一种基于光信号的水下通信模块

技术领域

本发明涉及水下通信技术领域，具体为一种基于光信号的水下通信模块。

背景技术

自从发现水种存在一个类似大气的透光窗口以后，人们便开始利用光信号进行测深的探索，激光系统不仅用于水深测量，还可以用于水下地貌绘制、水文测量、大陆架探测、内陆港口探测，水下打捞，也可以用于水下生物的变化，水下环境监视等。

目前的基于光信号的水下通信设备通常需要添加配重并沉入水中协助水下作业人员使用其他勘测仪器进行勘探作业，且对勘探作业时产生的数据进行传输和通信，但是在勘探结束后，装置大都需要作业人员携带回收，由于装置不具备上浮功能，给作业人员增加了勘探作业的作业量，降低了作业人员水下勘察的作业效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光信号的水下通信模块，具备便于上浮的优点，解决了目前的基于光信号的水下通信设备通常需要添加配重并沉入水中协助水下作业人员使用其他勘测仪器进行勘探作业，且对勘探作业时产生的数据进行传输和通信，但是在勘探结束后，装置大都需要作业人员携带回收，由于装置不具备上浮功能，给作业人员增加了勘探作业的作业量，降低了作业人员水下勘察作业效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光信号的水下通信模块，包括通信装置本体，所述通信装置本体的底部固定连接有动力框架，所述动力框架的底部固定连接有调节框架，所述调节框架底部活动连接有配重块本体，所述调节框架底部的左侧开设有排料洞，所述排料洞的底部贯穿配重块本体并延伸至配重块本体的外部，所述调节框架内腔的底部且位于排料洞的正上方固定连接有储物框架，所述储物框架的顶部与调节框架内腔的顶部固定连接，所述储物框架的内腔活动连接有钢珠，所述调节框架内腔的底部活动连接有密封板，所述密封板的一端延伸至储物框架的内腔，且位于排料洞的正上方，所述调节框架内腔底部的右侧固定连接有电动推杆，所述电动推杆的输出端与密封板固定连接，所述密封板的顶部固定连接有密封垫，所述配重块本体和调节框架内腔的底部均开设有螺纹槽，且螺纹槽的内腔螺纹连接有螺纹杆，所述调节框架内腔底部的四周均通过轴承活动连接有调节齿轮，所述螺纹杆的顶部通过螺纹槽延伸至调节框架的内腔，且与调节齿轮的内腔螺纹连接。

优选的，所述调节框架内腔底部的两侧均固定连接有调节电机，所述调节电机的输出轴传动连接有金属杆，且金属杆表面的上端和下端均固定连接有主动轮，所述调节框架内腔底部四周均通过轴承活动连接有调节杆。

优选的，所述调节杆表面的上端固定连接有从动轮，所述从动轮通过皮带与主动轮传动连接，所述调节杆表面的下端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮与调节齿轮啮合。

优选的，所述调节框架内腔底部的前端和后端均开设有滑槽，所述滑槽的内腔滑动连接有滑块，所述滑块的顶部与密封板的底部固定连接。

优选的，所述动力框架的两侧均固定连接有防护框架，所述防护框架顶部的前端和后端均活动连接有旋转杆，所述旋转杆的顶部固定连接有螺旋叶轮。

优选的，所述动力框架内腔的底部固定连接有双轴电机，所述双轴电机的两个输出端分别贯穿至两个所述防护框架的内腔，且传动连接有第二齿轮，所述防护框架的内腔活动连接有转动杆，所述转动杆表面的中心处固定连接有第三齿轮，所述第二齿轮与第三齿轮啮合。

优选的，所述转动杆表面的前端和后端均固定连接有第四齿轮，所述转动杆表面的前端和后端均固定连接有钢块，所述钢块的顶部与防护框架内腔的顶部固定连接，所述旋转杆的底部贯穿至防护框架的内腔，且固定连接有第五齿轮，所述第四齿轮与第五齿轮啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过设置通信装置本体、动力框架、调节框架、配重块本体、排料洞、储物框架、密封板、电动推杆、密封垫、螺纹杆和调节齿轮，通信装置本体使装置具备基本的通信功能，当螺纹杆旋转并延伸至调节框架的内腔，且解除与配重块本体的连接时，装置可以解除配重块本体与调节框架底部的连接，从而降低装置的重量，电动推杆可以带动密封板与密封垫在调节框架内腔的底部进行移动，并以此使储物框架通过排料洞与水下环境连通，由于储物框架内腔钢珠的密度大于水，储物框架内腔的钢珠通过排料洞滚落至水下环境，同时部分水通过排料洞进入储物框架的内腔，减少装置的重量，根据使用情况，再次控制电动推杆推动密封板与密封垫对排料洞进行密封，最后通过螺旋叶轮的旋转，装置可以在减轻重量后配和螺旋叶轮旋转产生的力下进行上浮作业，避免了需要工作人员对装置进行单独的回收作业，从而减少了工作人员的作业量，并降低了工作人员的水下作业时间，提高了工作人员的水下工作效率，解决了目前的基于光信号的水下通信设备通常需要添加配重并沉入水中协助水下作业人员使用其他勘测仪器进行勘探作业，且对勘探作业时产生的数据进行传输和通信，但是在勘探结束后，装置大都需要作业人员携带回收，由于装置不具备上浮功能，给作业人员增加了勘探作业的作业量，降低了作业人员水下勘察作业效率的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明调节框架的爆炸结构示意图；

图3为本发明配重块本体的爆炸结构示意图；

图4为本发明调节电机的侧视平面结构示意图；

图5为本发明双轴电机的仰视平面结构示意图；

图6为本发明转动杆的侧视平面结构示意图。

图中：1、通信装置本体；2、动力框架；3、调节框架；4、配重块本体；5、排料洞；6、储物框架；7、密封板；8、电动推杆；9、密封垫；10、螺纹杆；11、调节齿轮；12、调节电机；13、主动轮；14、调节杆；15、从动轮；16、第一齿轮；17、滑槽；18、滑块；19、防护框架；20、旋转杆；21、螺旋叶轮；22、双轴电机；23、第二齿轮；24、转动杆；25、第三齿轮；26、第四齿轮；27、钢块；28、第五齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的通信装置本体1、动力框架2、调节框架3、配重块本体4、排料洞5、储物框架6、密封板7、电动推杆8、密封垫9、螺纹杆10、调节齿轮11、调节电机12、主动轮13、调节杆14、从动轮15、第一齿轮16、滑槽17、滑块18、防护框架19、旋转杆20、螺旋叶轮21、双轴电机22、第二齿轮23、转动杆24、第三齿轮25、第四齿轮26、钢块27和第五齿轮28部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1-6，一种基于光信号的水下通信模块，包括通信装置本体1，通信装置本体1的底部固定连接有动力框架2，动力框架2的底部固定连接有调节框架3，调节框架3底部活动连接有配重块本体4，调节框架3底部的左侧开设有排料洞5，排料洞5的底部贯穿配重块本体4并延伸至配重块本体4的外部，调节框架3内腔的底部且位于排料洞5的正上方固定连接有储物框架6，储物框架6的顶部与调节框架3内腔的顶部固定连接，储物框架6的内腔活动连接有钢珠，调节框架3内腔的底部活动连接有密封板7，密封板7的一端延伸至储物框架6的内腔，且位于排料洞5的正上方，调节框架3内腔底部的右侧固定连接有电动推杆8，电动推杆8的输出端与密封板7固定连接，密封板7的顶部固定连接有密封垫9，配重块本体4和调节框架3内腔的底部均开设有螺纹槽，且螺纹槽的内腔螺纹连接有螺纹杆10，调节框架3内腔底部的四周均通过轴承活动连接有调节齿轮11，螺纹杆10的顶部通过螺纹槽延伸至调节框架3的内腔，且与调节齿轮11的内腔螺纹连接，通过设置通信装置本体1、动力框架2、调节框架3、配重块本体4、排料洞5、储物框架6、密封板7、电动推杆8、密封垫9、螺纹杆10和调节齿轮11，通信装置本体1使装置具备基本的通信功能，当螺纹杆10旋转并延伸至调节框架3的内腔，且解除与配重块本体4的连接时，装置可以解除配重块本体4与调节框架3底部的连接，从而降低装置的重量，电动推杆8可以带动密封板7与密封垫9在调节框架3内腔的底部进行移动，并以此使储物框架6通过排料洞5与水下环境连通，由于储物框架6内腔钢珠的密度大于水，储物框架6内腔的钢珠通过排料洞5滚落至水下环境，同时部分水通过排料洞5进入储物框架6的内腔，减少装置的重量，根据使用情况，再次控制电动推杆8推动密封板7与密封垫9对排料洞5进行密封，最后通过螺旋叶轮21的旋转，装置可以在减轻重量后配和螺旋叶轮21旋转产生的力下进行上浮作业，避免了需要工作人员对装置进行单独的回收作业，从而减少了工作人员的作业量，并降低了工作人员的水下作业时间，提高了工作人员的水下工作效率，解决了目前的基于光信号的水下通信设备通常需要添加配重并沉入水中协助水下作业人员使用其他勘测仪器进行勘探作业，且对勘探作业时产生的数据进行传输和通信，但是在勘探结束后，装置大都需要作业人员携带回收，由于装置不具备上浮功能，给作业人员增加了勘探作业的作业量，降低了作业人员水下勘察作业效率的问题。

具体的，调节框架3内腔底部的两侧均固定连接有调节电机12，调节电机12的输出轴传动连接有金属杆，且金属杆表面的上端和下端均固定连接有主动轮13，调节框架3内腔底部四周均通过轴承活动连接有调节杆14，通过设置调节电机12、主动轮13和调节杆14，调节电机12的输出轴可以带动两个主动轮13进行旋转，调节杆14对从动轮15和第一齿轮16进行支撑。

具体的，调节杆14表面的上端固定连接有从动轮15，从动轮15通过皮带与主动轮13传动连接，调节杆14表面的下端固定连接有第一齿轮16，第一齿轮16与调节齿轮11啮合，通过设置从动轮15和第一齿轮16，当主动轮13旋转时，主动轮13通过皮带带动从动轮15旋转，并带动调节杆14旋转，从而带动第一齿轮16进行旋转，使第一齿轮16可以带动调节齿轮11旋转，并带动螺纹杆10进行高度调节，解除螺纹杆10与配重块本体4的连接。

具体的，调节框架3内腔底部的前端和后端均开设有滑槽17，滑槽17的内腔滑动连接有滑块18，滑块18的顶部与密封板7的底部固定连接，通过设置滑槽17和滑块18，当密封板7在调节框架3内腔的底部进行移动时，会带动滑块18沿着滑槽17的内腔进行移动，以此对密封板7的移动进行限位，避免滑槽17出现偏位。

具体的，动力框架2的两侧均固定连接有防护框架19，防护框架19顶部的前端和后端均活动连接有旋转杆20，旋转杆20的顶部固定连接有螺旋叶轮21，通过设置防护框架19、旋转杆20和螺旋叶轮21，防护框架19对其内腔的第二齿轮23、转动杆24、第三齿轮25、钢块27和第五齿轮28进行保护，当旋转杆20旋转时，可以带动螺旋叶轮21进行旋转，产生的力可以带动装置向上浮动。

具体的，动力框架2内腔的底部固定连接有双轴电机22，双轴电机22的两个输出端分别贯穿至两个防护框架19的内腔，且传动连接有第二齿轮23，防护框架19的内腔活动连接有转动杆24，转动杆24表面的中心处固定连接有第三齿轮25，第二齿轮23与第三齿轮25啮合，通过设置双轴电机22、第二齿轮23、转动杆24和第三齿轮25，双轴电机22的输出轴可以带动第二齿轮23进行旋转，并带动第三齿轮25和转动杆24旋转。

具体的，转动杆24表面的前端和后端均固定连接有第四齿轮26，转动杆24表面的前端和后端均固定连接有钢块27，钢块27的顶部与防护框架19内腔的顶部固定连接，旋转杆20的底部贯穿至防护框架19的内腔，且固定连接有第五齿轮28，第四齿轮26与第五齿轮28啮合，通过设置第四齿轮26、钢块27和第五齿轮28，钢块27增加防护框架19对转动杆24的连接稳定性，第五齿轮28配和第四齿轮26带动旋转杆20进行旋转，从而给螺旋叶轮21的旋转提供动力来源。

使用时，首先将装置投入水中，在装置自身重力和配重块本体4以及储物框架6内腔的钢珠配和下，装置在水中下称，当装置下沉至合适的深度时，工作人员使用装置并配和其他勘察装置对水下环境进行勘察作业，当完成勘察作业后，若需要装置上浮，则通过外设控制器启动电动推杆8，电动推杆8的输出端带动密封板7、密封垫9和滑块18沿着滑槽17的内腔进行移动，从而使储物框架6的内腔与排料洞5的内腔连通，在储物框架6内腔倾斜角度的导流下，且储物框架6内腔的钢珠密度大于水，使储物框架6内腔的钢珠滚出储物框架6的内腔，并通过排料洞5穿过调节框架3和配重块本体4，移至水下环境中，在钢珠滚出储物框架6的内腔后，部分水通过排料洞5进入储物框架6的内腔，完成后再次启动电动推杆8，电动推杆8的输出端推动密封板7、密封垫9和滑块18沿着滑槽17的内腔复位，并延伸至储物框架6的内腔且对排料洞5进行密封，然后通过外设控制器启动调节电机12，调节电机12的输出轴可以带动两个主动轮13进行旋转，主动轮13通过皮带带动从动轮15旋转，并带动调节杆14旋转，从而带动第一齿轮16进行旋转，使第一齿轮16可以带动调节齿轮11旋转，调节齿轮11带动螺纹杆10进行高度调节，解除螺纹杆10与配重块本体4的连接，此配重块本体4解除与调节框架3的连接关系，以此完成对装置重量的减轻，最后通过外设控制器启动双轴电机22，双轴电机22的两个输出轴均带动第二齿轮23旋转，第二齿轮23带动第三齿轮25和转动杆24旋转，转动杆24带动第四齿轮26旋转，第四齿轮26带动第五齿轮28旋转，第五齿轮28带动旋转杆20旋转，并带动螺旋叶轮21进行旋转，装置可以在减轻重量后配和螺旋叶轮21旋转产生的力下进行上浮作业，避免了需要工作人员对装置进行单独的回收作业，从而减少了工作人员的作业量，并降低了工作人员的水下作业时间，提高了工作人员的水下工作效率，解决了目前的基于光信号的水下通信设备通常需要添加配重并沉入水中协助水下作业人员使用其他勘测仪器进行勘探作业，且对勘探作业时产生的数据进行传输和通信，但是在勘探结束后，装置大都需要作业人员携带回收，由于装置不具备上浮功能，给作业人员增加了勘探作业的作业量，降低了作业人员水下勘察作业效率的问题。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。