CN112325859A - 一种漂浮式海床基 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定点海洋观测技术领域，具体涉及漂浮式海床基，其包括海床基箱体及重力锚，海床基箱体与重力锚通过释放缆连接，海床基箱体内设置的隔板上安装有释放装置，隔板将海床基箱体分成上箱体和下箱体，上箱体设置有水声通信机、ADCP、CTD、可选观测仪器和浮球；下箱体设置有带摩擦盘的卷缆装置。在布放过程中，隔板处在软沉积物层和海水的分界面时，释放缆产生的力矩大于卷缆装置摩擦盘的最大静摩擦力矩力矩，卷缆滚筒转动，释放缆变长，避免海床基箱体继续下沉，适应布放点软沉积物层厚度。解决了海床基释放缆太短海床基可能被埋进软沉积物层丢失，太长可能被渔网拖走丢失的技术难题，大幅降低仪器丢失率和单位观测数据成本。

Description

一种漂浮式海床基

技术领域

本发明涉及定点海洋观测技术领域，具体为一种漂浮式海床基。

背景技术

海床基是一种静止在海底的无人值守的海洋要素测量平台系统，布放海域主要集中于海洋沿岸和近岸浅海海域，是立体监测网的一个节点。海床基箱体内部搭载多种自容式观测仪器如ADCP(声学多普勒海流剖面仪)、CTD(温盐深仪)，OBS(海底地震仪)、悬浮泥沙采集器和其它可选仪器，如OBS(海底地震仪)、悬浮泥沙采集器，布放海底后，仪器对对海洋要素进行长期连续的观测，可对悬浮泥沙参数、流速剖面、水温、水位、潮汐、波浪等海洋水动力学参数进行连续、长期的跟踪监测，尤其是长期测量海洋动力参数，获取水下长期水文观测资料。海床基观察到的数据对海洋物理、化学、生物和地质特征的研究有重要意义。

常用的海床基基本结构是固定长度的释放缆一端连接海床基箱体内的声学释放器，另一端固定连接重力锚(配重)，声学释放器释放释放缆和重力锚之后，海床基箱体在净浮力作用下上浮回收。海底地势象陆地地势一样高低起伏，海底低洼地段就像陆地上的河谷地段地势平坦，容易寻找到合适的布防点，与布放在高处的海床基比较，海底低洼地段布放的海床基不易倾覆翻转，但是沉积物层比较多海床基容易陷落在沉积层里面，海洋观测过程时有发生丢失几十万或上百万贵重仪器的事件。布放之前对布防点沉积物层厚度进行测量，然后确定释放缆126的长度。在海床基布防过程中，由于海流的扰动，实际布防点与期望布防点有一定偏差，沉积物层厚度与测量值存在一定误差，可能出现释放缆太短，海床基被埋丢失，或者出现释放缆太长，海床基被渔网拖走丢失的技术难题，因此一部分人认为不能在沉积物层上布放海床基。

在专利文献CN201910659491.3中提供一种海床基，内部设置有绞车、绞车控制器、测量浮体，测量浮体与绞车通过系缆连接，通过绞车可以实现测量浮体的收放，测量浮体上设置有海水参数测量仪器；绞车控制器控制绞车正转、反转、停止，正转时系缆从绞车上放出，测量浮体上浮；反转时系缆从绞车上收回，测量浮体下沉；停止时测量浮体悬停在水下某一深度或者在海床基内部收藏。渔船监听器实现了对渔船的智能规避。CN201910659491.3能防止沉积物层覆盖但是不能避免拖网对它的破坏。

因此，需要研究能够适应海底软沉积物层厚度的漂浮式海床基，以解决这一技术难题，降低海床基的丢失几率，降低单位观测数据的成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种漂浮式海床基，可以稳定布放在软沉积物层中。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种漂浮式海床基，包括海床基箱体、释放缆及重力锚，所述海床基箱体与所述重力锚通过所述释放缆连接，隔板将所述海床基箱体分成上箱体及下箱体，所述上箱体内固定安装有水声通信机和释放装置，信号线缆连接所述水声通信机和所述释放装置，所述释放装置使用连接螺栓连接在所述隔板上；

所述下箱体内固定安装有卷缆装置，所述下箱体内固定安装有卷缆装置，所述卷缆装置包括：转轴、左压板、左摩擦盘、左垫板、卷缆滚筒、右垫板、右摩擦盘、右压板、螺母和锁紧螺母；所述释放缆环绕在所述卷缆滚筒，一端与所述释放装置连接，另一端与所述重力锚固定连接；所述卷缆滚筒的两侧分别设置有左摩擦盘和右摩擦盘，右摩擦盘的右侧设置有右压板，右压板的右侧设置有螺母和锁紧螺母，螺母和锁紧螺母螺纹连接在转轴上。

进一步地，所述卷缆滚筒两侧还设置有左垫板和右垫板，左垫板和右垫板分别通过固定连接卷缆滚筒两端；左压板左侧设置有左下固定支架和左上固定支架，左压板与左下固定支架和左上固定支架固定连接，左下固定支架和左上固定支架与隔板固定连接。优选地，所述左垫板和右垫板分别通过内六角螺钉固定连接卷缆滚筒两端；所述左压板与左下固定支架和左上固定支架内六角螺栓固定连接。

通过上述方式，可以预先调节螺母的预警力就能调节摩擦盘(包括左摩擦盘和右摩擦盘)产生的摩擦力矩(静摩擦力矩或滑动摩擦力矩)从而控制布放时释放缆展开的长度，达到所述隔板处在软沉积物层和海水的分界面的效果，海床基箱体漂浮在软沉积物层上。

海床基调整释放缆长度可以适应布放点软沉积物层的厚度的过程。海床基箱体内部可以安装有浮球，增减下箱体和上箱体内浮球的数量或大小调节海床基箱体受到的浮力，其净浮力大于零海床基才能顺利靠净浮力回收；布放过程中，海床基箱体受到重力锚通过释放缆施加的拉力不断下沉，在下箱体沉入软沉积物层的过程中，软沉积物层密度大于海水的密度，下箱体受到的浮力变大，导致释放缆受到来自重力锚的拉力变大，当下箱体全部陷入软沉积物层时，也就是隔板处在软沉积物层和海水的分界面时候，拉力产生的力矩大于卷缆装置的摩擦盘最大静摩擦力矩产生的摩擦力矩，卷缆滚筒转动，释放缆变长，避免海床基箱体继续下沉，重力锚继续下沉，直到重力锚受到软硬过渡沉积物层阻力逐渐减速最后静止下来，释放缆受到的拉力逐渐变小，它产生的力矩逐渐变小，小于卷缆装置的摩擦盘滑动摩擦力产生的力矩，卷缆装置停止，海床基静止下来，卷缆装置受到释放缆产生的力矩和摩擦盘产生的静摩擦力矩平衡，上箱体位于海水中，下箱体沉入软沉积物层，海床基箱体垂直方向上受到重力、浮力与释放缆的拉力平衡。

螺母预紧力与转轴摩擦力矩的关系。如图1所示，增加转轴上的螺母预紧力，右摩擦盘受到右垫板和右压板的正压力变大，左摩擦盘受到左压板、左垫板正压力变大，阻碍转轴和卷缆滚筒的转动的最大静摩擦力矩变大。减小转轴上的螺母预紧力，右摩擦盘受到右垫板和右压板的正压力变小，左摩擦盘受到左压板和左垫板正压力变小，阻止转轴和卷缆滚筒的转动的最大静摩擦力力矩变小。

通常在实验室的水池中测试螺母预紧力f与高差h对应关系。铺设软沉积物层测量其比重；灌注海水测量其比重，将安装调试完毕的海床基放入水池中，静止后观察隔板与软沉积物层和海水的分界面的高差，用h表示，隔板高于分界面定义为正，隔板低于分界面定义为负，给定不同预紧力f测试所述螺母预紧力f与高差h的关系，完成测试之后得到一张预紧力f与高差h对应关系的表或经验公式；对应某一比重的沉积物层和某一比重的海水，下箱体全部位于软沉积物层中且上箱体全部悬浮在海水中的时候，也就是隔板处在软沉积物层和海水的分界面时候，h＝0的时候，此时的预紧力就是最佳预紧力。

布放前调整海床基的预紧力。测量布防点沉积物层比重和海水的比重，据此修正实验室水池测试的预紧力f与高差h的关系，调整螺母的预紧力为最佳预紧力。海床基完成布放后，就达到下箱体全部位于软沉积物层中且上箱体全部悬浮在海水中的技术效果。海洋调查过程时有发生丢失几十万或上百万贵重仪器的事件，改进海床基结构降低丢失率，就能大幅降低贵重仪器的丢失率，降低单位观测数据的成本，节省观测经费。

所述释放装置包括螺栓、释放装置机架、电磁铁、信号线缆、铁磁性圆盘、连接杆、耐腐蚀弹簧、释放缆、滑块和连接螺栓；所述电磁铁使用所述螺栓固定在释放装置所述机架上，所述连接杆套上所述耐腐蚀弹簧，右端螺纹连接所述滑块，穿过所述机架上的孔，左端螺纹连接所述铁磁性圆盘，所述铁磁性圆盘安装在所述电磁铁右侧，所述释放缆套在所述滑块上。释放装置机架与隔板之间设置有安装密封垫；使用静密封装置电磁铁代替电机轴的动密封结构，大幅降低释放装置成本和价格，提升释放装置的可靠性。

所述重力锚，包括钢筋混凝土块及倒刺，钢筋和倒刺选用耐腐蚀不锈钢，所述倒刺焊接在所述钢筋混凝土块的下方；所述重力锚中心固定设置有吊环，所述释放缆与所述吊环固定连接。所述重力锚左右设置未标号的吊环连接布放缆，进一步连接母船起重机。倒刺扎入软硬过渡沉积物层，避免重力锚水平方向走锚。

所述下箱体内底部固定设置有防泥挡板，所述防泥挡板下方设置有塑料压板，所述塑料压板通过螺栓与所述防泥挡板固定连接。

所述塑料压板上方固定安装有开缝隙弹性体，所述释放缆穿过开缝隙弹性体和塑料压板上的穿缆孔与重力锚中心固定设置的吊环连接。所述塑料压板上开设有拉断槽，所述拉断槽环绕所述穿缆孔设置。

本发明还提供上述漂浮式海床基的布放方法，其包括如下步骤：

1)在实验室水池中测试的螺母的预紧力f与高差h的关系；

2)现场采集布防点的软沉积物层137样品，测试其密度；现场采集布防点的海水样品，测试其密度；

3)根据布防点的软沉积物层137样品密度和海水密度修正第1)步确定的预紧力f与高差h对应关系的表；

4)根据第3)步调整螺母119对左摩擦盘103和右摩擦盘110的预紧力为最佳预紧力，锁紧锁紧螺母118防止螺母119预紧力变化；

5)母船吊车使用布放缆135起吊布放所述漂浮式海床基，当所述漂浮式海床基触底达到深度后，释放布放缆135，避免海床基倾覆；

6)在下箱体136沉入软沉积物层137中，直到海床基箱体140垂直方向上受到重力、浮力与释放缆126的拉力平衡为止；

优选地，第1)步具体操作如下：

在实验室的海水水池中，铺设软沉积物层137，测量其比重；灌注海水，测量其比重，将安装调试完毕的所述漂浮式海床基放入水池中，给定不同预紧力f测试，完成测试之后制成预紧力f与高差h对应关系的表或经验公式；对应某一比重的沉积物层和某一比重的海水，下箱体全部位于软沉积物层137中且上箱体全部悬浮在海水中的时候，也就是隔板处在软沉积物层137和海水的分界面时候，h＝0的时候，此时的预紧力就是最佳预紧力。

本发明进一步提供漂浮式海床基的回收方法，其中所述水声通信机105收到其甲板单元发出的回收信号，水声通信机105经信号线缆106给释放装置128发出释放指令，释放装置128释放释放缆126，重力锚134与海床基箱体140分离，海床基箱体140在净浮力的作用下上浮回收。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

其一，所述卷缆装置靠摩擦力矩控制释放缆的长度，适应布防点软沉积物层的厚度，海床基漂浮在软沉积物层上，下箱体位于软沉积物层海床基箱体不容易被拖网拖走且上箱体位于海水中水声通信机能够收到水声信号，海床基能够正常回收。改进海床基结构能够降低丢失率，减少海洋调查过程丢失几十万或上百万贵重仪器的事件发生。进一步的效果在于，纯机械的靠摩擦力矩控制释放缆的长度适应布防点软沉积物层厚度漂浮式海床基，控制系统结构简单且成本低廉，长期使用可靠性高，节省观测经费。如此克服了一部分人认为不能在沉积物层上布放海床基技术偏见，丰富了海床基产品的系列。另外，本发明还采用静密封的电磁铁作为释放装置的执行元件，比采用动密封的电机作为执行元件的释放装置，密封可靠性高，制造维护成本低。

附图说明

图1为一种漂浮式海床基结构示意图；

图2为卷缆滚筒固定支架结构示意图；

图3为塑料压板结构示意图；

图4为开缝隙弹性体结构示意图；

图5为释放装置结构示意图；

图6为漂浮式海床基技术效果示意图

图中：CTD(温盐深仪)101、左压板102、左摩擦盘103、左垫板104、水声通信机105、信号线缆106、ADCP(声学多普勒流速剖面仪)107、箱体盖108、右垫板109、右摩擦盘110、右压板111、可选观测仪器112、右上固定支架113、凸台114、橡胶垫115、防泥底板116、右下固定支架117、锁紧螺母118、螺母119、钢筋混凝土块120、螺栓121、倒刺122、卷缆滚筒123、塑料压板124、开缝隙弹性体125、释放缆126、吊环127、释放装置128、左下固定支架129、转轴130、浮球131、硬沉积物层132、软硬过渡沉积物层133、重力锚134、布放缆135、下箱体136、软沉积物层137、左上固定支架138、上箱体139、海床基箱体140、隔板141、海水142；

螺栓201、轴承202；

塑料压板124、连接孔301、拉断槽302、穿缆孔303、毛刷304；

缝隙401；

螺栓501、释放装置机架502、电磁铁503、信号线缆106、铁磁性圆盘504、连接杆505、耐腐蚀弹簧506、滑块507、释放缆126、连接螺栓508、毛毡垫509；

海床基一601、海床基二602、海床基三603。

具体实施方式

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仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员在没有做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。

实施例1：如图1所示，一种漂浮式海床基，包括海床基箱体140、释放缆126及重力锚134，所述海床基箱体140与所述重力锚134通过所述释放缆126连接，隔板141将所述海床基箱体140分成上箱体139及下箱体136，所述上箱体139内固定安装有水声通信机105和释放装置128，信号线缆106连接所述水声通信机105和所述释放装置128，所述释放装置128使用连接螺栓508连接在所述隔板141上，海床基箱体内部可以搭载多种自容式观测仪器如ADCP 107、CTD 101，以及其它可选观测仪器112，如OBS(海底地震仪)、悬浮泥沙采集器；所述下箱体136内固定安装有卷缆装置，所述卷缆装置包括：转轴130、左压板102、左摩擦盘103、左垫板104、卷缆滚筒123、右垫板109、右摩擦盘110、右压板111、螺母119和锁紧螺母118；所述释放缆126环绕在所述卷缆滚筒123，一端与所述释放装置128连接，另一端与所述重力锚134固定连接；所述卷缆滚筒123的两侧分别设置有左摩擦盘103和右摩擦盘110，右摩擦盘110的右侧设置有右压板111，右压板111的右侧设置有螺母119和锁紧螺母118，螺母119和锁紧螺母118螺纹连接在转轴130上，所述卷缆滚筒123与所述转轴130刚性连接。所述卷缆滚筒123两侧还设置有左垫板104和右垫板109，左垫板104和右垫板109分别通过固定连接卷缆滚筒123两端；便于磨损后更换左垫板104和右垫板109。左压板102的左侧设置有左下固定支架129和左上固定支架138，左压板102与左下固定支架129和左上固定支架138固定连接，左下固定支架129和左上固定支架138与隔板141固定连接，便于磨损后更换左压板102。左压板102、左摩擦盘103、左垫板104、右垫板109、右摩擦盘110、右压板111空套在转轴130上，转轴130与左下固定支架129和左上固定支架138之间的轴承202选用圆锥滚子轴承，能够承受以径向为主的径、轴向联合载荷，承受预紧力引起的轴向载荷。所述释放缆126环绕在所述卷缆滚筒123，一端与所述释放装置128构成可释放的连接，另一端与所述重力锚134固定连接；预先调节螺母119的预警力就能调节摩擦盘(包括左摩擦盘103和右摩擦盘110)产生的摩擦力矩(静摩擦力矩或滑动摩擦力矩)从而控制布放时释放缆126展开的长度，达到所述隔板141处在软沉积物层137和海水的分界面的效果，海床基箱体140漂浮在软沉积物层137上。

海床基调整释放缆126长度适应布放点软沉积物层137的厚度的过程。由于海床基箱体内部安装有螺栓连接在箱壁上浮球，增减下箱体和上箱体内的浮球的数量或大小就能调节海床基箱体受到的浮力，其净浮力大于零，如此设计海床基才能顺利靠净浮力回收；布放过程中，海床基箱体受到重力锚通过释放缆126施加的拉力不断下沉，在下箱体136沉入软沉积物层137的过程中，软沉积物层137密度大于海水的密度，下箱体136受到的浮力变大，导致释放缆126受到来自重力锚的拉力变大，当下箱体136全部陷入软沉积物层137时，也就是隔板处在软沉积物层137和海水的分界面时候，拉力产生的力矩大于卷缆装置的摩擦盘最大静摩擦力产生的摩擦力矩，卷缆滚筒转动，释放缆126变长，避免海床基箱体继续下沉，重力锚134继续下沉，直到重力锚134受到软硬过渡沉积物层133阻力逐渐减速最后静止下来，释放缆126受到的拉力逐渐变小，它产生的力矩逐渐变小，小于卷缆装置的摩擦盘滑动摩擦力产生的力矩，卷缆装置停止，海床基静止下来，卷缆装置受到释放缆126产生的力矩和摩擦盘产生的静摩擦力矩平衡，上箱体139位于海水中，下箱体136沉入软沉积物层137，海床基箱体140垂直方向上受到重力、浮力与释放缆126的拉力平衡。

螺母119预紧力与转轴130摩擦力矩的关系。如图1所示，增加转轴130上的螺母119预紧力，右摩擦盘110受到右垫板109和右压板111的正压力变大，左摩擦盘103受到左压板102、左垫板104正压力变大，阻碍转轴130和卷缆滚筒123的转动的最大静摩擦力矩或滑动摩擦力力矩变大。减小转轴130上的螺母119预紧力，右摩擦盘110受到右垫板109和右压板111的正压力变小，左摩擦盘103受到左压板102和左垫板104正压力变小，阻止转轴130和卷缆滚筒123的转动的最大静摩擦力力矩或滑动摩擦力力矩变小。

在实验室组装海床基的过程描述如下。如图1所示，组装所述上箱体139，先安装摆动支架(图中未画出)到箱体盖108，摆动支架上再安装ADCP 107和水声通信机105，然后与上箱体139的壁螺栓连接；先垫上透水透气的毛毡垫509使用连接螺栓508连接将所述释放装置128固定在隔板141上，接着使用信号线缆106连接到水声通信机105；接着安装CTD、可选观测仪器和浮球131，最后在各仪器与海床基箱体140之间的间隙处安装防砂网，防止沉积物和海洋生物进入海床基箱体140。如图1和2所示，组装所述下箱体136，先使用内六角螺钉连接所述右垫板109和所述卷缆滚筒123为一体；优选的左压板102分为上下两半，再使用内六角螺钉连接所述下半左压板102与左下固定支架129为一体，上半左压板102和左上固定支架138连接为一体，设置垫板和压板的目的是磨损后便于更换，便于选取垫板、压板和摩擦盘的材质获得较大摩擦力；再安装轴承202到转轴130上，先将所述左摩擦盘103和、左垫板104、卷缆滚筒123、右垫板109、右摩擦盘110、右压板111、螺母119和锁紧螺母118顺序安装在所述转轴130上，螺母119和锁紧螺母118连接在转轴130的外螺纹上，锁紧螺母118防止螺母119松脱；已经装配好的转轴130装入左下固定支架129、左上固定支架138、右下固定支架117、右上固定支架113之中，开缝隙弹性体125安装在防泥挡板116上，螺栓121连接左下固定支架129、左上固定支架138、右下固定支架117、右上固定支架113、防泥底板116、塑料压板124和凸台114为一体；凸台114与防泥挡板116之间放置厚度可调的橡胶垫115。将释放缆126环绕在所述卷缆滚筒123上，一端连接所述释放装置128，另一端连接所述重力锚134。

在实验室的水池中测试螺母119的预紧力f与高差h对应关系。铺设软沉积物层137，测量其比重；灌注海水142，测量其比重，将安装调试完毕的海床基放入水池中，静止后观察隔板141与软沉积物层137和海水的分界面的高差，用h表示，隔板高于分界面定义为正，隔板141低于分界面定义为负，测试所述卷缆装置的预紧力f与高差h的关系，给定不同预紧力f测试，完成测试之后得到一张预紧力f与高差h对应关系的表或经验公式；对应某一比重的沉积物层和某一比重的海水，下箱体136全部位于软沉积物层137中且上箱体139全部悬浮在海水142中的时候，也就是隔板141处在软沉积物层137和海水的分界面时候，即h＝0的时候，此时的预紧力就是最佳预紧力。

布放前调整螺母119的预紧力为最佳预紧力。测量布防点沉积物层比重和海水的比重，据此修正实验室水池测试的预紧力f与高差h的关系，调整螺母119的预紧力为最佳预紧力。海床基完成布放后，就达到下箱体136全部位于软沉积物层137中且上箱体139全部悬浮在海水中的技术效果。如图6所示，现有技术组装海床基系统的时候布放人员估计释放缆126的长度，释放缆126的长度固定不变，海床基布放后，释放缆126太短，效果如海床基一601所示全部埋入软沉积物层137之中，水声通信机收不到水声信号，海床基一601不能被回收，永久丢失；释放缆126太长，如海床基二602所示全部悬浮在海水中，海床基布置在近岸很可能被渔船拖网拖走，造成仪器损失或丢失，没有发挥海床基防拖网的作用。本申请的海床基如海床基三603所示，带摩擦盘卷缆装置自动调整释放缆126长度，适应布放点的软沉积物层137厚度，下箱体136埋入软沉积物层137，不容易被拖网拖走；同时，上箱体139悬浮在海水142中，箱体顶部水声通信机能够收到水声信号，海床基正常回收。海洋调查过程时有发生丢失几十万或上百万贵重仪器的事件，本申请通过改进海床基结构能够降低丢失率，进而就能大幅降低贵重仪器的丢失率，降低单位观测数据的成本，节省观测经费。

实施例2，实施例2为对实施例1作进一步限定；所述释放装置128包括螺栓501、释放装置机架502、电磁铁503、信号线缆106、铁磁性圆盘504、连接杆505、耐腐蚀弹簧506、释放缆126、滑块507和连接螺栓508；所述电磁铁503使用所述螺栓501固定在释放装置所述机架502上，所述连接杆505套上所述耐腐蚀弹簧506，右端螺纹连接所述滑块507，穿过所述机架502上的孔，左端螺纹连接所述铁磁性圆盘504，所述铁磁性圆盘504安装在所述电磁铁503右侧，所述释放缆126套在所述滑块507上。释放装置机架502与隔板141之间设置有毛毡垫509，连接螺栓508连接释放装置机架502、隔板141和毛毡垫509为一体；水声通信机105使用信号线缆106连接电磁铁503的电源继电器，继电器和电源图中为画出，继电器选用通讯继电器，通讯继电器内的单片机将水声通信机的EIARS-232接口信号转换为可驱动继电器的通用接口信号，再经过驱动电路，最后连接继电器。科研人员使用水声通信机105的甲板单元发出电源接通控制信号继电器闭合，电磁铁503电源接通，电磁铁503工作产生磁力，吸合铁磁性圆盘505，铁磁性圆盘505通过连接杆505拉动滑块509，释放缆126从滑块509上滑脱，释放缆126与滑块507分离。耐腐蚀、耐水压、防附着这些要求是海水中工作零部件的基本要求，本申请的海床基选用的接插件、其它零部件及其外壳全部需要满足这些条件，不再逐一阐述。

实施例3，实施例3为对实施例1或2作进一步限定；所述重力锚134，包括钢筋混凝土块120及倒刺122，倒刺122与钢筋混凝土块120内钢筋焊接为一体，所述倒刺122焊接在所述钢筋混凝土块120的下方；钢筋和倒刺122选用耐腐蚀不锈钢；倒刺122插入软硬过渡沉积物层133，避免海床基在海底受力滑动，所述重力锚134中心设置有吊环127，所述释放缆126与所述吊环127固定连接。布放缆135连接在两边的未标记的吊环上。

实施例4，实施例4为对实施例1、2或3作进一步限定；所述下箱体136内底部固定设置有防泥挡板116，所述防泥挡板116下方设置有塑料压板124，所述塑料压板124通过螺栓201与所述防泥挡板116固定连接。

所述塑料压板124上方固定安装有开缝隙弹性体125，所述释放缆126穿过开缝隙弹性体125和塑料压板124上的穿缆孔303与重力锚134中心固定设置的吊环127连接。所述塑料压板124上开设有拉断槽302，所述拉断槽302环绕所述穿缆孔303设置。如图3所示，穿缆孔303与释放缆126之间具有运动间隙，保证释放缆126可以在其中移动；穿缆孔303的宽度K为1.05值1.10倍释放缆126的直径，为了防止沉积物层和海洋生物进入，穿缆孔303内设置毛刷304；释放缆126缆头加有塑钢护套，尺寸比释放缆126的缆的直径大、比开缝隙弹性体124的缝隙401和穿缆孔303大，开缝隙弹性体124在安装的时候可以变形撑大缝隙401穿缆，释放的时候防泥底板116约束缝隙401不能撑大。在释放缆126的时候，缆头卡在开缝隙弹性体124的缝隙401和穿缆孔303处，海床基箱体140的净浮力作用在塑料压板124上，在拉断槽302处拉断塑料压板124，开缝隙弹性体124和拉断的塑料压板124与海床基箱体140分离，与释放缆126和重力锚134一起留在软硬过渡沉积物层133上。

如图4所示，开缝隙弹性体124上开有缝隙401，缝隙401在不受力的时候是闭合的，防止沉积物层通过缝隙401，释放缆126可以在开缝隙弹性体124中运动。

应用实施例：

下面对本发明的漂浮式海床基的安装使用和调试方法描述如下，以说明如何使用和应用：

1.在实验室的海水水池中，在实验室的水池中测试预紧力f与高差h对应关系。铺设软沉积物层137，测量其比重；灌注海水，测量其比重，将安装调试完毕的海床基放入水池中，给定不同预紧力f测试，完成测试之后得到一张预紧力f与高差h对应关系的表或经验公式；对应某一比重的沉积物层和某一比重的海水，下箱体全部位于软沉积物层137中且上箱体全部悬浮在海水中的时候，也就是隔板处在软沉积物层137和海水的分界面时候，h＝0的时候，此时的预紧力就是最佳预紧力。

2.现场采集布防点的软沉积物层137样品，测试其密度；现场采集布防点的海水样品，测试其密度；

3.根据布防点的软沉积物层137样品密度和海水密度修正预紧力f与高差h对应关系的表。

4.按图1组装海床基，查询第三步修正后的表，调整螺母119对左摩擦盘103和右摩擦盘110的预紧力为最佳预紧力，锁紧锁紧螺母118防止螺母119预紧力变化；

5.母船吊车使用布放缆135起吊布放海床基，当海床基触底达到深度后，释放布放缆135，避免海床基倾覆；

6.在下箱体136沉入软沉积物层137的过程中，释放缆126的拉力产生的力矩大于卷缆装置的摩擦盘(左摩擦盘103和右摩擦盘110)最大静摩擦力产生的力矩，卷缆滚筒转动，释放缆126变长，避免海床基箱体继续下沉，直到重力锚134受到软硬过渡沉积物层133阻力逐渐减速最后静止下来，释放缆126受到的拉力逐渐变小，它产生的力矩逐渐变小，小于卷缆装置的摩擦盘滑动摩擦力产生的力矩，卷缆装置停止，卷缆装置受到释放缆126产生的力矩和摩擦盘产生的静摩擦力矩平衡，上箱体139位于海水中，受到海水水压产生的浮力作用，下箱体136沉入软沉积物层137，受到软沉积物层137压力产生的浮力作用，海床基箱体140垂直方向上受到重力、浮力与释放缆126的拉力平衡。

7.而所述漂浮式海床基回收时，所述水声通信机105收到它的甲板单元发出的回收信号，水声通信机105经信号线缆106给释放装置128发出释放指令，释放装置128释放释放缆126，重力锚134与海床基箱体140分离，海床基箱体140在净浮力的作用下上浮回收。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种漂浮式海床基，包括海床基箱体(140)、释放缆(126)及重力锚(134)，所述海床基箱体(140)与所述重力锚(134)通过所述释放缆(126)连接，所述海床基箱体(140)内设置有隔板(141)，所述隔板(141)将所述海床基箱体(140)分成上箱体(139)和下箱体(136)，其特征在于：

所述上箱体(139)内固定安装有水声通信机(105)和释放装置(128)，所述水声通信机(105)通过信号线缆(106)与所述释放装置(128)连接，所述释放装置(128)通过连接螺栓(508)固定连接在所述隔板(141)上；

所述下箱体(136)内固定安装有卷缆装置，所述卷缆装置包括：转轴(130)、左摩擦盘(103)、卷缆滚筒(123)、右摩擦盘(110)、右压板(111)、螺母(119)和锁紧螺母(118)；所述释放缆(126)环绕在所述卷缆滚筒(123)，一端与所述释放装置(128)连接，另一端与所述重力锚(134)固定连接；所述卷缆滚筒(123)的两侧分别设置有左摩擦盘(103)和右摩擦盘(110)，右摩擦盘(110)的右侧设置有右压板(111)，右压板(111)的右侧设置有螺母(119)和锁紧螺母(118)，螺母(119)和锁紧螺母(118)螺纹连接在转轴(130)上。

2.根据权利要求1所述的漂浮式海床基，其特征在于：所述卷缆滚筒(123)两侧还设置有左垫板(104)和右垫板(109)，左垫板(104)和右垫板(109)分别通过固定连接卷缆滚筒(123)两端；左压板(102)的左侧设置有左下固定支架(129)和左上固定支架(138)，左压板(102)与左下固定支架(129)和左上固定支架(138)固定连接，左下固定支架(129)和左上固定支架(138)与隔板(141)固定连接。

3.根据权利要求1所述的漂浮式海床基，其特征在于，所述左垫板(104)和右垫板(109)分别通过内六角螺钉固定连接卷缆滚筒(123)两端；所述左压板(102)与左下固定支架(129)和左上固定支架(138)内六角螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的漂浮式海床基，其特征在于：所述释放装置(128)包括螺栓(501)、释放装置机架(502)、电磁铁(503)、信号线缆(106)、铁磁性圆盘(504)、连接杆(505)、耐腐蚀弹簧(506)、释放缆(126)和滑块(507)；所述电磁铁(503)使用所述螺栓(501)固定在释放装置所述机架(502)上；所述连接杆(505)右端螺纹连接所述滑块(507)，所述连接杆(505)套上所述耐腐蚀弹簧(506)，穿过所述机架(502)上的孔，所述连接杆(505)左端螺纹连接所述铁磁性圆盘(504)；所述铁磁性圆盘(504)安装在所述电磁铁(503)右侧，所述释放缆(126)套在所述滑块(507)上。

5.根据权利要求1所述的漂浮式海床基，其特征在于：所述重力锚(134)，包括钢筋混泥土块(120)及倒刺(122)，所述倒刺(122)焊接在所述钢筋混泥土块(120)的下方；所述重力锚(134)中心设置有吊环(127)，所述释放缆(126)与所述吊环(127)固定连接；任选地，海床基箱体(140)内安装一个或多个浮球(131)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的漂浮式海床基，其特征在于：所述下箱体(136)的凸台(114)通过螺栓与防泥挡板(116)固定连接，所述防泥挡板(116)下方设置有塑料压板(124)，所述塑料压板(124)通过螺栓(201)与所述防泥挡板(116)固定连接。

7.根据权利要求6所述的漂浮式海床基，其特征在于：所述塑料压板(124)上方固定安装有开缝隙弹性体(125)，所述释放缆(126)穿过所述开缝隙弹性体(125)和所述塑料压板(124)上的穿缆孔(303)与所述重力锚(134)中心设置的所述吊环(127)固定连接。

8.根据权利要求6所述的漂浮式海床基，其特征在于，所述塑料压板(124)上开设有拉断槽(302)，所述拉断槽(302)环绕所述穿缆孔(303)设置。

9.根据权利要求1至8任一项所述的漂浮式海床基的布放方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在实验室水池中测试的螺母的预紧力f与高差h的关系；

2)现场采集布防点的软沉积物层(137)样品，测试其密度；现场采集布防点的海水样品，测试其密度；

3)根据布防点的软沉积物层(137)样品密度和海水密度修正第1)步确定的预紧力f与高差h对应关系的表；

4)根据第3)步调整螺母(119)对左摩擦盘(103)和右摩擦盘(110)的预紧力为最佳预紧力，锁紧锁紧螺母(118)防止螺母(119)预紧力变化；

5)母船吊车使用布放缆(135)起吊布放所述漂浮式海床基，当所述漂浮式海床基触底达到深度后，释放布放缆(135)，避免海床基倾覆；

6)在下箱体(136)沉入软沉积物层(137)中，直到海床基箱体(140)垂直方向上受到重力、浮力与释放缆(126)的拉力平衡为止；

优选地，第1)步具体操作如下：

在实验室的海水水池中，铺设软沉积物层(137)，测量其比重；灌注海水，测量其比重，将安装调试完毕的所述漂浮式海床基放入水池中，给定不同预紧力f测试，完成测试之后制成预紧力f与高差h对应关系的表或经验公式；对应某一比重的沉积物层和某一比重的海水，下箱体全部位于软沉积物层(137)中且上箱体全部悬浮在海水中的时候，也就是隔板处在软沉积物层(137)和海水的分界面时候，h＝0的时候，此时的预紧力就是最佳预紧力。

10.根据权利要求1至8任一项所述的漂浮式海床基的回收方法，其特征在于：所述水声通信机(105)收到其甲板单元发出的回收信号，水声通信机(105)经信号线缆(106)给释放装置(128)发出释放指令，释放装置(128)释放释放缆(126)，重力锚(134)与海床基箱体(140)分离，海床基箱体(140)在净浮力的作用下上浮回收。

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