CN102700683A - 深海指令应答释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的深海指令应答释放装置包括水面甲板单元和水下应答释放单元，水下应答释放单元连接在锚系的深海水下监测系统中。水面甲板单元的第一水声换能器与水下应答释放单元的第二水声换能器相互发射和接受水声指令信号。水下应答释放单元的第二水声换能器通过控制单元与释放机构连接，释放机构的释放钩与水下监测系统连接锚块的系留绳连接。第二水声换能器接受水声遥控指令控制释放机构，实现对水下监测系统的安全回收和定位。本发明的深海指令应答释放装置可灵活地对水下测量系统发送释放指令，完成系统回收，定位准确、工作可靠，在深海监测和海洋开发中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及海洋监测技术，特别涉及深海测量系统的释放回收装置。
背景技术
在海洋工程、海洋科学研究及海洋渔业等各领域，大量的海洋环境监测数据来自深海锚定测量系统和各种坐底式海洋测量系统。在完成长期连续的观测任务之后，需要对这些系统进行回收以便回放自容式仪器存储的数据。现有深海锚定测量系统和坐底式测量系统主要采用预留水面标志或者测量仪器定时脱钩方式回收。预留水面标志无法达到安全隐蔽的目的，容易遭到人为或自然的破坏；测量仪器定时脱钩回收时间有所限制，且不能准确测定水下测量系统的位置。
发明内容
针对现有技术的深海水下监测系统回收装置存在的问题，本发明推出深海指令应答释放装置，将水声换能器与释放机构结合，利用水声遥控指令控制释放机构，实现对水下监测系统的安全回收和定位。
本发明所涉及的深海指令应答释放装置包括水面甲板单元和水下应答释放单元。水面甲板单元包括置于工作船上的主控制箱和投放水下的第一水声换能器，主控制箱和第一水声换能器由电缆连接。水下应答释放单元连接在锚系的深海水下监测系统中，包括密封壳体、第二水声换能器、控制单元和释放机构。水面甲板单元的第一水声换能器和水下应答释放单元的第二水声换能器相互发射和接受水声指令信号，在水面甲板单元和水下应答释放单元之间传送声学信息。
水面甲板单元的主控制箱包括液晶显示屏、控制电路和电源。液晶显示屏安装在主控制箱正面，控制电路和电源置于主控制箱内。第一水声换能器由电缆通过接插件连接主控制箱内的控制电路。
水下应答释放单元的密封壳体为圆柱状耐压密封壳体，上下两端有密封端盖，密封端盖与密封壳体用O型橡胶圈密封并由螺栓连接固定，上端盖顶部外侧设置连接架，下端盖底部外侧设置∏型支撑架。
水下应答释放单元密封壳体的上端盖顶部安装第二水声换能器，第二水声换能器置于上端盖顶部外侧的连接架包围之中。连接架通过顶端的卸扣连接水下监测系统的系留绳。连接架内的第二水声换能器与密封壳体内的控制单元连接。水下应答释放单元的控制单元包括控制电路和电池组，第二水声换能器与控制单元的控制电路连接，电池组为锂电池组。
水下应答释放单元的释放机构包括驱动电机、传动齿轮、旋转释放轴、减力杠杆和释放钩，驱动电机、传动齿轮和旋转释放轴设置在密封壳体内，减力杠杆和释放钩设置在密封壳体下端盖外侧的支撑架内。
驱动电机通过传动齿轮与旋转释放轴啮合，并能带动旋转释放轴转动。旋转释放轴穿过密封壳体下端盖与下端盖外侧的减力杠杆的长臂端卡在一起。减力杠杆的支点与密封壳体下端盖外侧支撑架轴连接。旋转释放轴下端有45°斜面，旋转释放轴的45°斜面背向减力杠杆的长臂端时，减力杠杆限位；旋转释放轴的45°斜面面向减力杠杆的长臂端时，减力杠杆取消限位，可自由转动。
释放钩为L型结构，释放钩短臂上端的支点与密封壳体下端盖外侧支撑架轴连接，释放钩长臂端压在减力杠杆的短臂端上，释放钩长臂的中部通过连接圆环与水下监测系统连接锚块的系留绳连接，减力杠杆的短臂端阻挡释放钩长臂的转动而使释放钩处于锁定状态。处于锁定状态的释放钩使水下监测系统由海底的锚块系留在海水中，释放钩解除锁定，水下监测系统脱离海底锚块的系留绳上浮回收。旋转释放轴转动使减力杠杆取消限位而转动，就能使释放钩解除锁定。
本发明所涉及的深海指令应答释放装置的水下应答释放单元，连接在水下监测系统的与锚块连接的系留绳上，随深海水下监测系统布放在海水中。水下监测系统布放时，水下应答释放单元释放钩处于锁定状态，水下应答释放单元随时处于信号接收状态。进行深海水下监测系统回收时，水面甲板单元吊放入水中的第一水声换能器发出水声脉冲信号，水下应答释放单元的第二水声换能器接收到水声脉冲信号后转换成电脉冲信号，由控制单元驱动电机转动，驱动电机通过传动齿轮带动旋转释放轴转动。当旋转释放轴转动180°即下端45°斜面面向减力杠杆时，减力杠杆脱离旋转释放轴的限位，并在释放钩下端的拉力作用下转动，进而减力杠杆失去了对释放钩的限位作用，释放钩在连接锚块的连接圆环拉力作用下转动，锚块连接的圆环从释放钩下端自由脱出，水下应答释放单元与锚块分离，完成释放动作。然后，深海水下监测系统的测量仪器和水下应答释放单元在主浮体的浮力作用下上浮到水面等待回收。回收的定位信号也由水声信号传输，水下应答释放单元的第二水声换能器在接收到第一水声换能器水声指令信号后，随即发出指令应答水声信号，提供便于回收的准确定位信息。
本发明所涉及的深海指令应答释放装置利用声学信号传输指令，在声频7KHz～15KHz之间自由设定，可灵活地对水下测量系统发送释放指令，完成系统回收，定位准确、工作可靠，能反复多次回收使用，最大工作水深6000米，最大遥控距离10000米，水下应答释放单元最长待机时间2年，最大释放负载5吨，在深海监测和海洋开发中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为深海指令应答释放装置工作状态示意图。
图2深海指令应答释放装置的水下应答释放单元结构示意图。
图中标记说明：
1、工作船 2、第一水声换能器
3、主浮体 4、测量仪器
5、水下应答释放单元 6、锚块
7、连接架 8、第二水声换能器
9、电池组 10、密封壳体
11、控制电路 12、驱动电机
13、传动齿轮 14、旋转释放轴
15、减力杠杆 16、连接圆环
17、支撑架 18、释放钩
具体实施方式
现结合附图对本发明的技术方案进一步说明。图1和图2分别显示本发明所涉及的深海指令应答释放装置的工作状态及其水下应答释放单元的具体结构。
如图所示，本发明所涉及的深海指令应答释放装置包括水面甲板单元和水下应答释放单元。水面甲板单元包括置于工作船1上的主控制箱和投放水下的第一水声换能器2，第一水声换能器2从工作船1上吊放于水中，第一水声换能器2与船上主控制箱由电缆连接。水下应答释放单元5连接在锚系的深海水下监测系统中，位于海底锚块6与测量仪器4之间。深海水下监测系统在最上端的主浮体3的牵引下垂直锚系在海水中。
水下应答释放单元5包括密封壳体10、第二水声换能器8、控制单元和释放机构。密封壳体10为圆柱状耐压密封壳体，上下两端有密封端盖，密封端盖与密封壳体10用O型橡胶圈密封并由螺栓连接固定，上端盖顶部外侧设置连接架7，下端盖底部外侧设置∏型支撑架17。
上端盖顶部安装第二水声换能器8，第二水声换能器8置于上端盖顶部外侧的连接架7包围之中。连接架7通过顶端的卸扣连接水下监测系统的系留绳。连接架7内的第二水声换能器8与密封壳体4内的控制单元连接。水下应答释放单元5的控制单元包括控制电路11和电池组9，第二水声换能器8与控制单元的控制电路11连接，电池组9为锂电池组。
水下应答释放单元5的释放机构包括驱动电机12、传动齿轮13、旋转释放轴14、减力杠杆15和释放钩18，驱动电机12、传动齿轮13和旋转释放轴14设置在密封壳体10内，减力杠杆15和释放钩18设置在密封壳体10下端盖外侧的支撑架17内。
驱动电机12通过传动齿轮13与旋转释放轴14啮合，并能带动旋转释放轴14转动。旋转释放轴14穿过密封壳体10的下端盖与下端盖外侧的减力杠杆15的长臂端卡在一起。减力杠杆15的支点与密封壳体10的下端盖外侧支撑架17轴连接。旋转释放轴14下端有45°斜面，旋转释放轴14的45°斜面背向减力杠杆15的长臂端时，减力杠杆15受到限位；旋转释放轴14的45°斜面面向减力杠杆15的长臂端时，减力杠杆15限位取消，可自由转动。
释放钩18为L型结构，释放钩18短臂上端的支点与密封壳体10下端盖外侧支撑架17轴连接，释放钩18长臂端压在减力杠杆15的短臂端上，释放钩18长臂的中部通过连接圆环16与水下监测系统的连接系留绳的锚块6连接。减力杠杆15的短臂端阻挡释放钩18长臂向下转动而使释放钩18处于锁定状态，减力杠杆15限位取消而转动时，释放钩18钩18解除锁定状态而转动，释放钩18的转动可以使水下监测系统释放锚系部件而上浮回收。
Claims (5)
1.一种深海指令应答释放装置，其特征在于：包括水面甲板单元和水下应答释放单元，水面甲板单元包括置于工作船上的主控制箱和吊放水下的第一水声换能器，第一水声换能器由电缆通过接插件连接主控制箱内的控制电路；水下应答释放单元包括密封壳体、第二水声换能器、控制单元和释放机构，密封壳体为圆柱状耐压密封壳体，上下两端有密封端盖，上端盖顶部外侧设置连接架，下端盖底部外侧设置支撑架，上端盖顶部安装第二水声换能器，第二水声换能器与密封壳体内控制单元的控制电路连接，水下应答释放单元的释放机构包括驱动电机、传动齿轮、旋转释放轴、减力杠杆和释放钩，驱动电机、传动齿轮和旋转释放轴设置在密封壳体内，减力杠杆和释放钩设置在密封壳体下端盖外侧的支撑架内；驱动电机通过传动齿轮与旋转释放轴啮合，旋转释放轴穿过密封壳体的下端盖与减力杠杆的长臂端卡在一起，旋转释放轴下端有45°斜面，释放钩为L型结构，释放钩长臂端压在减力杠杆的短臂端上，释放钩长臂的中部通过连接圆环与水下监测系统连接锚块的系留绳连接。
2.根据权利要求1所述的深海指令应答释放装置，其特征在于，所述水下应答释放单元的密封壳体与上下两端的密封端盖用O型橡胶圈密封并由螺栓连接固定。
3.根据权利要求1所述的深海指令应答释放装置，其特征在于，所述水下应答释放单元的第二水声换能器置于密封壳体上端盖顶部外侧的连接架包围之中。
4.根据权利要求1所述的深海指令应答释放装置，其特征在于，所述水下应答释放单元释放机构的减力杠杆，其支点与密封壳体下端盖外侧支撑架轴连接。
5.根据权利要求1所述的深海指令应答释放装置，其特征在于，所述水下应答释放单元释放机构的释放钩，其短臂上端的支点与密封壳体下端盖外侧支撑架轴连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121003 |