CN105676304A - 海洋重力仪稳定平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋重力仪稳定平台，属于海洋重力测量设备领域，包括基座、框架以及支架，基座上设置有容纳腔，框架转动连接于容纳腔内，基座上设置有用于驱动框架转动的第一电机，支架转动连接于框架围成的空腔内，框架上设置有用于驱动支架转动的第二电机，框架相对于基座的旋转轴和支架相对于框架的旋转轴相互垂直。本海洋重力仪稳定平台采用基座、框架以及支架相结合的结构，框架和支架可以绕不同方向的轴转动，从而消除轮船等载体的俯仰和横滚等角运动，使得海洋重力仪的传感器始终与地垂线保持平行，从而保证海洋重力仪的测量精度，弥补现有技术的缺陷。

Description

海洋重力仪稳定平台

技术领域

本发明涉及海洋重力测量设备领域，具体而言，涉及海洋重力仪稳定平台。

背景技术

海洋重力仪是船舰上或潜水艇内使用的重力仪。在海洋中匀速直线航行条件下，连续地进行重力测量，由于仪器安放在运动的船体上，受到垂直加速度和水平加速度以及基座倾斜的影响很大。因此，通常会将整个重力仪放置于稳定平台上，稳定平台的主要功能是隔离舰船等载体的俯仰和横滚等角运动，使海洋重力仪的传感器始终与地垂线保持平行，不受水平加速度的影响，从而提高海洋重力仪的测量精度。

但是，现有的用于稳定海洋重力仪的平台大多存在结构复杂，操作不便的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋重力仪稳定平台，以改善上述问题。

本发明是这样实现的：

本海洋重力仪稳定平台包括基座、框架以及支架，基座上设置有容纳腔，框架转动连接于容纳腔内，基座上设置有用于驱动框架转动的第一电机，支架转动连接于框架围成的空腔内，框架上设置有用于驱动支架转动的第二电机，框架相对于基座的旋转轴和支架相对于框架的旋转轴相互垂直。

作为优选的，基座包括上下开口的壳体，框架转动连接于壳体的内壁上。

这样设置基座的形状和结构的目的在于其可以稳定可靠地支撑框架和支架等内部结构；将壳体顶部开口的目的在于方便海洋重力仪的安装和调节，将壳体底部开口的目的在于一方面减轻整个基座的自重，从而减轻本稳定平台对载体造成的负荷，另一方面可以有效提高其散热能力，保证本稳定平台的正常工作；将框架直接安装于壳体(即基座)内壁上的目的在于简化整个稳定平台的结构，以便加工和装配。

作为优选的，壳体的外壁上可拆卸连接有多个把手。

设置多个把手的目的在于方便本海洋重力仪稳定平台的搬运；采用可拆卸方式设置把手的目的在于使得把手可以轻松地拆下，以便本稳定平台进行包装等操作。

作为优选的，每个把手上均设置有连接板，连接板通过螺栓连接于壳体外壁上。

这样设置把手可拆卸结构的目的在于其结构简单，加工方便，且连接稳定可靠。

作为优选的，容纳腔内设置有电连接器，壳体对应电连接器的部位设置有检修口和用于遮挡检修口的检修板，检修板可拆卸连接于壳体外壁上，检修板上设置有与电连接器接口匹配的避位孔。

设置检修口和检修板的目的在于当电连接器及相关的电气部分发生故障时，维修人员可以拆下检修板并通过检修口对故障部分进行检修，而不用将故障部分从基座内拆下，从而大大提高了本稳定平台检修的便捷性。

作为优选的，壳体的底部设置有多个减震结构，减震结构为橡胶减震垫。

设置减震结构目的在于减弱或者消除稳定平台在随载体移动过程中的震动，从而既可以保证稳定平台的结构稳定性，有效避免稳定平台发生损坏，又可以保证海洋重力仪测量时的稳定性，从而保证其测量海洋重力的精确性；采用橡胶减震垫作为减震结构的目的在于其结构简单，成本低廉且安装方便。

作为优选的，壳体的底部设置有多个减震结构，减震结构包括套筒、支柱以及弹簧，支柱一端滑动连接于套筒内，另一端伸出套筒且与壳体底部连接，弹簧设置于套筒内且一端抵住套筒内壁，另一端抵住支柱。

设置减震结构目的在于减弱或者消除稳定平台在随载体移动过程中的震动，从而既可以保证稳定平台的结构稳定性，有效避免稳定平台发生损坏，又可以保证海洋重力仪测量时的稳定性，从而保证其测量海洋重力的精确性；采用套筒、支柱以及弹簧组合作为减震结构的目的在于其具有优良的缓冲减震性能。

作为优选的，框架为长方形框架且外壁上设置有多个长条形的工艺槽。

将框架设置为长方形框架的目的在于其加工方便；设置工艺槽的目的在于一方面减轻整个框架的自重，另一方面方便电线的收纳和布置。

作为优选的，支架为长方形平板且上表面设置有水平尺。

将支架设置为长方形平板的目的在于其结构简单，方便加工和安装海洋重力仪；设置水平尺的目的在于方便用户直观地清楚地观察到支架的水平情况，以便作出相应调节。

作为优选的，支架上设置有光纤陀螺，框架上设置有角位移传感器，容纳腔内设置有控制电路板，角位移传感器和光纤陀螺分别与控制电路板连接，第一电机和第二电机分别与控制电路板连接。

设置光纤陀螺、角位移传感器以及控制电路板的目的在于实现本稳定平台的支架的自动复位，使其始终位于水平位置，从而保证海洋重力仪测量的精确性。

本发明的有益效果是：

本海洋重力仪稳定平台采用基座、框架以及支架相结合的结构，框架和支架可以绕不同方向的轴转动，从而消除轮船等载体的俯仰和横滚等角运动，使得海洋重力仪的传感器始终与地垂线保持平行，从而保证海洋重力仪的测量精度，弥补现有技术的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的海洋重力仪的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的海洋重力仪的俯视图；

图3为本发明第一实施例提供的壳体的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的框架、支架以及海洋重力仪的装配示意图；

图5为本发明第一实施例提供的框架、支架的装配示意图。

附图标记汇总：

壳体100；框架200；支架300；

把手400；检修板500；减震结构600。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例，参照图1-5，本海洋重力仪稳定平台包括基座、框架200以及支架300，基座上设置有容纳腔，框架200转动连接于容纳腔内，基座上设置有用于驱动框架200转动的第一电机，支架300转动连接于框架200围成的空腔内，框架200上设置有用于驱动支架300转动的第二电机，框架200相对于基座的旋转轴和支架300相对于框架200的旋转轴相互垂直。

其中，基座、框架200以及支架300均采用不锈钢材质制成，以尽可能抵抗海上风浪的腐蚀，延长其使用寿命；容纳腔设置于基座内部，其可以为各种形状，比如长方体形；第一电机和第二电机均为力矩电机，力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机，这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力，其具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点，可直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度；“框架200相对于基座的旋转轴”中的“旋转轴”指的是虚拟的轴，即框架200相对于基座转动所围绕的轴线，“支架300相对于框架200的旋转轴”中的“旋转轴”也指的是虚拟的轴，即支架300相对于框架200转动所围绕的轴线。

本海洋重力仪稳定平台安装于海上移动载体(比如轮船或者潜水艇)上，主要用于保证海洋重力仪的传感器始终与地垂线平行，其操作方法这样的：将海洋重力仪安装于支架300上，整个稳定平台和海洋重力仪随着轮船等载体在海面移动。在移动过程中，由于载体倾斜和加速度的影响，整个稳定平台及其上的支架300就会相对于水平面发生倾斜，相应地，海洋重力仪的传感器就会相对于地垂线发生倾斜或者偏移，这样就会严重影响其测量海洋重力的精确性，当上述情况发生时，用户只需要启动第一电机和第二电机，驱动框架200和支架300转动，使得支架300重新回到水平面上，就能使得海洋重力仪的传感器重新与地垂线平行，从而保证海洋重力仪测量重力的精确性和稳定性。

在本海洋重力仪稳定平台的实际设计和制造过程中，基座可以采用各种结构，只要其能稳定地支撑框架200和支架300等内部结构即可。本实施例中，基座包括上下开口的壳体100，框架200转动连接于壳体100的内壁上。

其中，壳体100整体呈长方体形，其四条竖直的棱边处均采用圆弧过渡；框架200的外壁上设置有两个对称的外转动柱，壳体100的内壁(即围成容纳腔的壁)上设置有两个外转动孔，外转动柱和外转动孔均呈圆柱形且两者间隙配合，以便外转动柱可以相对于外转动孔流畅转动。

这样设置基座的形状和结构的目的在于其可以稳定可靠地支撑框架200和支架300等内部结构；将壳体100顶部开口的目的在于方便海洋重力仪的安装和调节，将壳体100底部开口的目的在于一方面减轻整个基座的自重，从而减轻本稳定平台对载体造成的负荷，另一方面可以有效提高其散热能力，保证本稳定平台的正常工作；将框架200直接安装于壳体100(即基座)内壁上的目的在于简化整个稳定平台的结构，以便加工和装配。

本实施例中，壳体100的外壁上可拆卸连接有多个把手400。

其中，把手400有四个，四个把手400两两一组分别水平设置于外壳相对的两个侧壁下部。

设置多个把手400的目的在于方便本海洋重力仪稳定平台的搬运；采用可拆卸方式设置把手400的目的在于使得把手400可以轻松地拆下，以便本稳定平台进行包装等操作。

本实施例中，每个把手400上均设置有连接板，连接板通过螺栓连接于壳体100外壁上。

其中，连接板的四个角上分别设置有安装孔，壳体100的外壁上设置有与安装孔对应的螺孔，用螺栓穿过安装孔并锁入螺孔内即可将连接板安装于壳体100外壁上；把手400均呈U型且其开口的两端焊接或者一体成型于连接板远离壳体100的侧壁上。

这样设置把手400可拆卸结构的目的在于其结构简单，加工方便，且连接稳定可靠。

本实施例中，容纳腔内设置有电连接器，壳体100对应电连接器的部位设置有检修口和用于遮挡检修口的检修板500，检修板500可拆卸连接于壳体100外壁上，检修板500上设置有与电连接器接口匹配的避位孔。

其中，电连接器是在器件与器件、组件与组件、系统与系统之间进行电气连接和信号传递的电气元件；电连接器有八个，八个连接器均分为两组，两组电连接器分别设置于外壳未设置把手400的相对的两外壁上；检修口和检修板500均呈长条形且多个电连接器沿检修口或者检修板500的长度方向均匀间隔设置；检修板500通过多个螺栓连接于壳体100的外壁上，以便装拆；电连接器的端部呈圆形，相应地，避位孔也呈圆形且略大于电连接器，以便电连接器的端部可以露出。

设置检修口和检修板500的目的在于当电连接器及相关的电气部分发生故障时，维修人员可以拆下检修板500并通过检修口对故障部分进行检修，而不用将故障部分从基座内拆下，从而大大提高了本稳定平台检修的便捷性。

本实施例中，壳体100的底部设置有多个减震结构600，减震结构600为橡胶减震垫。

其中，减震结构600有四个且分别设置于壳体100底部的四个角上，以提高对壳体100支撑的均匀性和稳定性；橡胶减震垫为现有产品，其为丁基橡胶材质，整体呈圆柱形，且卡接于壳体100的底部。

设置减震结构600目的在于减弱或者消除稳定平台在随载体移动过程中的震动，从而既可以保证稳定平台的结构稳定性，有效避免稳定平台发生损坏，又可以保证海洋重力仪测量时的稳定性，从而保证其测量海洋重力的精确性；采用橡胶减震垫作为减震结构600的目的在于其结构简单，成本低廉且安装方便。

在本海洋重力仪稳定平台的实际设计和制造过程中，框架200可以采用各种结构，只要其能稳定支撑支架300即可。本实施例中，框架200为长方形框架200且外壁上设置有多个长条形的工艺槽。

其中，长方形框架200的四个角均采用圆弧过渡，以优化框架200的力学性能；工艺槽沿长方形框架200的外壁设置，多个工艺槽相互平行；工艺槽的横截面呈长方形，以便加工。

将框架200设置为长方形框架200的目的在于其加工方便；设置工艺槽的目的在于一方面减轻整个框架200的自重，另一方面方便电线的收纳和布置。

本实施例中，支架300为长方形平板且上表面设置有水平尺。

其中，长方形平板的中心设置有圆柱孔，圆柱孔用于海洋重力仪的安装，海洋重力仪穿过上述圆柱孔且通过法兰和螺栓安装于长方形平板上；支架300的外壁上设置有两个对称的内转动柱，框架200的内壁上(即框架200围成的空腔的内壁)设置有两个内转动孔，内转动柱和内转动孔均呈圆柱形且两者间隙配合，以便内转动柱可以相对于内转动孔流畅转动；水平尺为现有技术，且结构简单，采用水泡来显示所测位置的水平度；水平尺通过螺钉安装于长方形平板上且其底部紧贴方形平板上表面，以保证安装的稳定性和测量的准确性。

将支架300设置为长方形平板的目的在于其结构简单，方便加工和安装海洋重力仪；设置水平尺的目的在于方便用户直观地清楚地观察到支架300的水平情况，以便作出相应调节。

本实施例中，支架300上设置有光纤陀螺，框架200上设置有角位移传感器，容纳腔内设置有控制电路板，角位移传感器和光纤陀螺分别与控制电路板连接，第一电机和第二电机分别与控制电路板连接。

其中，光纤陀螺为现有技术，用于测量框架200和支架300的转动方向，角位移传感器也为现有技术，用于测量支架300的转动角度。

设置光纤陀螺、角位移传感器以及控制电路板的目的在于实现本稳定平台的支架300的自动复位，使其始终位于水平位置，从而保证海洋重力仪测量的精确性。当光纤陀螺和角位移传感器检测到框架200和支架300的转动方向和角度后，会向控制电路板发送一个电信号，控制电路板接收到上述信号后，就会控制第一电机和第二电机启动，从而驱动调节框架200和支架300沿指定方向转动指定角度，从而使得支架300始终处于水平面上，继而保证海洋重力仪的传感器始终与地垂线平行，保证重力测量的精确性。

本海洋重力仪稳定平台采用基座、框架200以及支架300相结合的结构，框架200和支架300可以绕不同方向的轴转动，从而消除轮船等载体的俯仰和横滚等角运动，使得海洋重力仪的传感器始终与地垂线保持平行，从而保证海洋重力仪的测量精度，弥补现有技术的缺陷。

第二实施例，本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

本实施例中，壳体100的底部设置有多个减震结构600，减震结构600包括套筒、支柱以及弹簧，支柱一端滑动连接于套筒内，另一端伸出套筒且与壳体100底部连接，弹簧设置于套筒内且一端抵住套筒内壁，另一端抵住支柱。

其中，套筒和支柱均呈圆柱形且两者间隙配合，以便相对滑动；套筒一端封口，另一端设置有挡环，支柱一端设置有与挡环对应的挡片，另一端穿过挡环的内孔从而伸出套筒，的挡环和挡片的设置可以有效防止支柱滑动过度而完全脱离套筒，弹簧处于压缩状态且一端抵住套筒的封口端，另一端抵住挡片远离支柱的侧壁。

设置减震结构600目的在于减弱或者消除稳定平台在随载体移动过程中的震动，从而既可以保证稳定平台的结构稳定性，有效避免稳定平台发生损坏，又可以保证海洋重力仪测量时的稳定性，从而保证其测量海洋重力的精确性；采用套筒、支柱以及弹簧组合作为减震结构600的目的在于其具有优良的缓冲减震性能。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋重力仪稳定平台，其特征在于，包括基座、框架以及支架，所述基座上设置有容纳腔，所述框架转动连接于所述容纳腔内，所述基座上设置有用于驱动所述框架转动的第一电机，所述支架转动连接于所述框架围成的空腔内，所述框架上设置有用于驱动支架转动的第二电机，所述框架相对于基座的旋转轴和所述支架相对于框架的旋转轴相互垂直。

2.根据权利要求1所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述基座包括上下开口的壳体，所述框架转动连接于所述壳体的内壁上。

3.根据权利要求2所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述壳体的外壁上可拆卸连接有多个把手。

4.根据权利要求3所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，每个把手上均设置有连接板，所述连接板通过螺栓连接于所述壳体外壁上。

5.根据权利要求2所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述容纳腔内设置有电连接器，所述壳体对应所述电连接器的部位设置有检修口和用于遮挡检修口的检修板，所述检修板可拆卸连接于所述壳体外壁上，所述检修板上设置有与电连接器接口匹配的避位孔。

6.根据权利要求2所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述壳体的底部设置有多个减震结构，所述减震结构为橡胶减震垫。

7.根据权利要求2所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述壳体的底部设置有多个减震结构，所述减震结构包括套筒、支柱以及弹簧，所述支柱一端滑动连接于套筒内，另一端伸出所述套筒且与所述壳体底部连接，所述弹簧设置于所述套筒内且一端抵住所述套筒内壁，另一端抵住所述支柱。

8.根据权利要求1所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述框架为长方形框架且外壁上设置有多个长条形的工艺槽。

9.根据权利要求1所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述支架为长方形平板且上表面设置有水平尺。

10.根据权利要求1所述的海洋重力仪稳定平台，其特征在于，所述支架上设置有光纤陀螺，所述框架上设置有角位移传感器，所述容纳腔内设置有控制电路板，所述角位移传感器和光纤陀螺分别与控制电路板连接，所述第一电机和第二电机分别与所述控制电路板连接。