[发明专利]一种水下光学整流罩

说明书

本公开提供一种水下光学整流罩，包括：整流罩底座(7)，固定在水下航行器(3)上；整流罩头部(5)，与水下航行器(3)的外壳在结构上共形；其中，整流罩底座(7)与整流罩头部(5)之间形成密封的整流罩腔体(6)，整流罩腔体(6)中充满水。本公开的水下光学整流罩结构简单、易于操作，可与水下航行器机械共形减少水下航行器(3)的航行阻力，又能使水下航行器(3)的光学相机(2)清晰成像，具有较强的实用性。

技术领域

本公开涉及水下光学技术领域，具体涉及一种水下光学整流罩。

背景技术

水下航行器在海洋矿物勘探，水下管道检查、搜索和救援，海洋考古等方面具有广泛的应用。随着水下航行器导航，避障和勘探的需求不断增长，前视光学相机越来越多地安装在水下航行器的前端。为了能使前视相机清晰成像，许多水下航行器前端设计成平面透明窗口，2020年俄罗斯“勇士”号无人潜航器前端即采用了平面玻璃窗口，如图1所示。然而，安装在水下航行器前端的平面透明窗口会增大水下航行器的航行阻力，增加水下航行器航行功耗，缩短水下航行器作业时间。因此，人们在尝试将光学整流罩被设计成弯曲的，减少平面光学窗口给水下航行器造成阻力的问题。这些方法通常采用可变焦距的前视光学相机，同时采用算法对图像畸变进行修正。但是，由于相机的焦距调整范围有限，对于严重虚焦的图像仍然难以清晰成像。此外，结合水体光学特性，通过复杂的光学设计研制前视光学相机的镜头可以消除由于光学整流罩造成的虚焦和像差。但是，镜头设计通常很复杂，并且前视光学相机的安装需要十分精确。此外，对于每个光学整流罩，都需要专门设计镜头，这意味着无法随意更改光学整流罩或镜头。因此，设计一种既能减少水下航行器的航行阻力又能使水下航行器的前视光学相机清晰成像的光学整流罩非常必要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本公开提供了一种水下光学整流罩，用于至少部分解决传统平面窗口的水下航行器航行阻力大、前视光学相机难以清晰成像等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种水下光学整流罩，包括：整流罩底座7，固定在水下航行器3上；整流罩头部5，与水下航行器3的外壳在结构上共形；其中，整流罩底座7与整流罩头部5之间形成密封的整流罩腔体6，整流罩腔体6中充满有水。

进一步地，整流罩底座7设于水下航行器3中光学相机2的前方，整流罩底座7所在平面与光学相机2的光轴垂直。

进一步地，整流罩底座7与整流罩头部5固定，以保证整流罩腔体6的水密。

进一步地，整流罩腔体6中充满有水中的水包括洁净水、去离子水。

进一步地，光学整流罩4安装在水下航行器3的不同部位，包括水下航行器3的头部、中部、底部。

进一步地，整流罩底座7为透明刚性平板，整流罩头部5为透明刚性曲面。

进一步地，整流罩底座7的材质和整流罩头部5的材质为透明刚性材料，透明刚性材料包括玻璃、有机玻璃、透明陶瓷、蓝宝石玻璃。

进一步地，整流罩底座7、整流罩头部5的厚度范围与工作水深呈正相关，水下光学整流罩满足工作水深下的耐压要求。

进一步地，整流罩底座7包括至少一块透明刚性平板，每块平板均与水下航行器3固定，整流罩头部5为透明刚性曲面。

进一步地，整流罩底座7的其中一块平板设于水下航行器3中光学相机2的前方，其中一块平板所在平面与光学相机2的光轴垂直。

(三)有益效果