CN210036712U - 一种运动式深海沉底观测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种运动式深海沉底观测装置，包括底座和浮力机构，所述的底座上设有浮力机构，底座和浮力机构通过牵引绳连接，浮力机构上设有传感器仓，底座下设有运动机构，底座上设有发电机构，发电机构和运动机构电性连接。本实用新型观测装置在海底，观测装置上的履带发电机构利用不同方向的海底水流进行发电，为平台内部的锂电池储能模块蓄能，以满足观测装置长时间的工作需要，在回收时，上部的浮力机构与下部的底座即可脱离单独回收也能整体回收，既保证了底座因海底异物卡住时能够单独上浮浮力机构回收，以获得宝贵的观测数据，也能在装置运作正常时整体回收，减少检测成本，在海底探测领域具有广泛的适用性。

Description

一种运动式深海沉底观测装置

技术领域

本实用新型涉及海底探测装置技术领域，更具体的说，涉及一种运动式海底观测装置技术领域。

背景技术

在现代海洋化学调查研究、海底极端环境探测和各种矿产资源的勘探开发过程中，常常需要对海水全剖面的多环境参数进行连续监测和水体样品的定点、定时采集。

深海研究，对海底矿物调查、海洋生态环境保护、深海过程演变研究具有很重要的作用，是深海开发的重要依据，尤其在海洋资源开发争夺比较剧烈的地区，对海洋底部数据的调研更为重要。现有的海底观测平台，多为半弃式、线缆组装式，第一，复杂冗长的架构容易在海流的作用下被海底岩石、沟壑缠带；第二，仅使用传感器自带的电源，长时间观测能力不强；第三，设备组装步骤繁多，布放回收时间较长；第四，多数的海底观测设备仅能获得点线式的观测数据。

实用新型内容

针对现有技术中复杂冗长的架构容易在海流的作用下被海底岩石、沟壑缠带；传感器自带的电源长时间观测能力不强；设备组装步骤繁多，布放回收时间较长；多数的海底观测设备仅能获得点线式的观测数据的技术问题，本实用新型提供了一种运动式深海沉底观测装置，在深海进行自主运动，长时间沉底观测，能够利用水流运动发电，为自身提供长时间工作的续航能量，并能够利用履带运动装置进行自主移动，扩大观测范围，获得区域海底水文动态，将单点观测提升值面观测水平，高分子浮体材料的制造的浮力机构，与底座的充气浮力装置，可以实现观测装置的整体回收，节省观测研究成本，在深海监测领域具有广泛适用性。

本实用新型提供了一种运动式深海沉底观测装置，包括底座和浮力机构，所述的底座上设有浮力机构，底座和浮力机构通过牵引绳连接，浮力机构上设有传感器仓，底座下设有运动机构，底座上设有发电机构，发电机构和运动机构电性连接。

本实用新型中，所述发电机构为海水洋流发电机。

优选的，本实用新型中，发电机构包括发电机、电机齿轮、水流叶轮、叶轮皮带、支撑轮和运动轮，发电机和运动轮外部设有叶轮皮带，叶轮皮带外设有水流叶轮，发电机外部设有电机齿轮，电机齿轮和叶轮皮带相适应设置，发电机和运动轮之间设有支撑轮。

本实用新型中，运动机构为履带轮。

本实用新型中，两组履带轮之间设有连接架，连接架上设置有连接座，连接座和底座固定连接。

本实用新型中，运动机构的连接架下设有浮力机构。

本实用新型中，浮力机构包括高压气瓶和气囊。

本实用新型中，高压气瓶一侧设有气囊，高压气瓶另外一侧设有第二气囊，第二气囊和气囊大小相等且呈对称设置。

本实用新型中，传感器仓内分别设有声学释放器、营养盐分析仪和水质检测仪，声学释放器所在的传感器仓设有连接环通孔，释放连接环通过连接环通孔与声学释放器连接。

本实用新型中，底座内部设有储能机构和释放连接环。

本实用新型中，储能机构为锂电池储能模块。

本实用新型中，牵引绳一端和底座连接，牵引绳另外一端和中央声学释放器连接，中央声学释放器和浮力机构固定连接。

本实用新型中，浮力机构上设有浮力舱，浮力舱中部设有海流计。

本实用新型中，底座上设有漏沙孔和布放吊耳。

本实用新型的有益效果:

本实用新型提供的一种运动式深海沉底观测装置，通过浮力机构与底座的组装，传感器的安装，即可进行观测装置布放，在海底，观测装置上的履带发电机构利用不同方向的海底水流进行发电，为平台内部的锂电池储能模块蓄能，以满足观测装置长时间的工作需要，在回收时，上部的浮力机构与下部的底座即可脱离单独回收也能整体回收，既保证了底座因海底异物卡住时能够单独上浮浮力机构回收，以获得宝贵的观测数据，也能在装置运作正常时整体回收，减少检测成本，在海底探测领域具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为本实用新型使用状态立体结构示意图一；

图3为本实用新型使用状态立体结构示意图二；

图4为本实用新型的立体结构示意图二；

图5为本实用新型的立体结构示意图三；

图6为本实用新型的俯视结构示意图；

图7为本实用新型拆除侧板后俯视结构示意图；

图8为本实用新型拆除侧板后浮力机构结构示意图；

图9为本实用新型的底座结构示意图一；

图10为本实用新型的底座结构示意图二；

图11为本实用新型的运动模块结构示意图一；

图12为本实用新型的发电机构结构示意图一；

图13为本实用新型运动模块结构示意图二。

图1-13中，1-底座、2-浮力机构、3-牵引绳、4-侧板、5-海流计、6-履带轮、7-布放吊耳、8-漏沙孔、9-气囊、10-锂电池储能模块、11-浮力舱、12-发电机构、13-营养盐分析仪、14-声学释放器、15-水质检测仪、16-释放连接环、17-中央声学释放器、18-第二气囊、19-连接架、20-连接座、21-高压气瓶、22-发电机、23-电机齿轮、24-水流叶轮、25-叶轮皮带、26-支撑轮、27-运动轮。

具体实施方式

下面结合附图1-13和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，但本实用新型装置不限于下述实施例。

在本实用新型中，为了便于描述，对本实用新型装置中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。

本实用新型中所使用的底座1、牵引绳3、侧板4、海流计5、履带轮6、布放吊耳7、气囊9、锂电池储能模块10、发电机构12、营养盐分析仪13、声学释放器14、水质检测仪15、释放连接环16、中央声学释放器17、连接架19、连接座20、高压气瓶21都能通过普通市场途径采购或者定制获得，声学释放器14采用型号为R2K释放器，营养盐分析仪13采用SYSTEA的型号为WIZ营养盐分析仪，水质检测仪15采用OCEAN SEVEN 316Plus CTD水质监测仪，海流计5采用Aanderaa多普勒海流计4420，履带轮采用恒顺机械的电动遥控履带底盘HS-02。

本实用新型提供了一种运动式深海沉底观测装置，包括底座1和浮力机构2，所述的底座1上设有浮力机构2，浮力机构2上设有传感器仓，底座1下设有运动机构，底座1上设有发电机构12，发电机构12和运动机构电性连接。

本实用新型中，所述底座1和浮力机构2通过牵引绳连接，发电机构12为海水洋流发电机，通过牵引绳3实现底座1对浮力机构2的连接控制，也能实现海水洋流发电机向底座1供电。

优选的，本实用新型中，发电机构包括发电机22、电机齿轮23、水流叶轮24、叶轮皮带25、支撑轮26和运动轮27，发电机22和运动轮27外部设有叶轮皮带25，叶轮皮带25外设有水流叶轮24，发电机22外部设有电机齿轮23，电机齿轮23和叶轮皮带25相适应设置，发电机22和运动轮27之间设有支撑轮26，工作时，水流推动水流叶轮24旋转，为了尽可能多的利用水流推力，将叶轮皮带25设置成履带式，使得水流叶轮24能够多组同时接收水流推力，水流推动叶轮皮带25转动，运动轮27作为从动轮快速跟随转动，发电机22外部的电机齿轮23也被叶轮皮带25带动转动，从而实现发电机22电刷的转动切割磁感线发电。

本实用新型中，运动机构为履带轮6。

本实用新型中，两组履带轮6之间设有连接架19，连接架19上设置有连接座20，连接座20和底座1固定连接。

本实用新型中，运动机构的连接架19下设有浮力机构2。

本实用新型中，浮力机构2包括高压气瓶21和气囊9，在需要上浮时，打开高压气瓶21的电磁开关，让高压气体充到气囊9中，气体体积发生变化，密度改变，气体将底座1和运动机构向上浮起。

本实用新型中，高压气瓶21一侧设有气囊9，高压气瓶21另外一侧设有第二气囊18，第二气囊18和气囊9大小相等且呈对称设置，保证上面底座1的平稳上浮，不发生倾覆，方便后期回收。

本实用新型中，传感器仓内分别设有声学释放器14、营养盐分析仪13和水质检测仪15，传感器仓上安装有传感器固定扣，声学释放器14、营养盐分析仪13和水质检测仪15通过传感器固定扣固定，声学释放器14所在的传感器仓设有连接环通孔，底座1上设置的释放连接环16穿过连接环通孔与声学释放器14连接，四块防护侧板4安装在四个传感器仓上，侧板4开有水流通孔，以便传感器接收声学信号和探测外部水流，保证观测装置外形的整体性，防止海底浮游异物对观测装置主体功能造成破坏。

本实用新型中，底座1内部设有储能机构和释放连接环16。

本实用新型中，储能机构为锂电池储能模块10，以储备履带发电机构12产生的电能。底座1中心装有中央连接环，中央连接环与中央声学释放器17之间通过牵引绳3连接。底座1内部装有两个释放连接环16，浮力机构2与底座1装配时，释放连接环16穿过浮力机构2的连接环通孔，被声学释放器14的钩头卡住，能够在短距离内实现分层式检测也方便回收。

本实用新型中，牵引绳3一端和底座1连接，牵引绳3另外一端和中央声学释放器17连接，中央声学释放器17和浮力机构2固定连接。

本实用新型中，浮力机构2上设有浮力舱，浮力舱中部设有海流计5。或者整个浮力机构2的主体由高分子浮体材料制造，底座1和运动机构采用铝合金等材料制备。底座1及运动机构的密度大于浮力机构2，因此观测装置整体的重心偏下，并且在下沉时，由于八个漏沙孔8可以使水流通过，起到可靠的稳流作用，保证观测装置下沉时的姿态。

本实用新型中，底座1上设有漏沙孔8和布放吊耳7，底座1上设有四个布放吊耳7，采用内凹式结构。并开有八个贯通的漏沙孔8，可防止水流携带的泥沙对观测装置的冲击，以及泥沙覆盖观测装置，也能尽可能减少卡住。

在适用本实用新型运动式深海沉底观测装置时，布放前，首先对观测装置进行装配，将中央声学释放器17安装在浮体中央连接环上，随后将牵引绳3的两头分别系在中央声学释放器17的钩头与底座中央连接环上。将浮力机构2放置在底座1上，底座1的两个释放连接环16穿过浮力机构2的连接环通孔，接着打开传感器固定扣，安装声学释放器14，声学释放器14的钩头卡住释放连接环16。而后安装另外两个营养盐分析仪13和水质检测仪15，并将海流计5安装到海流计仓内。将四块防护侧板4装到浮力机构2上。

在布放时，使用回头绳，穿过底座的布放吊耳7，由两到三人进行布放，观测装置进入水平面以下后，释放回头绳，让观测装置自由下沉。

观测装置到达海底后，海流计5、营养盐分析仪13和水质检测仪15开始工作，防护侧板4的水流通孔可使水流进入传感器仓，营养盐分析仪13和水质检测仪15获得水体数据。并且侧板4可避免流石、流沙以及水下中小型生物对传感器的刮擦、碰撞等破坏。

底座上的八个漏沙孔8，可以使观测装置在软底质海底座底时，观测装置上部有泥沙覆盖时，在水流的作用下，漏沙孔8上下两侧形成较好的水流交换，避免观测装置被泥沙掩埋覆盖。

四个履带发电机构，可接收海底不同方向水流运动，水流冲刷水流叶轮24，推动叶轮皮带25运动，叶轮皮带25的运动带动电机齿轮23，进一步带动发电机22工作，产生的电能传输至锂电池储能模块10，为观测装置储能，以便进行长时间的连续观测作业。

底座1的履带轮6，可适应不同底质的海底，通过预先设定的观测运动程序，使观测装置在预定的时间与路线上进行观测，以获得一定区域范围内的海底数据。

在回收时，作业人员在布放的工作船上通过声学设备发送指令至两个声学释放器14，声学释放器14的钩头释放，钩头与底座1的释放连接环16脱离，浮力机构2由于自身的较低的密度，开始上浮；与此同时，履带轮6下部的充气浮力装置开始工作，高压气瓶21内的液氮向两侧的橡胶气囊9充气，橡胶气囊9体积增大，底座1的整体提升，开始上浮。

在上浮过程中，浮力机构2与底座1之间通过牵引绳3相连，浮至水面后，作业人员进行整体回收。

因海底地形复杂，情况多变，底座1在沉底观测与运动过程中，可能被某些异物卡住而不能上浮，在浮力机构2上浮后，底座1不能上浮，为回收珍贵的观测数据，此时需抛弃底座1。在发射上浮指令一定时间后，如观测装置仍未上浮，即可能底座不能脱离海底地面，此时发送声学指令至中央声学释放器17，中央声学释放器17钩头打开，牵引绳3脱离，浮力机构2与底座1分离，浮力机构2单独上浮，抛弃底座1。

本实用新型扩大了检测范围，能够长时间远距离对海底进行监测，而且能够根据运行情况对底座1和浮力机构2进行回收，节省监测开支，履带运动机构能够适应较为复杂的海底环境，方便运行。

如上所述，即可较好地实现本实用新型，上述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种运动式深海沉底观测装置，包括底座和浮力模块，其特征在于，所述的底座上设有浮力模块，浮力模块上设有传感器仓，底座下设有运动机构，底座上设有发电机构，发电机构和运动机构电性连接。

2.如权利要求1所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述底座和浮力模块通过牵引绳连接，运动机构为履带轮。

3.如权利要求2所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述两组履带轮之间设有连接架，连接架上设置有连接座，连接座和底座固定连接。

4.如权利要求3所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述运动机构的连接架下设有浮力机构。

5.如权利要求4所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述浮力机构包括高压气瓶和气囊。

6.如权利要求5所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述高压气瓶一侧设有气囊，高压气瓶另外一侧设有第二气囊，第二气囊和气囊大小相等且呈对称设置。

7.如权利要求1所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述传感器仓内分别设有声学释放器、营养盐分析仪和水质检测仪，声学释放器所在的传感器仓设有连接环通孔，底座上设置的释放连接环穿过连接环通孔与声学释放器连接。

8.如权利要求7所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述底座内部设有储能机构和释放连接环。

9.如权利要求8所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述储能机构为锂电池储能模块。

10.如权利要求2所述的运动式深海沉底观测装置，其特征在于，所述牵引绳一端和底座连接，牵引绳另外一端和中央声学释放器连接，中央声学释放器和浮力机构固定连接。

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