CN103910051B - 一种寻址式海底探测设备布放器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种寻址式海底探测设备布放器，包括沉耦架、固定于沉耦架上的探测器、防撞框、控制装置，所述防撞框上安装有摄像头、高度计和照明灯，所述防撞框上连接有用于悬挂沉耦架的悬挂装置，悬挂装置包括用于控制悬挂装置开锁使沉耦架从悬挂装置上脱落的电控释放器，所述摄像头用于拍摄海底地形，并将显示海底地形的图像传输至控制装置，所述高度计用于计量沉耦架与海底之间的距离，并将距离信息传输至控制装置，所述控制装置用于根据输出的海底地形图像和高度检测信号控制电控释放器的工作。本发明可有效保证探测器平稳可靠的投放至海底，显著增强探测器的探测效果。

Description

一种寻址式海底探测设备布放器

技术领域

本发明属于海洋地质勘探领域，具体涉及一种寻址式海底探测设备布放器。

背景技术

目前现有的海底地震仪水下投放装置，借助船载绞车的牵引和水下定位系统的引导，实现了在距离海底一、二百米的高度下投放海底地震探测器。该投放装置主要由防撞框、沉耦架、探测器、水下定位单元及附属部件等组成，在投放装置工作时，可将沉耦架和探测器投放至海底，以进行地震探测。然而，海底地震仪水下投放装置在海底复杂地形中的投放效果不是很好，由于海底的地形复杂，如地形凸凹不平、坡度大、沟坑交错，探测器着底后很有可能发生倾斜或翻倒，严重影响到探测器的探测效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种寻址式海底探测设备布放器，可有效保证探测器平稳可靠的投放至海底，显著增强探测器的探测效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种寻址式海底探测设备布放器，包括沉耦架、固定于沉耦架上的探测器、防撞框、控制装置，所述防撞框上安装有摄像头、高度计和照明灯，所述防撞框上连接有用于悬挂沉耦架的悬挂装置，悬挂装置包括用于控制悬挂装置开锁使沉耦架从悬挂装置上脱落的电控释放器，所述摄像头用于拍摄海底地形，并将显示海底地形的图像传输至控制装置，所述高度计用于计量沉耦架与海底之间的距离，并将距离信息传输至控制装置，所述控制装置用于根据输出的海底地形图像和高度检测信号控制电控释放器的工作。

优选地，所述悬挂装置包括连杆机构、活动机构，所述活动机构包括安装在防撞框上并可相对防撞框上下滑动的重力块，该活动机构与电控释放器的锁舌活动配合，并通过锁舌的缩进运动触发重力块下移，所述连杆机构包括通过第一支撑点可转动连接在防撞框上的第一杠杆、通过第二支撑点可转动连接在防撞框上的第二杠杆，所述第一杠杆的其中一端与重力块铰接，所述第一杠杆的另一端用于抵顶在第二杠杆上，所述第二杠杆在远离第一杠杆的一端上活动挂钩有用于吊挂沉耦架的绳件。

优选地，所述活动机构还包括通过第三支撑点可转动地安装在防撞框上的锁钩，所述电控释放器利用伸出的锁舌抵顶在锁钩上用于限制锁钩绕第三支撑点转动，所述锁钩上活动挂钩有与重力块固定连接的提环。

优选地，所述重力块上穿设有导杆，所述导杆的下端固定于防撞框上。

优选地，所述防撞框的顶部固定安装有第一平台，所述电控释放器固定于第一平台上；所述第一平台的下方固定连接有第一机架和第二机架，所述第一平台的上方上固定连接有第三机架，所述第一支撑点位于第一机架上，所述第二支撑点位于第二机架上，所述第三支撑点位于第三机架上。

优选地，所述防撞框上固定有导轮、拉紧器，所述沉耦架上固定连接有滑轮，所述绳件套绕在滑轮上，且该绳件的一端用于与第二杠杆活动挂钩连接，另一端绕经导轮，最后挂钩在拉紧器上。

优选地，所述控制装置包括控制单元、与控制单元连接的光电复合缆、与光电复合缆连接并用于光路、电路分离的分线盒、与分线盒连接的用于光/电、电/光转换及调制、解调的控制仓。

优选地，所述控制装置还包括固定于第一平台上的水下定位信标、定位单元，所述定位信标用于记录沉耦架的坐标，并对应输出一坐标检测信号，所述定位单元用于接收该输出的坐标检测信号。

优选地，所述第一平台的上方固定安装有第二平台，所述第二平台的上表面固定安装有承重头，所述光电复合缆固定在承重头内。

优选地，所述控制单元与显示器电连接。

本发明的有益效果在于：

本发明通过在防撞框的底部安装有摄像头、高度计和照明灯，防撞框的上方连接有用于悬挂沉耦架的悬挂装置，悬挂装置包括用于控制悬挂装置开锁使沉耦架从悬挂装置上脱落的电控释放器，摄像头用于拍摄海底地形，并将显示海底地形的图像传输至控制装置，所述高度计用于计量沉耦架与海底之间的距离，并将距离信息传输至控制装置，所述控制装置用于根据输出的海底地形图像和高度检测信号控制电控释放器的工作，可有效保证探测器平稳可靠的投放至海底，显著增强探测器的探测效果；同时，悬挂装置包括连杆机构、活动机构，所述活动机构包括安装在防撞框上并可相对防撞框上下滑动的重力块，该活动机构与电控释放器的锁舌活动配合，并通过锁舌的缩进运动触发重力块下移，通过控制装置，带动连杆机构的运动，进而带动绳件从第二杠杆上脱落，使得沉耦架与悬挂装置的脱离，完成探测设备在海底合适位置的投放。另外，控制装置包括位于控制单元、与控制单元连接的光电复合缆、光电复合缆连接并用于光路、电路分离的分线盒、与分线盒连接的用于光/电、电/光转换及调制、解调的控制仓，高度计、摄像头所探测到的高度和海底地形信息通过控制仓、分线盒、光电复合缆传输至控制单元，进而让甲板上的操作人员知悉海底的综合情况，选择合适的位置，控制沉耦架与悬挂装置的脱离，操作十分简单。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的电子控制系统的基本原理图；

图3为本发明的悬挂装置的结构原理图。

其中，1、光电复合缆；2、承重头；3、电控释放器；4、第二平台；5、控制仓；6、第一平台；7、拉紧器；8、防撞框；9、照明灯；10、沉耦架；11、高度计；12、摄像头；13、探测器；14、绳件；15、分线盒；16、水下定位信标；17、锁舌；18、锁钩；19、提环；20、重力块；21、导杆；22、第一杠杆；23、第一机架；24、第二机架；25、第二杠杆；26、滑轮；27、导轮；28、第三机架。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1-3所示，为本发明的一种寻址式海底探测设备布放器，包括沉耦架10、固定于沉耦架10上的探测器13、防撞框8、控制装置，所述防撞框8上安装有摄像头12、高度计11和照明灯9，所述防撞框8上连接有用于悬挂沉耦架10的悬挂装置，悬挂装置包括用于控制悬挂装置开锁使沉耦架10从悬挂装置上脱落的电控释放器3，所述摄像头12用于拍摄海底地形，并将显示海底地形的图像传输至控制装置，所述高度计11用于计量沉耦架10与海底之间的距离，并将距离信息传输至控制装置，所述控制装置用于根据输出的海底地形图像和高度检测信号控制电控释放器3的工作。

本实施例的摄像头12和高度计11将海底的地形和高度信息反馈至控制装置，照明灯9可方便摄像头12的工作，在选择到合适的海底位置时，控制悬挂装置，使得沉耦架10与悬挂装置的脱离，进而完成探测器13在海底的投放，可有效保证探测器13平稳可靠的投放至海底，显著增强探测器13的探测效果。另外，沉耦架10可为探测器13与海底间提供良好的耦合界面。

另外，控制装置对输出的海底地形图像和高度检测信号进行分析处理，选定合适的海底位置的处理过程为现有技术。

优选地，所述悬挂装置包括连杆机构、活动机构，所述活动机构包括安装在防撞框8上并可相对防撞框8上下滑动的重力块20，该活动机构与电控释放器3的锁舌17活动配合，并通过锁舌17的缩进运动触发重力块20下移，所述连杆机构包括通过第一支撑点可转动连接在防撞框8上的第一杠杆22、通过第二支撑点可转动连接在防撞框8上的第二杠杆25，所述第一杠杆22的其中一端与重力块20铰接，所述第一杠杆22的另一端用于抵顶在第二杠杆25上，所述第二杠杆25在远离第一杠杆22的一端上活动挂钩有用于吊挂沉耦架10的绳件14。根据公知常识，现有的电控释放器3具有一个可伸出缩进的锁舌17。

优选地，所述活动机构还包括通过第三支撑点可转动地安装在防撞框8上的锁钩18，所述电控释放器3利用伸出的锁舌17抵顶在锁钩18上用于限制锁钩18绕第三支撑点转动，所述锁钩18上活动挂钩有与重力块20固定连接的提环19。

优选地，所述重力块20上穿设有导杆21，所述导杆21的下端固定于防撞框8上。导杆21的设置，可对重力块20的移动起到导向的作用。

优选地，所述防撞框8的顶部固定安装有第一平台6，所述电控释放器3固定于第一平台6上；所述第一平台6的下方固定连接有第一机架23和第二机架24，所述第一平台6的上方上固定连接有第三机架28，所述第一支撑点位于第一机架23上，所述第二支撑点位于第二机架上24，所述第三支撑点位于第三机架28上。

优选地，所述防撞框8上固定有导轮27、拉紧器7，所述沉耦架10上固定连接有滑轮26，所述绳件14套绕在滑轮26上，且该绳件14的一端用于与第二杠杆25活动挂钩连接，另一端绕经导轮27，最后挂钩在拉紧器7上。在滑轮26和导轮27的作用下，可方便绳件14的的滑动，拉紧器7可方便绳件14的拉紧工作。

优选地，所述控制装置包括控制单元、与控制单元连接的光电复合缆1、与光电复合缆1连接并用于光路、电路分离的分线盒15、与分线盒15连接的用于光/电、电/光转换及调制、解调的控制仓5。高度计11、摄像头12所探测到的高度和海底地形信息通过控制仓5、分线盒15、光电复合缆1传输至甲板控制单元，进而让甲板上的操作人员知悉海底的综合情况，选择合适的位置，控制悬挂装置与沉耦架10的分离，操作十分简单。

优选地，所述控制装置还包括固定于第一平台6上的水下定位信标16、固定于甲板上的定位单元，所述水下定位信标16用于检测沉耦架10的坐标，并对应输出一坐标检测信号，所述定位单元用于接收该输出的坐标检测信号。通过该定位单元和水下定位信标16的设置，可方便记录探测器13脱落时的坐标，方便探测器13的回收工作。

优选地，所述第一平台6的上方固定安装有第二平台4，所述第二平台4的上表面固定安装有承重头2，所述光电复合缆1固定在承重头2内。该承重头2可为整体装置起到承载重量的作用。

优选地，所述甲板控制单元与的显示器电连接。通过显示器的设置，可方便甲板上的操作人员对显示器的操作。

本实施例的摄像头12和高度计11将海底的地形和高度信息反馈至控制仓5，控制仓5可完成光/电、电/光转换及调制、解调工作，将信号传输至分线盒15，然后将信号传输至光电复合缆1，接着传输至甲板控制单元，最后这些信息都可传输至甲板的显示器上，甲板上的操作人员通过显示器，可观察海底的综合情况，在合适位置时，在显示器上发送投放指令后，该指令从甲板控制单元依次传输至光电复合缆1、分线盒15、控制仓5，进而控制电控释放器3，使得沉耦架10从悬挂装置上分离，从而完成固定于沉耦架10上探测器13的投放。

如图3所示为悬挂装置的结构原理图，在初始状态时，锁钩18与锁舌17相钩合，第一杠杆22和第二杠杆25相抵，在拉紧器7的作用下，各构件保持着相对稳定的被约束状态，这种状态一直保持到整体装置到达合适的布放点。在选好了合适位置后，通过在显示器上发布了投放指令后，电控释放器3收到投放指令后，锁舌17开始向上运动，脱离锁钩18，在探测器13和沉耦架10的重力作用下，各运动副按图各箭头所示方向转动或移动，其具体的运动顺序是：锁舌17向上移动→锁钩18顺时针转动→重力块20向下移动→第一杠杆22顺时针→第二杠杆25逆时针转动→悬挂沉耦架10的绳件14从第二杠杆25中脱出→探测器13和沉耦架10脱离防撞框8靠自由落体向下运动，从而完成探测器13的投放。为了使得沉耦架10与悬挂装置牢固的悬挂在一起，连杆机构的数量为四个，也就是说绳件14的数量可为四个，分别悬挂在沉耦架10的前后左右四个方向，其他位置也相应的设有与其相匹配的部件。

另外，水下定位信标16可通过声学通讯将装置的具体坐标位置反馈至定位甲板单元，为探测器13的回收提供了有利的条件。

本发明具有以下的特点：

1.可视化寻址效果好—由于采用可视化寻址方式，在布放探测器13时可以先对目标海底的地形实时摄像，查清地形状况，再选择较为平坦又满足坐标要求的站位布放探测器13，使探测器13在海底着底后基本不产生倾斜和翻倒，理想的着底姿态同时也为探测器13回收提供了良好的基础条件。

2.设计合理

(1)布放器机械运动机构简单、实用，维护容易。连杆机构设计保证了悬挂装置的可靠性和释放的同步性。调整重力块20上的可调锁环19可保证提环与电控释放器3的无间隙连接，确保悬挂探测设备的可靠性和稳定性。防撞框8的设计对探测器13的下放过程具有很好的保护作用。

(2)电子控制系统信号采用有缆光电传输，系统抗干扰能力强、响应快、供电能力强，执行元件的工作稳定性高。

3.布放准确、安全性高—布放器对探测器13贴近海底(2至3米)的投放，探测器13下落时姿态不会改变，海底对其冲击小，定位准确性高，保证了昂贵的探测器13在海上的工作安全。布放器的制作材料全部采用316不锈钢，耐海水的腐蚀性好。并且具有一定的机械强度和刚性，提高了收放的抗碰撞能力；

4.安装、操作简便—布放器的几何尺寸为长800mm×宽800mm×高2200mm，重量为320kg，搬运轻便。操作、调试容易，只需收紧提环19和绳件14即可完成沉耦架10的固定安装。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种寻址式海底探测设备布放器，其特征在于：包括沉耦架、固定于沉耦架上的探测器、防撞框、控制装置，所述防撞框上安装有摄像头、高度计和照明灯，所述防撞框上连接有用于悬挂沉耦架的悬挂装置，悬挂装置包括用于控制悬挂装置开锁使沉耦架从悬挂装置上脱落的电控释放器，所述摄像头用于拍摄海底地形，并将显示海底地形的图像传输至控制装置，所述高度计用于计量沉耦架与海底之间的距离，并将距离信息传输至控制装置，所述控制装置用于根据输出的海底地形图像和高度检测信号控制电控释放器的工作。

2.如权利要求1所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述悬挂装置包括连杆机构、活动机构，所述活动机构包括安装在防撞框上并可相对防撞框上下滑动的重力块，该活动机构与电控释放器的锁舌活动配合，并通过锁舌的缩进运动触发重力块下移，所述连杆机构包括通过第一支撑点可转动连接在防撞框上的第一杠杆、通过第二支撑点可转动连接在防撞框上的第二杠杆，所述第一杠杆的其中一端与重力块铰接，所述第一杠杆的另一端用于抵顶在第二杠杆上，所述第二杠杆在远离第一杠杆的一端上活动挂钩有用于吊挂沉耦架的绳件。

3.如权利要求2所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述活动机构还包括通过第三支撑点可转动地安装在防撞框上的锁钩，所述电控释放器利用伸出的锁舌抵顶在锁钩上用于限制锁钩绕第三支撑点转动，所述锁钩上活动挂钩有与重力块固定连接的提环。

4.如权利要求3所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述重力块上穿设有导杆，所述导杆的下端固定于防撞框上。

5.如权利要求3所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述防撞框的顶部固定安装有第一平台，所述电控释放器固定于第一平台上；所述第一平台的下方固定连接有第一机架和第二机架，所述第一平台的上方上固定连接有第三机架，所述第一支撑点位于第一机架上，所述第二支撑点位于第二机架上，所述第三支撑点位于第三机架上。

6.如权利要求2-5任一项所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述防撞框上固定有导轮、拉紧器，所述沉耦架上固定连接有滑轮，所述绳件套绕在滑轮上，且该绳件的一端用于与第二杠杆活动挂钩连接，另一端绕经导轮，最后挂钩在拉紧器上。

7.如权利要求5所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述控制装置包括控制单元、与控制单元连接的光电复合缆、与光电复合缆连接并用于光路、电路分离的分线盒、与分线盒连接的用于光/电、电/光转换及调制、解调的控制仓。

8.如权利要求7所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述控制装置还包括固定于第一平台上的水下定位信标、定位单元，所述定位信标用于记录沉耦架的坐标，并对应输出一坐标检测信号，所述定位单元用于接收该输出的坐标检测信号。

9.如权利要求7所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述第一平台的上方固定安装有第二平台，所述第二平台的上表面固定安装有承重头，所述光电复合缆固定在承重头内。

10.如权利要求7所述的海底探测设备布放器，其特征在于：所述控制单元与显示器电连接。