一种用于自主式水下潜航器应急搜救的信标的制作方法

1.本实用新型涉及自主式水下潜航器装备领域，特别是涉及用于自主式水下潜航器经纬度定位和应急搜救的信标，适用于在浅水域复杂环境下实验和工作的自主式水下潜航器。


背景技术：

2.自主式水下潜航器的安全性和可靠性关系着水下工作的效率，也与国民经济财产息息相关，自主式水下潜航器在工作过程中难免遇到一些意外紧急情况，为实现对潜航器的安全性保障，在潜航器执行水下任务未按预定时间上浮时，可通过信标的经纬度坐标进行紧急搜救，如申请号为201720630513.x的发明专利公开一种水下无人航行器应急缆释放装置，其采用透水舱内安装的方式，存在结构复杂、占用空间大、通用性不强的缺陷，对于潜水域，其成本较高，不利于实际应用。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有应急装置存在的缺陷，设计了一种结构简单、定位准确、通用性强、适用于浅水域的自主式水下潜航器应急搜救的信标。
4.为了实现上述目标，本实用新型所采用的技术方案包括：一种用于自主式水下潜航器应急搜救的信标，包括导流壳、磁吸座、电磁铁、弹簧、鱼线、储物舱和电控舱；
5.所述导流壳的底部设置有底座，以固定在水下潜航器上；所述导流壳包括半球面壳体以及圆柱形壳体，半球面壳体与圆柱形壳体之间设置有中空隔板，磁吸座固定设置在中空隔板上；
6.所述储物舱位于导流壳的圆柱形壳体内，储物舱的前端设有弹簧环形内腔和电磁铁环形内腔，弹簧套设在电磁铁上，并对应的设置在弹簧环形内腔和电磁铁环形内腔中，电磁铁的一端与电磁铁环形内腔的端面接触，另一端与磁吸座接触，且安装弹簧后，弹簧处于压缩状态；储物舱的外侧壁上还设置有绕线槽，所述鱼线缠绕在绕线槽上，储物舱的另一端与电控舱固定连接。
7.进一步的，所述电磁铁环形内腔的内侧壁上还设置有电磁铁密封槽，通过电磁铁密封槽实现电磁铁的密封。
8.进一步的，所述储物舱的外侧壁设置有用以放置o型圈的沟槽；储物舱的尾端设置有外螺纹，与电控舱的内螺纹螺旋连接。
9.进一步的，所述储物舱的舱体中段内部设有一带孔隔板，带孔隔板的中心设有一通孔，用于穿过螺栓固定电磁铁。
10.进一步的，所述底座通过卡箍固定在导流壳的底部。
11.进一步的，所述半球面壳体采用镂空设计，圆柱形壳体的侧壁上设置有若干组透水孔，且在圆柱形壳体上设置有卡槽，所述卡槽用于放置卡箍实现与底座的固定连接。
12.进一步的，所述导流壳、储物舱和电控舱的舱体采用pom材质，所述磁吸座采用不
锈钢材质。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
14.本方案提出的信标包括导流壳、储物舱、电控舱、底座等部件，装配完成后呈细圆柱状，通过电磁触发的方式消磁弹射信标，在浮力的作用下信标浮出水面，通过鱼线与固定在潜航器舱体上的导流壳相连，电控舱中的gps发送位置信息，在手机或电脑终端上查看信标所处的经纬度位置，进而确定水下潜航器的位置；
15.其采用卡箍外挂式安装，可以灵活地与不同直径的舱体配合，能够在预定时刻完成弹射与潜航器本体分离，浮出水面发射经纬度坐标信息，并且该信标零部件互换性强，拆装维护方便，提升了潜航器的安全性能，解决了潜航器的非正常上浮和搜救问题。
附图说明
16.图1为本实用新型所述信标的透视结构示意图；
17.图2为本实用新型所述信标的剖视结构示意图；
18.图3为本实用新型所述信标的导流壳剖面结构示意图；
19.图4为本实用新型所述信标的储物舱剖面结构示意图；
20.图5为本实用新型所述信标的电控舱剖面结构示意图；
21.图6为本实用新型所述信标的底座外形示意图；
22.图7为本实用新型所述信标搭载于自主式水下潜航器安装示意图；
23.图8为本实用新型所述信标弹射后浮于水面状态示意图；
24.其中：1、导流壳；2、磁吸座；3、电磁铁；4、弹簧；5、鱼线；6、储物舱；7、12v电池；8、蜂鸣器；9、电路板；10、电控舱；11、gps模块；12、磁开关；13、5v电池；14、底座；15、弹簧环形内腔；16、电磁铁密封槽；17、电磁铁环形内腔；18、拱形穿线孔；19、外螺纹；20、带孔隔板；21、绕线槽；22、密封槽；23、内螺纹；24、圆柱薄壁舱体；25、半球形后端；26、法兰环；27、穿线孔；28、半球面壳体；29、中空隔板；30、圆柱形壳体； 31、透水孔；32、卡槽。
具体实施方式
25.为了能够更加清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例。
26.一种用于自主式水下潜航器应急搜救的信标，如图1和图2所示，包括导流壳1、磁吸座2、电磁铁3、弹簧4、鱼线5、储物舱6、12v电池7、蜂鸣器8、电路板9、电控舱10、 gps模块11、磁开关12、5v电池13和底座14，所述底座14通过卡箍套固定在导流壳1的底部，如图3所示，所述导流壳1包括半球面壳体28以及圆柱形壳体30，半球面壳体28与圆柱形壳体30之间设置有中空隔板29，磁吸座2固定设置在中空隔板29上，所述半球面壳体28采用镂空设计，圆柱形壳体30的侧壁上设置有若干组透水孔31，且在圆柱形壳体30 上设置有卡槽32，所述卡槽32处用以设置卡箍套实现与底座14的固定连接，底座14的结构如图6所示。
27.如图2和图4所示，所述储物舱6位于导流壳1的圆柱形壳体内，储物舱6的前端设有弹簧环形内腔15和电磁铁环形内腔17，弹簧4套设在电磁铁3上，并相应的设置在弹簧环形
内腔15和电磁铁环形内腔17中，并通过电磁铁密封槽16实现电磁铁3的密封，电磁铁3 的一端与电磁铁环形内腔17的端面接触，另一端与磁吸座2接触，且安装弹簧4后，弹簧4 处于压缩状态，储物舱6的外侧壁上还设置有绕线槽21，鱼线5的一端捆绑在电控舱10的穿线孔27上，然后缠绕在储物舱6外壁的绕线槽21上，另一端绑在导流壳1上。鱼线起连接的作用，信标浮出水面后通过定位信标的位置，然后顺着鱼线找到水下航行器；在储物舱 6的外侧壁设置有用以放置o型圈的沟槽22；储物舱6的尾端设置有外螺纹19，与电控舱 10的内螺纹23螺旋连接。
28.本实施例中，机械零部件采用回转体结构自主设计，舱体材料选用pom，磁吸座2材料选用430不锈钢，电控设备、o型圈及标准连接件均为外购，具体的：
29.导流壳1总体外形为圆柱形，总长度为120mm，头部为采用镂空设计的半球，半球面上圆周均布8个直径为8.5mm的通孔，用于内六角扳手穿过，便于安装固定磁吸座2的螺栓；在导流壳1的半球面壳体28与圆柱形壳体30的结合处设置厚度为4mm的中空隔板29，用于放置磁吸座2，中空隔板29的圆周均布8个直径为4.5mm的通孔用于螺栓穿过；圆柱形壳体30的外径为43mm，壁厚1.5mm；导流壳1上均布有8组直径为1.2mm的透水孔31；卡槽32的宽度为6mm、深度为0.4mm，用于导流壳和底座的固定。
30.储物舱6是一段带有多特征内腔的圆柱型舱体，总长度为76mm，电磁铁3和弹簧4通过内嵌方式装入储物舱，鱼线5缠绕在储物舱6的外壁上，放置o型圈的沟槽也设计在储物舱上。储物舱6最大外径在用于旋合的外螺纹19处，放置电磁铁3的电磁铁环形内腔17的直径为25mm、深度为28mm，电磁铁环形内腔17开口处设计倒角以方便电磁铁安装，与电磁铁配合的电磁铁密封槽16的大径为27.6mm、小径为25mm、槽宽为2.4mm，电磁铁密封槽 16内过度处设计r0.2圆角；放置弹簧4的弹簧环形内腔15的直径为32mm，深度为14mm；储物舱6舱体中段内部有一厚度为3mm的带孔隔板20，带孔隔板20的中心设有一直径为4.5mm的通孔，用于穿过螺栓固定电磁铁，带孔隔板20的边缘设有一拱形穿线孔18，用于电磁铁电线从舱外穿入舱内；储物舱用于旋合安装的外螺纹19的型号为m39
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2，外螺纹19 长度为14mm，外螺纹旋合端用于与电控舱10配合的密封槽22的大径为35mm、小径为 32.4mm、槽宽为2.4mm，密封槽内过度处设计r0.2圆角，旋合端口设计c1倒角以方便和电控舱安装；绕线槽21设置在储物舱6外壁中部靠前位置，其宽度为11.4mm、深度为1.5mm 的，鱼线5紧密缠绕在绕线槽21内。
31.上述用于自主式水下潜航器应急搜救的信标，如图5所示，电控舱10整体为圆柱薄壁舱体24，后端为半球形25，gps模块、电路板、蜂鸣器、磁开关、12v电池(为电磁铁供电)、 5v电池(为电路板供电)按照先后顺序依次安放在电控舱中，gps模块处于半形舱体一端，便于浮出水面后发送位置信息，其余电子配件按照电控舱空间调整安放。电控舱10的总长度为188mm，舱体最大外径为40mm、壁厚为1.8mm，筒口设计型号为m39
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2的内螺纹23，与储物舱6外螺纹19配合，内螺纹23长度为18mm；在距端口25.8mm处舱内有一道内径为 32mm、厚度为2.5mm的法兰环26，在储物舱6通过螺纹旋入时顶住储物舱旋入端面；电控舱10的舱体端口圆柱面上周向均布8组穿线孔27，2个相邻的直径为1.2mm的孔构成一组穿线孔。
32.上述用于自主式水下潜航器应急搜救的信标，如图6所示，支撑信标的底座14的上下左右四个侧面均为弧面，上弧面直径为43mm，与导流壳1外圆柱面贴合；下弧面直径根据潜航器舱体的最大外径确定，一般设计与潜航器最大舱体外径保持一致，便于底座14与舱体贴合安装；左右两侧弧面直径为28mm，设计为弧面一是减小了迎流面积，二是节约材料和
保持美观，左右两侧弧面上设计长为24mm、宽为4mm的矩形通孔，用于扎带穿过固定底座于潜航器舱体上；底座的轴向长度为30mm，前后两端面为平面。
33.如图7和图8所示，为信标的安装及释放过程示意图，装配完成后信标整体呈细圆柱状，电磁铁断电情况下具有磁性，与磁吸座吸合固定连接，此时弹簧处于压缩状态，12v电池不给电磁铁供电；当要释放信标时，对电磁铁通电消磁，电磁铁与磁吸座之间的吸附作用消除，在弹簧的弹力作用下，信标(储物舱和电控舱部分)被弹出，上浮至海面；磁开关起到复位的作用，装配完成后在舱外用磁铁靠近舱内的磁开关，当听到蜂鸣器发出的“滴”声后证明磁开关已起作用，电路板会中断当前计时并且重新计时(此技术为比较成熟的现有技术，在此不做重点赘述)；本方案通过电磁触发的方式消磁弹射信标，在浮力的作用下信标浮出水面，通过鱼线与导流壳相连，电控舱中的gps发送位置信息，在手机或电脑终端上查看信标所处的经纬度位置，进而确定水下潜航器的位置。
34.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。