專利名稱：一種小型水下led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下照明裝置，具體地說是一種可用于水下機(jī)器人的小型水下LED照
明裝置。
背景技術(shù)：
水下觀測和水下作業(yè)是當(dāng)前水下機(jī)器人兩種主要的任務(wù)體現(xiàn)形式，在近水面且水質(zhì)清澈的條件下，機(jī)器人可以借助由水面滲透的外界光源(如太陽光、探照燈燈光等)執(zhí)行一定的使命任務(wù)。但在通常情況下，水下機(jī)器人是在能見度很低甚至能見度為零的較深的水下環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的，在此條件下，無論是水下觀測用的光學(xué)觀測設(shè)備(如不自帶光源的照相機(jī)、攝像機(jī)等)，還是水下作業(yè)型工具(如水下機(jī)械手等)，均需要通過機(jī)器人所攜帶的照明裝置的輔助來實(shí)現(xiàn)對作業(yè)對象的觀察探測、識別定位或準(zhǔn)確操作?；诖耍抡彰餮b置已經(jīng)逐漸發(fā)展成為水下機(jī)器人系統(tǒng)必選的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。目前，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些專業(yè)的水下照明燈，但這些照明燈的型號比較固定，其工作電壓、功耗等指標(biāo)以及電接口、機(jī)械密封接口形式不能與機(jī)器人的特殊需要靈活匹配；此外，通常這些專業(yè)的水下照明燈價格較昂貴，且其外形尺寸對安裝和固定具有一定的要求，不利于在低成本、小型化的水下機(jī)器人系統(tǒng)上普及使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對某些類型的水下機(jī)器人在水下觀測或作業(yè)時對水下光線或照明條件的需求，本發(fā)明的目的在于提供一種小型水下LED照明裝置。該照明裝置既可以利用O形密封圈與水下機(jī)器人密封艙的艙壁密封連接，也可以通過一根獨(dú)立的水密電纜使該照明裝置與供電系統(tǒng)相連，從而體現(xiàn)出本發(fā)明的照明裝置與整個機(jī)器人系統(tǒng)具有很好的匹配性，便于本發(fā)明的照明裝置在不同安裝要求的水下機(jī)器人載體上靈活搭載。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明包括透視窗、密封罩、聚光鏡、LED發(fā)光體、散熱板、控制板、密封尾蓋及水密接插件底座，其中散熱板及控制板分別安裝在密封罩的艙體內(nèi)，所述散熱板的一側(cè)表面上均布有多個LED發(fā)光體，每個LED發(fā)光體的凸起部位均套裝有聚光鏡，所述透視窗與密封罩一端的內(nèi)壁密封連接、位于各聚光鏡的外側(cè)；所述控制板位于散熱板的另一側(cè)，與各LED發(fā)光體電連接；在密封罩的另一端密封連接有密封尾蓋，所述水密接插件底座密封連接于該密封尾蓋外側(cè)的端面上、與控制板電連接。其中:所述密封罩的一端內(nèi)壁上設(shè)有卡槽，孔用彈性擋圈安裝在該卡槽內(nèi)，所述透視窗通過孔用彈性擋圈定位；所述透視窗與聚光鏡之間設(shè)有蓋板，各聚光鏡通過該蓋板定位；所述控制板通過螺柱安裝在密封罩的艙體內(nèi)，控制板固定在所述螺柱的一端，螺柱的另一端螺紋連接于所述密封罩的艙體內(nèi)；所述蓋板固接于螺柱的另一端；所述散熱板的中間設(shè)有一個LED發(fā)光體，該位于中間的LED發(fā)光體的周圍沿周向均布有多個LED發(fā)光體；所述密封尾蓋上開有便于水下LED照明裝置安裝的螺紋孔；所述密封性蓋的一側(cè)設(shè)有密封止口，該密封止口處設(shè)有O形密封圈凹槽，通過O形密封圈與所述密封罩的另一端內(nèi)壁密封、并通過螺釘與密封罩固接；所述水密接插件底座與密封尾蓋的外側(cè)端面通過O形密封圈密封，并通過螺釘固接在密封尾蓋上；所述密封罩的外表面上沿周向開有凹槽。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:本發(fā)明涉及的水下LED照明裝置，可滿足工作水深在300米以內(nèi)的水下機(jī)器人水下觀測或作業(yè)時對水下照明條件的需求，具有以下優(yōu)點(diǎn):1.本發(fā)明將發(fā)光體、聚光鏡、散熱板、控制板等集于一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、密封可靠和靈活可控的優(yōu)點(diǎn)，同時其密封結(jié)構(gòu)和連接形式的設(shè)計使得本發(fā)明安裝固定靈活，便于不同形式、不同需求的水下機(jī)器人搭載。2.本發(fā)明的發(fā)光體采用節(jié)能環(huán)保的LED冷光源，從而保障本發(fā)明具有功耗低、工作穩(wěn)定且壽命長的特點(diǎn)，可有效提高水下機(jī)器人的能源利用率。3.本發(fā)明的照明裝置具有很好的擴(kuò)展性和適應(yīng)性，可結(jié)合水下機(jī)器人對水下照明條件的具體要求，靈活設(shè)計和布局LED發(fā)光體的數(shù)量和陣列形式；也可根據(jù)水下具體環(huán)境和機(jī)器人能源利用率情況，控制LED陣列中點(diǎn)亮的LED發(fā)光體的次序和組數(shù)。4.本發(fā)明涉及的元器件均可在市場上方便的選購獲得，同時需要加工的零部件工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，因此本發(fā)明還具有成本低、維護(hù)和擴(kuò)展方便的特點(diǎn)，從而有利于本發(fā)明的普及和推廣。5.本發(fā)明的透視窗及聚光鏡定位準(zhǔn)確，可分別通過孔用彈性擋圈及蓋板定位，不會發(fā)生晃動。


圖1為本發(fā)明安裝在水下機(jī)器人密封艙內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明搭載于水下機(jī)器人載體框架上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為圖3的左視圖；圖5位圖3的右視圖；其中:1為孔用彈性擋圈，2為透視窗，3為蓋板，4為密封罩，5為聚光鏡，6為LED發(fā)光體，7為散熱板，8為螺柱,9為控制板,10為密封尾蓋,11為水密接插件底座，12為凹槽，13為水下機(jī)器人密封艙，14為艙壁，15為轉(zhuǎn)接線，16為水下機(jī)器人載體框架，17為螺釘，18為O形密封圈，19為水密電纜，20為供電系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。如圖3 5所不,本發(fā)明包括透視窗2、密封罩4、聚光鏡5、LED發(fā)光體6、散熱板
7、控制板9、密封尾蓋10和水密接插件底座11，其中散熱板7及控制板9分別安裝在密封罩4的艙體內(nèi)，散熱板7通過螺釘固連在密封罩4的艙體內(nèi)，控制板9通過螺柱8安裝在密封罩4的艙體內(nèi)，控制板9固定在螺柱8的一端，螺柱8的另一端利用螺紋固連在密封罩4的艙體內(nèi)；本發(fā)明的控制板9為現(xiàn)有技術(shù)。在散熱板7的一側(cè)表面上均布有多個LED發(fā)光體
6,各LED發(fā)光體6通過其自帶的底盤,并按照一定的陣列形式固定在散熱板7上,即散熱板7的中間設(shè)有一個LED發(fā)光體6，該位于中間的LED發(fā)光體6的周圍沿周向均布有多個LED發(fā)光體6。每個LED發(fā)光體6的凸起部位均套裝有聚光鏡5，聚光鏡5選用與LED發(fā)光體6匹配的型號，同時利用蓋板3對聚光鏡5進(jìn)行定位，該蓋板3通過螺釘固定在螺柱8上；控制板9與各LED發(fā)光體6通過導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)電連接。透視窗2與密封罩4 一端的內(nèi)壁密封連接、位于各聚光鏡5的外側(cè),蓋板3位于透視窗2與聚光鏡5之間；透視窗2由透光性良好的有機(jī)玻璃加工而成,其外表面沿周向開有標(biāo)準(zhǔn)的O形密封圈凹槽，可通過與之匹配的O形密封圈實(shí)現(xiàn)與密封罩4 一端的內(nèi)壁密封；密封罩4的一端內(nèi)壁上設(shè)有卡槽，孔用彈性擋圈I安裝在密封罩4的卡槽內(nèi)，用于固定透視窗2在密封罩4上的安裝位置。在密封罩4的另一端密封連接有密封尾蓋10，所述密封尾蓋10的一側(cè)設(shè)有密封止口，該密封止口處設(shè)計有標(biāo)準(zhǔn)的O形密封圈凹槽，可借助與之匹配的O形密封圈實(shí)現(xiàn)與密封罩4的另一端內(nèi)壁密封，密封尾蓋10通過螺釘固連在密封罩4上；所述水密接插件底座11與密封尾蓋10的外側(cè)端面通過端面的O形密封圈實(shí)現(xiàn)密封，利用螺釘連接固連在密封尾蓋10上，并與控制板9電連接；所述密封尾蓋10上開有標(biāo)準(zhǔn)的螺紋孔，可方便實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的水下LED照明裝置固連在水下機(jī)器人載體框架的合適位置。本發(fā)明的密封罩4的外表面上沿周向開有凹槽12，當(dāng)本發(fā)明按照圖1的方式通過螺釘17安裝固定在水下機(jī)器人密封艙13的艙體內(nèi)時，可通過O形密封圈18填充在密封罩4外表面上的凹槽12內(nèi)實(shí)現(xiàn)與水下機(jī)器人密封艙13的艙壁14之間的密封，同時利用轉(zhuǎn)接線15實(shí)現(xiàn)水密接插件底座11和水下機(jī)器人密封艙13的艙體內(nèi)供電系統(tǒng)的電連接。當(dāng)本發(fā)明按照圖2的方式通過螺釘17安裝固定在水下機(jī)器人載體框架16上時，可利用與水密接插件底座11匹配的水密電纜19實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的水下LED照明裝置與水下機(jī)器人的供電系統(tǒng)20之間的連接。本發(fā)明的制作和組裝順序如下:首先組裝密封罩4前端的組件:先將多個LED發(fā)光體6按照上述的陣列形式固定在散熱板7上，然后將散熱板7連同LED發(fā)光體6的陣列由密封罩4的前端口導(dǎo)入密封腔體內(nèi)，并利用螺釘固連在密封罩4的內(nèi)腔內(nèi)；螺柱8自密封罩4后端口引入并旋入密封罩4上的螺紋孔內(nèi)，然后將與LED發(fā)光體6匹配的聚光鏡5罩在LED發(fā)光體6的凸起處,利用蓋板3進(jìn)行定位，通過螺釘將蓋板固定在螺柱8上；將匹配的O形密封圈裝入透視窗2的凹槽內(nèi)，涂抹密封硅脂后順勢導(dǎo)入至密封罩4預(yù)留的孔槽內(nèi)，然后將孔用彈性擋圈I裝入密封罩4的卡槽內(nèi)，從而將透視窗2固定。接下來組裝密封罩4后端的組件:先將控制板9通過螺釘固定在螺柱8上，同時將由LED發(fā)光體6的陣列引出的導(dǎo)線接到控制板9的對應(yīng)位置；將匹配的O形密封圈裝入密封尾蓋10密封止口處的凹槽內(nèi)，涂抹密封硅脂，同時將由控制板9上引出的導(dǎo)線穿過密封尾蓋10上的螺紋孔，然后順勢將密封尾蓋10導(dǎo)入密封罩4后端孔內(nèi)，并利用軸向螺釘固連在密封罩4上；將匹配的O形密封圈裝入水密接插件底座11下端面處的O形密封圈凹槽內(nèi)，涂抹密封硅脂，然后將由密封尾蓋10的螺紋孔處引出的導(dǎo)線與水密接插件底座11的對應(yīng)接線柱相連，并順勢將水密接插件底座11導(dǎo)入密封尾蓋10的光孔內(nèi)，最后利用螺釘將水密接插件底座11固連在密封尾蓋10上。
權(quán)利要求
1.一種小型水下LED照明裝置，其特征在于:包括透視窗(2)、密封罩(4)、聚光鏡(5)、LED發(fā)光體￠)、散熱板(7)、控制板(9)、密封尾蓋(10)及水密接插件底座(11)，其中散熱板(X)及控制板(9)分別安裝在密封罩(4)的艙體內(nèi)，所述散熱板(7)的一側(cè)表面上均布有多個LED發(fā)光體￠)，每個LED發(fā)光體￠)的凸起部位均套裝有聚光鏡(5)，所述透視窗(2)與密封罩(4) 一端的內(nèi)壁密封連接、位于各聚光鏡(5)的外側(cè)；所述控制板(9)位于散熱板(7)的另一側(cè)，與各LED發(fā)光體￠)電連接；在密封罩(4)的另一端密封連接有密封尾蓋(10)，所述水密接插件底座(11)密封連接于該密封尾蓋(10)外側(cè)的端面上、與控制板(9)電連接。
2.按權(quán)利要求1所述的小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述密封罩(4)的一端內(nèi)壁上設(shè)有卡槽，孔用彈性擋圈(I)安裝在該卡槽內(nèi)，所述透視窗(2)通過孔用彈性擋圈(I)定位。
3.按權(quán)利要求1所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述透視窗(2)與聚光鏡(5)之間設(shè)有蓋板(3)，各聚光鏡(5)通過該蓋板(3)定位。
4.按權(quán)利要求3所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述控制板(9)通過螺柱(8)安裝在密封罩(4)的艙體內(nèi)，控制板(9)固定在所述螺柱(8)的一端，螺柱(8)的另一端螺紋連接于所述密封罩(4)的艙體內(nèi)；所述蓋板(3)固接于螺柱(8)的另一端。
5.按權(quán)利要求1所 述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述散熱板(7)的中間設(shè)有一個LED發(fā)光體(6)，該位于中間的LED發(fā)光體(6)的周圍沿周向均布有多個LED發(fā)光體(6)。
6.按權(quán)利要求1所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述密封尾蓋(10)上開有便于水下LED照明裝置安裝的螺紋孔。
7.按權(quán)利要求1或6所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述密封性蓋(10)的一側(cè)設(shè)有密封止口，該密封止口處設(shè)有O形密封圈凹槽，通過O形密封圈與所述密封罩(4)的另一端內(nèi)壁密封、并通過螺釘與密封罩(4)固接。
8.按權(quán)利要求1所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述水密接插件底座(11)與密封尾蓋(10)的外側(cè)端面通過O形密封圈密封，并通過螺釘固接在密封尾蓋(10)上。
9.按權(quán)利要求1所述小型水下LED照明裝置，其特征在于:所述密封罩(4)的外表面上沿周向開有凹槽(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及水下照明裝置，具體地說是一種可用于水下機(jī)器人的小型水下LED照明裝置，包括透視窗、密封罩、聚光鏡、LED發(fā)光體、散熱板、控制板、密封尾蓋及水密接插件底座，散熱板及控制板分別安裝在密封罩的艙體內(nèi)，散熱板的一側(cè)表面上均布有多個LED發(fā)光體，每個LED發(fā)光體的凸起部位均套裝有聚光鏡，透視窗與密封罩一端的內(nèi)壁密封連接、位于各聚光鏡的外側(cè)；控制板位于散熱板的另一側(cè)，與各LED發(fā)光體電連接；在密封罩的另一端密封連接有密封尾蓋，水密接插件底座密封連接于該密封尾蓋外側(cè)的端面上、與控制板電連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、密封可靠和靈活可控的優(yōu)點(diǎn)，同時安裝固定靈活，便于不同形式、不同需求的水下機(jī)器人搭載。
文檔編號F21V17/16GK103162164SQ201110411509
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者唐元貴, 任申真, 李碩, 李一平 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所