一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱
阅读说明：本技术 一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱 (Standard load cabin for modular underwater intelligent equipment platform ) 是由 曹聚亮 王雪莹 杨柏楠 吕楚冰 谢天一 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱,具有深海防水承压能力,能够将任务模块安装集成在标准载荷舱内部,标准载荷舱底部和模块化水下智能装备平台壳体之间采用光电接口实现数据和能量的传输。载荷舱前后两侧配有光电接口,能够实现不同载荷舱之间的数据通信。对每个具体任务载荷使用标准模块化设计,方便大规模集成批量生产,有效降低系统成本。外形的标准化和可替代性,让模块化水下智能装备平台能够根据不同的任务方便灵活的配置任务载荷组合,标准化接口将任务载荷的复杂线路连接封装在载荷舱内,能够降低配置的复杂性,减少任务载荷和模块化水下智能装备平台壳体之间的复杂组装线路带来的风险。(The invention discloses a standard load cabin for a modular underwater intelligent equipment platform, which has deep-sea waterproof pressure-bearing capacity, can install and integrate a task module in the standard load cabin, and realizes data and energy transmission between the bottom of the standard load cabin and a shell of the modular underwater intelligent equipment platform by adopting an optical-electrical interface. Photoelectric interfaces are arranged on the front side and the rear side of the load cabin, and data communication among different load cabins can be achieved. And standard modular design is used for each specific task load, so that large-scale integrated mass production is facilitated, and the system cost is effectively reduced. The standardization and the substitutability of appearance let the modularization intelligent equipment platform under water can be according to the convenient nimble configuration task load combination of task of difference, and the complicated circuit connection encapsulation of task load is in the load under-deck with standardized interface, can reduce the complexity of configuration, reduces the task load and the modularization and equips the risk that the complicated equipment circuit between the platform casing brought under water.)
技术领域
本发明涉及水下无人装备领域，尤其是一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱
背景技术
探索维度的不断提升，要求自主水下航行器(AUV)能够执行多种任务。但是传统一体化AUV内部的安装相对固定，执行不同的任务需要大规模的拆卸，任务功能单一，灵活性欠缺。
建立规范接口有利于拆卸，方便任务载荷和AUV壳体的重复使用。外形的标准化和可替代性，让AUV能够根据不同的任务方便灵活的配置任务载荷组合。任务载荷封装在标准化模块中，能减少对具体器件的拆卸操作，能够提高任务负载的使用周期，降低生命周期成本。
发明内容
本发明立足于当前AUV载荷存在的实际问题，发明一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱，能够将任务模块安装集成在标准载荷舱内部。利用标准化载荷舱和模块化水下智能装备平台壳体之间的光电接口进行数据和能量的传输，标准载荷舱前后两侧配置光电接口，能够实现不同载荷舱之间的数据通信。标准化外形和集成的交互接口为多任务模块的组合和灵活配置提供可能性。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱,包括：前盖，中央环和后盖，将任务载荷密封在前盖、中央环和后盖三个组件内部，通过标准化结合实现和外界的数据和能量交换；所述前盖包括：前盖盖体，防水橡胶圈a，锁紧卡环a，载荷舱之间交互的光电模块a，光电模块的防撞缓冲垫a，底部有集成限位开关和标准载荷舱模块化水下智能装备平台交互的光电模块；所述中央环包括：中央环盖体，锁紧卡环b，蓝牙模块，吊装卡环，锁紧模块；所述后盖包括：后盖盖体，防水橡胶圈b，锁紧卡环c，载荷舱之间交互的光电模块b，光电模块的防撞缓冲垫b。
作为本发明的进一步改进，所述前盖盖体为半球形，下部突出一部分集成限位开关和载荷舱与模块化水下智能装备平台交互的光电模块a，所述前盖盖体和舱体连接并进行交互，防水橡胶圈a在前盖盖体剖面；所述锁紧卡环a分别在前盖和中央环接触面附近的上面和左右两边，在半球面的顶部磨切成平面，安装载荷舱之间交互的光电模块b。
作为本发明的进一步改进，载荷舱之间交互的光电模块a外围有一圈光电模块的防撞缓冲垫a。
作为本发明的进一步改进，所述中央环盖体为圆柱面状，中央环盖体的两个切面使用防水橡胶圈覆盖，在和前盖、后盖对应的位置设置配套的锁紧卡环b。
作为本发明的进一步改进，在中央环顶部凸出吊装卡环和蓝牙模块。
作为本发明的进一步改进，中央环底部有锁紧模块，能够实现标准载荷舱和模块化水下智能装备平台壳体之间的锁紧。
作为本发明的进一步改进，所述后盖盖体为半球形，防水橡胶圈b在后盖盖体剖面；锁紧卡环c分别在后盖和中央环接触面附近的上面和左右两边；在半球面的顶部磨切成平面，安装载荷舱之间交互的光电模块b。
作为本发明的进一步改进，载荷舱之间交互的光电模块b外围有一圈光电模块的防撞缓冲垫b。
本方案的有益效果如下：
对每个具体任务载荷使用标准模块化设计，方便大规模集成批量生产，有效降低系统成本。外形的标准化和可替代性，让模块化水下智能装备平台能够根据不同的任务方便灵活的配置任务载荷组合。标准化接口将任务载荷的复杂线路连接封装在载荷舱内，能够降低配置的复杂性，减少任务载荷和模块化水下智能装备平台壳体之间的复杂组装线路带来的风险。任务载荷封装在标准载荷舱中，能减少对具体器件的拆卸操作，能够提高任务负载的使用周期，降低生命周期成本。将具体的功能模块封装在标准载荷舱中，对任务载荷的操作可以转变为对载荷舱的操作，良好的封装性和水下湿插拔光电模块为水下模块再组装和切换提供可能性。
附图说明
图1为标准载荷舱的基础外观；
图2为标准载荷舱爆炸图；
图3为标准载荷舱内部装配任务模块的爆炸图；
图4为集成了任务模块的标准载荷舱在模块化水下智能装备平台中的正面剖视图；
图5为集成了任务模块的标准载荷舱在模块化水下智能装备平台中的侧面剖视图；
图6为两个标准载荷舱在模块化水下智能装备平台中安装的示意图；
图7为标准载荷舱在水下利用机械臂进行湿更换的示意图；
其中：1、前盖；101、前盖盖体；102、防水橡胶圈a；103、锁紧卡环a；104、标准载荷舱之间交互的光电模块a；105、光电模块的防撞缓冲垫a；106、集成限位开关；107、标准载荷舱模块化水下智能装备平台交互的光电模块，2、中央环；201、中央环盖体；202、锁紧卡环b；203、蓝牙模块；204、吊装卡环；205、锁紧模块；
3、后盖301、后盖盖体；302、防水橡胶圈b；303、锁紧卡环c；304、标准载荷舱之间交互的光电模块b；305、光电模块的防撞缓冲垫b；
401、作为任务模块的重力仪；402、安装板；403、壳体的浮力材料；404、任务模块，405，机械臂抓手。
具体实施方式
本发明立足于当前AUV载荷存在的实际问题，发明一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱，能够将任务模块安装集成在标准载荷舱内部。利用标准化载荷舱和模块化水下智能装备平台壳体之间的光电接口进行数据和能量的传输，标准载荷舱前后两侧配置光电接口，能够实现不同载荷舱之间的数据通信。标准化外形和集成的交互接口为多任务模块的组合和灵活配置提供可能性。
本发明采用的技术方案如下：
如图1、2所示，一种用于模块化水下智能装备平台的标准载荷舱,包括：前盖，中央环和后盖，将任务载荷密封在前盖、中央环和后盖三个组件内部，通过标准化结合实现和外界的数据和能量交换；所述前盖包括：前盖盖体，防水橡胶圈a，锁紧卡环a，载荷舱之间交互的光电模块a，光电模块的防撞缓冲垫a，底部有集成限位开关和标准载荷舱模块化水下智能装备平台交互的光电模块；所述中央环包括：中央环盖体，锁紧卡环b，蓝牙模块，吊装卡环，锁紧模块；所述后盖包括：后盖盖体，防水橡胶圈b，锁紧卡环c，载荷舱之间交互的光电模块b，光电模块的防撞缓冲垫b。
作为本发明的进一步改进，所述前盖盖体为半球形，下部突出一部分集成限位开关和载荷舱与模块化水下智能装备平台交互的光电模块a，所述前盖盖体和舱体连接并进行交互，防水橡胶圈a在前盖盖体剖面；所述锁紧卡环a分别在前盖和中央环接触面附近的上面和左右两边，在半球面的顶部磨切成平面，安装载荷舱之间交互的光电模块b。
作为本发明的进一步改进，载荷舱之间交互的光电模块a外围有一圈光电模块的防撞缓冲垫a。
作为本发明的进一步改进，所述中央环盖体为圆柱面状，中央环盖体的两个切面使用防水橡胶圈覆盖，在和前盖、后盖对应的位置设置配套的锁紧卡环b。
作为本发明的进一步改进，在中央环顶部凸出吊装卡环和蓝牙模块。
作为本发明的进一步改进，中央环底部有锁紧模块，能够实现标准载荷舱和模块化水下智能装备平台壳体之间的锁紧。
作为本发明的进一步改进，所述后盖盖体为半球形，防水橡胶圈b在后盖盖体剖面；锁紧卡环c分别在后盖和中央环接触面附近的上面和左右两边；在半球面的顶部磨切成平面，安装载荷舱之间交互的光电模块b。
作为本发明的进一步改进，载荷舱之间交互的光电模块b外围有一圈光电模块的防撞缓冲垫b。
这里以重力仪为例，展示标准载荷舱内部载荷的组装示意。具体如图3所示，在具体使用中，将重力仪安装在安装板上，将安装板安装在具体合适的位置上，对重力仪而言需要一安装竖面，位置匹配如图所示。图4和图5显示集成了任务模块的标准化载荷舱的正面和侧面剖视图，集成限位开关106可以确定模块化水下智能装备平台和标准载荷舱之间的位置匹配，确保光电模块的能源和数据传输的稳定性和可靠性。锁紧模块205用来保证到位之后标准载荷舱和模块化水下智能装备平台壳体之间不再有相对移动。
标准载荷舱除了本身的标准化、模块化、可替代性强、可灵活配置之外，两端的光电模块提供了载荷舱之间的通讯能力。如图6所示，图示为标准化载荷舱在一个模块化水下智能装备平台中的排列情况。这里不同的载荷舱装配不同的任务负载。两个标准载荷舱的首尾光电模块相对，实现邻居舱体之间的信息传输。
标准载荷舱的安装为机械安装。考虑到后期水下无人化、自动化和智能化的需求，本标准载荷舱在标准载荷舱两吊环之间放置蓝牙模块作为定位装置，匹配同样带有蓝牙定位模块的机械臂，当确定操作对象时，机械臂能够通过信号指引自动导航到卡环。图7体现标准载荷舱在水下进行湿更换的一种可能性，机械臂抓手和壳体通过蓝牙模块进行位置匹配确定，机械臂抓手通过卡环抓起标准载荷舱。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。