CN112793726A - 一种水下巡链式移动观测平台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海洋装备技术领域，具体涉及一种水下观测设备。一种水下巡链式移动观测平台，包括组合式壳体，所述组合式壳体可沿垂直锚链的方向分开或组合；所述组合式壳体内设有沿其轴线对称的驻链机构。所述驻链机构包括夹紧装置，所述夹紧装置通过曲柄连杆组件连接驱动装置。本发明提供的水下巡链式移动观测平台，具有越过锚链系留物和在锚链上停驻的功能，能够实现沿海面浮动平台系泊链的全水深移动和剖面观测。

Description

一种水下巡链式移动观测平台
技术领域
本发明属于海洋装备技术领域，具体涉及一种水下观测设备。
背景技术
系泊式海洋平台作为一种长期在海上特定区域工作的海洋装备，具有良好的电能供给和通信能力，其系泊链能够为剖面观测设备的安装提供载体，是一种理想的开展剖面观测的基础平台。目前，系泊平台通常利用系泊缆上系留的观测设备或利用沿系缆移动的巡缆式观测设备进行剖面观测，前者需要沿系泊缆敷设若干串联的传感器获取海洋观测数据，而后者则是利用电机、波浪能或浮力完成观测设备沿系泊缆的巡移。
这些巡缆式剖面观测平台均沿张紧式钢缆巡移，而系泊式海洋平台也常采用悬链线式锚链和非金属缆绳作为系缆，并且系缆上常系留浮球、转环、卸扣和释放器等尺寸不同的设备。如何在含有系留“障碍物”的非张紧锚链上进行巡链移动的技术还未有相关研究和报告，并且已有的巡缆式移动平台尚不能在系缆上任一点进行长时间定点观测。
发明内容
基于此，本发明提供一种可靠、低成本的水下巡链式移动平台，拟实现水下移动载体沿海面浮动平台系泊链的全水深移动、越障和停驻。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种水下巡链式移动观测平台，包括组合式壳体，所述组合式壳体可沿垂直锚链的方向分开或组合；所述组合式壳体内设有沿其轴线对称的驻链机构。
作为本发明的一种优选方式，所述驻链机构包括夹紧装置，所述夹紧装置通过曲柄连杆组件连接驱动装置。
进一步优选地，所述的曲柄连杆组件与所述夹紧装置的外侧通过柔性关节连接。
作为本发明的另一种优选方式，所述组合式壳体的其中一侧设有越障机构，所述的越障机构包括驱动装置、缆绳及缆绳收放装置，所述缆绳收放装置与驱动装置连接，所述缆绳的一端与所述缆绳收放装置连接，另一端固定在所述组合式壳体的另一侧。
进一步优选地，所述越障机构还包括设置在所述组合式壳体外侧的推进器。
进一步优选地，所述组合式壳体的底部和/或顶部设有压力传感器。
进一步优选地，所述组合式壳体的剖分轴截面的上下端设有压力传感器。
进一步优选地，所述组合式壳体上设有水深传感器。
进一步优选地，所述组合式壳体的顶部和底部设有供锚链通过的通孔。
进一步优选地，所述组合式壳体由两个对称的半柱体组成，两个半柱体的接触面上设有连接结构。
本发明提供的水下巡链式移动观测平台，具有越过锚链系留物和在锚链上停驻的功能，能够实现沿海面浮动平台系泊链的全水深移动和剖面观测。本发明提供的技术方案，一方面解决了系缆式剖面观测技术需要较多传感器问题，另一方面填补了目前暂无水下系泊链全链监测技术方面的空白，为钻井平台、风能和波浪能发电平台、海洋观测浮标开展巡链式移动剖面观测、水下定点作业以及系泊缆和立管在位工况监测提供一种设备搭载平台。
附图说明
图1为本发明实施例中水下巡链式移动观测平台外形示意图；
图2为本发明实施例中水下巡链式移动观测平台结构爆炸图；
图3为驻链机构示意图；
图4为越障机构示意图；
图5为图4中A处局部放大图；
图6为本发明实施例中水下巡链式移动观测平台停驻锚链示意图；
图7为本发明实施例中水下巡链式移动观测平台越过锚链系留物示意图；
图中，1、半柱形壳体Ⅰ；2、半柱形壳体Ⅱ；3、水下推进器；4、定向滑轮；5、衬板；6a、轴向电动机；6b、径向电动机；7、绳辊；8、缆绳；9、曲柄转轴；10、曲柄；11、摇杆；12、滑杆；13、支座；14、柔性关节；15、夹块；16、滑杆转轴；17、摇杆转轴；18、柱状凸起；19、凹槽；20、锚链；21、系留物。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
本发明提供的其中一个实施例是：水下巡链式移动观测平台，该平台的结构如图1所示，该平台外形为剖分式组合结构：由外形相同的半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2组成圆柱形壳体。如图1，图2和图4所示，半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的底面为含有通孔的圆锥面，该两个半柱形壳体的接触面为剖分轴截面。半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2组成的圆柱体内部设有驻链机构和越障机构。
如图2，图3和图6所示，作为本发明的优选方式，本实施例的水下巡链式移动观测平台含有两组驻链机构，分别位于半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2内部，且关于柱体轴线中心对称。
驻链机构主要包括径向电动机6b、曲柄10、摇杆11、滑杆12、支座13、柔性关节14和夹块15组成。曲柄10、摇杆11和滑杆12均为“凹”字形结构，曲柄转轴9与径向电动机6b的输出轴连接；摇杆转轴17与曲柄10的开口端铰接；摇杆11的开口端与滑杆转轴16铰接；滑杆12能够沿支座13前后移动，滑杆12的开口端通过柔性关节14与夹块15连接。径向电动机6b和支座13均固定在衬板5上。两个衬板5分别固连在半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的柱面上，且与半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的底面平行。
夹块15呈半圆环状，内圆半径等于锚链20链环的直径。当两个夹块15接触闭合时，组成一个圆环形的夹紧装置，夹紧在锚链20上。
如图1，图2和图4所示，越障机构主要由2个水下推进器3，2个轴向电动机6a，2个绳辊7，4条缆绳8和4个定向滑轮4组成。其中，轴向电动机6a，绳辊7，缆绳8和定向滑轮4关于半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的径向中截面对称安装在半柱形壳体Ⅰ1的内部，两个轴向电动机6a分别安装在半柱形壳体Ⅰ1的上下底面内侧，4个定向滑轮4分别通过滑轮支座固定在半柱形壳体Ⅰ1剖分轴截面的内侧。缆绳8的一端缠绕并固定在绳辊7上，另一端绕过定向滑轮4后固定在半柱形壳体Ⅱ2上，绳辊7与轴向电动机6a输出轴连接。电机运转时，借助绳辊和定向滑轮，可收放缆绳。两个水下推进器3关于半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的剖分面对称安装在半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的外侧。
如5所示，半柱形壳体Ⅰ1的剖分轴截面的四个角处设有凹槽19，半柱形壳体Ⅱ2的剖分轴截面的四个角处设有柱状凸起18，当柱状凸起18进入凹槽19内时，半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的剖分轴截面实现贴合连接。
为了配合驻连机构和越障机构的工作，本实施的水下巡链式移动观测平台上还设有压力传感器、水深传感器。其中压力传感器安装在半柱形壳体Ⅰ1和（或）半柱形壳体Ⅱ2的上下底面及半柱形壳体Ⅰ1和（或）半柱形壳体Ⅱ2的剖分轴截面的上下端，用于平台沿水下锚链移动时，感知锚链系留物对平台的压力。水深传感器用于感知平台自身所处的位置。
如图6所示，本实施例所提供的水下巡链式移动观测平台驻链工作过程为：具有零浮力的水下巡链式移动观测平台利用水下推进器3实现沿锚链的上升和下潜运动。当观测平台根据自身携带的水深传感器感知到达指定位置时，径向电动机6b动作，经曲柄10和摇杆11传动，带动滑杆12沿支座13移动。曲柄10，摇杆11，滑杆12和支座13组成一个曲柄-滑块机构，当曲柄10和摇杆11夹角为180°时，机构处于死点位置，此时，两组驻链机构的夹块15紧紧夹住锚链，实现水下巡链式移动平台在锚链上的停驻。
如图7所示，本实施例所提供的水下巡链式移动观测平台越过锚链系留物21的工作过程为：当巡链式移动观测平台升降过程中触碰到锚链系留物21时，半柱形壳体Ⅰ1和（或）半柱形壳体Ⅱ2底面上布置的压力传感器触发轴向电动机6a动作，将绳辊7上缠绕的缆绳8逐步释放。同时，巡链式移动观测平台利用水深传感器获取其相对系留物的位置，利用半柱形壳体Ⅰ1和（或）半柱形壳体Ⅱ2剖分轴截面上的压力传感器感知自身与障碍物的接触状况。在水下推进器3的推力、接触力和海流阻力的作用下，半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2逐渐分离，系留物逐步进入并脱离由半柱形壳体Ⅰ1、半柱形壳体Ⅱ2和4条缆绳8所围成的包容空间。当巡链式移动观测平台上升过程中，由深度传感器测得平台深度小于系留物深度，或者在下降过程中，由深度传感器测得平台深度大于系留物深度，并且半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2上的压力传感器测量值为零时，水下巡链式移动平台越过系留物21，轴向电动机6a通过绳辊7将缆绳8收回，随缆绳8的逐渐回收，半柱形壳体Ⅱ2上的柱状凸起18逐渐进入半柱形壳体Ⅰ1上的凹槽19内，引导半柱形壳体Ⅰ1和半柱形壳体Ⅱ2的剖分轴截面完成贴合连接，越障过程结束。

Claims (10)

1.一种水下巡链式移动观测平台，其特征在于：包括组合式壳体，所述组合式壳体可沿垂直锚链的方向分开或组合；所述组合式壳体内设有沿其轴线对称的驻链机构。
2.根据权利要求1所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述驻链机构包括夹紧装置，所述夹紧装置通过曲柄连杆组件连接驱动装置。
3.根据权利要求2所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述的曲柄连杆组件与所述夹紧装置的外侧通过柔性关节连接。
4.根据权利要求1所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体的其中一侧设有越障机构，所述的越障机构包括驱动装置、缆绳及缆绳收放装置，所述缆绳收放装置与驱动装置连接，所述缆绳的一端与所述缆绳收放装置连接，另一端固定在所述组合式壳体的另一侧。
5.根据权利要求4所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述越障机构还包括设置在所述组合式壳体外侧的推进器。
6.根据权利要求4所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体的底部和/或顶部设有压力传感器。
7.根据权利要求4所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体的剖分轴截面的上下端设有压力传感器。
8.根据权利要求1所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体上设有水深传感器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体的顶部和底部设有供锚链通过的通孔。
10.根据权利要求1-8任一项所述的水下巡链式移动观测平台，其特征在于：所述组合式壳体由两个对称的半柱体组成，两个半柱体的接触面上设有连接结构。
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