CN210258754U

CN210258754U - 一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置

Info

Publication number: CN210258754U
Application number: CN201921021650.9U
Authority: CN
Inventors: 王高沂; 辛延辉; 李可非; 慈国庆; 安俊英
Original assignee: Beihai Research Station Institute Of Acoustics Chinese Academy Of Sciences
Current assignee: Beihai Research Station Institute Of Acoustics Chinese Academy Of Sciences
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-07-03

Abstract

本实用新型公开了一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，包括设置于仪器舱保护外壳上部的结构支架，所述结构支架内部间隔设置有多块浮体，所述结构支架顶部设置固定面板，所述固定面板上安装有信号收发装置、吊装支架和释放机构；所述保护外壳底部连接有辅配重块，所述辅配重块底部通过重心调节杆连接主配重块，本实用新型所公开的装置结构设计新颖，在不增加整体重量的情况下调整重心位置，能够充分保障声学潜标的布放和回收，重点是保障回收时的水面姿态，满足在一定海况条件下北斗信标的通讯要求。

Description

一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置

技术领域

本实用新型属于海洋环境声学监测领域，特别涉及一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置。

背景技术

水声及地声信号监测潜标是基于多传感器、宽频带、高采样率海洋座底式中长期多节点数据采集系统。与传统的座底式海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,简称OBS)相比，由于主要功能不同在设计上有较大区别，主要区别有以下几点：

1、增加宽带水听器，上限频率增加到50kHz，因此，采样率增加到128ksps，存储容量增加到4T以上。传统的OBS采样率为100sps，存储容量为8-16G；

2、增加水下通讯功能，布放时可获得准确的水下定位信息和各种状态信息。

3、采集的地声信号关注的传播机理不同，OBS采集的地震波是震源从地下传至海底，主要为面波和体波。水声及地声信号监测系统所关注的地声信号不仅是地震波，同时所关注的是沿着海水与海底界面传播的Scholte表面波。

如上所述水声及地声信号监测潜标与OBS相比，无论从功能还是应用方向都有着诸多的不同。因此，不仅在传感器设计以及电路设计上有着本质的变化，同时由于传感器增加和分布以及重量的增加，在结构的设计上必然有着重大变化。这也导致了潜标在回收时的难度增加。传统的OBS的姿态控制装置无法保证潜标在回收时顶部处于浮出水面的状态，在回收过程中姿态调整不稳。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，以达到潜标在回收时，固定面板以上的设备露在水面以上，并在有海浪的情况下保证姿态的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，包括设置于仪器舱保护外壳上部的结构支架，所述结构支架内部间隔设置有多块浮体，所述结构支架顶部设置固定面板，所述固定面板上安装有信号收发装置、吊装支架和释放机构；所述保护外壳底部连接有辅配重块，所述辅配重块底部通过重心调节杆连接主配重块。

上述方案中，所述结构支架为圆柱形框架结构，包括顶部圈体、底部圈体以及连接顶部圈体和底部圈体之间的多根连接杆，相邻的两根连接杆之间间隔设有挡板，所述浮体嵌于保护外壳、顶部圈体、底部圈体以及挡板形成的空间内。

进一步的技术方案中，位于浮体之间的底部圈体上开设安装孔一，所述安装孔一与保护外壳上的安装孔二的位置对应。

更进一步的技术方案中，所述安装孔一和安装孔二通过聚四氟隔离垫和螺栓固定连接。

上述方案中，所述信号收发装置包括北斗信标、收发换能器、水听器和压力传感器。

上述方案中，所述信号收发装置通过水密接头将信号线穿过保护外壳上的出线孔，与仪器舱内设备连接。

上述方案中，所述主配重块直径260mm，厚度10～14mm；辅配重块直径260mm，厚度1～2mm；所述重心调节杆长度30～100mm。

进一步的技术方案中，位于浮体之间的顶部圈体上开设安装孔三，固定面板上开设安装孔四，安装孔三和安装孔四开设位置对应，吊装支架底部为带丝的螺杆，插入安装孔三和安装孔四内。

更进一步的技术方案中，所述安装孔三和安装孔四内设置聚四氟隔离垫，吊装支架底部带丝的螺杆插入聚四氟隔离垫内。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于座底式潜标回收的姿态控制装置在现有的仪器舱保护外壳的基础上进行新的结构设计，在保护外壳上部连接结构支架，结构支架内部间隔设置有多块浮体，通过浮体给整个装置提供浮力；同时，在保护外壳的底部连接辅配重块和主配重块，并且两者之间通过重心调节杆连接，这样在不增加配重块重量的条件下，通过调整重心调节杆的长度可以调整整个装置的重心的位置；回收时保证固定面板以上的设备湿端露在水面以上，并在有海浪的情况下保证姿态。本装置特别适用于仪器舱及辅助设备的浮力不足的情况下的回收。

同时，本装置各组成部分之间尽量采用扣件式固定，结构紧凑，浮体直接嵌于保护外壳的上半球体与顶部圈体、底部圈体以及挡板形成的空间内，尽量减少螺栓的使用，从而可以减少连接部位在海水中的腐蚀。本装置安装完成后形成一个整体，拆装时需按一定顺序，否则非破坏不能拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的用于座底式潜标回收的姿态控制装置的拆分结构示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的结构支架示意图；

图4为本实用新型实施例所公开的结构支架和浮体示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的固定面板结构示意图；

图6为本实用新型实施例所公开的辅配重块和主配重块结构示意图；

图7为浮体结构示意图；

图8为聚四氟隔离垫结构示意图。

图中，1、保护外壳；2、结构支架；3、浮体；4、顶部圈体；5、底部圈体；6、连接杆；7、挡板；8、安装孔一；9、法兰；10、安装孔二；11、固定面板；12、吊装支架；13、释放机构；14、出线孔；15、北斗信标；16、收发换能器；17、水听器；18、压力传感器；19、辅配重块；20、重心调节杆；21、主配重块；22、聚四氟隔离垫；23、安装孔三；24、安装孔四；25、水密接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，如图1所示的结构，该装置结构设计新颖，能够充分保障声学潜标的布放和回收，重点是保障回收时的水面姿态，满足在一定海况条件下北斗信标的通讯要求。

如图1和图2所示的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，该装置在现有的仪器舱保护外壳的基础上进行结构设计，该仪器舱的保护外壳1由两个半球体扣合构成，仪器舱呈球形，内部盛放声学信号检测设备以及电池等。

保护外壳1的上半球体外安装有结构支架2，如图3和图4所示，结构支架2内部间隔设置有4块浮体3，浮体3采用玻璃微珠材料，水深2000米不压缩变形，吸水率小于2％。结构支架2为圆柱形框架结构，采用铝合金材料，表面做硬质氧化。结构支架2包括顶部圈体4、底部圈体5以及连接顶部圈体4和底部圈体5之间的多根连接杆6，相邻的两根连接杆6之间间隔设有挡板7，浮体3嵌于保护外壳1的上半球体与顶部圈体4、底部圈体5以及挡板7形成的空间内，浮体3形状见图7所示。

位于浮体3之间的底部圈体5上开设安装孔一8，保护外壳1的上半球体和下半球体通过法兰9连接，法兰9上设有安装孔二10，安装孔一8与安装孔二10的位置对应。安装孔一8和安装孔二10通过聚四氟隔离垫22(图8所示)和螺栓固定连接，通过聚四氟隔离垫的设置，可以防止连接部位的锈蚀。顶部圈体4上开设安装孔三23，固定面板11上开设安装孔四24，安装孔三23和安装孔四24开设位置对应，吊装支架12底部为带丝的螺杆，可插入安装孔三23和安装孔四24内。

结构支架2顶部设置固定面板11，固定面板11上安装有信号收发装置、吊装支架12和释放机构13。固定面板11采用高分子材料PP或PE(醒目色)，具有绝缘、耐腐蚀、抗老化、强度较大等优良的物理性能。保护外壳1的上半球体上位于相邻的浮体3之间开设出线孔14，仪器舱内的信号线通过出线孔14连接顶部的水密接头25，然后通过水密接头25连接信号收发装置。

如图5所示，信号收发装置包括北斗信标15、收发换能器16、水听器17和压力传感器18。北斗信标15用于进行潜标的定位，收发换能器16和水听器17用于水声信号的发射和接收，并将信号传输给仪器舱内的设备，压力传感器18探测潜标所在位置的压力，并将数据传输给仪器舱内的设备。上述设备湿端在回收时需要露在水面以上才能完成其工作。

吊装支架12用于潜标布放以及回收时使用。释放机构13为安装于固定面板两侧的L形杆架以及位于其上的转轴，该转轴下方通过吊索连接潜标的底座，在潜标回收时，通过控制转轴的角度将吊索脱离转轴，从而使整个装置与底部的底座脱离，在浮力的作用下上浮，进行回收。

如图6所示，保护外壳1的下半球体底部连接有辅配重块19，辅配重块19底部通过重心调节杆20连接主配重块21。主配重块21直径260mm，厚度10～14mm；辅配重块19直径260mm，厚度1～2mm；重心调节杆20长度30～100mm。

安装时，首先选定合适的重心调节杆20，将主配重块21和辅配重块19连接在一起，然后通过316不锈钢螺栓连接在塑料保护外壳1的下半球体的底端，再放入仪器舱并盖上塑料保护外壳1的上半球体。下一步首先将4块浮体3嵌入到结构支架2的预留槽中(如图4所示)，再将已嵌入浮体3的结构支架2整体放在塑料保护外壳1的上半部，对准安装孔一8和安装孔二10，在结构支架2下端的安装孔一8内放入聚四氟隔离垫22，再用316不锈钢螺栓固定。在固定面板11上安装好各种传感器和北斗信标，见图5。将固定面板11的4个孔对准结构支架2上端的4个孔，在孔的下端(结构支架的一端)放入聚四氟隔离垫22，再将吊放支架的4个带丝的端头插入4个孔中，用防脱落螺栓固定。最终组装图见图1。

拆卸时，次序与安装时相反。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，包括设置于仪器舱保护外壳上部的结构支架，所述结构支架内部间隔设置有多块浮体，所述结构支架顶部设置固定面板，所述固定面板上安装有信号收发装置、吊装支架和释放机构；所述保护外壳底部连接有辅配重块，所述辅配重块底部通过重心调节杆连接主配重块。

2.根据权利要求1所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述结构支架为圆柱形框架结构，包括顶部圈体、底部圈体以及连接顶部圈体和底部圈体之间的多根连接杆，相邻的两根连接杆之间间隔设有挡板，所述浮体嵌于保护外壳、顶部圈体、底部圈体以及挡板形成的空间内。

3.根据权利要求2所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，位于浮体之间的底部圈体上开设安装孔一，所述安装孔一与保护外壳上的安装孔二的位置对应。

4.根据权利要求3所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述安装孔一和安装孔二通过聚四氟隔离垫和螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述信号收发装置包括北斗信标、收发换能器、水听器和压力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述信号收发装置通过水密接头将信号线穿过保护外壳上的出线孔，与仪器舱内设备连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述主配重块直径260mm，厚度10～14mm；辅配重块直径260mm，厚度1～2mm；所述重心调节杆长度30～100mm。

8.根据权利要求2所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，位于浮体之间的顶部圈体上开设安装孔三，固定面板上开设安装孔四，安装孔三和安装孔四开设位置对应，吊装支架底部为带丝的螺杆，插入安装孔三和安装孔四内。

9.根据权利要求8所述的一种用于座底式潜标回收的姿态控制装置，其特征在于，所述安装孔三和安装孔四内设置聚四氟隔离垫，吊装支架底部带丝的螺杆插入聚四氟隔离垫内。