CN114572352B - 水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台 - Google Patents

水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海洋监测技术领域，具体涉及一种水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台。一种水下探测平台的远程自动布放装置，包括主壳体、底部支架和压力释放装置，所述主壳体下部与底部之架、底部之架与压力释放装置从外到内依次嵌套密封连接，形成密闭空腔；所述压力释放装置上方设有探测平台支撑架。本发明的装置能够被携带于各种水下航行器或舰船之上，到达指定地点后，自动将观测平台布放，不仅节约了人力和时间成本，而且可以轻松布放到人工难以达到的海域，实现远程布放，布放位置精准，方便快捷，且提高了远程监测的安全性。

Description

水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台
技术领域
本发明涉及海洋监测技术领域，具体涉及一种水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台。
背景技术
近些年，海洋的开发与利用被越来越多的国家和地区重视了起来，各国不断加大对海洋的探索。我国在海洋的开发上也走在了世界前列，围绕着海洋形成了卫星监测，舰船巡逻，潜水器探索等全方位的网络。为了实现对海洋环境的实时监测，特别是温度、盐度、波浪、涌流参数的测量，需要将水下探测平台布放到测量海域，获取测量海域的水文参数。上述参数的获取可有效的支撑我国海洋科学研究。
但是我国海域宽广，海岸线漫长，部分海域位置海底环境复杂，很难直接布放，且传统的布置方法，需要人工布置，浪费大量人工和时间成本；同时还会导致有些海域会处于探测盲区之中。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下探测平台的远程自动布放装置及自动布放式探测平台，可以通过潜艇或者水下航行器发射出去，到达预定的布放地点后，自动启动布放装置，实现探测平台的远程布放，方便快捷，且提高了布放的安全性。
本发明解决其技术问题首先采用的技术方案是提供一种水下探测平台的远程自动布放装置，包括主壳体、底部支架和压力释放装置，所述主壳体下部与底部支架、底部支架与压力释放装置从外到内依次嵌套密封连接，形成密闭空腔；所述压力释放装置上方设有探测平台支撑架；所述压力释放装置包括调节板、滑杆、传动机构和移动杆；所述调节板中部设有通孔，通孔底部设有柔性密封罩；所述移动杆的下部置于通孔内，与柔性密封罩连接；移动杆的上部通过传动机构连接滑杆；所述滑杆水平设置在调节板上，其外端与底部支架的内壁卡合；当密闭空腔内压力大于外部压力时，柔性密封罩带动所述移动杆向下移动，进而通过传动机构带动滑杆内移，使压力释放装置脱离底部支架。
进一步优选地，所述的传动机构包括两组齿轮轴，两组齿轮轴位于移动杆的两侧；所述齿轮轴通过轴承支撑座固定在所述调节板的上端面；每个齿轮轴上设有两个齿轮，其中一个齿轮与所述移动杆传动连接；另一个齿轮与滑杆传动连接。
进一步优选地，所述调节板的上端面设有定位槽；所述探测平台支撑架的底部设有支脚，所述支脚与所述定位槽配合，将所述探测平台支撑架固定在所述调节板上。
进一步优选地，所述压力释放装置的底部设有推进装置。
进一步优选地，所述推进装置设有控制装置，所述控制装置用于控制所述推进装置的启停。
进一步优选地，所述的主壳体上设有对称布置的整流装置；所述的整流装置包括开设在所述主壳体侧壁上的翼槽，及翼板；所述翼板上部转动连接于所述翼槽；所述翼板下部和翼槽设有同极磁体。
本发明解决其技术问题采用的另一种技术方案是提供一种远程自动布放式探测平台，包括所述的水下探测平台的远程自动布放装置及探测平台；所述探测平台放置于所述水下探测平台的远程自动布放装置的密闭空腔内。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：本发明的装置能够被携带于各种水下航行器或舰船之上，到达指定地点后，自动将观测平台布放，不仅节约了人力和时间成本，而且可以轻松布放到人工难以达到的海域，实现远程布放，布放位置精准，方便快捷，且提高了远程监测的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中水下探测平台的远程自动布放装置结构示意图；
图2为图1中底部的放大图；
图3为主壳体的结构示意图；
图4为图3中A处局部放大图；
图5为底部支架的结构示意图；
图6为翼板的结构示意图；
图7为连接翼槽与翼板的转动销的结构示意图；
图8为压力释放装置的结构示意图；
图9为调节板的结构示意图；
图10为调节板下表面的皮囊示意图；
图11为第一齿轮轴的结构示意图；
图12为防水控制装置的结构示意图；
图13为滑杆的结构示意图；
图14为探测平台支撑架的结构示意图；
图15为探测平台支撑座的结构示意图；
图16为头部密封杆的结构示意图；
图中，1：底部支架；2：滑杆；3：主壳体；4：第一齿轮轴；5：轴承端盖；6：翼板，7：探测平台支撑架；8：探测平台，9：密封垫；10：头部密封杆；11：弹簧；12：探测平台支撑座；13：转动销；14：移动杆；15：第二齿轮轴；16：皮罩；17：防水控制装置；18：推进器；19：调节板；
1-1：透水孔；1-2：主框架；1-3：第一螺栓固定孔；1-4：第一O型圈槽；1-5：槽孔；1-6：第二O型圈槽；
2-1：滑轨；2-2：齿形结构；
3-1：翼槽；3-2：转动销槽；3-3：翼轴槽；3-4：第一限位框架；3-5：第二限位框架；3-6：头部密封杆孔；3-7：顶部密封槽；3-8：第二螺栓固定孔；
4-1：长轴端；4-2：第一齿轮； 4-3：第二齿轮；4-4：短轴端；
6-1：翼板轴；6-2：销孔；6-3：磁体；
7-1：架体；7-2：支撑端面；7-3：支脚；
10-1：第一定位端面；10-2：定位杆头；10-3：第一密封端面；10-4：主杆体；
12-1：探测平台头部卡座；12-2：框架；12-3：第二定位端面；
17-1：内螺纹；17-2：主体；17-3：第三螺栓固定孔；
19-1：第二密封端面；19-2：定位槽；19-3：滑槽；19-4：第一轴承支撑座；19-5：第二轴承支撑座；19-6：通孔；19-7：外螺纹。
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。
实施例1本实施例提供一种水下探测平台的远程自动布放装置，如图1和图2所示，该装置主要由底部支架1、主壳体3、推进器18、探测平台支撑架7及压力释放装置组成。主壳体3的底部通过螺栓与底部支架1连接。压力释放装置设置在主壳体3的底部，位于底部支架1内，与底部支架1密封连接，主壳体3、底部支架1和压力释放装置共同构成了密闭空腔。在压力释放装置的底部设有推进器18和防水控制装置17。压力释放装置的上部设有探测平台支撑架7，该支撑架用于支撑探测平台8，探测平台8位于密闭空腔内。其中，如图3所示，主壳体3为上端封闭、底部敞开的中空壳体。
如图3和图4所示，主壳体3还包含开设在侧壁上的翼槽3-1、转动销槽3-2、翼轴槽3-3、第一限位框架3-4、第二限位框架3-5、头部密封杆孔3-6和顶部密封槽3-7、第二螺栓固定孔3-8。翼槽3-1用于安放翼板6。第一限位框架3-4、第二限位框架3-5和探测平台支撑座12配合，组成探测平台头部支撑的支座，同时与探测平台支撑架7一起共同支撑固定探测平台8。翼槽3-1内设有磁体。顶部密封槽3-7内设有头部密封杆10。在本发明的优选实施例中，主壳体3上开设四个翼槽3-1，每一个翼槽配一个翼板，构成四个整流装置，均匀布置在主壳体3的侧壁圆周。
如图5所示，底部支架1为管状壳体结构，包括透水孔1-1、主框架1-2、第一螺栓固定孔1-3、第一O型圈槽1-4、槽孔1-5、第二O型圈槽1-6。其中第一螺栓固定孔1-3与主壳体3上的第二螺栓固定孔3-8配合，通过螺栓连接固定。第一O型圈槽1-4位于底部支架1的上部外侧壁，第一O型圈槽1-4中安装O型密封圈。主壳体3内壁与底部支架1之间通过第一O型圈槽1-4中的O型密封圈实现密封。第二O型圈槽1-6位于底部支架1的内侧，用于与压力释放装置密封连接。
如图6所示，翼板6的主体结构上设有翼板轴6-1、销孔6-2和磁体6-3。翼板轴6-1与主壳体3上的翼轴槽3-3配合连接。转动销13的结构如图7所示，转动销13的中间部分穿过销孔6-2，两侧部分与主壳体3上的转动销槽3-2配合固定，将翼板6转动连接在翼槽3-1内。磁体6-3与翼槽3-1内的磁体为同极磁铁。
翼板6和翼槽3-1构成了整流装置。当水下探测平台的远程自动布放装置从发射管中发射出去后，由于翼板6上端与翼槽3-1通过转动销13活动连接，借助翼槽3-1内磁体与翼板6上的磁体6-3之间的同极相斥作用，翼板6以转动销13为轴转动，使翼板6张开，与主壳体3呈一定角度，起到整流作用。
如图8和图9所示，压力释放装置包括调节板19、第一齿轮轴4、第二齿轮轴15、移动杆14、皮罩16、滑杆2等。调节板19的第二密封端面19-1与底部支架1的第二O型圈槽1-6配合，通过第二O型圈槽1-6中的O型密封圈实现密封连接。调节板19的上端面设有两个定位槽19-2，这两个定位槽与探测平台支撑架7的两个支脚7-3配合，固定探测平台支撑架7。调节板19的中部设有通孔19-6，通孔19-6用于移动杆14的通过，通孔19-6的底部粘接有皮罩16，如图10所示。移动杆14的底部与皮罩16粘接在一起，皮罩16与主壳体3内的密闭空腔共同构成了皮囊。当皮囊内外压力差发生变化时，会使皮囊收缩或膨胀，通过皮囊的收缩或膨胀，调节移动杆14的上下移动。在本发明的其他实施例中，也可以采用橡胶、硅胶等柔性材料制备柔性密封罩，来代替皮罩，能够实现相同的技术效果。
在调节板19的上端面，还设有两组轴承支撑座，分别是第一轴承支撑座19-4和第二轴承支撑座19-5，这两组轴承支撑座分别位于移动杆14的两侧，分别用于支撑第一齿轮轴4和第二齿轮轴15的端部结构（轴承）。每一组轴承支撑座包含两个轴承支撑座，分别位于第一齿轮轴4或第二齿轮轴15的两端位置。移动杆14上设有齿形结构，类似于齿条，用于与第一齿轮轴4和第二齿轮轴15配合传动。
第一齿轮轴4和第二齿轮轴15的结构相同，如图11所示，第一齿轮轴4上安装两个齿轮，其中，位于轴中间位置的第一齿轮4-2与移动杆14上的齿形结构啮合；位于轴端部的第二齿轮4-3与滑杆2上的齿形结构啮合。
第一轴承支撑座19-4用于支撑第一齿轮轴4的两端，其中一端的第一轴承支撑座支撑第一齿轮轴4的长轴端4-1及轴承，另一端的第一轴承支撑座支撑短轴端4-4及轴承。第二轴承支撑座19-5以同样的方式支撑第二齿轮轴15的两端。轴承支撑座与轴承端盖5配合，固定轴承。
调节板19的下部设有外螺纹19-7，与防水控制装置17的内螺纹17-1配合，防水控制装置17的结构如图12所示，防水控制装置17的第三螺栓固定孔17-3与推进器18的螺栓固定孔配合，采用螺栓连接固定。防水控制装置17的主体17-2内设有控制芯片，当本发明的水下探测平台的远程自动布放装置发射之后，防水控制装置17按照设定好的工作时间给推进器18供电，启动推进器；到达设定时间后，停止供电，使推进器停止工作。
滑杆2的结构如图13所示，其上端面设有与第二齿轮配合的齿形结构2-2；其下端面设有与调节板19上的滑槽19-3配合的滑轨2-1，滑轨2-1为楔形结构，嵌在滑槽19-3内可沿滑槽移动，滑槽19-3起到导向和定位的作用。初始状态下，滑杆2的外端顶紧在底部支架1内壁的槽孔1-5内，将压力释放装置固定在底部支架1的内部。
探测平台支撑架7的结构如图14所示，包括架体7-1，架体7-1的底部设有两个支脚7-3，架体7-1的顶部设有支撑端面7-2，用于与探测平台8的底部接触，起底部支撑作用。
如图15所示，探测平台支撑座12包括探测平台头部卡座12-1、框架12-2、第二定位端面12-3。其中探测平台头部卡座12-1与探测平台8的头部相配合，顶住探测平台8头部。第二定位端面12-3与头部密封杆10的第一定位端面10-1配合，顶住头部密封杆10。头部密封杆10的结构如图16所示，主杆体10-4上设有第一定位端面10-1、定位杆头10-2、第一密封端面10-3。定位杆头10-2伸入顶部密封槽3-7的环形中间，头部密封杆10的第一密封端面10-3与主壳体3中的顶部密封槽3-7通过密封垫9压紧，保证密闭空腔的水密。弹簧11介于头部密封杆10的第一定位端面10-1的背侧与头部密封杆孔3-6之间。初始状态下，由于探测平台8对探测平台支撑座12的挤压作用，弹簧11处于收缩预紧状态，当探测平台被释放后，探测平台支撑座12对弹簧的挤压作用消失，弹簧11恢复形变，将探测平台支撑座12和头部密封杆10弹开进水。
本实施例的水下探测平台的远程自动布放装置，工作原理和布放过程如下：
水下航行器携带搭载有探测平台的本发明远程自动布放装置至指定地点后，通过发射管发射本发明的装置，初始状态该装置的浮力大于重力。本发明的装置在发射前，由于发射管对翼板6的挤压束缚作用，使翼板6收纳在主壳体3上的翼槽3-1内。当脱离发射管发射出去后，翼板6在同极磁体相斥的作用下，从翼槽3-1内展开，进行整流。同时推进器18在防水控制装置17的控制下，开始启动，根据目标地点的距离和所在水深位置，设定推进器18的工作时间，到达预定地点后，在防水控制装置17的控制下，推进器18停止工作。在浮力和推进器18推力作用下，该装置作斜上运动，运动过程中随着外界压力的减小，密闭空腔内压力大于外部压力，使初始状态下收缩的气囊发生膨胀，气囊膨胀后导致皮罩16位置下移，带动移动杆14向下移动，从而带动第一齿轮轴4和第二齿轮轴15上的第一齿轮转动，第一齿轮带动同轴的第二齿轮转动，第二齿轮进而带动滑杆2向内侧滑动。初始状态中，滑杆2的外端卡在底部支架1的槽孔1-5内，随着滑杆2的内移，滑杆2的外端从槽孔1-5中脱离出来，此时，在密闭空腔内部压力的作用下，调节板19从主壳体3及底部支架1中脱落，进而探测平台8也在重力的作用下从主壳体3内部脱落，并与探测平台支撑架7分离，主壳体3由于漏气，沉入水底，实现探测平台布放。
实施例2 本实施例提供一种远程自动布放式探测平台，包括如实施例1中描述的水下探测平台的远程自动布放装置和探测平台，其中探测平台通过底部的探测平台支撑架和头部的探测平台支撑座，及主壳体内的限位框架共同固定在水下探测平台的远程自动布放装置主壳体的密闭空腔内，在预定地点实现远程布放。

Claims (8)

1.一种水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：包括主壳体、底部支架和压力释放装置，所述主壳体下部与底部支架、底部支架与压力释放装置从外到内依次嵌套密封连接，形成密闭空腔；所述压力释放装置上方设有探测平台支撑架；所述压力释放装置包括调节板、滑杆、传动机构和移动杆；所述调节板中部设有通孔，通孔底部设有柔性密封罩；所述移动杆的下部置于通孔内，与柔性密封罩连接；移动杆的上部通过传动机构连接滑杆；所述滑杆水平设置在调节板上，其外端与底部支架的内壁卡合；当密闭空腔内压力大于外部压力时，柔性密封罩带动所述移动杆向下移动，进而通过传动机构带动滑杆内移，使压力释放装置脱离底部支架。
2.根据权利要求1所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述的传动机构包括两组齿轮轴，两组齿轮轴位于移动杆的两侧；所述齿轮轴通过轴承支撑座固定在所述调节板的上端面；每个齿轮轴上设有两个齿轮，其中一个齿轮与所述移动杆传动连接；另一个齿轮与滑杆传动连接。
3.根据权利要求1所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述调节板的上端面设有定位槽；所述探测平台支撑架的底部设有支脚，所述支脚与所述定位槽配合，将所述探测平台支撑架固定在所述调节板上。
4.根据权利要求1所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述的主壳体上部内壁设有限位框架，所述限位框架与所述探测平台支撑架配合，用于固定探测平台。
5.根据权利要求1所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述压力释放装置的底部设有推进装置。
6.根据权利要求5所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述推进装置设有控制装置，所述控制装置用于控制所述推进装置的启停。
7.根据权利要求1所述的水下探测平台的远程自动布放装置，其特征在于：所述的主壳体上设有对称布置的整流装置；所述的整流装置包括开设在所述主壳体侧壁上的翼槽，及翼板；所述翼板上部转动连接于所述翼槽；所述翼板下部和翼槽设有同极磁体。
8.一种自动布放式探测装置，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的水下探测平台的远程自动布放装置及探测平台；所述探测平台放置于所述水下探测平台的远程自动布放装置的密闭空腔内。
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