CN218350498U - 用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，涉及探测设备技术领域。该用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备包括控制器组件及探头，控制器组件安装在无人机机体内，探头与控制器组件电连接；探头包括：外壳组件，外壳组件具有容置腔，外壳组件具有安装平面，安装平面的外延向外延伸设有安装凸耳，安装凸耳上具有安装孔；声呐换能器，声呐换能器位于容置腔的底部；以及驱动组件，驱动组件设置在容置腔内，驱动组件能驱动声呐换能器发射信号。该用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备解决了现有技术中存在的探鱼声呐设备无法兼顾机械扫描和无人机挂载的要求的技术问题。

Description

用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备

技术领域

本实用新型涉及探测设备技术领域，尤其是涉及一种用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备。

背景技术

现有无人机挂载探鱼声呐，通常是纯底扫类型的，波束方向固定指向下方，只能扫描和发现正下方波束开角范围内的目标。

现有机械扫描探鱼声呐，一般是通过俯仰和航向转动换能器，实现对水下各个方向目标的扫描，通常体积较大，重量较重，只能装船使用，无法做到便携，无法适配无人机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，以解决了现有技术中存在的探鱼声呐设备无法兼顾机械扫描和无人机挂载的要求的技术问题。

本实用新型提供了一种用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备包括控制器组件及探头，所述控制器组件安装在无人机机体内，所述探头与所述控制器组件电连接；

所述探头包括：

外壳组件，所述外壳组件具有容置腔，所述外壳组件具有安装平面，所述安装平面的外延向外延伸设有安装凸耳，所述安装凸耳上具有安装孔；

声呐换能器，所述声呐换能器位于所述容置腔的底部；以及，

驱动组件，所述驱动组件设置在所述容置腔内，所述驱动组件能驱动所述声呐换能器发射信号。

更进一步地，

所述安装凸耳的数量为三个，三个所述安装凸耳均布在所述外壳组件的顶面的外周。

更进一步地，

所述外壳组件的外侧连接有线缆，所述线缆具有防水接头，所述防水接头用于与无人机连接进行取电和数据传输。

更进一步地，

所述驱动组件包括：

第一驱动电路板，所述第一驱动电路板沿水平方向设置在所述容置腔的中部，所述第一驱动电路板位于所述声呐换能器的上方；

第二驱动电路板，所述第二驱动电路板沿竖直方向设置在所述容置腔内，所述第二驱动电路板与所述第一驱动电路板相连，且所述第二驱动电路板与所述第一驱动电路板互相垂直；

俯仰运动电机，所述俯仰运动电机安装在所述第二驱动电路板上，所述俯仰运动电机与所述第二驱动电路板电连接，所述声呐换能器安装在所述俯仰运动电机上；以及，

圆周运动电机，圆周运动电机设置在所述第一驱动电路板的上方，且与所述第一驱动电路板电连接。

更进一步地，

所述驱动组件还包括基板，所述基板位于所述圆周运动电机的上方，

所述用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备还包括滑环，所述滑环安装在所述圆周运动电机中心位置，基板上设有与所述滑环相适配的安装孔，所述滑环安装在所述安装孔内。

更进一步地，

所述外壳组件包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体粘接固定。

更进一步地，

所述下壳体的顶部具有限位台阶，所述限位台阶的内侧向上延伸有定位部，所述定位部插设在所述上壳体的底部，所述限位台阶与所述上壳体的底面相抵接。

更进一步地，

所述定位部与所述上壳体相贴合的一面设有凸起和/或凹槽。

更进一步地，

所述上壳体和所述下壳体均为一体成型。

更进一步地，

所述下壳体远离所述上壳体的一端为弧面。

综合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果分析如下：

本实用新型提供的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，通过设置安装凸耳，从而实现了将探头安装在无人机上，配合无人机内部设置的控制器组件，控制器组件可以实现控制探头发射信号并回收信号，从而进行扫描分析，由于安装凸耳所在的面为平面，因此在探头安装在无人机外侧的时候，能够更加贴合无人机机体的表面，使得探头安装牢靠稳固，且通过安装凸耳对探头进行固定，操作人员只需在探头的外周，利用螺钉等紧固件即可将探头固定在无人机机体上，便于探头的安装固定，操作简单，从而便于探头的安装、固定和拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备的探头的结构示意图。

图标：

1-基板；2-圆周运动电机；3-第一驱动电路板；4-俯仰运动电机；5-声呐换能器；6-第二驱动电路板；7-外壳组件；8-滑环；9-线缆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有机械扫描探鱼声呐，一般是通过俯仰和航向转动换能器，实现对水下各个方向目标的扫描，通常体积较大，重量较重，只能装船使用，无法做到便携，无法适配无人机。

有鉴于此，本实用新型实施例提供的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备包括控制器组件及探头，控制器组件安装在无人机机体内，探头与控制器组件电连接；探头包括外壳组件7、声呐换能器5以及驱动组件；外壳组件7具有容置腔，外壳组件7具有安装平面，安装平面的外延向外延伸设有安装凸耳，安装凸耳上具有安装孔；声呐换能器5位于容置腔的底部；驱动组件设置在容置腔内，驱动组件能驱动声呐换能器5发射信号。通过设置安装凸耳，从而实现了将探头安装在无人机上，配合无人机内部设置的控制器组件，控制器组件可以实现控制探头发射信号并回收信号，从而进行扫描分析，由于安装凸耳所在的面为平面，因此在探头安装在无人机外侧的时候，能够更加贴合无人机机体的表面，使得探头安装牢靠稳固，且通过安装凸耳对探头进行固定，操作人员只需在探头的外周，利用螺钉等紧固件即可将探头固定在无人机机体上，便于探头的安装固定，操作简单，从而便于探头的安装、固定和拆卸。

进一步地，由于控制器组件设置在无人机机体内，从而使得无人机的外部只需要安装一个探头就可以实现扫描和探测，减少了无人机外部安装零部件的数量，便于安装操作，也便于对用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备进行维护。

此外，由于控制器组件能够控制探头进行多角度旋转，从而能够实现多角度扫描，能够更加便捷的发现鱼类目标，提高了扫描能力。

以下对用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备的形状和结构进行详细说明：

在其中一些实施例中，请参见图1，安装凸耳的数量为三个，三个安装凸耳均布在外壳组件7的顶面的外周。

由于设置了三个安装凸耳用于与无人机挂件结合固定，三点固定使得探头安装的牢靠，即使其中的某一个安装凸耳损坏，探头也不会从无人机上掉下来，三个安装凸耳提高了探头安装的稳定性。

需要说明的是，安装凸耳的数量可以为四个、五个以及更多，本领域技术人员可以根据实际情况进行数量的选择，当设置更多的安装凸耳时，可以确保当其中某一个或某几个安装凸耳破损时，探头和无人机的连接仍然处于可靠的状态，不会出现探头固定不稳、甚至掉落的情况，确保探头安装稳定。

在其中一些实施例中，外壳组件7的外侧连接有线缆9，线缆9具有防水接头，防水接头用于与无人机连接进行取电和数据传输，防水接头能够保证线缆9与外部构件连接可靠，不会受到外界水分的影响而造成短路等问题的发生。

在其中一些实施例中，驱动组件包括第一驱动电路板3、第二驱动电路板6、俯仰运动电机4以及圆周运动电机2，通过设置俯仰运动电机4以及圆周运动电机2，能够实现声呐环能器的位置及角度的调整，从而实现多角度扫描，避免现有技术只能向底部扫描，无法实现多角度扫描的缺陷，增加扫描的范围；第一驱动电路板3沿水平方向设置在容置腔的中部，第一驱动电路板3位于声呐换能器5的上方；第二驱动电路板6沿竖直方向设置在容置腔内，第二驱动电路板6与第一驱动电路板3相连，且第二驱动电路板6与第一驱动电路板3互相垂直；由此，第一驱动电路板3和第二驱动电路板6互相垂直设置，起到了互相支撑的作用。

俯仰运动电机4安装在第二驱动电路板6上，俯仰运动电机4与第二驱动电路板6电连接。

具体的，在本实施例中，第一驱动电路板3为圆周运动电机驱动PCB板，圆周运动电机驱动PCB板用于为圆周运动电机2进行驱动和供电，第二驱动电路板6为俯仰运动电机驱动PCB板，俯仰运动电机驱动PCB板用于为俯仰运动电机4进行驱动和供电。

声呐换能器5安装在俯仰运动电机4上，由此，声呐换能器5、第一驱动电路板3、第二驱动电路板6形成了一个稳定的支撑结构，从而不需使用其他构架进行安装和支撑，由此降低了探头内的零部件数量，简化了安装工艺和流程，且使得探头结构更加集成，缩小探头的体积，使得探头更加便携，也便于探头安装在空间受限的位置；圆周运动电机2设置在第一驱动电路板3的上方，且与第一驱动电路板3电连接。

在其中一些实施例中，驱动组件还包括基板1，基板1设置在圆周运动电机2的上方，用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备还包括滑环8，滑环8安装在圆周运动电机2中心位置，基板1上设有与滑环8相适配的安装孔，滑环8安装在安装孔内。

在其中一些实施例中，滑环8串接圆周运动驱动电路PCB板和对外接口线缆9，实现了声纳探头的无限制圆周运动，结合俯仰运动电机4，实现声纳探头对水下区域范围内的扫描。

在其中一些实施例中，外壳组件7包括上壳体和下壳体，上壳体与下壳体粘接固定，从而使得上壳体和下壳体连接紧密，避免渗水、漏油等问题的发生。

在其中一些实施例中，各个驱动部件及电机通过基板1与上壳体固定后，上壳体通过胶接与下壳体粘合固定，将组成整体的基板1及各驱动部件。

在其中一些实施例中，下壳体的顶部具有限位台阶，限位台阶的内侧向上延伸有定位部，定位部插设在上壳体的底部，限位台阶与上壳体的底面相抵接，通过设置限位台阶，在安装到位时，上壳体的底面会和下壳体的限位台阶面抵接，由此便于上壳体和下壳体的组装，进一步地，由于设置了定位部，定位部可以在上壳体和下壳体组装的时候起到导向作用，进一步地便于上壳体和下壳体的组装，简化了上壳体和下壳体的安装过程，便于操作人员的操作，同时，由于设置了定位部，增加了上壳体和下壳体的接触面积，使得上壳体和下壳体在胶接后，连接更加可靠，避免上壳体和下壳体连接不可靠、脱离或松动的情况发生，从而避免外部的水分或其他物质进入上壳体和下壳体内部，也能够避免上壳体和下壳体内部的物质从上壳体和下壳体中泄露出来。

在其中一些实施例中，定位部与上壳体相贴合的一面设有凸起、或凹槽、或凸起和凹槽。通过设置凸起和凹槽，从而进一步地增加了上壳体和下壳体的接触面积，从而使得上壳体和下壳体在胶接后，连接更加可靠，避免上壳体和下壳体连接不可靠、脱离或松动的情况发生，从而避免外部的水分或其他物质进入上壳体和下壳体内部，也能够避免上壳体和下壳体内部的物质从上壳体和下壳体中泄露出来。

在其中一些实施例中，安装在无人机内的控制器组件，安装并整合计算模块，惯性传感器，声呐高压驱动模块，采集模块，电源模块。

计算模块负责解算惯性传感器，补偿和控制机械扫描探头的运动，解算采集到的声呐回波信号。

惯性传感器感知设备运动，用于补偿设备运动导致的波束角度变化。

声呐高压驱动模块用于产生定频或变频信号，产生高压信号驱动换能器发声。

采集模块负责放大、采集声呐换能器5获得的微弱回波信号。

电源模块负责设备各个模块的供电。

设备从无人机取电，设备的控制和数据传输方面使用了无人机的数传通道。

声呐数据，由无人机数传模块传至地面站，然后由APP进行解算和展示。

以下对用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备的原理进行详述：

通过设置安装凸耳，从而实现了将探头安装在无人机上，配合无人机内部设置的控制器组件，控制器组件可以实现控制探头发射信号并回收信号，从而进行扫描分析，由于安装凸耳所在的面为平面，因此在探头安装在无人机外侧的时候，能够更加贴合无人机机体的表面，使得探头安装牢靠稳固，且通过安装凸耳对探头进行固定，操作人员只需在探头的外周，利用螺钉等紧固件即可将探头固定在无人机机体上，便于探头的安装固定，操作简单，从而便于探头的安装、固定和拆卸。

进一步地，由于控制器组件设置在无人机机体内，从而使得无人机的外部只需要安装一个探头就可以实现扫描和探测，减少了无人机外部安装零部件的数量，便于安装操作，也便于对用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备进行维护。

此外，由于控制器组件能够控制探头进行多角度旋转，从而能够实现多角度扫描，能够更加便捷的发现鱼类目标，提高了扫描能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，包括控制器组件及探头，所述控制器组件安装在无人机机体内，所述探头与所述控制器组件电连接；

所述探头包括：

外壳组件(7)，所述外壳组件(7)具有容置腔，所述外壳组件(7)具有安装平面，所述安装平面的外延向外延伸设有安装凸耳，所述安装凸耳上具有安装孔；

声呐换能器(5)，所述声呐换能器(5)位于所述容置腔的底部；以及，

驱动组件，所述驱动组件设置在所述容置腔内，所述驱动组件能驱动所述声呐换能器(5)发射信号。

2.根据权利要求1所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述安装凸耳的数量为三个，三个所述安装凸耳均布在所述外壳组件(7)的顶面的外周。

3.根据权利要求1所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述外壳组件(7)的外侧连接有线缆(9)，所述线缆(9)具有防水接头，所述防水接头用于与无人机连接进行取电和数据传输。

4.根据权利要求1所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述驱动组件包括：

第一驱动电路板(3)，所述第一驱动电路板(3)沿水平方向设置在所述容置腔的中部，所述第一驱动电路板(3)位于所述声呐换能器(5)的上方；

第二驱动电路板(6)，所述第二驱动电路板(6)沿竖直方向设置在所述容置腔内，所述第二驱动电路板(6)与所述第一驱动电路板(3)相连，且所述第二驱动电路板(6)与所述第一驱动电路板(3)互相垂直；

俯仰运动电机(4)，所述俯仰运动电机(4)安装在所述第二驱动电路板(6)上，所述俯仰运动电机(4)与所述第二驱动电路板(6)电连接，所述声呐换能器(5)安装在所述俯仰运动电机(4)上；以及，

圆周运动电机(2)，圆周运动电机(2)设置在所述第一驱动电路板(3)的上方，且与所述第一驱动电路板(3)电连接。

5.根据权利要求4所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述驱动组件还包括基板(1)，所述基板(1)位于所述圆周运动电机(2)的上方，

所述用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备还包括滑环(8)，所述滑环(8)安装在所述圆周运动电机(2)中心位置，基板(1)上设有与所述滑环(8)相适配的安装孔，所述滑环(8)安装在所述安装孔内。

6.根据权利要求1所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述外壳组件(7)包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体粘接固定。

7.根据权利要求6所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述下壳体的顶部具有限位台阶，所述限位台阶的内侧向上延伸有定位部，所述定位部插设在所述上壳体的底部，所述限位台阶与所述上壳体的底面相抵接。

8.根据权利要求7所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述定位部与所述上壳体相贴合的一面设有凸起和/或凹槽。

9.根据权利要求6所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体均为一体成型。

10.根据权利要求6所述的用于无人机挂载的机械扫描探鱼声呐设备，其特征在于，所述下壳体远离所述上壳体的一端为弧面。

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