[發(fā)明專利]一種水下光學(xué)整流罩

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110369827.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113071636A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)?/a>;王新偉;雷平順;周燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): B63C11/52
• 分類號(hào): B63C11/52;G03B17/02;G03B30/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本公開提供一種水下光學(xué)整流罩，包括：整流罩底座(7)，固定在水下航行器(3)上；整流罩頭部(5)，與水下航行器(3)的外殼在結(jié)構(gòu)上共形；其中，整流罩底座(7)與整流罩頭部(5)之間形成密封的整流罩腔體(6)，整流罩腔體(6)中充滿水。本公開的水下光學(xué)整流罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，可與水下航行器機(jī)械共形減少水下航行器(3)的航行阻力，又能使水下航行器(3)的光學(xué)相機(jī)(2)清晰成像，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及水下光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下光學(xué)整流罩。

背景技術(shù)

水下航行器在海洋礦物勘探，水下管道檢查、搜索和救援，海洋考古等方面具有廣泛的應(yīng)用。隨著水下航行器導(dǎo)航，避障和勘探的需求不斷增長(zhǎng)，前視光學(xué)相機(jī)越來越多地安裝在水下航行器的前端。為了能使前視相機(jī)清晰成像，許多水下航行器前端設(shè)計(jì)成平面透明窗口，2020年俄羅斯“勇士”號(hào)無人潛航器前端即采用了平面玻璃窗口，如圖1所示。然而，安裝在水下航行器前端的平面透明窗口會(huì)增大水下航行器的航行阻力，增加水下航行器航行功耗，縮短水下航行器作業(yè)時(shí)間。因此，人們?cè)趪L試將光學(xué)整流罩被設(shè)計(jì)成彎曲的，減少平面光學(xué)窗口給水下航行器造成阻力的問題。這些方法通常采用可變焦距的前視光學(xué)相機(jī)，同時(shí)采用算法對(duì)圖像畸變進(jìn)行修正。但是，由于相機(jī)的焦距調(diào)整范圍有限，對(duì)于嚴(yán)重虛焦的圖像仍然難以清晰成像。此外，結(jié)合水體光學(xué)特性，通過復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)研制前視光學(xué)相機(jī)的鏡頭可以消除由于光學(xué)整流罩造成的虛焦和像差。但是，鏡頭設(shè)計(jì)通常很復(fù)雜，并且前視光學(xué)相機(jī)的安裝需要十分精確。此外，對(duì)于每個(gè)光學(xué)整流罩，都需要專門設(shè)計(jì)鏡頭，這意味著無法隨意更改光學(xué)整流罩或鏡頭。因此，設(shè)計(jì)一種既能減少水下航行器的航行阻力又能使水下航行器的前視光學(xué)相機(jī)清晰成像的光學(xué)整流罩非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對(duì)上述問題，本公開提供了一種水下光學(xué)整流罩，用于至少部分解決傳統(tǒng)平面窗口的水下航行器航行阻力大、前視光學(xué)相機(jī)難以清晰成像等技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本公開提供了一種水下光學(xué)整流罩，包括：整流罩底座7，固定在水下航行器3上；整流罩頭部5，與水下航行器3的外殼在結(jié)構(gòu)上共形；其中，整流罩底座7與整流罩頭部5之間形成密封的整流罩腔體6，整流罩腔體6中充滿有水。

進(jìn)一步地，整流罩底座7設(shè)于水下航行器3中光學(xué)相機(jī)2的前方，整流罩底座7所在平面與光學(xué)相機(jī)2的光軸垂直。

進(jìn)一步地，整流罩底座7與整流罩頭部5固定，以保證整流罩腔體6的水密。

進(jìn)一步地，整流罩腔體6中充滿有水中的水包括潔凈水、去離子水。

進(jìn)一步地，光學(xué)整流罩4安裝在水下航行器3的不同部位，包括水下航行器3的頭部、中部、底部。

進(jìn)一步地，整流罩底座7為透明剛性平板，整流罩頭部5為透明剛性曲面。

進(jìn)一步地，整流罩底座7的材質(zhì)和整流罩頭部5的材質(zhì)為透明剛性材料，透明剛性材料包括玻璃、有機(jī)玻璃、透明陶瓷、藍(lán)寶石玻璃。

進(jìn)一步地，整流罩底座7、整流罩頭部5的厚度范圍與工作水深呈正相關(guān)，水下光學(xué)整流罩滿足工作水深下的耐壓要求。

進(jìn)一步地，整流罩底座7包括至少一塊透明剛性平板，每塊平板均與水下航行器3固定，整流罩頭部5為透明剛性曲面。

進(jìn)一步地，整流罩底座7的其中一塊平板設(shè)于水下航行器3中光學(xué)相機(jī)2的前方，其中一塊平板所在平面與光學(xué)相機(jī)2的光軸垂直。

(三)有益效果