CN117104404A - 一种剖面监测浮标的触底释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剖面监测浮标的触底释放装置，包括浮力机构、配重机构、释放机构，释放机构包括与配重机构固定连接的固定连接组件、与浮力机构连接的活动连接组件、设于活动连接组件与固定连接组件之间的联动断开组件，活动连接组件用于使浮力机构相对配重机构沿上下方向移动，联动分离组件用于受控于浮力机构相对配重机构的向下移动、而断开配重机构与浮力机构之间的连接。通过配重机构的重力带动释放机构与浮力机构自由释放下沉，浮力机构在惯性的作用下，相对配重机构往下动，此时联动分离组件断开配重机构与浮力机构，上浮出水，整个上浮和下沉过程根据需要都可以采集剖面数据，全程无人为干预，能自动完成下沉和上浮。

Description

一种剖面监测浮标的触底释放装置

技术领域

本发明涉及海洋环境监测领域，特别涉及一种剖面监测浮标的触底释放装置。

背景技术

海洋地质调查作业过程中会用到多类型触底释放的仪器设备，以海洋剖面浮标为例，剖面浮标从投放入水之后不断下沉，一直到接触到海底后，抛弃负载，然后在浮力作用下，浮出水面，实现纵向的海洋立体参数获取。

目前触底抛弃负载，当前应用较为广泛的是声学释放器，即，海底声学释放器接收到来自控制母船的声控制指令后完成释放工作。但是声音在海水中会存在频率选择性衰落和多径传播引起的码间干扰，导致声学信号的可靠性、稳定性有所降低。

海洋地质调查往往需要耗费巨大的人力和物力，声学释放方式需要提前布设应答器接收机等设备，价格昂贵是一方面，布置这些设备也会耗费大量的时间，海上作业时间成本非常昂贵。

为此急需一款成本低、可靠性强、作业方式简单、能重复回收利用的触底释放装置，用于海洋剖面浮标，实现纵向海洋立体参数低成本、高质量获取。

发明内容

本发明目的在于提供一种剖面监测浮标的触底释放装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供一种剖面监测浮标的触底释放装置，包括：浮力机构、配重机构、释放机构，释放机构包括与所述配重机构固定连接的固定连接组件、与所述浮力机构连接的活动连接组件、设于所述活动连接组件与所述固定连接组件之间的联动断开组件，所述活动连接组件用于使所述浮力机构相对所述配重机构沿上下方向移动，所述联动分离组件用于受控于所述浮力机构相对所述配重机构的向下移动、而断开所述配重机构与浮力机构之间的连接。

本发明的有益效果是：通过配重机构的重力带动释放机构与浮力机构自由释放下沉，到达海底时，配重机构静止，而浮力机构在惯性的作用下，相对配重机构往下动，此时联动分离组件断开所述配重机构与浮力机构之间的固定连接组件，使得浮力机构与配重机构分离，在浮力作用下，上浮出水，进而整个上浮和下沉过程根据需要都可以采集剖面数据，同时全程无人为干预，能自动完成下沉和上浮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述活动连接组件包括托板、立杆、释放本体，所述浮力机构安装于所述托板，所述立杆的上端与所述托板横向滑动连接，所述立杆的下端与所述释放本体沿上下方向倾斜滑动连接；

所述固定连接组件连接于所述释放本体与所述配重机构之间；

所述联动断开组件设于所述立杆与所述固定连接组件之间。

本方案通过立杆将托板与释放本体活动连接起来，在下沉到海底时，当浮力机构的惯性力往下作用于托板，往下压托板，此时的托板相对释放本体往下移动，而立杆的下端与释放本体倾斜滑动连接以及立杆与托板横向滑动连接的配合下，托板与释放本体相互靠近，而立杆在托板与释放本体之间横向移动，通过立杆的横向移动来带动联动断开组件实现断开的动作，使释放本体与配重机构之间的固定连接组件断开，这样配重机构可从释放本体上分离开，也就是说配重机构与浮力机构分离，这样整个作业过程中，仅仅只有配重被丢弃，整体装置保存率较高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定连接组件包括连接所述释放本体与所述配重机构之间的拉杆，所述联动断开组件包括与所述立杆联动的切割刀头，所述切割刀头位于所述拉杆的外周侧，所述切割刀头用于切断所述拉杆。

本方案通过拉杆来将释放本体与配重机构连接起来，通过立杆的横向动作来带动切割刀头运动，本方案通过切割刀头来将拉杆切断，来实现释放本体与配重机构分离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述立杆设有多根，多根所述立杆环形均布于所述拉杆的外周侧，每个所述拉杆均设有朝向立杆的所述切割刀头。

本方案通过多根立杆将托板与释放本体连接起来，同时多根立杆可随着托板与释放本体之间间距的运动，此时的多根立杆朝向拉杆靠拢移动，以带动多个切割刀头对立杆进行切断。多根立杆可提高托板与释放本体连接的稳定性，使得托板与释放本体保持在上下方向相对运动，同时也可同步带动多个切割刀头完成切断动作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述托板的底部呈放射状均布有多个第一横向滑道，所述立杆的上端连接有与所述第一横向滑道滑动配合的第一滑块，所述释放本体呈放射状均布有多个倾斜滑道，多个所述倾斜滑道沿所述拉杆的径向从上往下倾斜设置，所述立杆的下端连接有与所述倾斜滑道滑动配合的第二滑块。

针对立杆的上下两端的连接方式，本方案在托板底部设置第一横向滑道，而在释放本体内设置倾斜滑道，从而实现多根立杆在托板与释放本体之间的横向靠拢和展开。

作为上述技术方案的进一步改进，每个所述第二滑块均连接有所述切割刀头。这样结构更加紧凑，同时也使得切割刀头的切割力更大。

作为上述技术方案的进一步改进，所述释放本体设有位于所述倾斜滑道上侧的第二横向滑道，所述立杆滑动套设有第三滑块，所述第三滑块与第二横向滑道滑动配合。第二横向滑道与第三滑块横向滑动配合，而第三滑块与立杆轴向滑动，这样在不干涉立杆横向移动下，可对立杆进行导向，对立杆上下两端之间的进行加固。

作为上述技术方案的进一步改进，所述释放本体设有上下贯通的通道，所述拉杆套装于所述通道，所述拉杆的上端设有与通道的上端抵接的限位块，所述拉杆的下端与所述配重机构连接。

本方案中的拉杆套装在通道中，拉杆的上端通过限位块与通道的上端抵接，而拉杆的下端连接于配重机构，从而实现对配重机构安装的固定，此时只需要切断拉杆即可分离出配重机构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述配重机构包括配重体、与配重体连接的连接杆，所述连接杆上端通过连接法兰与所述拉杆下端连接，这样便于下一次使用重新装载配重体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述浮力机构包括仪器舱、浮力舱，在所述释放本体的外周侧均布有多个吊环。

仪器舱中主要是采集海洋剖面数据的传感器及控制器等，浮力舱是提供浮力的，仪器舱和浮力舱这两部分和释放机构之间没有任何电信号或者说声学信号，仅仅是物理搭载。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的触底释放装置，其一实施例的结构示意图；

图2是本发明所提供的触底释放装置，其一实施例的主视图；

图3是本发明所提供的触底释放装置，其一实施例的主视剖面图；

图4是本发明所提供的立杆，其一实施例的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1~图4，本发明的触底释放装置作出如下实施例：

本实施例的触底释放装置包括浮力机构100、配重机构200、释放机构300。

其中浮力机构100、释放机构300和配重机构200从上往下依次排列设置。

本实施例的释放机构300包括固定连接组件、活动连接组件和联动断开组件。

本实施例的活动连接组件用于与配重机构200连接，而活动连接组件用于与浮力机构100活动连接，而联动断开组件设置在活动连接组件与固定连接组件之间。

本实施例的活动连接组件用于使浮力机构100相对配重机构200沿上下方向运动，而所述联动分离组件受控于浮力机构100相对所述配重机构200的向下移动、断开配重机构200与浮力机构100之间的连接。

在使用时，通过配重机构200的重力带动释放机构300与浮力机构100自由释放下沉，到达海底时，配重机构200静止，而浮力机构100在惯性的作用下，相对配重机构200往下动，此时联动分离组件断开所述配重机构200与浮力机构100之间的固定连接组件，使得浮力机构100与配重机构200分离，在浮力作用下，上浮出水，进而整个上浮和下沉过程根据需要都可以采集剖面数据，同时全程无人为干预，能自动完成下沉和上浮。

针对活动连接组件的具体结构，本实施例的活动连接组件包括托板310、立杆320和释放本体330，浮力机构100安装在托板310上，而释放本体330设置在托板310的下方，立杆320呈竖直连接在释放本体330与托板310之间。

其中立杆320的上端与托板310横向滑动连接，而立杆320的下端与释放本体330沿上下方向呈倾斜滑动地连接。

本实施例通过立杆320将托板310与释放本体330活动连接起来，在下沉到海底时，当浮力机构100的惯性力往下作用于托板310，往下压托板310，此时的托板310相对释放本体330往下移动，而立杆320的下端与释放本体330倾斜滑动连接以及立杆320与托板310横向滑动连接的配合下，托板310与释放本体330相互靠近，而立杆320在托板310与释放本体330之间横向移动。

而固定连接组件连接在释放本体330与配重机构200之间，联动断开组件设置在立杆320与固定连接组件之间。

本实施例通过立杆320的横向移动来带动联动断开组件实现断开的动作，使释放本体330与配重机构200之间的固定连接组件断开，这样配重机构200可从释放本体330上分离开，也就是说配重机构200与浮力机构100分离，这样整个作业过程中，仅仅只有配重被丢弃，整体装置保存率较高。

对于固定连接组件的具体结构，本实施例的联动断开组件包括拉杆340，拉杆340连接在释放本体330与配重机构200之间。

对于联动断开组件的具体结构，本实施例的联动断开组件包括切割刀头350，切割刀头350设置在拉杆340的外周侧，切割刀头350朝向拉杆340，立杆320与切割刀头350联动，立杆320横向移动时，可带动切割刀头350朝向拉杆340移动，以切断拉杆340。

本实施例通过拉杆340来将释放本体330与配重机构200连接起来，通过立杆320的横向动作来带动切割刀头350运动，本方案通过切割刀头350来将拉杆340切断，来实现释放本体330与配重机构200分离。

进一步地，本实施例的所述立杆320设有多根，多根立杆320环形间隔均布在拉杆340的外周侧，每个拉杆340均连接有切割刀头350，这样多个切割刀头350围绕拉杆340的外周侧设置。

本实施例通过多根立杆320将托板310与释放本体330连接起来，同时多根立杆320可随着托板310与释放本体330之间间距的运动，此时的多根立杆320朝向拉杆340靠拢移动，以带动多个切割刀头350对立杆320进行切断。多根立杆320可提高托板310与释放本体330连接的稳定性，使得托板310与释放本体330保持在上下方向相对运动，同时也可同步带动多个切割刀头350完成切断动作。

其中本实施例的设置四根立杆320，四根立杆320在俯视投影面上呈矩形分布设置。

具体地：所述托板310的底部设置有多个第一横向滑道311，多个第一横向滑道311呈放射状环形间隔分布，所述立杆320的上端设置有第一滑块321，第一滑块321与第一横向滑道311滑动连接配合，在释放本体330内设置有多个倾斜滑道331，多个倾斜滑道331呈放射状环形间隔分布，倾斜滑道331沿拉杆340的径向从上往下呈倾斜设置，立杆320的下端设置有第二滑块322，第二滑块322与倾斜滑道331滑动连接配合，其中多个倾斜滑道331的下端向立杆320靠拢。

针对立杆320的上下两端的连接方式，本方案在托板310底部设置第一横向滑道311，而在释放本体330内设置倾斜滑道331，从实现多根立杆320在托板310与释放本体330之间的横向靠拢和展开。

本实施例的切割刀头350安装在第二滑块322的内侧，这样结构更加紧凑，同时也使得切割刀头350的切割力更大。

进一步地，所述释放本体330顶部设有第二横向滑道332，第二横向滑道332也设置有多个，多个第二横向滑道332呈放射状环形间隔分布，其中立杆320滑动套装有第三滑块323，第三滑块323与第二横向滑道332滑动连接配合，本实施例的第三滑块323设置有与立杆320滑动套合的套环。

本实施例的第二横向滑道332与第三滑块323横向滑动配合，而第三滑块323与立杆320轴向滑动，这样在不干涉立杆320横向移动下，可对立杆320进行导向，对立杆320上下两端之间的进行加固。

本实施例的释放本体330设置有竖直的通道333，通道333呈上下贯通设置，拉杆340滑动套在通道333内，拉杆340的上端连接有限位块3331，限位块3331与通道333的上端抵接，所述拉杆340的下端与配重机构200连接。

本实施例的拉杆340套装在通道333中，拉杆340的上端通过限位块3331与通道333的上端抵接，而拉杆340的下端连接于配重机构200，从而实现对配重机构200安装的固定，此时只需要切断拉杆340即可分离出配重机构200。

其中，第一横向滑道311、第二横向滑道332和倾斜滑道331均以通道333为中心排布的，而倾斜滑道331的下端与通道333连通，本实施例的释放本体330为实心块结构，在释放本体330中设置有与倾斜滑道331对应的容纳槽，容纳槽供立杆320运动。

本实施例的配重机构200包括配重体210和连接杆220、连接杆220与配重体210顶部连接，所述连接杆220的上端通过来连接法兰230与所述拉杆340的下端连接，这样便于下一次使用重新装载配重体210。

本实施例的浮力机构100包括仪器舱110和浮力舱120，仪器舱110中主要是采集海洋剖面数据的传感器及控制器等，浮力舱120是提供浮力的，仪器舱110和浮力舱120这两部分和释放机构300之间没有任何电信号或者说声学信号，仅仅是物理搭载。

本实施的托板310是为仪器舱110和浮力舱120提供依托，托板310与浮力舱120采用刚性连接。

切割刀头350采用金刚石或者硬质合金。

在释放本体330的外周侧均设置有吊环334，吊环334用于对整个装置进行吊装搬运。

工作过程是：下水前连接好配重体210，整体自由入水，此时仪器舱110内的传感仪器工作，采集自上而下海洋的水文数据等，经过一定时间，装置整体触底，配重体210触碰到海床基，仪器舱110和浮力舱120在惯性的作用下，施加向下的力到托板310上，进而传递到四根立杆320上，四根立杆320下端的第二滑块322在重力和倾斜滑道331的作用下沿倾斜滑道331运动，切割刀头350作用在拉杆340的四面上，将拉杆340切断，拉杆340切断后，配重体210自动分离，平衡关系被打破，在浮力舱120作用下，除了配重外的其它单元在浮力舱120的作用下向上浮出水面，此刻可实现自下而上的海洋剖面水文参数获取，最终到达水面后被母船打捞上岸，整个上浮和下降过程根据需要都可以采集剖面数据。下一次使用重新装载配重即可。

在其他一些实施例中，固定连接组件、联动断开组件可采用其他结构形式，例如固定连接组件可采用插销连接的方式，而联动断开组件就采用顶杆的方式，通过顶杆来顶出销柱，从而实现分离；又或者固定连接组件可采用卡扣与卡槽扣合的连接方式，通过外部推力将卡扣从卡槽中顶出来实现分离。

在其他一些实施例中，活动连接组件也可采用其他结构形式，例如通过齿条与齿轮的传动方式，齿条滑动连接于托板310与释放本体330之间，而齿轮安装在释放本体330上，齿条与齿轮啮合，通过齿条来带动齿轮转动，转动的齿轮就可带动其他组件实现相应的动作。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种剖面监测浮标的触底释放装置，其特征在于：包括：

浮力机构；

配重机构；

释放机构，包括与所述配重机构固定连接的固定连接组件、与所述浮力机构连接的活动连接组件、设于所述活动连接组件与所述固定连接组件之间的联动断开组件，所述活动连接组件用于使所述浮力机构相对所述配重机构沿上下方向移动，所述联动分离组件用于受控于所述浮力机构相对所述配重机构的向下移动、而断开所述配重机构与浮力机构之间的连接；

所述活动连接组件包括托板、立杆、释放本体，所述浮力机构安装于所述托板，所述立杆的上端与所述托板横向滑动连接，所述立杆的下端与所述释放本体沿上下方向倾斜滑动连接；

所述固定连接组件连接于所述释放本体与所述配重机构之间；

所述联动断开组件设于所述立杆与所述固定连接组件之间。

2.根据权利要求1所述的触底释放装置，其特征在于：

所述固定连接组件包括连接所述释放本体与所述配重机构之间的拉杆，所述联动断开组件包括与所述立杆联动的切割刀头，所述切割刀头位于所述拉杆的外周侧，所述切割刀头用于切断所述拉杆。

3.根据权利要求2所述的触底释放装置，其特征在于：

所述立杆设有多根，多根所述立杆环形均布于所述拉杆的外周侧，每个所述拉杆均设有朝向立杆的所述切割刀头。

4.根据权利要求3所述的触底释放装置，其特征在于：

所述托板的底部呈放射状均布有多个第一横向滑道，所述立杆的上端连接有与所述第一横向滑道滑动配合的第一滑块，所述释放本体呈放射状均布有多个倾斜滑道，多个所述倾斜滑道沿所述拉杆的径向从上往下倾斜设置，所述立杆的下端连接有与所述倾斜滑道滑动配合的第二滑块。

5.根据权利要求4所述的触底释放装置，其特征在于：

每个所述第二滑块均连接有所述切割刀头。

6.根据权利要求4所述的触底释放装置，其特征在于：

所述释放本体设有位于所述倾斜滑道上侧的第二横向滑道，所述立杆滑动套设有第三滑块，所述第三滑块与第二横向滑道滑动配合。

7.根据权利要求4所述的触底释放装置，其特征在于：

所述释放本体设有上下贯通的通道，所述拉杆套装于所述通道，所述拉杆的上端设有与通道的上端抵接的限位块，所述拉杆的下端与所述配重机构连接。

8.根据权利要求7所述的触底释放装置，其特征在于：

所述配重机构包括配重体、与配重体连接的连接杆，所述连接杆上端通过连接法兰与所述拉杆下端连接。

9.根据权利要求1所述的触底释放装置，其特征在于：

所述浮力机构包括仪器舱、浮力舱，在所述释放本体的外周侧均布有多个吊环。