一种深海潜标结构的制作方法

1.本发明属于属于海洋装备技术领域，具体涉及一种深海潜标结构结构。


背景技术：

2.为探索海洋秘密，就必须对海底的构造进行探测和观察，收集有关数据以便研究，为获取海底工况就要将探测设备布于水下一定深度。现有的布放设备，大多为半自动或需要额外增加动力，布放需要人工参与配合，布放工作繁琐，操作费事费力。考虑到uuv搭载的方式可实现无人布放，减少人力、物力，实现自动化布放，基于此，设计了一种深海潜标结构，符合uuv搭载的零浮力要求，且该结构采用电磁吸和的方式实现上下段分离，简化了布放回收工作。


技术实现要素：

3.本发明针对现有布放设备存在的上述技术问题，本发明提出一种新型的深海潜标结构，其可实现自动布放潜入海底，无需人工参与，方便布放。
4.为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：一种深海潜标结构，包括有密封的第一仓体和第二仓体；电磁吸合组件，设置第一仓体和第二仓体上，在通电时，电磁吸合组件使得第一仓体和第二仓体吸合密封，断电后使得第一仓体和第二仓体分离；声学释放器包括有：释放钩，布置在第一仓体底部；储绳部件，位于第二仓体内且与第二仓体密封连接，储绳部件和释放钩之间连接有缆绳；换能器，布置在第一仓体上，用以接收释放信号；驱动电机，驱动释放钩的打开或闭合；第一控制器，设置在第一仓体内，与换能器和驱动电机通讯连接；隔断部件，设置在第二仓体内，将第二仓体分割为第一容纳腔体和第二容纳腔体；第二控制器，设置在第一腔体内，与换能器通讯连接，能够根据换能器信号控制所述电磁吸合组件的分离；连接件，从第一腔体延伸到第二腔体设置，其两端分别连接有与第一腔体滑动密封连接的第一滑动件和与第二腔体滑动密封连接的第二滑动件；所述第二仓体包括有构成第二腔体的第四端盖，在所述第四端盖上形成有：容纳腔，所述容纳腔具有与其连通的第一注水部和第一出口部；锚装置，设置在所述容纳腔内，包括有：锚爪片，所述锚爪片朝向所述第一出口部；锚杆，与所述锚爪片固定连接；第三滑动件，设置在所述锚杆端部，与所述容纳腔滑动密封连接，所述第三滑动件的横截面积大于所述锚杆的横截面积；
滑动腔，用以容置所述第二滑动件，所述滑动腔与所述第二腔体连通；第二注水部，与所述滑动腔连通。
5.在本技术的一些实施例中，所述电磁吸合组件包括有：电磁铁，设置在第二仓体顶部，所述电磁铁与所述第二控制器通讯连接。
6.磁性吸合盘，设置在第一仓体底部。
7.在本技术的一些实施例中，所述第一仓体两端具有第一开口，所述第一端盖设置在第一仓体顶部第一开口处与第一仓体顶部密封连接，所述换能器设置在所述第一端盖上，所述第二端盖设置在所述第一仓体底部第一开口处且与第一仓体底部密封连接，所述磁性吸合盘固定在第二端盖底部。
8.在本技术的一些实施例中，所述第二仓体两端具体第二开口，在顶部第二开口处设置有和其密封连接的第三端盖，在底部的第二开口处设置有和其密封连接的第四端盖，第三端盖上设有插装孔，所述储绳筒通过所述插装孔插装在第一容纳腔体内且与所述第三端盖密封连接，在所述第三端盖顶壁上设置有电磁铁嵌装孔。
9.在本技术的一些实施例中，连接件通过密封组件和隔断部件密封连接，所述密封组件包括有：密封套管，其套设在所述连接件上；密封垫，锁紧固定在隔断部件上，在密封垫和密封套管之间设置有密封圈。
10.在本技术的一些实施例中，所述密封套管从隔断部件延伸到第三端盖内并与第三端盖密封连接。
11.在本技术的一些实施例中，所述容纳腔包括有：第一容纳腔体，在所述第一容纳腔体内连接有与腔体侧壁连接的连接端盖，所述连接端盖与所述锚杆密封连接；以及与所述与第一容纳腔体上连通的第二容纳腔体，所述第二容纳腔体与所述锚爪片形状适配。
12.在本技术的一些实施例中，所述锚爪片与第二容纳腔体侧壁接触侧面上设置有凸起块。
13.在本技术的一些实施例中，所述第二滑动件的横截面积大于所述第一滑动件的横截面积。
14.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的深海潜标结构，在使用时，能够通过换能器接收遥控信号，并在接收到信号后控制第一仓体和第二仓体分离，以保证第一仓体上的换能器实时接收到信号；同时，在抛射布放时，可在水深达到一定深度时，在水压作用下，从第二注水部进入水流将第二滑动件压入第二腔体，使得第二腔体注入水流自动下沉，同时，在水压作用下，使得锚爪片和锚杆相对容纳腔滑动并从容纳腔中伸出后自动嵌入到海底泥土中进行固定布放作业，整个布放过程无需额外动力以及人工参与操作，布放简单方便。
15.结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
17.图1为本发明实施例中深海潜标结构的内部结构示意图；图2为本发明实施例中深海潜标结构的结构分解图；图3为本发明实施例中深海潜标结构的锚装置和第四端盖配合的结构示意图。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
19.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.本发明提出一种深海潜标结构的实施例，包括有密封的第一仓体100和第二仓体200；在本技术的一些实施例中，第一仓体100和第二仓体200为两段分开设置的仓体。
21.第一仓体100和第二仓体200可以为圆形仓体或其它形状仓体均可。
22.为减少潜航器下放时阻力，将第一仓体100和第二仓体200设置为圆柱形。
23.在第一仓体100和第二仓体200内部均形成有密封封闭的空间。
24.在本技术的一些实施例中，所述第一仓体100两端具有第一开口，所述第一端盖110设置在第一仓体100顶部第一开口处与第一仓体100顶部密封连接，所述换能器设置在所述第一端盖110上，所述第二端盖120设置在所述第一仓体100底部第一开口处且与第一仓体100底部密封连接。
25.在本技术的一些实施例中，所述第二仓体200两端具体第二开口，在顶部第二开口处设置有和其密封连接的第三端盖210，在底部的第二开口处设置有和其密封连接的第四端盖220。
26.电磁吸合组件，设置在第一仓体100和第二仓体200上，在通电时，电磁吸合组件使得第一仓体100和第二仓体200吸合密封，断电后使得第一仓体100和第二仓体200分离；在本技术的一些实施例中，所述电磁吸合组件包括有：电磁铁310，设置在第二仓体200顶部，所述电磁铁310与所述第二控制器720通讯连接。
27.磁性吸合盘320，设置在第一仓体100底部。
28.具体的，所述磁性吸合盘320固定在第二端盖120底部；在所述第三端盖210顶壁上设置有电磁铁310嵌装孔212。电磁铁310嵌装在电磁铁310嵌装孔212内。
29.隔断部件950，设置在第二仓体200内，将第二仓体200分割为第一腔体230和第二腔体240；
为实现对电磁铁310供电，在第二仓体200的第一腔体230内部还设置有电池和第二控制器720，在第三端盖210周圈侧壁上设有与第二控制器720电连接的上电开关，上电开关被触发后会传递信号给第二控制器720，第二控制器720能够控制电池给电磁铁310供电。
30.第二控制器720和换能器430通讯，在换能器430接收到遥控信号时，可传递给第二控制器720，第二控制器720可相应的控制电磁铁310的通电或断电，以对第一仓体100和第二仓体200的离合进行控制。
31.在电磁铁310得电后导通，其能够产生磁力与磁性吸合盘320之间通过磁力吸合固定，以使得第二仓体200和第一仓体100之间吸合固定在一起；在本技术的一些实施例中，为实现在磁性吸合组件吸合在一起时，第一仓体100的第二端盖120能够对第二仓体200密封，在所述第三端盖210上形成有环形凹陷部213。
32.在环形凹陷部213的顶壁上设有电磁铁310，第二端盖120插入到第三端盖210上的环形凹陷部213内并吸合固定。
33.在电磁铁310失去电后，其磁性消失，不会产生磁性吸附力给磁性吸合盘320，此时，第二仓体200和第一仓体100分离。
34.声学释放器包括有：释放钩410，布置在第一仓体100底部；储绳部件420，位于第二仓体200内且与第二仓体200密封连接，储绳部件420和释放钩410之间连接有缆绳；具体的，第三端盖210上设有插装孔211，所述储绳筒通过所述插装孔211插装在第一容纳腔221体内且与所述第三端盖210密封连接。
35.储绳部件420为储绳筒，其顶部具有开口，开口朝向所述释放钩410。
36.在储绳筒底部设置有挂钩，用以勾挂缆绳，缆绳存储在储绳筒内，一端连接在挂钩上，一端连接在释放钩410。
37.驱动电机440，驱动释放钩410的打开或闭合；当电磁铁310断电和磁性吸合盘320分离时，第一仓体100和第二仓体200之间分离，但由于第一仓体100和第二方体之间还连接有缆绳，让能够保证第一仓体100和第二仓体200处于连接状态。
38.驱动电机440和声学释放器可直接选用现有技术中已有结构，在此不做赘述。
39.换能器430，布置在第一仓体100上，用以接收释放信号；第一控制器710，设置在第一仓体100内，与换能器430和驱动电机440通讯连接；在使用时，将整个深海潜标结构放入水中，当换能器430接收到水面遥控释放声信号时，传递信号给第一控制器710，第一控制器710则传递信号给驱动电机440，驱动电机440控制释放勾动作，进行绳缆释放，同时传递给第二控制器720，第二控制器720控制电磁铁310断电，使得第一仓体100和第二仓体200实现脱离，脱离并将两者通过缆绳连接，目的是保证换能器430与海底保持相应的距离，从而消除边际效应，保证信号接收的稳定性；以及确保第二仓体200能够带动第一仓体100向下运动，直至沉入海底。
40.连接件810，从第一腔体230延伸到第二腔体240设置，其两端分别连接有与第一腔体230滑动密封连接的第一滑动件820和与第二腔体240滑动密封连接的第二滑动件830；第一滑动件820为上封堵件，第二滑动件830为下封堵件。
41.所述第二仓体200包括有构成第二容纳腔221体的第四端盖220，在所述第四端盖220上形成有：
容纳腔221，所述容纳腔221具有与其连通的第一注水部222和第一出口部223；在本技术的一些实施例中，第一注水部222为第一注水口，第一出口部223为为第一出口。
42.锚装置，设置在所述容纳腔221内，第三滑动件930，设置在所述锚杆920端部，与所述容纳腔221滑动密封连接，所述第三滑动件930的横截面积大于所述锚杆920的横截面积；滑动腔224，用以容置所述第二滑动件830，所述滑动腔224与所述第二腔体240连通；第二注水部225，与所述滑动腔224连通。
43.在未进行设备布放时，锚装置400为内藏在第四端盖220的容纳腔221内，不会额外的占用外部的空间。
44.具体的，本实施例中锚装置、包括有：锚爪片910，所述锚装片朝向所述第一出口部223；锚爪片910为锚爪板，所述锚爪片910设置为浆板状，以增大抓地面积。
45.锚杆920，与所述锚爪片910固定连接；在本技术的一些实施例中，锚装置还包括有锚爪连接部件，所述锚爪片910设置有2个，分别布置在所述锚爪连接部件的两侧，所述锚杆920旋拧在所述锚爪连接部件内并通过螺母与所述锚爪连接部件锁紧固定。
46.锚爪连接部件为锚爪连接柱。
47.第三滑动件930，为锚爪活塞，其设置在所述锚杆920端部，与所述容纳腔221滑动密封连接，其朝向所述第一注水部222。
48.在本技术的一些实施例中，所述容纳腔221包括有：第一容纳腔体，在所述第一容纳腔体内连接有与腔体侧壁连接的连接端盖940，所述连接端盖940与所述锚杆920密封连接；所述连接端盖940套设在锚杆920的一端，与锚杆920通过密封圈密封，所述连接端盖940内嵌于第一容纳腔体内，通过螺纹连接固定在第一容纳腔体壁上，通过密封圈实现与第一容纳腔体壁的密封，从而实现锚杆920在容纳腔221的限位。
49.第一容纳腔体为长圆形腔体，第一注水部222设置在第一容纳腔体端部并与其连通，第三滑动件930朝向第一注水部222，这样可确保水流从第一注水部222流入到第一容纳腔体中时能够推动第三滑动件930沿着第一容纳腔体滑动。
50.第二容纳腔体与所述与第一容纳腔体连通，所述第二容纳腔体与所述锚爪片910形状适配。
51.第二容纳腔体的外径大于第一容纳腔体外径，在处于收纳状态时，锚杆920和第三滑动件930装配在第一容纳腔体内部，而锚爪片910则装配在第二容纳腔体内，以实现整个锚装置的隐藏收纳。
52.锚装置在使用时，水流通过第一注水部222进入到第一容纳腔221体内，在水深达到一定的深度时，第三滑动件930在水压作用下移动，带动和其连接的锚杆920、锚爪片910向第一出口部223方向移动，最终使得锚爪片910从第二容纳腔体中脱出。
53.本实施例中设置时，将所述第三滑动件930的横截面积设置为大于所述锚杆920的
横截面积，这样可在锚杆920的两端形成有面积差，在水流从第一注水部222流入后会作用水压到第三滑动件930上，外部水流通过第一出口部223流入到第二容纳腔体中会作用力给锚杆920的端面，由于锚杆920横截面小于第三滑动件930横截面，因此，能够确保第三滑动件930能够在压差作用力下推动锚杆920以及和锚杆920连接固定的锚爪片910运动，从第一出口部223中脱离出来，实现锚爪的自动伸出，在锚爪伸出后会插入到海底泥土中。
54.滑动腔224，所述滑动腔224与所述第二腔体240的内部空间连通；滑动腔224为垂直第二腔体240的底壁设置。
55.第二滑动件830，与所述连接件810固定连接，其设置在所述滑动腔224内且与所述滑动腔224滑动密封连接；第二注水部225，与所述滑动腔224连通。
56.第二注水部225为第二注水口，其与滑动腔224同轴设置。
57.第二滑动件830为滑动活塞状，其与滑动腔224的内壁之间通过密封圈密封连接。
58.在整个锚装置投入到水下后，水流会通过第二注水口进入，然后施加水压给位于滑动腔224中的第二滑动件830，在锚装置下沉到一定深度后，水压会推动第二滑动件830向第二腔体240内部移动，最终使得第二滑动件830被推入到第二腔体240内，第二注水口、滑动腔224和第二腔体240连通，水流通过第二注水部225流入到第二腔体240中。第二腔体240中进入水流后，由正浮力变为负浮力，开始做下沉运动，此时，锚爪片910也从第二容纳腔221体中脱出，嵌入海泥中，从而保证水下设备稳固作业。
59.在本技术的一些实施例中，所述第二滑动件830的横截面积大于所述第一滑动件820的横截面积。
60.由于第二滑动件830和第一滑动件820横截面积不同，存在面积差，可确保在水中收到水压时能够在两者之间形成压力差，当差值超过第一滑动件820和第二滑动件830对应的密封摩擦力之和后，则会使得第二滑动件830能够相对滑动腔224滑动，脱离滑动腔224，不再对滑动腔224密封，水流注入第二腔体240内。
61.在本技术的一些实施例中，连接件810通过密封组件和隔断部件950密封连接，所述密封组件包括有：密封套管840，其套设在所述连接件810上；密封垫850，锁紧固定在隔断部件950上，在密封垫850和密封套管840之间设置有密封圈。
62.所述密封套管840从隔断部件950延伸到第三端盖210内并与第三端盖210密封连接。
63.在第三端盖210内设有安装孔，第一滑动件820插装在密封套管840内并部分从其内部伸出后与安装孔密封，密封套管840插装在安装孔内以实现和安装孔之间的密封。
64.通过密封套管840和安装孔之间密封，以及第一滑动件820和安装孔密封方式可保证对第一腔体230内部的密封。
65.在本技术的一些实施例中，所述锚爪片910与第二容纳腔体侧壁接触侧面上设置有凸起块。
66.具体的，在锚爪片910的两侧均设置凸起的凸起块，这样可减小锚爪片910与容纳腔221的接触面积，从而减少锚爪片910与容纳腔221的摩擦力，提高锚爪片910的伸出效率。
67.本发明中的深海潜标结构，在设置时，将第一仓体100和第二仓体200采用上下布置方式，并将锚装置的第三滑动件930、锚爪片910以及锚杆920等部件全部隐藏在第二仓体200的第四端盖220内，使得整体锚装置结构节凑、占用空间小，方便进行运输且结构简单；在需要抛射时，只需要接收到外部遥控信号后，控制电磁吸合组件动作，并控制驱动电机440带动释放钩410动作即可进行第一仓体100和第二方体脱开，在达到一定的水深深度后，在水压作用下，第二滑动件830能够自动带动连接件810以及第一滑动件820相对第二仓体200滑动，且第二滑动件830能够自动滑入到第二腔体240中，使得第二腔体240中注入水，使得锚装置自动下沉进行布放；同时，锚爪片910打开只需要水深达到一定深度，水压即可作用力到第三滑动件930推动其沿容纳腔221滑动，推动锚杆920以及和锚杆920连接的锚爪片910移动，使得锚爪片910从第一出口部223向外脱出，通过水压实现了锚爪片910的自动释放，无需额外动力，无需人工参与控制，方便了抛射以及布放工作的进行。
68.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。