深海采矿使用的超声波地形探测装置

专利检索2026-01-29  9


本发明涉及超声波探测器,具体为深海采矿使用的超声波地形探测装置。


背景技术:

1、利用人耳听不到的超声波来作为探测源进行探测的设备称为超声波探测器,一般用于探测移动物体,超声波探测器的工作原理是利用超声波发射,通过被测物体的反射、回波接收后的时差来测量被测距离的,是一种非接触式测量仪器,超声波探测器的应用范围十分广泛,在深海采矿过程中同样有运用,然而现有的深海采矿使用的超声波地形探测装置在使用过程中,由于深海压力大,深海缆线在海底容易出现溃缩的情况出现,降低了海底线缆的使用寿命,同时现有设备的海底线缆在绕卷收纳时,容易造成缆线缠绕在一起,需要花时间整理,降低了绕卷收纳的效率,并且现有的深海采矿使用的超声波地形探测装置的探头在探测过程中,难以根据实际使用需求来调节探测的方位和角度,缩小了设备的探测范围,同时现有的深海采矿使用的超声波地形探测装置在使用过程中大多利用太阳能板发电,在阴天时会出现电量不足的情况,降低了设备的续航。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供深海采矿使用的超声波地形探测装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:深海采矿使用的超声波地形探测装置,包括底座,所述底座两侧底部对称安装有两个往复发电机构,且底座内部底面一侧安装有收绳机构,收绳机构上绕接有线缆,且线缆底端安装有安装块,安装块底部安装有超声波探头,且安装块顶部一侧安装有探测角度调节机构。

3、优选的,所述往复发电机构包括安装槽、摆动臂、第一固定块、浮筒、安装轴、侧边块、齿盘、往复杆、固定座、齿块、第二固定块、连杆、凸轮本体、发电机本体、垫块、凸轮轴和安装杆,底座两侧底部对称开设有两个安装槽,且两个安装槽底部对称安装有四个侧边块,四个侧边块顶部安装有两个安装轴,且两个安装轴中心转动连接有两个摆动臂,两个摆动臂底部一侧均对称安装有两个第一固定块,四个第一固定块底部安装有四个浮筒,两个摆动臂一端中心安装有两个安装杆,且两个安装杆一端安装有两个齿盘。

4、优选的,两个所述齿盘一侧啮合有两个齿块,且两个齿块一侧中心安装有两个第二固定块,两个第二固定块中心固定贯穿有两个往复杆,且两个往复杆中心两端均活动套接有两个固定座,两个往复杆与四个固定座滑动连接,四个固定座安装在底座内部一侧,两个往复杆底部转动连接有两个连杆,且两个连杆底部转动连接有两个凸轮本体,两个凸轮本体一端安装有两个凸轮轴,且两个凸轮轴一端安装有两个发电机本体,两个发电机本体输入端与两个凸轮轴一端固定连接,且两个发电机本体底部安装有两个垫块,两个垫块对称安装在底座内部底面一侧。

5、优选的,所述探测角度调节机构包括固定外壳、扇叶、固定套筒、连接轴、从动锥齿轮、安装套筒、伺服电机、安装柱、固定轴和主动锥齿轮,安装块顶部一侧安装有安装柱,且安装柱顶部安装有固定外壳,固定外壳内部底面中心安装有安装套筒,且安装套筒顶部安装有固定套筒,固定套筒两端转动连接有两个转动头,且两个固定套筒外围均匀安装有扇叶。

6、优选的,所述安装柱内部安装有伺服电机,且伺服电机输出端安装有固定轴,固定轴顶端活动贯穿固定套筒底部中心,且固定轴顶端端面安装有主动锥齿轮,主动锥齿轮外圆周两端分别啮合有两个从动锥齿轮,且两个从动锥齿轮一端安装有两个连接轴,两个连接轴一端与两个转动头一侧中心固定连接。

7、优选的,所述收绳机构包括第一固定板、第一中心轴、绕卷盘、第一轴承块、第二固定板、第一驱动锥齿轮、第二驱动锥齿轮、第二中心轴、轴承座、驱动电机本体、电机座、驱动直齿轮、从动直齿轮、第三驱动锥齿轮、安装盒、第四驱动锥齿轮、第二轴承块、双向丝杆、导向杆、活动块和夹持座,底座内部底面一侧安装有第一固定板,且第一固定板一端转动连接有第一中心轴,第一中心轴中心安装有绕卷盘,且第一中心轴一端安装有第二固定板,第二固定板与第一中心轴转动连接,且第二固定板一端安装有安装盒,第一中心轴一端活动贯穿安装盒一侧,且第一中心轴一端套接有第一轴承块,第一轴承块与第一中心轴转动连接,第一中心轴一端端面安装有第一驱动锥齿轮,且第一驱动锥齿轮外圆周顶部啮合有第二驱动锥齿轮,第二驱动锥齿轮顶部安装有第二中心轴,且第二中心轴中心套接有轴承座,轴承座与第二中心轴转动连接,且轴承座安装在安装盒内部底面中心。

8、优选的,所述第二中心轴中心一端套接固定有从动直齿轮,且从动直齿轮外圆周一侧啮合有驱动直齿轮,驱动直齿轮底部一侧中心安装有驱动电机本体,且驱动电机本体输出端与驱动直齿轮底部中心固定连接,驱动电机本体一侧安装有电机座,且电机座安装在安装盒内部一侧。

9、优选的,所述第二中心轴顶端安装有第三驱动锥齿轮,且第三驱动锥齿轮外圆周一侧啮合有第四驱动锥齿轮,第四驱动锥齿轮一端中心固定连接有双向丝杆,且双向丝杆中心内一端套接有第二轴承块,第二轴承块与双向丝杆转动连接,且第二轴承块安装在安装盒内部一侧顶部,双向丝杆一端活动贯穿第二固定板一侧,且双向丝杆一端与第一固定板一侧转动连接,双向丝杆中心一端套接有活动块,且活动块与双向丝杆通过滚珠螺母配合连接,活动块顶部中心安装有夹持座,且夹持座顶部与线缆底部一侧加持固定,线缆一端绕接在绕卷盘上,活动块中心活动贯穿有导向杆,且导向杆与活动块滑动连接,导向杆两端分别第一固定板和第二固定板相对一侧固定连接。

10、优选的,所述底座顶部中心安装有中心立柱,且中心立柱顶部中心安装有固定柱,固定柱两端对称安装有两个太阳能板,且底座底部一侧安装有锚绳,锚绳底部安装有海底地锚。

11、优选的,所述线缆内部均匀安装有若干加固钢环,且加固钢环顶部与底部均对称安装有八个固定销,十六个固定销一端安装有十六个安装环,且十六个安装环之间连接固定有八个连接钢杆,加固钢环内部安装有数据线,且数据线一端与超声波探头电性连接,数据线另一端电性连接有蓄电池。

12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

13、1.本发明通过往复发电机构的安装,利用波浪能带动浮筒的上下运动,从而实现了往复杆的往复运动,有利于利用波浪能发电,配合太阳能板的使用,有利于节约电能,避免了阴雨天气的造成的电量不足的情况出现;

14、2.本发明通过探测角度调节机构的安装,实现了超声波探头的角度调节,便于根据使用需求调节超声波探头的角度,有利于扩大了超声波探头的探测范围,提升了设备的实用性;

15、3.本发明通过加固钢环、安装环、连接钢杆和固定销的安装,在保证线缆缠绕的柔韧性的同时提升了线缆的结构强度,避免了在深海海底出现损坏的情况出现;

16、4.本发明通过收绳机构的安装,有利于实现线缆的旋转绕接,同时利用驱动电机本体带动活动块的往复运动,实现了线缆的按顺序绕接,避免了线缆单侧绕接造成线缆缠绕的情况出现。



技术特征:

1.深海采矿使用的超声波地形探测装置,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)两侧底部对称安装有两个往复发电机构(8),且底座(1)内部底面一侧安装有收绳机构(17),收绳机构(17)上绕接有线缆(2),且线缆(2)底端安装有安装块(4),安装块(4)底部安装有超声波探头(5),且安装块(4)顶部一侧安装有探测角度调节机构(3)。

2.根据权利要求1所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述往复发电机构(8)包括安装槽(801)、摆动臂(802)、第一固定块(803)、浮筒(804)、安装轴(805)、侧边块(806)、齿盘(807)、往复杆(808)、固定座(809)、齿块(810)、第二固定块(811)、连杆(812)、凸轮本体(813)、发电机本体(814)、垫块(815)、凸轮轴(816)和安装杆(817),底座(1)两侧底部对称开设有两个安装槽(801),且两个安装槽(801)底部对称安装有四个侧边块(806),四个侧边块(806)顶部安装有两个安装轴(805),且两个安装轴(805)中心转动连接有两个摆动臂(802),两个摆动臂(802)底部一侧均对称安装有两个第一固定块(803),四个第一固定块(803)底部安装有四个浮筒(804),两个摆动臂(802)一端中心安装有两个安装杆(817),且两个安装杆(817)一端安装有两个齿盘(807)。

3.根据权利要求2所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:两个所述齿盘(807)一侧啮合有两个齿块(810),且两个齿块(810)一侧中心安装有两个第二固定块(811),两个第二固定块(811)中心固定贯穿有两个往复杆(808),且两个往复杆(808)中心两端均活动套接有两个固定座(809),两个往复杆(808)与四个固定座(809)滑动连接,四个固定座(809)安装在底座(1)内部一侧,两个往复杆(808)底部转动连接有两个连杆(812),且两个连杆(812)底部转动连接有两个凸轮本体(813),两个凸轮本体(813)一端安装有两个凸轮轴(816),且两个凸轮轴(816)一端安装有两个发电机本体(814),两个发电机本体(814)输入端与两个凸轮轴(816)一端固定连接,且两个发电机本体(814)底部安装有两个垫块(815),两个垫块(815)对称安装在底座(1)内部底面一侧。

4.根据权利要求1所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述探测角度调节机构(3)包括固定外壳(301)、扇叶(302)、固定套筒(303)、连接轴(304)、从动锥齿轮(305)、安装套筒(306)、伺服电机(307)、安装柱(308)、固定轴(309)和主动锥齿轮(310),安装块(4)顶部一侧安装有安装柱(308),且安装柱(308)顶部安装有固定外壳(301),固定外壳(301)内部底面中心安装有安装套筒(306),且安装套筒(306)顶部安装有固定套筒(303),固定套筒(303)两端转动连接有两个转动头,且两个固定套筒(303)外围均匀安装有扇叶(302)。

5.根据权利要求4所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述安装柱(308)内部安装有伺服电机(307),且伺服电机(307)输出端安装有固定轴(309),固定轴(309)顶端活动贯穿固定套筒(303)底部中心,且固定轴(309)顶端端面安装有主动锥齿轮(310),主动锥齿轮(310)外圆周两端分别啮合有两个从动锥齿轮(305),且两个从动锥齿轮(305)一端安装有两个连接轴(304),两个连接轴(304)一端与两个转动头一侧中心固定连接。

6.根据权利要求1所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述收绳机构(17)包括第一固定板(1701)、第一中心轴(1702)、绕卷盘(1703)、第一轴承块(1704)、第二固定板(1705)、第一驱动锥齿轮(1706)、第二驱动锥齿轮(1707)、第二中心轴(1708)、轴承座(1709)、驱动电机本体(1710)、电机座(1711)、驱动直齿轮(1712)、从动直齿轮(1713)、第三驱动锥齿轮(1714)、安装盒(1715)、第四驱动锥齿轮(1716)、第二轴承块(1717)、双向丝杆(1718)、导向杆(1719)、活动块(1720)和夹持座(1721),底座(1)内部底面一侧安装有第一固定板(1701),且第一固定板(1701)一端转动连接有第一中心轴(1702),第一中心轴(1702)中心安装有绕卷盘(1703),且第一中心轴(1702)一端安装有第二固定板(1705),第二固定板(1705)与第一中心轴(1702)转动连接,且第二固定板(1705)一端安装有安装盒(1715),第一中心轴(1702)一端活动贯穿安装盒(1715)一侧,且第一中心轴(1702)一端套接有第一轴承块(1704),第一轴承块(1704)与第一中心轴(1702)转动连接,第一中心轴(1702)一端端面安装有第一驱动锥齿轮(1706),且第一驱动锥齿轮(1706)外圆周顶部啮合有第二驱动锥齿轮(1707),第二驱动锥齿轮(1707)顶部安装有第二中心轴(1708),且第二中心轴(1708)中心套接有轴承座(1709),轴承座(1709)与第二中心轴(1708)转动连接,且轴承座(1709)安装在安装盒(1715)内部底面中心。

7.根据权利要求6所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述第二中心轴(1708)中心一端套接固定有从动直齿轮(1713),且从动直齿轮(1713)外圆周一侧啮合有驱动直齿轮(1712),驱动直齿轮(1712)底部一侧中心安装有驱动电机本体(1710),且驱动电机本体(1710)输出端与驱动直齿轮(1712)底部中心固定连接,驱动电机本体(1710)一侧安装有电机座(1711),且电机座(1711)安装在安装盒(1715)内部一侧。

8.根据权利要求6所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述第二中心轴(1708)顶端安装有第三驱动锥齿轮(1714),且第三驱动锥齿轮(1714)外圆周一侧啮合有第四驱动锥齿轮(1716),第四驱动锥齿轮(1716)一端中心固定连接有双向丝杆(1718),且双向丝杆(1718)中心内一端套接有第二轴承块(1717),第二轴承块(1717)与双向丝杆(1718)转动连接,且第二轴承块(1717)安装在安装盒(1715)内部一侧顶部,双向丝杆(1718)一端活动贯穿第二固定板(1705)一侧,且双向丝杆(1718)一端与第一固定板(1701)一侧转动连接,双向丝杆(1718)中心一端套接有活动块(1720),且活动块(1720)与双向丝杆(1718)通过滚珠螺母配合连接,活动块(1720)顶部中心安装有夹持座(1721),且夹持座(1721)顶部与线缆(2)底部一侧加持固定,线缆(2)一端绕接在绕卷盘(1703)上,活动块(1720)中心活动贯穿有导向杆(1719),且导向杆(1719)与活动块(1720)滑动连接,导向杆(1719)两端分别第一固定板(1701)和第二固定板(1705)相对一侧固定连接。

9.根据权利要求2所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述底座(1)顶部中心安装有中心立柱(9),且中心立柱(9)顶部中心安装有固定柱(11),固定柱(11)两端对称安装有两个太阳能板(10),且底座(1)底部一侧安装有锚绳(7),锚绳(7)底部安装有海底地锚(6)。

10.根据权利要求1所述的深海采矿使用的超声波地形探测装置,其特征在于:所述线缆(2)内部均匀安装有若干加固钢环(12),且加固钢环(12)顶部与底部均对称安装有八个固定销(16),十六个固定销(16)一端安装有十六个安装环(14),且十六个安装环(14)之间连接固定有八个连接钢杆(15),加固钢环(12)内部安装有数据线(13),且数据线(13)一端与超声波探头(5)电性连接,数据线(13)另一端电性连接有蓄电池。


技术总结
本发明公开了深海采矿使用的超声波地形探测装置,包括底座,所述底座两侧底部对称安装有两个往复发电机构,且底座内部底面一侧安装有收绳机构,收绳机构上绕接有线缆,本发明通过往复发电机构的安装,利用波浪能带动浮筒的上下运动,有利于利用波浪能发电,配合太阳能板的使用,有利于节约电能;通过探测角度调节机构的安装,实现了超声波探头的角度调节,有利于扩大了超声波探头的探测范围;通过加固钢环、安装环、连接钢杆和固定销的安装,在保证线缆缠绕的柔韧性的同时提升了线缆的结构强度;通过收绳机构的安装,有利于实现线缆的旋转绕接,同时利用驱动电机本体带动活动块的往复运动,实现了线缆的按顺序绕接。

技术研发人员:刘强,赵新学,冯川
受保护的技术使用者:山东航空学院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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