本發(fā)明涉及水下探測器，特別涉及用于水下探測器的清理裝置。

背景技術(shù)：

占地球表面積的71％的海洋和海洋底部蘊藏著豐富的資源，如：生物資源、油氣資源、固體礦物資源、海水資源、海洋能源等。海洋的研究、開發(fā)和利用離不開海洋測量儀器和海洋工程裝備，在水下對生物和環(huán)境資源探測、水下工程裝備工作狀態(tài)檢測、水下通信等信息收集領(lǐng)域很多情況下需要采用水下設(shè)備在作業(yè)區(qū)域進行長時間水下作業(yè)?？梢赃M行水下作業(yè)的工程裝備在過去20年得到了蓬勃發(fā)展，水下工程裝備呈現(xiàn)出了多樣化的發(fā)展趨勢，功能也越來越完善，原有性能也得到了很大提升，探測儀器向著小型化輕量化發(fā)展，可靠性也得到很大的提高。

在針對水下生物研究的坐底觀測，港口水下結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測，油氣平臺水下部分的工作狀態(tài)監(jiān)測，近海安全的海底安全監(jiān)測，大型潛水器底部安全監(jiān)測，水下機器人導(dǎo)航與通信等領(lǐng)域，光學(xué)探測和光通信在近距離上有著獨特的優(yōu)勢，因此都會用到光學(xué)觀測和光通信設(shè)備。由于部分水下光學(xué)探測或通信設(shè)備，需要長期處于水下工作，無法定期出水進行維護保養(yǎng)，或者探測器的載體體積過于龐大要出水進行維護就變的不現(xiàn)實。

在水下探測作業(yè)中，常用到的光學(xué)探測設(shè)備以及光學(xué)通信設(shè)備往往都采用了帶有球形玻璃罩的圓柱形設(shè)計來提高水下的耐壓性能和增大探測區(qū)域。如果長時間無人進行維護保養(yǎng)，在海洋環(huán)境中長時間工作以后會在探測儀器球形罩表面形成附著物，如海蠣子等生物。影響探測和通信效果，嚴重時會使儀器功能失效。如果有一套機構(gòu)能夠在水下定期為球形罩進行清理，并且在儀器不工作時進行保護，將大大提高載體的水下工作時間，也可以降低維護資源與時間的投入。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對安裝球形玻璃罩的圓柱形的探測儀器的清潔問題，本發(fā)明提供一種清潔和防護裝置。其可以在水下潛器或者平臺工作時利用載體電源提供電力，在休眠時為球形罩提供保護作用，在工作時通過定期進行清潔來保證球形罩的光學(xué)性能不受影響。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：

一種柱形水下探測器球形罩清潔防護裝置，包括可容納探測器的內(nèi)部套筒及套設(shè)于內(nèi)部套筒外部的外部套筒，內(nèi)部套筒及外部套筒的下端安裝有底座組件，上端安裝有清潔組件，所述內(nèi)部套筒與外部套筒之間具有容納所述清潔組件的環(huán)形空腔，所述底座組件上安裝有用于驅(qū)動所述清潔組件于所述環(huán)形空腔中移動的驅(qū)動裝置；所述清潔組件包括內(nèi)外設(shè)置的、可開合的內(nèi)清潔片及外清潔片，所述內(nèi)清潔片及外清潔片分別包括多片，多片內(nèi)清潔片及多片外清潔片分別形成包裹探測器球形罩的內(nèi)裹包清潔球形腔及外裹包清潔球形腔。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述清潔組件還包括第一套環(huán)、第二套環(huán)，所述內(nèi)清潔片及外清潔片固定安裝于第一套環(huán)上，所述第一套環(huán)、第二套環(huán)之間安裝有推力軸承，所述第一套環(huán)與第二套環(huán)之間可相對轉(zhuǎn)動。

所述第一套環(huán)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)滑銷，所述內(nèi)部套筒的外壁設(shè)有螺旋滑槽，所述第一套環(huán)借助內(nèi)滑銷沿著所述螺旋滑槽滑動以于所述環(huán)形空腔中圍繞內(nèi)部套筒滑動；所述第二套環(huán)的外壁設(shè)有外滑銷，外部套筒的內(nèi)壁設(shè)有軸向滑槽，所述第二套環(huán)借助外滑銷于所述軸向滑槽中滑動以于所述環(huán)形空腔中沿著外部套筒軸向滑動。

所述第一套環(huán)的一側(cè)具有內(nèi)外兩圈固定槽，內(nèi)固定槽及外固定槽的數(shù)量分別與內(nèi)清潔片及外清潔片相對應(yīng)。

還包括第三套環(huán)，所述第一套環(huán)的截面呈l型，第三套環(huán)固定于l型的端部，第三套環(huán)與第一套環(huán)形成u型狀，所述第二套環(huán)的截面呈倒置的u型，所述第三套環(huán)與第一套環(huán)形成的u型與第二套環(huán)的倒置的u型相扣，所述推力軸承包括安裝于第三套環(huán)與第二套環(huán)之間的第一推力軸承及安裝于第一套環(huán)與第二套環(huán)之間的第二推力軸承。

所述內(nèi)清潔片與外清潔片之間在周向上錯開設(shè)置，所述第一套環(huán)的側(cè)面設(shè)有內(nèi)外圈錯開設(shè)置的內(nèi)固定槽及外固定槽；內(nèi)清潔片與外清潔片均為雙層結(jié)構(gòu)，包括外層的彈性層及內(nèi)層的清潔層。

所述第二套環(huán)上徑向?qū)ΨQ安裝有滑輪，所述底座組件包括末端端蓋、徑向?qū)ΨQ安裝于末端端蓋上的兩組滑輪，第二套環(huán)的滑輪與末端端蓋的滑輪之間通過鋼絲相連形成滑輪組，所述滑輪組由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動；所述末端端蓋與第二套環(huán)之間安裝有彈簧。

所述驅(qū)動裝置為水下耐壓電機，所述水下耐壓電機的輸出軸上帶有供鋼絲纏繞的絞輪機構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理簡單、實用、占用空間??；實現(xiàn)自動定期清理功能；待機狀態(tài)可以實現(xiàn)對球形罩的保護；采用彈性體的清潔片具有良好的適應(yīng)性；減少維護成本，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的爆炸圖。

圖3為本發(fā)明中內(nèi)部套筒的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明中外部套筒的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明中第一套環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明的剖視圖(未清潔狀態(tài))。

圖7為圖6的a處局部放大圖。

圖8為本發(fā)明的剖視圖(清潔狀態(tài))。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1至圖8對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1所示，本實施例的柱形水下探測器球形罩清潔防護裝置，包括可容納探測器的內(nèi)部套筒8及套設(shè)于內(nèi)部套筒8外部的外部套筒9，內(nèi)部套筒8及外部套筒9的下端安裝有底座組件，上端安裝有清潔組件，內(nèi)部套筒8與外部套筒9之間具有容納清潔組件的環(huán)形空腔，底座組件上安裝有用于驅(qū)動清潔組件于環(huán)形空腔中移動的驅(qū)動裝置。

如圖2所示，清潔組件包括內(nèi)外設(shè)置的、可開合的內(nèi)清潔片1及外清潔片2，內(nèi)清潔片1及外清潔片2分別包括多片，多片內(nèi)清潔片1及多片外清潔片2分別形成包裹探測器球形罩的內(nèi)裹包清潔球形腔及外裹包清潔球形腔。清潔組件還包括第一套環(huán)3、第二套環(huán)4，內(nèi)清潔片1及外清潔片2固定安裝于第一套環(huán)3上，第一套環(huán)3、第二套環(huán)4之間安裝有推力軸承，第一套環(huán)3與第二套環(huán)4之間可相對轉(zhuǎn)動。如圖7所示，還包括第三套環(huán)5，第一套環(huán)3的截面呈l型，第三套環(huán)5固定于l型的端部，第三套環(huán)5與第一套環(huán)3形成u型狀，第二套環(huán)4的截面呈倒置的u型，第三套環(huán)5與第一套環(huán)3形成的u型與第二套環(huán)4的倒置的u型相扣，推力軸承包括安裝于第三套環(huán)5與第二套環(huán)4之間的第一推力軸承6及安裝于第一套環(huán)3與第二套環(huán)4之間的第二推力軸承7。如圖3至圖5所示，第一套環(huán)3的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)滑銷31，內(nèi)部套筒8的外壁設(shè)有螺旋滑槽81，第一套環(huán)3借助內(nèi)滑銷31沿著螺旋滑槽81滑動以于環(huán)形空腔中圍繞內(nèi)部套筒8滑動；第二套環(huán)4的外壁設(shè)有外滑銷41，外部套筒9的內(nèi)壁設(shè)有軸向滑槽91，第二套環(huán)4借助外滑銷41于軸向滑槽91中滑動以于環(huán)形空腔中沿著外部套筒9軸向滑動。

第一套環(huán)3的一側(cè)具有內(nèi)外兩圈固定槽，內(nèi)固定槽32及外固定槽33的數(shù)量分別與內(nèi)清潔片1及外清潔片2相對應(yīng)。內(nèi)清潔片1與外清潔片2之間在周向上錯開設(shè)置，第一套環(huán)3的側(cè)面設(shè)有內(nèi)外圈錯開設(shè)置的內(nèi)固定槽302及外固定槽303；內(nèi)清潔片1與外清潔片2均為雙層結(jié)構(gòu)，包括外層的彈性層及內(nèi)層的清潔層。

第二套環(huán)4上徑向?qū)ΨQ安裝有滑輪，底座組件包括末端端蓋11、徑向?qū)ΨQ安裝于末端端蓋11上的兩組滑輪，第二套環(huán)4的滑輪與末端端蓋11的滑輪之間通過鋼絲相連形成滑輪組，滑輪組由驅(qū)動裝置驅(qū)動；末端端蓋11與第二套環(huán)4之間安裝有彈簧10。驅(qū)動裝置為水下耐壓電機13，水下耐壓電機13的輸出軸上帶有供鋼絲纏繞的絞輪機構(gòu)。

本發(fā)明的部件的作用及連接關(guān)系具體解釋如下：

內(nèi)清潔片1——用于保護球形罩和擦拭球形罩；由8個硬質(zhì)彈性橡膠分瓣組成一個半球形，由兩層組成外側(cè)為彈性層，內(nèi)層為清潔層，由體積可壓縮泡沫材料制成。內(nèi)清潔片1與第一套環(huán)3通過內(nèi)嵌的方法固定連接。在彈簧10處于伸長狀態(tài)時8個分瓣閉合包裹著外清潔片2。

外清潔片2——與內(nèi)清潔片1一起用于保護球形罩和擦拭球形罩；由8個硬質(zhì)彈性橡膠分瓣組成一個半球形，由兩層組成外側(cè)為彈性層，內(nèi)層為清潔層。內(nèi)清潔片1與套環(huán)3通過內(nèi)嵌的方法固定連接，并與內(nèi)清潔片1在周向錯開22.5°角。在彈簧10處于伸長狀態(tài)時8個分瓣閉合包裹著球形罩，清潔層與球形罩接觸。

第一套環(huán)3——用于為內(nèi)清潔片1和外清潔片2提供固定槽，分為內(nèi)外兩層，每層有8個安裝位置，內(nèi)層與外層錯開的角度為22.5°。同時第一套環(huán)3與第二套環(huán)4通過第一推力軸承6與第二推力軸承7連接形成轉(zhuǎn)動副。第一套環(huán)3內(nèi)側(cè)有兩個內(nèi)滑銷31，嵌于內(nèi)部套筒8的螺旋滑槽81中，確保第一套環(huán)3沿著內(nèi)部套筒8作軸向運動同時也可以做旋轉(zhuǎn)運動。

第二套環(huán)4——用于與第一套環(huán)3通過推力軸承連接，推力軸承6和7分別位于第二套環(huán)4的ab兩面用于提供相對于第一套環(huán)3的軸向約束。第二套環(huán)4的外側(cè)有兩個滑銷，嵌于外部套筒9內(nèi)側(cè)的直線導(dǎo)槽91中，確保第二套環(huán)4沿著套筒軸向運動而不發(fā)生轉(zhuǎn)動。第二套環(huán)4上對稱安裝有兩個滑輪。

第三套環(huán)5——用于通過螺釘與第一套環(huán)3結(jié)合將推力軸承約束在軸向固定位置防止躥動。

第一推力軸承6——用于為第三套環(huán)5與第二套環(huán)4提供滾動副接觸。為第二套環(huán)4提供向左的支撐力。

第二推力軸承7——用于為第一套環(huán)3與第二套環(huán)4提供滾動副接觸。為第二套環(huán)4提供向右的支撐力。

內(nèi)部套筒8——用于與清潔裝置外部套筒9配合形成空腔，可以使第一套環(huán)3，第二套環(huán)4，第三套環(huán)5在空腔內(nèi)部運動，同時也可以容納內(nèi)清潔片1、外清潔片2以及彈簧10。外側(cè)有兩個螺旋滑槽81用于為第一套環(huán)3提供導(dǎo)向功能。帶有球形罩的圓柱形探測器100從中間穿過并固定。

外部套筒9——用于充當(dāng)清潔裝置外殼，內(nèi)側(cè)有兩個對稱分布的直線滑槽91用于為第二套環(huán)4提供導(dǎo)向功能，與內(nèi)部套筒8一起為末端端蓋11提供安裝支撐。

彈簧10——位于第二套環(huán)4和末端端蓋11之間，對稱分布，用來給第二套環(huán)4做遠離末端端蓋11運動時提供回彈力。保持鋼絲12處于緊繃狀態(tài)。對稱分布彈簧10提供的彈力可以消除第二套環(huán)4兩側(cè)受力不均勻出現(xiàn)力矩造成第二套環(huán)4滑銷與外部套筒9直線滑槽摩擦增大出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

末端端蓋11——用于保證內(nèi)外套筒安裝位置的同心度。在末端端蓋11上有兩個對稱分布突起的銷用于定位彈簧，同時安裝有四個滑輪，呈兩兩對稱分布。末端端蓋11呈環(huán)狀，圓柱形探測器從中穿過。

鋼絲12——用于為機構(gòu)運動傳遞拉力，與第二套環(huán)4與末端端蓋11上的滑輪一起構(gòu)成了滑輪組，充當(dāng)球形罩清潔防護裝置的動力傳動部分。一端在末端端蓋11固定另一端通過縱向分布的滑輪組穿過外部套筒9的通孔與帶有絞輪的防水電機13連接，采用鋼絲傳動一方面可以節(jié)省空間，另一方面可以保證第二套環(huán)4兩側(cè)所受拉力相等，避免出現(xiàn)力矩不對稱出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

水下耐壓電機13——用于為機構(gòu)運動提供動力，帶有絞輪機構(gòu)供鋼絲進行纏繞。電機固定在裝置外部套筒上。

二、水下探測器球形罩清潔防護裝置工作過程如下(如圖6、圖8所示)：

1、休眠工作狀態(tài)

當(dāng)探測器出于休眠狀態(tài)時，水下耐壓電機13處于斷電狀態(tài)，彈簧10處于松弛狀態(tài)。第二套環(huán)4處于靠近探測器球形罩的一端，此時內(nèi)清潔片1、外清潔片2在自身彈力作用下處于閉合狀態(tài)，呈半球形將球形罩包裹在里面，并且外清潔片2的清潔層受自身彈力影響與球形罩貼合，起到保護球形罩的作用。

2、清潔工作狀態(tài)

1.在探測器處于工作狀態(tài)時，水下耐壓電機13啟動，絞輪拉動鋼絲讓機構(gòu)的滑輪組進行工作，使第二套環(huán)4向套筒底部的末端端蓋11做直線運動。

2.第二套環(huán)4與第一套環(huán)3通過軸承連接，第一套環(huán)3跟隨第二套環(huán)4向底部作直線運動，除此之外第一套環(huán)3內(nèi)側(cè)的滑銷與內(nèi)部套筒8的螺旋形滑槽相互配合做旋轉(zhuǎn)運動。

3.安裝在第一套環(huán)3上的兩層清潔片1、2跟隨第一套環(huán)3一起向底部運動，清潔片1和2在球形罩的支撐作用下發(fā)生變形被撐開，清潔片2的清潔層在清潔片1的8個瓣被撐開出現(xiàn)縫隙以后填充到縫隙中與球形罩接觸增加與球形罩的接觸面積可以起到更好的清潔效果。最后完全進入兩個套筒的隔腔中，此時第二套環(huán)4到達限位，水下耐壓電機13停止運行，彈簧10處于壓縮狀態(tài)。

4.當(dāng)水下耐壓電機13反向轉(zhuǎn)動時，第二套環(huán)4在彈簧的回彈力作用下向遠離套筒底部端蓋11做直線運動，同時第一套環(huán)3在推力軸承作用下也跟隨向外做螺旋運動。內(nèi)清潔片1和外清潔片2向外做螺旋運動，最后再次形成半球體，在彈性體的作用下再次將球形罩包裹。

5.在需要清潔時，水下耐壓電機13正反向轉(zhuǎn)動最終使內(nèi)清潔片1和外清潔片2相對于球形罩做往復(fù)的螺旋運動，同時外清潔片2的每個瓣相對清潔片1的每個瓣錯開一定角度做到覆蓋清潔片1的每個瓣之間的空隙，通過往復(fù)螺旋運動，清潔片上的清潔層能夠?qū)η蛐握肿龇磸?fù)多次的擦拭，完成表面清潔任務(wù)。清潔周期由載體的電子艙內(nèi)的定時器控制。

以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。