2)及控制器(3)的电气连接部分均设置有防水密封；

所述电池(2)和控制器(3)均设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

2.根据权利要求1所述的水下助推装置，其特征在于，所述推进装置(1)的数量为两个，两个所述推进装置(1)均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置或均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；两个所述推进装置(1)能够通过所述控制器(3)设定为仅使其中一台推进装置工作或两台推进装置同时工作。

3.根据权利要求1所述的水下助推装置，其特征在于，所述推进装置(1)的数量为四个，其中两个均设置有固定在潜水员大腿的紧固装置，另外两个均设置有固定在潜水员上臂的紧固装置；四个所述推进装置(1)能够通过所述控制器(3)设定为仅其中一台推进装置工作、仅其中部分推进装置工作或全部推进装置均工作。

4.根据权利要求1所述的水下助推装置，其特征在于，所述电池(2)和控制器(3)紧固设置在同一个密封壳体(2-3)内，所述密封壳体(2-3)设置有固定在潜水员腰部或腿部的紧固装置。

5.根据权利要求1所述的水下助推装置，其特征在于，所述推进装置(1)包括：电机(1-1)、螺旋桨(1-2)、固定支架(1-3)和锁扣装置(1-4)；所述螺旋桨(1-2)直接或通过传动装置间接紧固连接在所述电机(1-1)的输出端；当所述电机(1-1)不具有防水功能时，所述电机(1-1)包裹有防水密封壳体；所述锁扣装置(1-4)包括：弧形板(1-5)和紧固在所述弧形板(1-5)上，用于将所述弧形板(1-5)固定在潜水员大腿或上臂的锁带(1-6)；所述锁扣装置(1-4)通过紧固在所述弧形板(1-5)上的所述固定支架(1-3)与所述电机(1-1)的侧壁或包裹所述电机(1-1)的防水密封壳体紧固连接。

6.根据权利要求5所述的水下助推装置，其特征在于，所述锁带(1-6)为尼龙带和/或所述电机(1-1)为无刷电机。

7.根据权利要求1所述的水下助推装置，其特征在于，所述控制器(3)还包括：控制按键(3-3)、工作参数显示装置(3-4)和工作参数传感器(3-5)；所述控制按键(3-3)为实体按键或位于所述工作参数显示装置(3-4)上的虚拟按键；所述工作参数显示装置(3-4)设置在所述无线遥控装置(3-1)和/或有线遥控装置(3-2)上；所述工作参数传感器(3-5)与所述推进装置(1)和单片机(3-0)数据连接。

8.根据权利要求7所述的水下助推装置，其特征在于，所述工作参数传感器(3-5)包括：电压传感器、电流传感器、电池电量传感器、电路异常监测传感器中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的水下助推装置，其特征在于，所述工作参数显示装置(3-4)为液晶显示或以指示灯的形式进行信号显示。

10.根据权利要求1～9项中任一项所述的水下助推装置，其特征在于，所述电池(2)为锂电池。