一种水下设备圆盘式冗余设计装置的制作方法

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1.本实用新型属于水下设备技术领域，具体涉及一种水下设备圆盘式冗余设计装置。


背景技术：

2.水下设备在海洋与水资源领域应用广泛，比如水下探照灯，水下传感器，水下摄像头等。水下设备在水下应用时，需要定期维护，才能维持其正常工作性能。同时，水下设备在自然水环境下生物附着严重，严重影响其性能，而水下设备的维护和生物附着清理，需要耗费大量的人力，物力与财力。在水下设备的维护技术方面，研究主要集中在提高水下设备性能，增强稳定性，降低维护频率；降低维护难度，降低维护人员能力需求；降低维护成本等。在防生物附着技术，研究主要集中在改善水下设备的应用材料方向，通过使用防生物附着的材料或者涂料，降低水下设备表面的生物附着。但是，此类技术的局限性在于，对于一些水下设备实现功能需求的特殊材料或者结构，比如传感器的敏感探头，摄像头的镜头玻璃，很难通过防附着材料加工，同时，涂料也很难兼容到这些结构的加工当中，这些因素限制了材料防附着技术的应用范围。另外，防附着材料或者涂料的加工，往往需要较高的成本，而且，此类材料或者涂料的加工与应用可能对环境带来潜在的负面影响。本发明的装置通过水下设备的圆盘式冗余设计，可提高水下设备水下工作寿命，实现水下设备免维护，免生物附着清理。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于寻求一种水下设备圆盘式冗余设计装置，通过携带多个水下设备以及自动更换水下设备，延长水下设备的维护时间以及整体使用寿命。
4.本实用新型涉及的一种水下设备圆盘式冗余设计装置，包括装置本体、转盘，设备固定盘，固定腔，水下设备，旋转电机，传动单元，轴承，旋转轴，密封盖和密封圈；在装置本体中设置固定腔，设备固定盘密封固定在固定腔开口处，在设备固定盘中部开设旋转轴固定孔，环绕旋转轴固定孔等间距均匀设置一个待机位和若干个工作位，工作位上开设水下设备固定孔，水下设备密封安装在水下设备固定孔内，旋转轴密封安装在旋转轴固定孔内，旋转轴外壁下部通过轴承与设备固定盘转动连接，内置于固定腔内的旋转电机通过传动单元与旋转轴底部连接，转盘固定在旋转轴顶部，转盘与设备固定盘之间设有转动间隙，且转盘能够遮挡水下设备工作面，在转盘上开设一工作孔，工作孔与设备固定盘上的水下设备或工作位对应。
5.具体地，旋转轴密封置于旋转轴固定孔内，密封盖外壁紧靠转轴固定孔内壁，密封盖内壁紧靠旋转轴外壁，且在密封盖外壁与转轴固定孔内壁以及密封盖内壁与旋转轴外壁之间放置密封圈实现密封。
6.具体地，水下设备包括水下设备主体、密封圈，水下设备主体外壁紧靠水下设备固定孔内壁，且密封圈放置在水下设备主体与水下设备固定孔连接处实现水密封。
7.具体地，所述水下设备主体包括但不限于水下摄像机、水下传感器、水下照明灯设备。
8.具体地，水下设备、水下设备固定孔和工作孔截面为圆形和多边形。
9.具体地，工作孔截面为圆形时，工作孔半径r满足：r1≤r≤r2，所述r1为水下设备工作区域半径，r2为一个水下设备固定孔圆心到相邻水下设备固定孔的最短距离。
10.具体地，转盘，设备固定盘、旋转轴固定孔，密封盖和旋转轴均为圆形且同心设置。
11.具体地，所述转动间隙为0.1-0.4mm。
12.具体地，传动单元包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，旋转电机输出轴与第一传动齿轮连接，第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合，旋转轴底部固定在第二传动齿轮上。
13.具体地，所述固定腔是在现有水下装置本体上开设的固定腔，或是密封筒和密封底盖连接形成的固定腔。密封底盖固定在密封筒一端形成一端开口的固定腔。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.(1)当水下设备出现性能下降时或达到使用寿命，自动更换新的水下设备，免除传感器定期维护从而保证传感器的精度。
16.(2)转盘不但能够起到更换水下设备的作用，还能阻挡生物对水下设备触水面的生物污染，降低水下设备表面的生物附着。
17.(3)所述圆盘式冗余设计装置可扩展应用于多种水下设备，如水下摄像机、水下照明灯、水下传感器等。
18.(4)更换过程简单，报废水下设备回收带回，不会产生水下垃圾，污染水体。
19.(5)水下设备绕旋转轴圆周排列，随着转盘的转动，工作孔只能与任意一个水下设备固定孔完全对准，保证只有一个水下设备处于工作状态。
20.(6)具有可扩展性。通过调节水下设备安装在设备固定盘的间距以及设备固定盘的直径，满足不同大小与数量的水下设备的需求。
附图说明
21.图1为实施例1中涉及的水下设备圆盘式冗余设计装置主视图。
22.图2为图1的aa剖面图。
23.图3为实施例1中涉及的水下设备结构示意图。
24.图4为实施例1中涉及的水下设备圆盘式冗余设计装置俯视图(有转盘)。
25.图5为实施例1中涉及的水下设备圆盘式冗余设计装置俯视图(无转盘)。
具体实施方式：
26.以下通过实施例并结合附图对本实用新型进行进一步说明。
27.实施例1
28.如图1和2所示，本实施例涉及的一种水下设备圆盘式冗余设计装置，包括装置本体、转盘1，设备固定盘2，固定腔，水下设备5，旋转电机6，传动单元，轴承9，旋转轴10，密封盖11和密封圈12；在装置本体中设置固定腔，设备固定盘2密封固定在固定腔开口处，在设备固定盘2中部开设旋转轴固定孔，环绕旋转轴固定孔等间距均匀设置一个待机位和若干个工作位，待机位处不做处理，工作位上开设水下设备固定孔，水下设备5密封安装在水下
设备固定孔内，旋转轴10密封安装在旋转轴固定孔内，旋转轴10外壁下部通过轴承9与设备固定盘2转动连接，内置于固定腔内的旋转电机6通过传动单元与旋转轴10底部连接，转盘1固定在旋转轴10顶部，转盘1与设备固定盘2之间设有转动间隙，且转盘能够遮挡水下设备5工作面(触水面)，在转盘上开设一工作孔101，工作孔101与设备固定盘2上的工作位对应时，水下设备工作面完全露出，水下设备工作；其他时间，水下设备工作面被转盘遮挡，处于待机状态。
29.旋转轴10密封安装在旋转轴固定孔内具体结构为：旋转轴10密封置于旋转轴固定孔内，密封盖11外壁紧靠转轴固定孔内壁，密封盖11内壁紧靠旋转轴10外壁，且在密封盖11外壁与转轴固定孔内壁以及密封盖11内壁与旋转轴10外壁之间放置密封圈12实现密封。
30.具体地，水下设备5包括水下设备主体501、密封圈，水下设备主体501外壁紧靠水下设备固定孔内壁，且密封圈放置在水下设备主体501与水下设备固定孔连接处实现水密封。为了更好地保证密封效果，密封圈分为前密封圈502和后密封圈503，前密封圈502和后密封圈503从前向后依次放置在水下设备主体501与水下设备固定孔连接处。所述水下设备主体501包括但不限于水下摄像机、水下传感器、水下照明灯设备。水下设备的横截面不限于圆形和多边形，优选为圆柱状。水下设备固定孔和工作孔截面形状与水下设备相对应，水下设备固定孔和工作孔截面也不限于圆形和多边形，优选为圆形。当工作孔101为圆形时，工作孔101半径r满足：r1≤r≤r2，所述r1为水下设备工作区域半径，r2为一个水下设备固定孔圆心到相邻水下设备固定孔的最短距离。优选地，工作孔101半径r等于水下设备工作区域半径r1。
31.具体地，转盘1，设备固定盘2、旋转轴固定孔，密封盖和旋转轴10均为圆形且同心设置。当转盘外圆大于所有水下设备固定孔的外切圆时，转盘能够遮挡水下设备5外表面(触水面)。转盘可选用防生物附着材料，如铜，能够有效减少生物附着。
32.具体地，所述转动间隙为0.1-0.4mm。优选地，转动间隙为0.2mm。水下设备5外表面(触水面)与设备固定盘2外表面(触水面)平齐或低于设备固定盘2外表面(触水面)，保证不干涉转盘1的转动。
33.具体地，传动单元包括第一传动齿轮7和第二传动齿轮8，旋转电机6输出轴与第一传动齿轮7连接，第一传动齿轮7和第二传动齿轮8啮合，旋转轴10底部固定在第二传动齿轮8上。旋转电机6驱动第一传动齿轮7转动，进而依次带动第二传动齿轮8、旋转轴10和转盘1转动。传动单元除了可以选择上面的齿轮传动，还可以采用现有的其他传动方式，如输送带传动。
34.具体地，所述固定腔可以是在现有水下装置本体(如船舶、海上平台)上开设的固定腔，也可以是密封筒3和密封底盖4连接形成的固定腔。密封底盖4固定在密封筒3一端形成一端开口的固定腔。
35.实际设计使用过程中，可以根据所需水下设备的大小与数量，确定水下设备安装在设备固定盘的间距以及设备固定盘的直径。。
36.本实施例涉及的一种水下设备圆盘式冗余设计装置具体使用方法：初始状态，所有水下设备处于待机(不工作)状态，工作孔101对准待机位。当水下设备需要工作时，旋转电机6通过第一传动齿轮7和第二传动齿轮8带动旋转轴10绕设备固定盘2转动，进而带动转盘1相对于设备固定盘2转动(如，顺时针方向)，当转盘1上的工作孔101对准顺时针方向靠
近待机位的第一个水下设备时，旋转停止，第一个水下设备外表面直面水体，开始工作。当工作的水下设备性能下降或者报废，不能继续工作时，旋转电机6继续转动，带动转盘1转动，直到工作孔101对准靠近待机位的第二个水下设备，此时，第二个水下设备直面水体，开始工作，以此类推，直到最后一个水下设备达到使用寿命后，转盘1继续转动使工作孔101重新对准待机位，转盘完成360
°
旋转，装置达到使用寿命。