CN108327858B - 一种高稳定性水下测量平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高稳定性水下测量平台，属于海洋监测装备技术领域，包括：主浮体、浮力舱、压载舱、减振装置、连接杆及缓冲系留带；水下监测仪器安装在减振装置的耐压罩内；减振装置通过弹性连接缆安装在主浮体内，主浮体的横向两侧分别通过连接杆与浮力舱、压载舱连接，其中，浮力舱、主浮体及压载舱处于竖直分布；通过调节压载舱内配重块的位置，使测量平台在水下处于水平飘浮状态；所述减振装置内的水下监测仪器通过电缆与安装在所述压载舱内的存储单元电性连接，所述存储单元用于接收并储存水下监测仪器的探测信息；本发明通过分体式结构设计及合理的总体配置，提高了水下平台的姿态稳定性并降低了平台的流噪声影响。

Description

一种高稳定性水下测量平台

技术领域

本发明属于海洋监测装备技术领域，具体涉及一种高稳定性水下测量平台。

背景技术

目前，随着水下监测技术的不断发展，仪器设备更加精密，而海洋环境自身的复杂特性，如何对水下仪器设备进行性能检测、获取可靠的工作数据，成为水下监测需要深入研究和解决的关键技术。

在复杂的海洋环境作用下水下平台会产生晃动或偏移，对水平搭载仪器设备的接收信号产生干扰，严重时致使接收器饱和，对水下信号探测性能下降或失效。

水下监测仪器内的矢量水听器的数据必须与水下平台的姿态参数结合，才能完成信号探测任务，同时矢量水听器速度传感器对水动力特别敏感，需特别注意减振的问题，为了给矢量水听器提供较好的工作环境，增强其复杂海流环境下的连续工作可靠性，水下平台系留方式、外形、导流防护等均需特殊设计，矢量水听器设计与应用必须首先对水雷平台的稳定性进行研究。

怎样提高水下平台在复杂海洋环境中的稳定性、降低平台的水下噪声，减小平台晃动、旋转、偏移，为水下监测仪器的矢量水听器提供稳定的工作平台，是解决水下监测可靠性与性能必须要面对的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高稳定性水下测量平台，通过分体式结构设计、流线型外形设计以及合理的总体配置，提高水下平台的姿态稳定性并降低平台的流噪声影响，为水下测量仪器设备提供可靠的搭载平台。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种高稳定性水下测量平台，包括：主浮体、浮力舱、压载舱、减振装置、连接杆及缓冲系留带；

所述主浮体内设置有用于安装减振装置的腔体；

整体连接关系如下：水下监测仪器安装在减振装置的耐压罩内；减振装置通过两个以上弹性连接缆以悬挂方式安装在主浮体内，主浮体的上下两侧分别通过连接杆与浮力舱、压载舱连接，其中，浮力舱、主浮体及压载舱在水下处于竖直状态；通过调节压载舱内配重块的位置，使主浮体在水下处于水平飘浮状态；

所述主浮体通过缓冲系留带与水下系留浮标的缆绳连接；

所述减振装置内的水下监测仪器通过电缆与安装在所述压载舱内的存储单元电性连接，所述存储单元用于接收并储存水下监测仪器的探测信息。

进一步的，所述主浮体包括：浮体头段、浮体中段骨架及浮体尾段；浮体头段和浮体尾段分别固定在浮体中段骨架的两端，形成封闭壳体；其中，所述浮体头段和浮体尾段均由骨架及其外部缠绕的玻璃纤维组成，且浮体头段和浮体尾段的内部空腔中均填充有浮力材料；所述浮体中段骨架的外部套装有玻璃纤维壳，内部空腔用于安装减振装置。

进一步的，所述浮力舱包括：浮力筒壳体和浮力头罩；两个浮力头罩分别固定在浮力筒壳体的两端，形成封闭壳体。

进一步的，所述压载舱包括：压载舱壳体、安装板、调节杆、配重块及压载舱头罩，两个压载舱头罩分别固定在压载舱壳体的两端，形成封闭壳体；两个安装板分别安装在压载舱壳体与两个压载舱头罩的对接处，并将压载舱壳体的内部空腔封闭；压载舱壳体内部安装有安装仪器设备；调节杆的一端安装在安装板上，另一端固定在压载舱头罩上，调节杆上安装有配重块，通过调节配重块在调节杆上的位置来调节测量平台的稳定性。

进一步的，所述减振装置包括：耐压罩、弹性连接缆及连杆；所述耐压罩固定在由连杆组成的连接架内部，两个以上弹性连接缆的一端固定在所述连接架上，另一端固定在浮体中段骨架上。

进一步的，所述浮体头段和浮体尾段内的浮力材料均为玻璃微珠固体浮力材料。

进一步的，所述浮力头罩和浮力筒壳体的对接面安装有密封圈。

进一步的，所述浮力筒壳体的外部安装有用于布放与打捞的吊耳。

进一步的，所述连接杆包括：扁状板及安装在其两端的连接转接头；所述扁状板为铝板。

进一步的，所述缓冲系留带包括：缓冲橡胶绳、丙纶绳及连接二者的连接卸扣。

有益效果：(1)本发明采用主浮体、浮力舱和压载舱的分体式结构连接方式，并将浮力舱与压载舱分别竖直分布在主浮体的上、下两侧，使本发明的平台具有高稳定性；主浮体的外表面为流线型结构，降低了平台的流噪声影响，保证其所搭载水下监测仪器的平稳可靠工作。

(2)本发明通过连接杆将主浮体与浮力舱及压载舱连接，装配方便，紧凑可靠，同时通过调节压载舱两端的配重块在调节杆上的位置，使平台在水下最终处于水平飘浮状态，可以满足不同海洋环境、使用要求，具有较强的适装性。

(3)本发明采用减振装置，并采用柔性悬挂方式安装在主浮体内，能降低平台晃动对水下监测仪器干扰。

(4)本发明采用缓冲系留带与水下系留浮标的缆绳连接，通过水平柔性系留方式和高弹性的缓冲橡胶绳，能够降低缆绳振动对平台的扰动。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为主浮体结构示意图；

图3为浮力舱结构示意图；

图4为压载舱结构示意图；

图5为减振装置结构示意图；

图6为连接杆结构示意图；

图7为缓冲系留带结构示意图；

其中，1-主浮体、2-浮力舱、3-压载舱、4-连接杆、5-减振装置、6-缓冲系留带、101-浮体头段、102-浮体中段骨架、103-玻璃纤维壳、104-浮体尾段、201-浮力筒壳体、203-吊耳、204-浮力头罩、301-压载舱壳体、303-安装架、304-安装板、305-压载舱头罩、306-调节杆、307-配重块、401-扁状板、402-连接转接头、501-耐压罩、502-弹性连接缆、503-连杆、504-水下监测仪器、601-缓冲橡胶绳、602-丙纶绳、603-连接卸扣。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种高稳定性水下测量平台，参见附图1，包括：主浮体1、浮力舱2、压载舱3、减振装置5、连接杆4及缓冲系留带6；

参见附图2，所述主浮体1为平台主体结构，包括：浮体头段101、浮体中段骨架102及浮体尾段104；浮体头段101和浮体尾段104分别通过螺钉固定在浮体中段骨架102的两端，形成封闭壳体；其中，所述浮体头段101和浮体尾段104均由骨架及其外部缠绕的玻璃纤维(玻璃纤维起到保持结构流线型的整形作用，且降低结构的流噪声)组成，且浮体头段101和浮体尾段104的内部空腔中均填充有浮力材料，本实施例中为玻璃微珠固体浮力材料，能够为平台提供浮力，并满足大深度耐压要求；所述浮体中段骨架102的外部套装有玻璃纤维壳103，内部空腔用于安装减振装置5；玻璃纤维壳103的外部两端安装有用于与连接杆4连接的安装接口；所述浮体头段101和浮体尾段104的骨架及浮体中段骨架102均采用铝合金，骨架起结构的承力作用；

参见附图3，所述浮力舱2为平台提供额外浮力，包括：浮力筒壳体201和浮力头罩204；两个浮力头罩204分别固定在浮力筒壳体201的两端，形成封闭壳体，且浮力头罩204和浮力筒壳体201的对接面分别安装有密封圈；浮力筒壳体201的外部中段安装有用于布放与打捞的吊耳203，浮力筒壳体201的外部两端安装有用于与连接杆4连接的安装接口；

参见附图4，所述压载舱3用于为平台提供压载配重，包括：压载舱壳体301、安装板304、调节杆306、配重块307及压载舱头罩305，两个压载舱头罩305分别固定在压载舱壳体301的两端，形成封闭壳体；两个安装板304分别安装在压载舱壳体301与两个压载舱头罩305的对接处，并将压载舱壳体301的内部空腔封闭；压载舱壳体301内部安装有用于安装仪器设备的安装架303；压载舱壳体301的外部两端安装有用于与连接杆4连接的安装接口；调节杆306的一端安装在安装板304上，另一端固定在压载舱头罩305上，调节杆306上安装有配重块307，通过调节配重块307在调节杆306上的位置，进而调节平台的稳定性(其中，调节杆306和配重块307均为两个，分别安装在两个压载舱头罩305内)；

参见附图5，所述减振装置5用于水下监测仪器504的安装固定，包括：耐压罩501、弹性连接缆502及由多根连杆503组成的连接架；所述耐压罩501固定在连接架内部，两个以上弹性连接缆502的一端固定在所述连接架上，另一端固定在浮体中段骨架102上，通过弹性连接缆502与主浮体1连接，降低平台运动对安装在耐压罩501内的水下监测仪器504的影响，提高水下监测仪器504的测量精度与可靠性；

参见附图6，所述连接杆4包括：扁状板401及安装在其两端的连接转接头402，用于主浮体1与浮力舱2和压载舱3之间的相互连接，承受布放与回收过程中的平台载荷；所述扁状板401为铝板，具有流线型低阻力作用，以降低平台的流噪声；

参见附图7，所述缓冲系留带6包括：缓冲橡胶绳601、丙纶绳602及连接二者的连接卸扣603，缓冲系留带6具有较高的弹性伸缩量，用于平台与水下系留浮标之间的柔性连接，通过缓冲系留带6的连接，能够降低水下系留浮标对平台的振动与扰动；其中，所述水下系留浮标用于回收平台；

整体连接关系如下：减振装置5通过六个弹性连接缆502的六点悬挂方式安装在主浮体1的浮体中段骨架102内，主浮体1的横向两侧分别通过连接杆4与浮力舱2、压载舱3连接，其中，浮力舱2、主浮体1及压载舱3在水下处于竖直状态；主浮体1的浮体头段101通过缓冲系留带6与水下系留浮标的缆绳连接；

通过调节压载舱3两端的配重块307在调节杆306上的位置，使主浮体1在水下最终处于水平飘浮状态。

减振装置5的水下监测仪器504通过电缆与压载舱3的安装架303上的仪器设备电性连接，所述仪器设备用于接收并储存水下监测仪器504的探测信息。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，包括：主浮体(1)、浮力舱(2)、压载舱(3)、减振装置(5)、连接杆(4)及缓冲系留带(6)；

所述主浮体(1)内设置有用于安装减振装置(5)的腔体；

整体连接关系如下：水下监测仪器(504)安装在减振装置(5)的耐压罩(501)内；减振装置(5)通过两个以上弹性连接缆(502)以悬挂方式安装在主浮体(1)内，主浮体(1)的上下两侧分别通过连接杆(4)与浮力舱(2)、压载舱(3)连接，其中，浮力舱(2)、主浮体(1)及压载舱(3)在水下处于竖直状态；通过调节压载舱(3)内配重块的位置，使主浮体(1)在水下处于水平飘浮状态；

所述主浮体(1)通过缓冲系留带(6)与水下系留浮标的缆绳连接；

所述减振装置(5)内的水下监测仪器(504)通过电缆与安装在所述压载舱(3)内的存储单元电性连接，所述存储单元用于接收并储存水下监测仪器(504)的探测信息；

所述减振装置(5)包括：耐压罩(501)、弹性连接缆(502)及连杆(503)；所述耐压罩(501)固定在由连杆(503)组成的连接架内部，两个以上弹性连接缆(502)的一端固定在所述连接架上，另一端固定在浮体中段骨架(102)上。

2.如权利要求1所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述主浮体(1)包括：浮体头段(101)、浮体中段骨架(102)及浮体尾段(104)；浮体头段(101)和浮体尾段(104)分别固定在浮体中段骨架(102)的两端，形成封闭壳体；其中，所述浮体头段(101)和浮体尾段(104)均由骨架及其外部缠绕的玻璃纤维组成，且浮体头段(101)和浮体尾段(104)的内部空腔中均填充有浮力材料；所述浮体中段骨架(102)的外部套装有玻璃纤维壳(103)，内部空腔用于安装减振装置(5)。

3.如权利要求1所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述浮力舱(2)包括：浮力筒壳体(201)和浮力头罩(204)；两个浮力头罩(204)分别固定在浮力筒壳体(201)的两端，形成封闭壳体。

4.如权利要求1所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述压载舱(3)包括：压载舱壳体(301)、安装板(304)、调节杆(306)、配重块(307)及压载舱头罩(305)，两个压载舱头罩(305)分别固定在压载舱壳体(301)的两端，形成封闭壳体；两个安装板(304)分别安装在压载舱壳体(301)与两个压载舱头罩(305)的对接处，并将压载舱壳体(301)的内部空腔封闭；压载舱壳体(301)内部安装有安装仪器设备；调节杆(306)的一端安装在安装板(304)上，另一端固定在压载舱头罩(305)上，调节杆(306)上安装有配重块(307)，通过调节配重块(307)在调节杆(306)上的位置来调节测量平台的稳定性。

5.如权利要求2所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述浮体头段(101)和浮体尾段(104)内的浮力材料均为玻璃微珠固体浮力材料。

6.如权利要求3所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述浮力头罩(204)和浮力筒壳体(201)的对接面安装有密封圈。

7.如权利要求3所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述浮力筒壳体(201)的外部安装有用于布放与打捞的吊耳(203)。

8.如权利要求1所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述连接杆(4)包括：扁状板(401)及安装在其两端的连接转接头(402)；所述扁状板(401)为铝板。

9.如权利要求1所述的一种高稳定性水下测量平台，其特征在于，所述缓冲系留带(6)包括：缓冲橡胶绳(601)、丙纶绳(602)及连接二者的连接卸扣(603)。