CN219143087U - 用于水下避障的超声波传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于水下避障的超声波传感器，主体外壳(8)呈筒状，电路主板(3)和超声波换能器(7)安装在主体外壳(8)的内空腔，超声波换能器(7)电连接至电路主板(3)，后盖(1)安装在主体外壳(8)的尾端，后盖(1)覆盖主体外壳(8)的尾部开口；主体外壳(8)的外壁中部设置凸台(81)，主体外壳(8)由凸台(81)内端面至尾端的外壁上设置螺纹(84)，设有与该螺纹(84)配合的螺母(2)旋接在主体外壳(8)上；凸台(81)的外端面上设置密封圈槽，第一密封圈(6)安装在密封圈槽处；在凸台(81)的内端面上设有第二密封圈(4)或/和密封垫片(5)。本实用新型满足了水下机器人不同方向下不同量程和角度的需求。

Description

用于水下避障的超声波传感器

技术领域

本实用新型涉及超声波水下测距领域，特别涉及机器人感知用的用于水下避障的超声波传感器。

背景技术

现有的非接触式测量方式有红外测距，雷达测距，激光测距，超声波测距等。红外测距对环境光和被测物颜色要求高，雷达测距成本高，激光测距对工作环境要求高，而且激光发射角度小，由于水中环境复杂混浊程度不同并且水对激光有极强的吸收、折射及散射效应，使其难以获取可靠的障碍物距离和方向。

现有的超声波传感器，为了实现大量程测量使用大功率电路和低频率的超声波换能器导致产品整体外形很大、测量盲区大，产品无法适配小机器人应用和近距离避障应用；而且安装适配性要求高，需要有一定超声波经验人员才能胜任，推广普及有一定难度；而且整机结构过于复杂，不利于安装和后期维护。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水下避障的超声波传感器，能更好的解决测距角度小和结构体积大等问题。

本实用新型的目的可以这样实现，设计一种用于水下避障的超声波传感器，包括主体外壳、电路主板、超声波换能器、后盖，主体外壳呈筒状，电路主板和超声波换能器安装在主体外壳的内空腔，超声波换能器电连接至电路主板，后盖安装在主体外壳的尾端，后盖覆盖主体外壳的尾部开口；主体外壳的外壁中部设置凸台，主体外壳由凸台内端面至尾端的外壁上设置螺纹，设有与该螺纹配合的螺母旋接在主体外壳上；凸台的外端面上设置密封圈槽，第一密封圈安装在密封圈槽处；在凸台的内端面上设有第二密封圈或/和密封垫片。

进一步地，后盖上设置导线引出孔和填灌孔。

进一步地，内壁上至少设置两个固定卡槽，后盖插入端的对应位置处设置卡环；后盖装配在主体外壳的尾端时，卡环卡入固定卡槽。

进一步地，主体外壳的尾端设置定位凸起，后盖上设置定位缺口，后盖装配在主体外壳的尾端时，定位凸起卡入定位缺口中。

进一步地，定位凸起卡入定位缺口中，定位凸起的端面与后盖的端面平齐。

进一步地，主体外壳的空腔内填灌灌封胶。

进一步地，凸台的外缘面设置有凸台齿沟。

进一步地，螺母的外缘面设置有螺母齿沟。

进一步地，电路主板由两块电路板和连接器组成，两块电路板由连接器连接成一体。

进一步地，超声波换能器的频率为1Mhz或2Mhz。

本实用新型有4个等级的角度可调节，解决了很多机器人对避障传感器要求探测角度灵敏的需求，以及小机器人应用的场景。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的剖面示意图；

图3是本实用新型较佳实施例的分解示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

如图1、图2、图3所示，一种用于水下避障的超声波传感器，包括主体外壳8、电路主板3、超声波换能器7、后盖1，主体外壳8呈筒状，电路主板3和超声波换能器7安装在主体外壳8的内空腔，超声波换能器7电连接至电路主板3，后盖1安装在主体外壳8的尾端，后盖1覆盖主体外壳8的尾部开口；主体外壳8的外壁中部设置凸台81，主体外壳8由凸台81内端面至尾端的外壁上设置螺纹84，设有与该螺纹84配合的螺母2旋接在主体外壳8上，用于主体结构与用户壳体之间的安装固定；凸台81的外端面上设置密封圈槽，第一密封圈6安装在密封圈槽处；在凸台81的内端面上设有第二密封圈4或/和密封垫片5，用于主体结构与用户结构连接处的防水。

如图1、图3所示，后盖1上设置导线引出孔11和填灌孔14。导线引出孔11用于导线的穿入，填灌孔14用于向主体外壳8的内腔填灌灌封胶9。

如图2、图3所示，内壁上至少设置两个固定卡槽82，后盖1插入端的对应位置处设置卡环12；后盖1装配在主体外壳8的尾端时，卡环12卡入固定卡槽82。该结构使得后盖1卡固在主体外壳8尾端更为紧固。

如图2、图3所示，主体外壳8的尾端设置定位凸起83，后盖1上设置定位缺口13，后盖1装配在主体外壳8的尾端时，定位凸起83卡入定位缺口13中。使得卡环12精确地卡入固定卡槽82内。如图1、图3所示，定位凸起83卡入定位缺口13中，定位凸起83的端面与后盖1的端面平齐。整体性更好。

如图2所示，主体外壳8的空腔内填灌灌封胶9，灌封胶9通过填灌孔14灌封于外壳腔体与电路主板中，用于密封超声波换能器7与电路主板3。

如图1、图3所示，凸台81的外缘面设置有凸台齿沟85。螺母2的外缘面设置有螺母齿沟21。外缘面上设置齿沟或者滚花便于握住，旋紧时不会打滑。

如图2、图3所示，电路主板3由两块电路板和连接器31组成，两块电路板由连接器31连接成一体。电路主板3包括了防静电电路、温度检测电路、升压激励脉冲电路、信号放大电路、信号整形电路、处理器。防静电电路保护了处理器，防止了静电灌入处理器；温度检测电路完成了外界温度的采集；升压激励电路完成超声波探头的驱动，发射出超声波；信号放大电路接收超声波回波，实现信号放大功能；信号整形电路完成回波模拟信号整形为数据信号，提供给处理器；处理器完成指令发出、信号采集、信号处理、信号输出；处理器对各电路返回的信号进行处理，实现稳定的水下测距。

超声波换能器7的频率为1Mhz或2Mhz。超声波换能器7选用两种规格的测量角度均可设置且外观尺寸完全一样，满足水下机器人不同方向下不同量程和角度的需求。

本实用新型使用非接触测距技术，封闭式设计与一体化结构，整机防尘防水设计，10米水深下正常工作，防水效果可达到IP68级；测量角度大，5～16度多个等级可调，满足多种场景；盲区小，2Mhz超声波换能器实测盲区≦2cm、量程≦300cm、角度5°～10°，1Mhz超声波换能器实测盲区≦5cm、量程≦600cm、角度8°～16°；两种规格的测量角度满足水下机器人不同方向下不同量程和角度的需求。结构更加地简单小巧，结构主体区域直径≦19mm，整机最大长度≦34mm。安装时只需放入建议开孔的壳体内扭紧螺母，连接好设备正常输出数据后代表安装完成；后期维护只需扭开螺母即可拆除传感器，操作简单，降低安装维护的学习成本；结构有防水设计，配合防水垫片和防水圈即可实现用户结构开孔处与传感器连接处防水。

Claims (10)

1.一种用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：包括主体外壳(8)、电路主板(3)、超声波换能器(7)、后盖(1)，主体外壳(8)呈筒状，电路主板(3)和超声波换能器(7)安装在主体外壳(8)的内空腔，超声波换能器(7)电连接至电路主板(3)，后盖(1)安装在主体外壳(8)的尾端，后盖(1)覆盖主体外壳(8)的尾部开口；主体外壳(8)的外壁中部设置凸台(81)，主体外壳(8)由凸台(81)内端面至尾端的外壁上设置螺纹(84)，设有与该螺纹(84)配合的螺母(2)旋接在主体外壳(8)上；凸台(81)的外端面上设置密封圈槽，第一密封圈(6)安装在密封圈槽处；在凸台(81)的内端面上设有第二密封圈(4)或/和密封垫片(5)。

2.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：后盖(1)上设置导线引出孔(11)和填灌孔(14)。

3.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：内壁上至少设置两个固定卡槽(82)，后盖(1)插入端的对应位置处设置卡环(12)；后盖(1)装配在主体外壳(8)的尾端时，卡环(12)卡入固定卡槽(82)。

4.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：主体外壳(8)的尾端设置定位凸起(83)，后盖(1)上设置定位缺口(13)，后盖(1)装配在主体外壳(8)的尾端时，定位凸起(83)卡入定位缺口(13)中。

5.根据权利要求4所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：定位凸起(83)卡入定位缺口(13)中，定位凸起(83)的端面与后盖(1)的端面平齐。

6.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：主体外壳(8)的空腔内填灌灌封胶(9)。

7.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：凸台(81)的外缘面设置有凸台齿沟(85)。

8.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：螺母(2)的外缘面设置有螺母齿沟(21)。

9.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：电路主板(3)由两块电路板和连接器(31)组成，两块电路板由连接器(31)连接成一体。

10.根据权利要求1所述的用于水下避障的超声波传感器，其特征在于：超声波换能器(7)的频率为1Mhz或2Mhz。

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