一種用于水下機(jī)器人的自容式示位燈標(biāo)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于水下機(jī)器人的自容式示位裝置，具體地說是一種利用專為水中工作環(huán)境設(shè)計(jì)的組成部件，構(gòu)成密封性能良好的密閉殼體，與內(nèi)部電路及燈光信號傳播距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)的LED發(fā)光二極管，同時(shí)內(nèi)部集成專為自身供電的電池組所構(gòu)成水下機(jī)器人器示位燈標(biāo)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑒于自主水下機(jī)器人航行任務(wù)結(jié)束后上浮水面，便于搜索與查找，一般都要進(jìn)行示位指示,因增加示位頻閃燈自主水下機(jī)器人相應(yīng)增加控制電路和連接線路，增加了自主水下機(jī)器人的復(fù)雜性，所以對一個(gè)外置的、自容式的頻閃燈示位裝置更適合自主水下機(jī)器人應(yīng)用，不會(huì)對自主水下機(jī)器人有限的能量儲(chǔ)備造成了不必要的消耗；安裝位置不受潛水器結(jié)構(gòu)布置的限制，外掛或高高架起都可，同時(shí)示位效果良好，示位距離及穿透能力較好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低功耗、耐壓強(qiáng)的潛水器示位燈標(biāo)及其控制方法。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種用于深海潛水器的示位燈標(biāo)，殼體的上端面依次螺紋連接有燈座、燈罩,殼體內(nèi)部由上而下依次設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路板、第一夾板、第一固定板、蓄電池組、第二固定板、第二夾板、壓力開關(guān)，殼體下端固定連接有底座。
[0005]所述燈座中心設(shè)有凸出的半球狀電路板，其表面固定有多個(gè)均勻分布的LED發(fā)光二極管。
[0006]所述殼體為下端敞開式的中空結(jié)構(gòu)，上端面設(shè)有孔，驅(qū)動(dòng)電路板的輸出端通過該孔與LED發(fā)光二極管連接。
[0007]所述第一固定板和第二固定板均為一面帶有多個(gè)圓形凹槽的塑料板，用于固定蓄電池組的多個(gè)圓柱蓄電池；第一固定板和第二固定板帶有凹槽的一面相對設(shè)置。
[0008]所述第一夾板上螺栓連接有驅(qū)動(dòng)電路板，并插置多個(gè)長螺桿；所述長螺桿分布于圓柱蓄電池的間隙中，長螺桿的兩端分別與第一夾板、第二夾板螺栓連接。
[0009]所述壓力開關(guān)倒置于第二夾板與底座之間，其上蓋上的孔與底座的孔對應(yīng)且孔徑相同。
[0010]所述壓力開關(guān)包括殼體、膠墊、簧片、推桿、微動(dòng)開關(guān)、下蓋和上蓋，殼體為下端敞開式的中空結(jié)構(gòu)，殼體頂面通過覆蓋的膠墊與兩端開口的中空結(jié)構(gòu)上蓋密封連接；所述上蓋中心設(shè)有圓孔使海水與膠墊接觸；殼體頂面與膠墊之間還設(shè)有簧片，殼體內(nèi)設(shè)置的微動(dòng)開關(guān)的推桿通過殼體頂面的孔抵接于簧片內(nèi)側(cè)；所述殼體下端與下蓋連接，微動(dòng)開關(guān)的一對常閉觸點(diǎn)通過導(dǎo)線穿過下蓋設(shè)置的孔分別與蓄電池組正極、驅(qū)動(dòng)電路板正極輸入端連接。
[0011]所述蓄電池組的供電輸入端與充電插頭連接，所述蓄電池組包括多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)的蓄電池。
[0012]所述底座上插置用于給蓄電池充電的充電插頭，還設(shè)有用于滲入海水的孔，該孔徑與壓力開關(guān)上蓋的內(nèi)徑相同。
[0013]一種用于深海潛水器的示位燈標(biāo)的控制方法，包括以下步驟:
[0014]當(dāng)潛水器進(jìn)入到水中之后，壓力開關(guān)的膠墊在外部水壓的作用下會(huì)產(chǎn)生形變，對簧片產(chǎn)生壓力；蓄電池組通過驅(qū)動(dòng)電路板對LED發(fā)光二極管供電使其發(fā)光；
[0015]當(dāng)潛水器進(jìn)入水中超過一定深度時(shí)，壓力開關(guān)的膠墊在水壓的作用下使簧片發(fā)生形變，推動(dòng)推桿移動(dòng)，使微動(dòng)開關(guān)的一對常閉觸點(diǎn)斷開，蓄電池組的輸出斷路，LED發(fā)光二極管不發(fā)光。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、本發(fā)明適用性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，使其所有組成部件構(gòu)成一個(gè)密閉性能良好的密封腔體，電路及供電電池均置于密封腔體內(nèi)，此項(xiàng)發(fā)明不僅使示位燈作為一個(gè)獨(dú)立的功能部件，更在很大程度上增強(qiáng)了其密封耐壓性能，可在各種潛水器上使用，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，同時(shí)也可以在水面其他設(shè)備上作為警示燈使用。
[0018]2、示位燈光線穿透能力強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，有利于潛水器的搜尋；本發(fā)明所采用的LED發(fā)光二極管工作時(shí)發(fā)出的為橙紅色漫散射光線，可視的發(fā)光角度為120°，如圖2所示，通過二極管個(gè)體的安裝位置組合，可使示位的有效視角范圍達(dá)到半球形狀。本發(fā)明發(fā)光強(qiáng)度可達(dá)10萬mcd,光線波長的峰值為640nm,典型值為625nm,范圍為600?670nm,其穿透能力強(qiáng)，加上其發(fā)光為一定頻率的閃爍光線，因此可以在更遠(yuǎn)距離及更大視角范圍內(nèi)起到醒目的示位效果，十分便于潛水器上浮后的搜尋工作。
[0019]3、內(nèi)部電路設(shè)計(jì)簡單、體積小、功耗低、實(shí)用壽命長；本發(fā)明的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)簡單，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其直徑尺寸僅為40mm，正面器件高度僅為4.5mm，反面器件高度僅為5_，發(fā)光器件為采用最先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的LED發(fā)光二極管，具有功耗低、可靠性強(qiáng)、實(shí)用壽命長燈特點(diǎn)；電路供電電池組的通斷由壓力開關(guān)根據(jù)潛水器所處水中深度進(jìn)行操作，這樣在水下工作過程中，示位燈工作，水面下3米以內(nèi)才開始工作，這樣極大的降低了功耗，其工作原理流程圖如圖4所示。
[0020]4、本發(fā)明可以在潛水器浮到水面后自動(dòng)開通電路輸出頻閃示位信號，有效的降低了示位功能所消耗的能源；可在不同潛水器的工作深度下正常工作，因此完全可以在淺水、深水潛水器上應(yīng)用，同時(shí)也可以在水面其他設(shè)備上作為警示燈使用。
[0021]5、本發(fā)明為自容式示位燈標(biāo)，所攜帶蓄電電池組作為備用能源專為燈標(biāo)供電，有效的保證了示位燈標(biāo)的工作時(shí)間長度，而且便于更換及充電。
【附圖說明】
[0022]圖1為深海潛水器示位燈標(biāo)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為示位燈光線的可視區(qū)域示意圖；
[0024]圖3為驅(qū)動(dòng)電路板外形結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4為示位燈標(biāo)工作原理示意圖；
[0026]圖5為壓力開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中，I燈罩、2螺母、3燈座、4LED發(fā)光二極管、5殼體、6LED驅(qū)動(dòng)電路板、7蓄電池組、8壓力開關(guān)、9充電插頭、10底座、11長螺桿、12夾板、13固定板、14密封圈、15上蓋、16下蓋、17微動(dòng)開關(guān)外接導(dǎo)線、18膠墊、19簧片、20推桿、21微動(dòng)開關(guān)、22殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]本發(fā)明涉及一種深海潛水器示位燈標(biāo)，該發(fā)明由內(nèi)部頻閃燈驅(qū)動(dòng)電路、供電電池組、電池組殼體、壓力開關(guān)、燈罩緊固螺母、LED發(fā)光二極管串聯(lián)組、燈罩、燈座、固定螺絲等組成。燈罩、燈罩緊固螺母、供電電池殼體共同組成示位燈的密封殼體，可承受幾千米海水壓力。內(nèi)部電路板通過螺釘固定在燈座上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、能源獨(dú)立、功耗低、燈光信號傳播距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)、可在幾千米深度海洋環(huán)境中工作，且可根據(jù)潛水器在水面或水下兩種狀態(tài)進(jìn)行示位燈標(biāo)供電電源的開通和閉斷操作。
[0030]一種用于深海潛水器的示位燈標(biāo)，由燈罩1、燈罩緊固螺母2、燈座3、由LED發(fā)光二極管4組成的信號燈、電池組殼體5、LED驅(qū)動(dòng)電路板6、蓄電池組7、電池組壓力開關(guān)8、電池充電插頭9及密封圈、電池殼體底座10、電池組固定長螺桿11、電池組夾板12、電池位置固定板13、密封圈14及固定螺釘?shù)葮?gòu)成；燈罩、燈罩緊固螺母、電池組殼體、壓力開關(guān)和充電口構(gòu)成一個(gè)密閉腔體，使內(nèi)部器件與外部環(huán)境隔離。
[0031]LED發(fā)光二極管組的驅(qū)動(dòng)電路由脈沖震蕩電路、驅(qū)動(dòng)放大電路組成，該電路由蓄電池組進(jìn)行供電，并且由壓力開關(guān)根據(jù)潛水器所處位置海水壓力控制供電開關(guān)的開通和關(guān)斷，進(jìn)而可在工作時(shí)可輸出一定頻率的閃爍光信號。安裝在燈標(biāo)內(nèi)部的電池作為內(nèi)部電路的供電電源，并且壓力開關(guān)可以根據(jù)潛水器所處位置相對于水平面的深度對電池供電進(jìn)行開通和關(guān)斷操作，這樣可以在潛水器浮到水面后開通電路輸出頻閃示位信號，有效的降低了示位功能所消耗的功耗；電池充電接口安裝有密封蓋，從而保證該裝置的封閉性能。
[0032]整個(gè)燈標(biāo)所有部件都集中安裝在密封殼體內(nèi)，形成一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，有利于維護(hù)，且密封效果更加理想，可以承受幾千米海底環(huán)境中的海水壓力；獨(dú)立供電可以使示位燈標(biāo)的有效工作脫離潛水器，從而減少潛水器的能量負(fù)擔(dān)，還可以延長燈標(biāo)的工作時(shí)間；其頻閃示位信號由LED發(fā)光二極管產(chǎn)生，功耗低，示位距離遠(yuǎn)，辨別能力強(qiáng)。
[0033]深海潛水器示位燈標(biāo)為解決耐壓能力強(qiáng)、可勝任深海工作的要求，利用透明燈罩、燈罩緊固件、密封圈燈座及蓄電池組共同組成密閉性能良好的密封殼體，將燈標(biāo)供電的蓄電池組、LED發(fā)光二極管及其驅(qū)動(dòng)電路、壓力開關(guān)密封到殼體內(nèi)，且各組部件之間采用高性能密封橡膠圈進(jìn)行密封，可以承受海底幾千米環(huán)境下的壓力，保證燈標(biāo)在深海潛水器上可以正常工作；LED發(fā)光二極管供電線路由壓力開關(guān)根據(jù)潛水器所處相對海平面的位置控制開通和關(guān)斷，這樣只有在潛水器浮出水面以后，燈標(biāo)才開始工作，大大節(jié)省了潛水器所帶的有限的能量；供電電源有封裝在壓力開關(guān)中，加強(qiáng)密閉性能的同時(shí)，使燈標(biāo)成為一個(gè)獨(dú)立功能部件，更有利于設(shè)備的維護(hù)。
[0034]深海示位燈標(biāo)內(nèi)部LED驅(qū)動(dòng)電路主要包括順序連接的脈沖震蕩電路及驅(qū)動(dòng)放大電路，蓄電電池通過壓力開關(guān)與脈沖震蕩電路的輸入端連接，同時(shí)安裝在電池組殼體內(nèi)的還有壓力開關(guān)，可根據(jù)潛水器在水面和海底兩種狀態(tài)，對電源進(jìn)行開通和關(guān)斷操作。當(dāng)燈標(biāo)工作時(shí)，電池給內(nèi)部電路供電，脈沖震蕩電路產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)過放大電路放大后作用于LED發(fā)光二極管，即可輸出特定頻率的頻閃燈示位信號。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明為深海潛水器所設(shè)計(jì)，主要由外部有透明燈罩1、燈罩緊固件(螺母)2