CN113415398B - 易于布放回收的模块化防淤积海床基系统及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了易于布放回收的模块化防淤积海床基系统及其应用方法，属于海洋观测技术领域。包括配重底座和回收仪器仓，配重底座与回收仪器仓两部分均采用模块化组合设计，使其可在运输时进行拆解并在轻松转运至小型渔船后进行现场组合，降低了设备运输和吊装成本；为防止系统在长期定点投放过程中被泥沙淤积导致回收失败，配重底座采用抛弃式设计，其与回收仪器仓之间没有连接回收绳，因而不存在经常发生的因回收绳缠绕导致回收失败的安全隐患，以保证在恶劣环境中回收仪器仓的释放成功率。配重底座采用四周镂空设计，防止在特定环境中的泥沙淤积现象，从而使设备转运更轻松，投放回收更便捷，搭载设备更安全，大幅度提高了近岸定点观测成功率。
Description
技术领域
本发明涉及海洋观测技术领域，具体涉及一种应用于小型渔船浅海观测的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统及其应用方法。
背景技术
目前，在海洋观测现场工作中普遍使用的海床基系统，其普遍特性是体积和重量较大，在近岸尤其是使用渔船作业时不易搬运，有时需要使用吊车吊装上船，并要求使用绞车起吊布放，这在很大程度上提高了使用成本和操作风险。同时，其通常使用整体回收的方式以及采用封闭式外壳的设计，这很容易导致在近岸环境中长期使用时因被泥沙淤积而释放回收失败，从而造成设备和数据的损失，整体近岸定点观测成功率不高，不利于控制现场工作成本。
发明内容
为此，本发明提供了一种易于布放回收的模块化防淤积海床基系统及其应用方法，以解决现有技术中的海床基系统不易搬运、布放而导致的使用成本和操作风险较高，以及因长期观测使用受到泥沙淤积容易造成回收失败，而导致整体近岸定点观测成功率较低，现场工作成本较高的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，包括配重体和仪器架体，所述配重体连接设于所述仪器架体的下方；所述海床基系统还包括：浮体结构；所述浮体结构固接设于所述仪器架体。
所述配重体与所述仪器架体之间可分离式设置。
进一步地，所述海床基系统还包括承载支架体。
所述承载支架体包括安装部以及固接设于所述安装部底部的若干个架高支腿；所述安装部与所述配重体之间固接相连。
进一步地，所述海床基系统还包括镂空框架体。
所述镂空框架体与所述配重体之间固接相连，且所述镂空框架体与所述仪器架体之间可分离式相连。
进一步地，所述镂空框架体包括与所述配重体相固接的固定框架以及开设于所述固定框架边侧的若干个镂空通道。
所述仪器架体与所述固定框架之间可分离式相连。
进一步地，所述镂空框架体与所述仪器架体之间设有声学释放器，且所述镂空框架体与所述仪器架体之间通过所述声学释放器可分离式相连。
所述声学释放器与位于水面上方的声学换能器之间远程信号相连。
进一步地，所述仪器架体的底部固接有若干条竖向延伸的定位杆。
所述配重体开设有与若干条所述定位杆一一对应的若干个延伸通孔，若干个所述定位杆能够分别经所述延伸通孔穿至所述配重体的下方。
若干个所述架高支腿的侧端均固接有转接块，若干个所述转接块分别转动设有延展架体；所述定位杆与所述延展架体之间可分离式相连。
进一步地，所述延展架体包括延展杆、定位止动板和限位块。
所述延展杆的一端转动设于所述转接块；所述延展杆的外表面均匀开设有若干个绑扎槽，所述绑扎槽能够绑扎珊瑚的苗托并种植珊瑚苗。
所述定位止动板固定于所述延展杆朝向所述配重体中心的一侧端，且所述定位止动板在远离所述延展杆的一端开设有定位孔；所述定位孔与所述延伸通孔和所述定位杆之间竖向对应，所述定位杆延伸至所述定位孔内。
所述限位块固定设于所述延展杆靠近所述转接块的一侧端，且所述限位块与对应的所述架高支腿之间还设有V形弹簧。
易于布放回收的模块化防淤积海床基系统的应用方法，包括以下步骤：
S1：将承载支架体、配重体、镂空框架体、仪器架体和浮体结构分别运输，并在转运上船后使用螺丝进行现场加装组合；
组合安装完成后，承载支架体、配重体和镂空框架体形成为整体的配重底座；仪器架体和浮体结构形成整体的回收仪器舱；回收仪器舱与配重底座之间通过声学释放器相连，声学释放器与水上的声学换能器远程信号相连；
S2：使用回收绳连接浮体结构，将配重底座和回收仪器舱共同投入海中，配重底座带动整体布放至海底，进行海底测量作业；
S3：测量作业完毕后，在海面使用声学换能器远程打开声学释放器上的释放钩，使回收仪器舱与配重底座之间分离；
S4：在回收仪器舱与配重底座之间分离后，回收仪器舱中的浮体结构受到的海水浮力作用下带动仪器架体随着回收绳浮上水面预定位置；
配重底座留在海底不再回收。
进一步地，步骤S1还包括：
将延展架体连带承载支架体运输，并在转运上船后使用螺丝进行现场加装组合；将预先绑扎有珊瑚苗托以及珊瑚苗的延展架体安装于承载支架体，并通过仪器架体底部的定位杆对延展架体进行限位。
进一步地，步骤S4还包括：
在回收仪器舱与配重底座之间分离后，回收仪器舱中仪器架体底部的定位杆脱离延展架体中的定位止动板，V形弹簧以承载支架体中的架高支腿为基础将延展架体中的延展杆展开，在海底自然形成珊瑚苗种植床。
本发明具有如下优点：
该系统为近海环境特别设计，采用模块化组合方式以及抛弃式设计便于搬运和投放，并在设计上特别考虑的海床基系统易被泥沙淤积的现实情况，从而使设备转运更轻松，投放回收更便捷，搭载设备更安全，大幅度提高了近岸定点观测成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统的整体结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统中仪器架体的内部结构示意图。
图3为本发明实施例1提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统中承载支架体和配重体的装配结构示意图。
图4为本发明实施例2提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统中仪器架体的安装结构示意图。
图5为本发明实施例提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统中承载支架体、配重体及延展架体的装配结构示意图。
图6为本发明实施例提供的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统中延展架体的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
承载支架体1、安装部11、架高支腿12、转接块13；
配重体2、配重钢板21、延伸通孔22;
镂空框架体3、固定框架31、镂空通道32；
仪器架体4、仪器安装框架41、声学释放器42、声学海流剖面仪43、定位杆44；浮体结构5；
延展架体6、延展杆61、绑扎槽62、定位止动板63、定位孔631、限位块64、V形弹簧65。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
本发明实施例提供了一种如图1至3所示的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，包括承载支架体1、配重体2、镂空框架体3、仪器架体4和浮体结构5，具体来讲，是将海床基分为配重底座和回收仪器舱两部分，其中配重底座包括承载支架体1、配重体2和镂空框架体3，回收仪器舱包括仪器架体4和浮体结构5；配重底座与回收仪器舱两部分均采用模块化组合设计，使其可在运输时进行拆解并在轻松转运至小型渔船后进行现场组合，降低了设备运输和吊装成本；同时，为防止系统在长期定点投放过程中被泥沙淤积导致回收失败，配重底座自身采用抛弃式设计，使得其与回收仪器舱之间无需连接回收绳，而是采用设于回收仪器舱与配重底座之间通过声能进行远程控制连接的释放器，因而不存在经常发生的因回收绳缠绕导致回收失败的安全隐患，以保证在恶劣环境中回收仪器舱的释放成功率。另外，配重底座采用四周镂空设计，可有效防止在特定环境中的泥沙淤积现象；承载支架体1可有效加高系统，防止系统在泥沙底质条件下随时间逐步下陷。用以以此实现适用于近海环境，采用模块化组合方式以及抛弃式设计便于搬运和投放，并在设计上特别考虑的海床基系统易被泥沙淤积的现实情况，从而使设备转运更轻松，投放回收更便捷，搭载设备更安全，大幅度提高了近岸定点观测成功率。具体设置如下：
如图1至图3所示，所述承载支架体1包括安装部11以及固接设于所述安装部11底部的若干个架高支腿12；用以借助架高支腿12抬高整体系统，有效防止系统在泥沙底质条件下随时间逐步下陷，确保回收仪器舱与配重底座之间释放脱钩的成功率以及搭载仪器的安全性。
所述配重体2包括配重钢板21，所述配重钢板21固接于所述安装部11顶部；所述镂空框架体3包括与所述配重钢板21相固接的固定框架31以及开设于所述固定框架31边侧的若干个镂空通道32，用以通过镂空通道32有效提升水下特定环境的泥沙流通性，防止受阻挡容易发生的泥沙淤积现象，从而保证设于回收仪器舱与配重底座之间的释放器能正常脱钩，进而实现回收仪器舱能够顺利浮出水面。
所述承载支架体1和所述镂空框架体3使用低成本的铝制材料制成，均为模块化设计，即可拆解成多个部分，便于转运。所述配重钢板21为长方形，设计有多块，在其转运上船后可使用螺丝现场加装在承载支架体1上。安装完成后，承载支架体1、配重钢板21和镂空框架体3为一个整体，其在回收仪器舱回收时将被留在海底，以确保释放器脱钩和回收仪器舱浮起的成功率。
所述仪器架体4包括仪器安装框架41，所述仪器安装框架41具有一个安装槽，且所述仪器安装框架41在所述安装槽的顶端槽口位置与所述浮体结构5之间密封连接；与所述浮体结构5相连的所述仪器安装框架41装入所述镂空框架体3的固定框架31内部；所述安装槽内部设有若干工作仪器，所述工作仪器包括但不限于相电连接的声学释放器42、声学海流剖面仪43、电池舱、潮位仪，所述声学海流剖面仪43自所述安装槽延伸安装于所述浮体结构5的中心，用以借助工作仪器有效完成现有既定的海洋测量功能。
所述声学释放器42具有一个延伸至所述仪器安装框架41外部的释放钩，所述释放钩与所述配重底座中的所述固定框架31和/或所述配重钢板21之间可分离式相连接，且所述声学释放器42与位于海面船体的声学换能器远程信号连接，用以在系统回收时，在海面使用声学换能器远程开启声学释放器42的释放钩，使得回收仪器舱与配重底座分离，回收仪器舱中的浮体结构5受到的海水浮力作用下带动仪器架体4浮上水面，低成本的配重底座留在海底不再回收。在系统下次投放时，需使用新的配重底座。
需要说明的是，所述声学释放器42的型号可采用但不限于现有技术中的Teledyne-R12K 数字声学释放器。
实施例2
在实施例2中，对于与实施例1中相同的结构，给予相同的符号，省略相同的说明，实施例2在实施例1的基础上做出了改进，如图4至图6所示，所述仪器安装框架41的底部固接有若干条竖向延伸的定位杆44；所述配重钢板21开设有与若干条所述定位杆44一一对应的若干个延伸通孔22，用以使若干个定位杆44能够分别经延伸通孔22穿过配重钢板21至其下方。
若干个所述架高支腿12的侧端均固接有转接块13，若干个所述转接块13分别转动设有延展架体6；具体的是，所述延展架体6包括延展杆61、绑扎槽62、定位止动板63、限位块64和V形弹簧65；其中，所述延展杆61的一端转动设于所述转接块13，用以使延展杆61能够基于转接块13进行旋转；所述延展杆61的外表面均匀开设有若干个绑扎槽62，用以利用绑扎槽62绑扎珊瑚的苗托并种植珊瑚苗；所述定位止动板63固定于所述延展杆61朝向所述配重钢板21中心的一侧端，且所述定位止动板63在远离所述延展杆61的一端开设有定位孔631；所述定位孔631与所述延伸通孔22和所述定位杆44之间竖向对应，用以借助定位杆44固定定位孔631的位置，进而实现对定位止动板63和延展杆61定位，保证系统以及苗托和珊瑚苗在投放过程中的稳定性。
所述限位块64固定设于所述延展杆61靠近所述转接块13的一侧端，且所述限位块64与对应的所述架高支腿12之间还设有所述V形弹簧65，用以利用V形弹簧65使得延展杆61与架高支腿12之间产生回弹力，进而在仪器架体4随着浮体结构5上升带动定位杆44脱离定位孔631时，能够解除对定位止动板63及延展杆61的限位作用，使延展杆61在V形弹簧65的弹力作用下转动展开，将配重底座留在海底后，形成较大延展面积的珊瑚苗床，有效提升了系统的结构利用率及其功能多样性、实用性。
一种易于布放回收的模块化防淤积海床基系统的应用方法，具体包括以下步骤：
S1：将承载支架体1、配重体2、镂空框架体3、仪器架体4、浮体结构5和延展架体6分别运输，并在转运上船后使用螺丝进行现场加装组合。
组合安装完成后，承载支架体1、配重体2和镂空框架体3形成为一个整体的配重底座；仪器架体4和浮体结构5形成一个整体的回收仪器舱；回收仪器舱与配重底座之间通过声学释放器42相连，声学释放器42与水上的声学换能器远程信号相连。
预先绑扎有珊瑚苗托以及珊瑚苗的延展架体6位于承载支架体1，且延展架体6受到仪器架体4限位。
S2：使用回收绳连接浮体结构5，将配重底座、回收仪器舱及延展架体6共同投入海中，配重底座带动整体布放至海底，进行海底测量作业。
S3：测量作业完毕后，在海面使用声学换能器远程打开声学释放器42上的释放钩，使回收仪器舱与配重底座之间分离。
S4：在回收仪器舱与配重底座之间分离后，回收仪器舱中的浮体结构5受到的海水浮力作用下带动仪器架体4随着回收绳浮上水面预定位置。
与此同时，配重底座留在海底不再回收；仪器架体4底部的定位杆44脱离延展架体6中的定位止动板63，V形弹簧65以承载支架体1中的架高支腿12为基础将延展架体6中的延展杆61展开，增大配重底座及其连带结构的平面延展面积，在海底自然形成珊瑚苗种植床，即可。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，包括配重体和仪器架体，所述配重体连接设于所述仪器架体的下方；其特征在于，所述海床基系统还包括：浮体结构和承载支架体；所述浮体结构固接设于所述仪器架体；所述配重体与所述仪器架体之间可分离式设置；
所述承载支架体包括安装部以及固接设于所述安装部底部的若干个架高支腿；所述安装部与所述配重体之间固接相连；
所述仪器架体的底部固接有若干条竖向延伸的定位杆；所述配重体开设有与若干条所述定位杆一一对应的若干个延伸通孔，若干个所述定位杆能够分别经所述延伸通孔穿至所述配重体的下方；若干个所述架高支腿的侧端均固接有转接块，若干个所述转接块分别转动设有延展架体；所述定位杆与所述延展架体之间可分离式相连；
所述延展架体包括延展杆、定位止动板和限位块；所述延展杆的一端转动设于所述转接块；所述延展杆的外表面均匀开设有若干个绑扎槽，所述绑扎槽能够绑扎珊瑚的苗托并种植珊瑚苗；所述定位止动板固定于所述延展杆朝向所述配重体中心的一侧端，且所述定位止动板在远离所述延展杆的一端开设有定位孔；所述定位孔与所述延伸通孔和所述定位杆之间竖向对应，所述定位杆延伸至所述定位孔内；所述限位块固定设于所述延展杆靠近所述转接块的一侧端，且所述限位块与对应的所述架高支腿之间还设有V形弹簧。
2.根据权利要求1所述的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，其特征在于，所述海床基系统还包括镂空框架体；所述镂空框架体与所述配重体之间固接相连，且所述镂空框架体与所述仪器架体之间可分离式相连。
3.根据权利要求2所述的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，其特征在于，所述镂空框架体包括与所述配重体相固接的固定框架以及开设于所述固定框架边侧的若干个镂空通道；所述仪器架体与所述固定框架之间可分离式相连。
4.根据权利要求2所述的易于布放回收的模块化防淤积海床基系统，其特征在于，所述镂空框架体与所述仪器架体之间设有声学释放器，且所述镂空框架体与所述仪器架体之间通过所述声学释放器可分离式相连；所述声学释放器与位于水面上方的声学换能器之间远程信号相连。
5.根据权利要求1-4任一项所述易于布放回收的模块化防淤积海床基系统的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将承载支架体、配重体、镂空框架体、仪器架体和浮体结构分别运输，并在转运上船后使用螺丝进行现场加装组合；组合安装完成后，承载支架体、配重体和镂空框架体形成为整体的配重底座；仪器架体和浮体结构形成整体的回收仪器仓；回收仪器仓与配重底座之间通过声学释放器相连，声学释放器与水上的声学换能器远程信号相连；
将延展架体连带承载支架体运输，并在转运上船后使用螺丝进行现场加装组合；将预先绑扎有珊瑚苗托以及珊瑚苗的延展架体安装于承载支架体，并通过仪器架体底部的定位杆对延展架体进行限位；
S2：使用回收绳连接浮体结构，将配重底座和回收仪器仓共同投入海中，配重底座带动整体布放至海底，进行海底测量作业；
S3：测量作业完毕后，在海面使用声学换能器远程打开声学释放器上的释放钩，使回收仪器仓与配重底座之间分离；
S4：在回收仪器仓与配重底座之间分离后，回收仪器仓中的浮体结构受到的海水浮力作用下带动仪器架体随着回收绳浮上水面预定位置；配重底座留在海底不再回收；在回收仪器仓与配重底座之间分离后，回收仪器仓中仪器架体底部的定位杆脱离延展架体中的定位止动板，V形弹簧以承载支架体中的架高支腿为基础将延展架体中的延展杆展开，在海底自然形成珊瑚苗种植床。
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