CN111381523A - 一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于仪器设备技术领域，公开了一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置，水密舱体内部设置有电机、控制器、通信模块、电池、拉力传感器、扩展接口；电机与控制器连接，控制器与通信模块、电池、拉力传感器、扩展接口连接。本发明的水密舱体内设置有拉力传感器可以测量释放器受到的拉力，可以通过拉力大小判断设备是否接触海底，实现可靠的触底释放功能；水密舱体周围可以设置水下摄像头与水下照灯完成释放过程的视频信号采集，可通过视频清楚直观的了解释放过程；水密舱体周围可以设置海洋传感器完成释放过程的海水环境参数数据采集，可获得设备释放过程中所需的海洋环境参数。

Description

一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置

技术领域

本发明属于仪器设备技术领域，尤其涉及一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置。

背景技术

目前，在海洋学工作中，为了收集海洋环境样品，测量海洋中物理学、化学、生物学等环境特征参数，以及海底地质、地貌和地磁等特征量，直接使用的仪器。是海洋科学研究的重要工具。种类繁多，按调查专业分，有海洋水文仪器、海洋气象仪器、海洋物理仪器、海洋化学仪器、海洋地质和地貌仪器、海洋生物仪器和鉴定计量仪器等。按调查方法分，有台站观测仪器、船用仪器(包括定点和走航自记仪器)、深潜考察仪器、浮标自记仪器、航空探测仪器、卫星遥感仪器等。按调查深度分，有浅海调查仪器和深海调查仪器(以200米深度为区分界限)。常用自动观测海洋仪器的结构分为感应探头、信号传输和终端显示3部分。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

现有船用的释放器有这两种：

(1)手动释放脱钩：

纯机械式，释放脱钩上连接一条缆绳，释放时人工拉动缆绳触发机械结构完成释放。操作复杂，安全性低，容易误触发，只能近距离水上释放。

(2)水下声学释放器：

用于深海设备释放，释放器放在深海，控时器与释放器通过声学探头声通信完成释放指令传输。水下声学释放器只能在深海应用，潜水环境存在声通信盲区。水下声学释放造价高，体积重量大，没有拉力，视频，环境参数等反馈。

(2)现有释放器通用性差，无法同时满足安全，可控的水面水下释放；

(3)没有拉力，视频，环境参数等反馈，不能完成设备可靠的触底释放。

解决以上问题及缺陷的难度为：设计安全牢固的机械结构，耐压防水的设备舱体，稳定可靠的控制电路和程序，丰富的扩展接口，有线盒无线的控制方式等。具有一定的设计难度。

解决以上问题及缺陷的意义为：该设备可以使船上海洋设备释放更加安全可靠，可以完成设备水面或水下安全可控，有反馈的释放。可以测量并反馈设备拉力数据，随时观察设备在水下的受力状态，满足不同释放过程的需要。如完成设备触底释放等任务。并具有扩展接口，可以获得视频，环境参数等反馈。通用性更强，水面水下都可以完成释放；功能丰富，有线控制、无线控制、定时控制满足不同需求；有拉力，视频，环境参数等反馈。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置。

本发明是这样实现的，一种海洋仪器设备释放控制系统，所述海洋仪器设备释放控制系统包括：

通信模块，用于通过有线或无线的方式通信，发送释放命令；

控制模块，与通信模块连接，用于设置释放时间，进行定时释放；

拉力传感模块，与控制模块连接，用于测量释放器受到的拉力，并传给控制模块；

扩展模块，与控制模块连接，用于外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器。

进一步，所述海洋仪器设备释放控制系统还包括：

防水和耐压模块，内部放置通信模块、控制模块、拉力传感模块、电源模块、扩展模块，用于保护内部电子元器件，防水和耐压；

电源模块，与控制模块和通信模块连接，用于为控制模块和通信模块供电。

本发明的另一目的在于提供一种搭载所述海洋仪器设备释放控制系统的海洋仪器设备释放控制装置，所述海洋仪器设备释放控制装置设置有：

水密舱体；

所述水密舱体内部设置有电机、控制器、通信模块、电池、拉力传感器、扩展接口；

电机与控制器通过2芯导线连接，控制器与通信模块通过4芯信号线连接，控制器与电池通过2芯导线连接，控制器与拉力传感器通过4芯信号线连接、控制器与扩展接口连接通过6芯信号线连接。

进一步，所述扩展接口外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器。

进一步，所述水密舱体前端通过螺丝连接有固定盘；所述固定盘上设置有左固定块和右固定块；所述水密舱体后端通过螺丝连接有挂环。

进一步，所述左固定块和右固定块之间通过释放块轴连接释放块。

进一步，所述左固定块和右固定块之间通过释放钩轴连接释放钩。

进一步，所述水密舱体为水密结构。

进一步，所述挂环与船上起吊设备连接。

本发明的另一目的在于提供一种执行所述海洋仪器设备释放控制装置的海洋仪器设备释放控制方法，所述海洋仪器设备释放控制方法包括：

船上操作员打开电源释放器并将海洋仪器设备通过卸扣、钢丝绳等与释放钩6连接，操作员手动复位释放钩连接并通过手持遥控器控制释放器关闭，完成释放器与设备连接。释放器挂环可与船上起吊设备连接；

释放器通过拉力传感器实时测量拉力数据，并传输至控制器，控制器通过通信模块无线发送至手持无线遥控器，船上操作员通过手持无线遥控器可以观察拉力情况，判断设备状态；

船上操作员通过手持遥控器发送命令至释放器通信模块，通信模块将信号传输至控制器，控制器驱动电机旋转后打开或锁紧释放块与释放钩，完成释放器打开或关闭；

释放器通过扩展接口连接水密线缆、无线通信天线与浮球，将无线通信天线露出水面，操作员通过手持遥控器可与水下释放器进行无线通信；

释放器可以通过扩展接口扩展水下摄像机，水下照明灯，水下传感器等设备，并将视频或数据传输至手持遥控器；

水上释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上释放位置，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器是否停止晃动，待仪器稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

入水释放：

对于一些精密设备，为了防止与水面碰撞产生较大的冲击力，常采用入水释放。起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面并缓慢入水，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水深度，待仪器入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

水下释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备在水下受海流影响也会引起拉力变化；待仪器完全入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

触底释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备继续下降至海底，设备触底后拉力明显减小，由此判断设备触底情况。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的水密舱体内设置有拉力传感器可以测量释放器受到的拉力，可以通过拉力大小判断设备是否接触海底，实现可靠的触底释放功能；水密舱体周围可以设置水下摄像头与水下照灯完成释放过程的视频信号采集，可通过视频清楚直观的了解释放过程；水密舱体周围可以设置海洋传感器完成释放过程的海水环境参数数据采集，可获得设备释放过程中所需的海洋环境参数。

本发明采用316L不锈钢，强度高，耐腐蚀好；可以在水面以上或水下工作；通过有线、无线通信或定时的方式完成海洋仪器设备的释放。

附图说明

图1是本发明实施例提供的海洋仪器设备释放控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的水密舱体的内部结构示意图；

图中：1、水密舱体；2、固定盘；3、释放块；4、释放块轴；5、左固定块；6、释放钩；7、右固定块；8、释放钩轴；9、螺丝；10、挂环；11、电机；12、控制器；13、通信模块；14、电池；15、拉力传感器；16、扩展接口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海洋仪器设备释放控制系统、方法、装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供的海洋仪器设备释放控制系统包括：

防水和耐压模块，内部放置通信模块、控制模块、拉力传感模块、电源模块、扩展模块，用于保护内部电子元器件，防水和耐压。

通信模块，用于通过有线或无线的方式通信，发送释放命令。

控制模块，与通信模块连接，用于设置释放时间，进行定时释放。

拉力传感模块，与控制模块连接，用于测量释放器受到的拉力，并传给控制模块。

扩展模块，与控制模块连接，用于外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器等。

电源模块，与控制模块和通信模块连接，用于为控制模块和通信模块供电。

如图1所示，本发明提供的海洋仪器设备释放控制装置包括：水密舱体1、固定盘2、释放块3、释放块轴4、左固定块5、释放钩6、右固定块7、释放钩轴8、螺丝9、挂环10。

水密舱体1前端通过螺丝9连接有固定盘2；固定盘2上设置有左固定块5和右固定块7；左固定块5和右固定块7之间通过释放块轴4连接释放块3；左固定块5和右固定块7之间通过释放钩轴8连接释放钩6；水密舱体1后端通过螺丝9连接有挂环10。

如图2所示，本发明的水密舱体1内部设置有电机11、控制器12、通信模块13、电池14、拉力传感器15、扩展接口16。扩展接口可以连接水下摄像机、水下照明灯、海洋传感器等设备。

电机11与控制器12通过2芯导线连接，控制器12与通信模块13通过4芯信号线连接，控制器12与电池14通过2芯导线连接，控制器12与拉力传感器15通过4芯信号线连接、控制器12与扩展接口16连接通过6芯信号线连接。

本发明的水密舱体1为水密结构，可以防水和耐压，保护内部电子元器件；挂环10可以与船上起吊设备连接；水密舱体1内电池14可以为电机11、控制器12与通信模块13供电；船上操作员可以通过有线或无线的方式与通信模块13通信，发送释放命令；通信模块13将信号传输至控制器12；控制器12驱动电机11旋转后打开释放块3与释放钩6；船上操作员也可以提前通过控制器12设置释放时间，进行定时释放；最终完成海洋仪器设备释放；拉力传感器15可以测量释放器受到的拉力，并传给控制器12；扩展接口16也可外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器等。

本发明的水密舱体1内设置有拉力传感器15可以测量释放器受到的拉力，可以通过拉力大小判断设备是否接触海底，从而实现可靠的触底释放功能。

本发明的水密舱体1周围可以设置水下摄像头与水下照灯完成释放过程的视频信号采集，可通过视频清楚直观的了解释放过程。

本发明的水密舱体1周围可以设置海洋传感器完成释放过程的海水环境参数数据采集，可获得设备释放过程中所需的海洋环境参数。

本发明的工作原理：船上操作员打开电源释放器并将海洋仪器设备通过卸扣、钢丝绳等与释放钩6连接，操作员手动复位释放钩6连接并通过手持遥控器控制释放器关闭，完成释放器与设备连接。释放器挂环10可与船上起吊设备连接。

释放器通过拉力传感器15实时测量拉力数据，并传输至控制器12，控制器12通过通信模块13无线发送至手持无线遥控器，船上操作员通过手持无线遥控器可以观察拉力情况，判断设备状态。

船上操作员通过手持遥控器发送命令至释放器通信模块13，通信模块13将信号传输至控制器12，控制器12驱动电机11旋转后打开或锁紧释放块3与释放钩6，完成释放器打开或关闭。

释放器可以通过扩展接口16连接水密线缆、无线通信天线与浮球，将无线通信天线露出水面，操作员通过手持遥控器可与水下释放器进行无线通信。

释放器可以通过扩展接口16扩展水下摄像机，水下照明灯，水下传感器等设备，并将视频或数据传输至手持遥控器。

水上释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上释放位置，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器是否停止晃动，待仪器稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放。

入水释放：

对于一些精密设备，为了防止与水面碰撞产生较大的冲击力，常采用入水释放。起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面并缓慢入水，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水深度，待仪器入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放。

水下释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备在水下受海流影响也会引起拉力变化。待仪器完全入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放。

触底释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备继续下降至海底，设备触底后拉力明显减小，可以由此判断设备触底情况。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋仪器设备释放控制系统，其特征在于，所述海洋仪器设备释放控制系统包括：

通信模块，用于通过有线或无线的方式通信，发送释放命令；

控制模块，与通信模块连接，用于设置释放时间，进行定时释放；

拉力传感模块，与控制模块连接，用于测量释放器受到的拉力，并传给控制模块；

扩展模块，与控制模块连接，用于外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器。

2.如权利要求1所述的海洋仪器设备释放控制系统，其特征在于，所述海洋仪器设备释放控制系统还包括：

防水和耐压模块，内部放置通信模块、控制模块、拉力传感模块、电源模块、扩展模块，用于保护内部电子元器件，防水和耐压；

电源模块，与控制模块和通信模块连接，用于为控制模块和通信模块供电。

3.一种搭载权利要求1～2任意一项所述海洋仪器设备释放控制系统的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述海洋仪器设备释放控制装置设置有：

水密舱体；

所述水密舱体内部设置有电机、控制器、通信模块、电池、拉力传感器、扩展接口；

电机与控制器通过2芯导线连接，控制器与通信模块通过4芯信号线连接，控制器与电池通过2芯导线连接，控制器与拉力传感器通过4芯信号线连接、控制器与扩展接口连接通过6芯信号线连接。

4.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述扩展接口外接线缆、水下摄像头、水下照灯、海洋传感器。

5.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述水密舱体前端通过螺丝连接有固定盘；所述固定盘上设置有左固定块和右固定块；所述水密舱体后端通过螺丝连接有挂环。

6.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述左固定块和右固定块之间通过释放块轴连接释放块。

7.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述左固定块和右固定块之间通过释放钩轴连接释放钩。

8.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述水密舱体为水密结构。

9.如权利要求3所述的海洋仪器设备释放控制装置，其特征在于，所述挂环与船上起吊设备连接。

10.一种执行权利要求3所述海洋仪器设备释放控制装置的海洋仪器设备释放控制方法，其特征在于，所述海洋仪器设备释放控制方法包括：船上操作员打开电源释放器并将海洋仪器设备通过卸扣、钢丝绳等与释放钩6连接，操作员手动复位释放钩连接并通过手持遥控器控制释放器关闭，完成释放器与设备连接。释放器挂环可与船上起吊设备连接；

释放器通过拉力传感器实时测量拉力数据，并传输至控制器，控制器通过通信模块无线发送至手持无线遥控器，船上操作员通过手持无线遥控器可以观察拉力情况，判断设备状态；

船上操作员通过手持遥控器发送命令至释放器通信模块，通信模块将信号传输至控制器，控制器驱动电机旋转后打开或锁紧释放块与释放钩，完成释放器打开或关闭；

释放器通过扩展接口连接水密线缆、无线通信天线与浮球，将无线通信天线露出水面，操作员通过手持遥控器可与水下释放器进行无线通信；

释放器可以通过扩展接口扩展水下摄像机，水下照明灯，水下传感器等设备，并将视频或数据传输至手持遥控器；

水上释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上释放位置，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器是否停止晃动，待仪器稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

入水释放：

对于精密设备，采用入水释放；起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面并缓慢入水，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水深度，待仪器入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

水下释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备在水下受海流影响也会引起拉力变化；待仪器完全入水稳定后可以操作遥控器发送释放命令完成释放；

触底释放：

起吊设备将连接好释放器的海洋仪器吊至水面以上并缓慢下降，操作员通过拉力大小变化情况可判断海洋仪器入水状态，设备继续下降至海底，设备触底后拉力明显减小，由此判断设备触底情况。

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