一种深海水压驱动式自收放信号舱的制作方法

本发明涉及水下运载领域，具体涉及一种深海水压驱动式自收放信号舱。

背景技术：

水下运载器在多方研究下，已经得到了快速的发展，无需与母船连接的自主型水下运载器也取得了广泛关注。自主型水下运载器，其无需与母船进行物理上的连接、航行范围更加广阔的自身优势，有益于水下勘探等作业。但是，由于在水下无法接收到无线电信号以及地理位置信息，自主型水下运载器即使本身带有惯性导航模块，可以进行推算导航，为确保航行精度，仍需要在一段时间内浮出水面。获取地理位置信息以及与母船通信，完成数据上传以及减少推算导航随时间推移而产生的偏差。

申请号CN201610269925.5，名称为全海深海洋装备的定位与通信装置，提供了一种透明球舱通信装置：透明球舱的上半部分为通信设备，下半部分为电池，可以安装在水下运载器的上部。当水下运载器浮到水面的时候，内部的光敏元件感知到光源，启动通信设备完成通信。

然而这种通信装置在水下不能收入水下运载器中，改变了水下运载器外壳的形状，水下运载器在水下的航行阻力增加；同时，水下运载器在水下作业时，由于水下环境复杂，玻璃球舱外部若无保护提供一定缓冲作用，极易造成内部电子器件受损，使其无法与母船通信，甚至有丢失风险。

因而需要一种可以在水下运载器浮上水面时，不影响正常通信，而在深海航行时可收入水下运载器内部，不影响水下航行阻力的信号舱；同时，由于水下运载器自身携带能源较少，要求该设备消耗能源较少或不消耗能源。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种深海水压驱动式自收放信号舱。

一种深海水压驱动式自收放信号舱包括通信球舱1和自收放机构14，其特征在于，所述通信球舱安装在2个自收放机构14对称安装所形成的槽内。

所述通信球舱1包括蓄电池10、通信模块11、频闪灯12和控制单片机13；其中蓄电池10安装在通信球舱的下半球底部，通信模块11、频闪灯12和控制单片机13并列安装在通信球舱的上半球安装平面。

所述自收放机构14包括横向控位片2、收放套杆3、弹簧4、气囊5、转动连杆6、弹簧卷轴7、整流膜8、缓冲柱9、连杆15和基座16；所述收放套杆3大端安装在基座16上，且套有弹簧4；在收放套杆3的小端安装有横向控位片2；转动连杆6一端转动副固定在气囊5橡皮膜的边缘，其余部分嵌入横向控位片2的凹槽中；在转动连杆6末端与缓冲柱9间通过连杆15形成两个转动副连接，缓冲柱9与整流膜8通过转动副相连，整流膜通过弹簧卷轴7与基座16转动副相连。

所述收放套杆3为多层可升缩套杆，其最外层套杆长度大于安装的气囊高度。

所述横向控位片2中心挖有圆孔，其圆孔半径大于通信球舱半径；在横向控位片沿转动连杆方向中心线开有两个凹槽，其槽宽大于转动连杆6厚度。

所述转动连杆6为三角形，其短边两侧的角分别与基座转动副与气囊5橡皮膜相连。长边夹角通过连杆与缓冲柱9相连。

本发明的和现有技术相比，优点在于：

1.不影响水下运载器的正常使用，在水下运载器浮于水面时，通信球舱露出，而在水下运载器潜入到深海进行深水作业任务时，通信球舱收起到水下运载器外壳内，不增加航行阻力；

2.本发明无需消耗能源，水下运载器上浮至水面，调整航行精度过程中，信号舱释放回收无能源消耗，节约了水下运载器的能源，保证续航性；

3.对于信号舱有一定缓冲保护作用。玻璃球舱外部若无保护，在水下作业极易造成损伤，造成内部电子器件受损，无法与母船通信，甚至有丢失风险。

附图说明

图1是本发明浮于水面状态的结构剖视图；

图2是本发明潜入深水状态的结构剖视图；

图3是本发明的顶部俯视图；

图4时本发明转动连杆转动过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方案做进一步说明。

图1、图2和图3中可收放式信号舱固定在水下运载器的顶部。

本发明提供了一种深海水压驱动式自收放信号舱，信号舱包括通信球舱1和自收放机构14。所述通信球舱1包括蓄电池10、通信模块11、频闪灯12和控制单片机13；所述的自收放机构14包括横向控位片2、收放套杆3、弹簧4、气囊5、转动连杆6、弹簧卷轴7、整流膜8、缓冲柱9、连杆15和基座16。深海水压驱动式自收放信号舱布置于水下运载器顶部，当水下运载器逐渐上浮于水面时，所述气囊5的橡皮膜可以克服弹簧4一定的弹力，托住通信球舱1，使通信球舱1的上半部分暴露于水下运载器外壳之外，便于完成通信任务，以及在母船回收过程中利用其中的频闪灯12显示其位置，便于回收；随水下运载器下潜深度不断增加，水下压力不断增大，在增大的水压作用下，加上弹簧4的弹力作用，通信球舱1挤压气囊5的橡皮膜，橡皮膜发生弹性形变，在弹力及重力作用下通信球舱1收入水下运载器的外壳之内；同时，所述的整流膜8被从弹簧卷轴4中拉出，使水下运载器表面平整，不影响运载器的水下航行阻力。本发明利用浅水与深海水下压力的区别，完成通信球舱的自主释放与回收，而无需消耗能源，适用于例如自主式水下运载器等对能源消耗有要求的水下载具。

一种深海水压驱动式自收放信号舱包括通信球舱1和自收放机构14，其特征在于，所述通信球舱1安装在2个自收放机构14对称安装所形成的槽内。

所述通信球舱1包括蓄电池10、通信模块11、频闪灯12和控制单片机13；其中蓄电池10安装在通信球舱1的下半球底部，通信模块11、频闪灯12和控制单片机13并列安装在通信球舱1的上半球安装平面。

所述自收放机构14包括横向控位片2、收放套杆3、弹簧4、气囊5、转动连杆6、弹簧卷轴7、整流膜8、缓冲柱9、连杆15和基座16；所述收放套杆3大端安装在基座16上，且套有弹簧4；在收放套杆3的小端安装有横向控位片2；转动连杆6一端转动副固定在气囊5橡皮膜的边缘，其余部分嵌入横向控位片2的凹槽中；在转动连杆6末端与缓冲柱9间通过连杆15形成两个转动副连接，缓冲柱9与整流膜8通过转动副相连，整流膜通过弹簧卷轴7与基座16转动副相连。

所述收放套杆3为多层可升缩套杆，其最外层套杆长度大于安装的气囊高度。

所述横向控位片2中心挖有圆孔，其圆孔半径大于通信球舱半径；在横向控位片沿转动连杆方向中心线开有两个凹槽，其槽宽大于转动连杆6厚度。

所述转动连杆6为三角形，其短边两侧的角分别与基座转动副与气囊5橡皮膜相连。长边夹角通过连杆与缓冲柱9相连。

一种深海水压驱动式自收放信号舱，所述信号舱包括通信球舱1和自收放机构14。所述通信球舱1包括蓄电池10、通信模块11、频闪灯12和控制单片机13；所述的自收放机构14包括横向控位片2、收放套杆3、弹簧4、气囊5、转动连杆6、弹簧卷轴7、整流膜8、缓冲柱9、连杆15和基座16。其特征在于：信号舱布置于水下运载器顶部，当水下运载器逐渐上浮于水面时，气囊5的橡皮膜提供的弹力足以托住通信球舱1，使通信球舱1的上半部分暴露于水下运载器外壳之外，进行通信以及利用频闪灯12显示位置；当水下运载器下潜深度不断增加，水下压力不断增大，在增大的水压作用下，加上弹簧4的弹力作用，通信球舱1挤压气囊5的橡皮膜，橡皮膜发生弹性形变，通信球舱1收入水下运载器的外壳之内，不影响运载器的水下阻力；

所述的通信球舱1下部由气囊5的橡皮膜支撑，根据气囊5在不同深度所受的水压不同产生不同的形变，来保证通信球舱1的无源自主释放和收起；

所述的转动连杆6一端固定在气囊5的橡皮膜边缘，其余部分嵌入横向控位片2的凹槽中。当所述通信球舱1向下运动时，由于转动连杆6下部宽度较大，被横向控位片2凹槽挤压，向内转动；转动连杆6末端的缓冲柱9与整流膜8相连，向内转动过程中拉动整流膜8包裹通信球舱1；而当所述的通信球舱1向上运动，转动连杆6将被弹簧4拉动，向外打开，整流膜8同样被弹簧卷轴7收入卷轴中。

在图1中，水下运载器浮在水面上时，由于此时水压相对于气囊5的橡皮膜的弹力较小，气囊5的橡皮膜足以提供托住通信球舱1的弹力，克服一部分弹簧4的拉力，将通信球舱1的上半部分球体暴露在水下运载器外壳之外。所述的通信球舱1内部的通信模块11此时可以正常进行通信，另外，在对水下运载器进行回收的过程中，所述通信球舱1内部的频闪灯12闪烁，使得水下运载器易于被母船发现，有助于回收。

在图2中，所述的深海水压驱动式自收放信号舱被水下运载器带动，下沉到深海时，水压不断增大，气囊5的橡皮膜受水压作用发生向气囊5内的弹性形变。同时，通信球舱1被弹簧4弹力向下拉动，在弹簧4向下的拉力作用下挤压气囊5的橡皮膜。橡皮膜向气囊5内发生的形变不断增加，通信球舱1的上半部分也由此收入水下运载器的外壳之内。其中收放套杆3布置于所述的弹簧4内，避免弹簧4在压缩过程中水平横向位置出现较大变化。

为了避免通信球舱1的过度向下运动，所述的收放套杆3分为两段，其中下半部分套杆与气囊5高度相当，当通信球舱1已经完全进入水下运载器外壳内时候，通信球舱1的横向控位片2卡在收放套杆3的下段顶端，不会继续下降，以避免通信球舱1的过度下降对结构造成损伤。

同时，随着通信球舱1的向下运动，所述的转动连杆6一端固定在气囊5的橡皮膜的边缘，其余部分嵌入横向控位片2的凹槽中。以左半部分为例，当所述通信球舱1向下运动时，横向控位片2只能在垂直方向运动，横向控位片2的凹槽左端卡在转动连杆6的左侧。由于转动连杆6下部宽度较上端大，被横向控位片2凹槽挤压，产生顺时针转动，右半部分反之。

所述的转动连杆6的缓冲柱9与整流膜8相连，转动连杆6向内转动过程中，拉动整流膜8包裹通信球舱1。不仅使得水下运载器外形平整，不产生额外的航行阻力，转动连杆6末端的缓冲柱9合并在一起，一定程度上保护了玻璃外壳的通信球舱1。而当所述的通信球舱1向上运动，转动连杆6将被底部弹簧拉动，向外打开复原，整流膜8同样被弹簧卷轴7收入卷轴中。