CN211061690U - 一种减振型多波束测深仪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种减振型多波束测深仪装置，包括：升降装置、减振装置和水下单元，升降装置通过与减振装置与水下单元相连。减振装置包括：固定部、转动部和弹性复位机构，固定部与升降装置的活动端相连，固定部上设有容纳槽，所述转动部可转动的设置在容纳槽中，且转动部通过连接机构与水下单元相连。弹性复位机构设置在容纳槽内部，包括：第一套管、转动轴和扭簧，第一套管与转动部相连，在第一套管内部设有转动轴，转动轴与容纳槽的底面相连。扭簧套设在转动轴外部，扭簧的一端与转动轴相连，另一端与第一套管相连。本实用新型的一种减振型多波束测深仪装置，能够降低振动对测深仪的影响，提升测量结果的准确性和升降装置的使用寿命。

Description

一种减振型多波束测深仪装置

技术领域

本实用新型属于海洋探测设备领域，尤其是涉及一种减振型多波束测深仪装置。

背景技术

多波束测深仪是一种利用声波进行海底地貌探测的设备，主要用于海底地形测量、扫海测量和海上施工区域测量等工作。在一个多波束测深仪中通常含有多个相邻的窄波束回声测深设备，通过多条声波的回声反馈能够形成实时的海底地貌图，方便后续施工工作的进行。

现有的多波束测深仪大多通过刚性的固定支架安装在船体的侧舷上，通过固定支架能够对多波束测深仪的水下位置进行限制，避免测深仪在船身航行的过程中发生转动。此外，刚性的固定支架还能简化测深仪的收放过程，避免测深仪在收放时与船舷发生碰撞。

但是，由于固定支架的存在，测深仪的水下部分将不能形成完整的流线型外形，当测量船进行移动时，测深仪的两侧会交替地产生脱离测深仪表面的旋涡，因此会出现涡激振动现象。这一振动将会对测量的过程造成影响，导致测量结果出现偏差。此外，这一振动还会对固定支架上的升降机构造成影响，增大传动组件之间的旷量，在长期工作过程中会使其传动可靠性下降，无法有效执行测深仪的收放任务。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种减振型多波束测深仪装置，以实现降低振动对测深仪的影响的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种减振型多波束测深仪装置，包括：升降装置、减振装置和水下单元，所述升降装置的活动端通过与减振装置与水下单元相连；

所述减振装置包括：固定部、转动部和弹性复位机构，所述固定部的顶面与升降装置的活动端相连，底面设有容纳槽，所述转动部可转动的设置在容纳槽的开口端，转动部的底面通过连接机构与水下单元相连；所述弹性复位机构设置在容纳槽内部，包括：第一套管、转动轴和扭簧，所述第一套管的底端与转动部的顶面相连，在第一套管内部设有转动轴，所述转动轴的顶端与容纳槽的底面相连；所述扭簧套设在转动轴外部，扭簧的一端与转动轴相连，另一端与第一套管相连。

进一步的，所述固定部的顶面上设有第一连通孔，所述第一连通孔使容纳槽与外界环境相连通。

进一步的，所述减振装置还包括挡流板，所述挡流板位于容纳槽内部，且挡流板与转动部相固接。

进一步的，所述转动部上设有第二连通孔，所述第二连通孔用于方便海水流入或流出容纳槽。

进一步的，所述连接机构包括：第二套管、压缩弹簧和连接杆，所述第二套管的顶端与固定部的底面相连，在第二套管内部设有连接杆，所述连接杆的底端与水下单元相连；所述压缩弹簧设置在第二套管内部，压缩弹簧的一端与第二套管的底面相连，另一端与连接杆的顶端相连。

进一步的，所述连接杆为四方杆，所述第二套管的内部形状与连接杆相适应。

进一步的，所述第二套管的侧壁上设有第三连通孔，所述第三连通孔用于方便海水流入或流出第二套管。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种减振型多波束测深仪装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种减振型多波束测深仪装置，能够通过减振装置削弱涡激振动对测深仪的影响，使得测量结果误差更小，升降装置的使用寿命更长。当发生振动时，减振装置能对振动的传递进行拦截，通过转动轴和第一套筒的相对转动阻碍振动的传递，因此升降装置中的旷量不会因振动而增大，因此能够保障升降装置在长时间的工作过程中保持安全可靠。此外，当振动诱发水下单元发生晃动时，弹性复位机构能够及时对水下单元的位置进行调整，使其恢复正常的工作位置，从而保障测量结果的准确性。

(2)本实用新型所述的一种减振型多波束测深仪装置，能够通过第一连通孔和第二连通孔使海水进入到容纳槽内部，此时海水和挡流板的配合能提升减振装置的转动阻力，从而降低振动对整个装置的影响。

(3)本实用新型所述的一种减振型多波束测深仪装置，能够通过连接机构对水下单元的纵向波动进行限制。当待测海域内风浪较大时，连接机构内的压缩弹簧能使水下机构恢复到预设测量位置处。同时，利用海水的阻力能够降低水下单元的升降速度，避免测量结果受到影响。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的多波束测深仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的多波束测深仪的爆炸图；

图3为本实用新型实施例所述的减振装置的剖切放大示意图；

图4为本实用新型实施例所述的转动部、第一套管和第二套管的结构示意图。

附图标记说明：

1-水下单元；2-升降装置；3-固定部；31-容纳槽；311-第一连通孔；4-转动部；41-第二连通孔；51-第一套管；52-转动轴；53- 扭簧；61-第二套管；611-第三连通孔；62-连接杆；63-压缩弹簧； 7-挡流板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种减振型多波束测深仪装置，包括：升降装置2、减振装置和水下单元1，如图1所示，所述升降装置2的活动端通过与减振装置与水下单元1相连。

所述水下单元1即为多波束测深仪的水下换能器阵，通过水下单元1能向海底发射宽扇区覆盖的声波，并对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印。这些脚印信息将会传递至上方的处理系统内部进行处理，通过处理能够得出与航向垂直的垂面内的海底地形三维特征。

所述升降装置2用于实现水下单元1的投放和回收工作，可选的，所述升降装置2可选用电动伸缩杆。在进行工作前，工作人员驱使升降装置2执行伸长动作，以使得水下单元1到达海平面以下的预设测量位置处，随后开启水下单元1和上方处理系统，即可开始对海底情况进行测量。当测量工作结束后，工作人员可驱使升降装置2执行收缩动作，以使得水下单元1提升至船舷一侧，对水下单元1进行回收保存。相应的，为方便对水下单元进行回收，工作人员可在升降装置 2上加装翻转机构，当完成水下单元1的提升动作后可通过翻转机构对升降装置2进行翻转，从而缩短工作人员与水下单元1的距离，降低设备的回收难度。

在实际工作过程中，水下单元1和升降装置2的活动端将会一同伸入海平面以下，并跟随测量船沿预设航线进行移动，此时海水与水下部分之间将会进行相对运动。由于伸入水下的部分不可能形成完整的流线型外形，因此当测量船的行进速度恒定时，海水会在水下部分的两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡，这些旋涡在脱离时会诱发水下部分的振动，这一现象在流体力学中被称作“涡激振动”。

由于涡激振动的存在，水下单元1在测量船航行的过程中会以升降装置2的伸缩杆为轴进行正反交替式的晃动，而晃动的过程将以振动的形式沿伸缩杆向上传递，并作用到升降装置2的传动机构中。在现有技术中，为方便传动机构执行相应的机械动作，升降装置2在设计之初会留有旷量，而振动的作用会使得旷量增大，在长期的使用过程中会导致传动机构的传动可靠性降低，严重时还会导致传动机构的失效。

此外，由于水下单元1是依靠声波对海底地貌进行探测的，而声波实质上一种以振动形式在水下传递的能量，因此涡激振动还会对水下单元1的声波接收过程造成干扰，导致其测量结果存在误差。

为解决这一问题，本实施例所述的多波束测深仪设有减振装置，通过减振装置能够削弱涡激振动对测深仪及其附件的影响，确保测量工作获得准确可靠的测量结果。

附图2为本测深仪的爆炸示意图，附图3为本实施例中所述的减振装置的剖切放大示意图，下面将结合图2和图3对所述减振装置进行说明。

所述减振装置包括：固定部3、转动部4和弹性复位机构，所述固定部3的顶面与升降装置2的活动端相连，在固定部3的底面设有容纳槽31。所述转动部4可转动的设置在容纳槽31的开口端，转动部4的底面通过连接机构与水下单元1相连。具体的，在所述容纳槽 31的开口侧内壁上设有环状限位条，相应的，在转动部4的侧壁上设有与环状限位条相配合的限位槽，所述限位条置于限位槽中。通过限位条与限位槽的配合能对转动部4的纵向位置进行限制，同时允许转动部4与固定部3之间发生相对转动。

所述弹性复位机构设置在容纳槽31内部，通过弹性复位机构能使限制转动部4的转动幅度，同时使发生转动转动部4复位。具体的，所述弹性复位机构包括：第一套管51、转动轴52和扭簧53，所述第一套管51的底端与转动部4的顶面相连，在第一套管51内部设有转动轴52，所述转动轴52的顶端与容纳槽31的底面相连。所述扭簧 53套设在转动轴52外部，扭簧53的一端与转动轴52相连，另一端与第一套管51相连。当转动部4和固定部3之间发生相对转动时，所述第一套管51将会随转动部4进行转动，此时扭簧53内部将会积累弹性势能。当驱使转动部4发生转动的扭矩消失时，扭簧53中的弹性势能会释放，从而驱使转动部4恢复到初始位置处。

当涡激振动现象发生后，水下单元1的晃动将会被减振装置所拦截，因此不会传递到升降装置2内部，这样一来就能够对升降装置2 进行保护，避免其传动可靠性受到影响。此外，涡激振动的振动幅度也会受到弹性复位机构的限制，因此能够降低振动对声波造成的影响，提升水下单元1的测量准确性。

在本实施例中，为进一步降低振动对声波造成的影响，可在所述固定部3的顶面上设置第一连通孔311，通过第一连通孔311能使海水进入容纳槽31内部。此外，在所述容纳槽31内部设置挡流板7，所述挡流板7与转动部4相固接。

当转动部4因涡激振动而发生转动时，所述挡流板7将随着转动部4进行转动。但是，由于容纳槽31内部存在海水，因此挡流板7 的存在会提升转动部4的转动阻力，这样一来就水下单元1的晃动程度就会相应的受到限制，从而实现了降低振动幅度的目的。

可选的，为方便容纳槽31内的海水流出或流出，在所述转动部 4上设有第二连通孔41。当进行水下单元1的投放工作时，海水可以通过第二连通孔41进入容纳槽31内部，并使容纳槽31内部的空气沿第一容纳孔311排出；当进行水下单元1的回收工作时，容纳槽 31内的海水可以通过第二连通孔41流出，而第一连通孔311则可向容纳槽31内部导入空气。

此外，由于待测海域的气候进行人工干预，因此在进行测量工作时测量船可能遭遇较大的风浪，此时水下单元1还会承受纵向的波动。为降低纵向波动对测深仪的影响，所述连接机构包括：第二套管61、压缩弹簧63和连接杆62。

所述第二套管61的顶端与固定部3的底面相连，在第二套管61 内部设有连接杆62，所述连接杆62的底端与水下单元1相连。在第二套管61内部设有压缩弹簧63，所述压缩弹簧63的一端与第二套管61的底面相连，另一端与连接杆62的顶端相连。

当水下单元1因纵向波动而进行纵向位移时，压缩弹簧63的存在能够降低水下单元1的纵向位移限度，同时驱使水下单元1在位移后复位。

可选的，为提升水下单元1纵向位移的限制能力，所述第二套管 61的侧壁上设有第三连通孔611。通过第三连通孔611能使海水流入或流出第二套管61，利用海水提升连接杆62的移动阻力，避免水下单元1发生幅度过大或速度过快的升降动作。

此外，作为本实施例的一个可选实施方式，所述连接杆62应为四方杆，相应的，所述第二套管的内部形状应与连接杆62相适应。通过设置四方杆能够方便进行扭矩的传递，以使得涡激振动所产生的晃动传递至减振装置内部。

下面对上述方案的效果进行说明：

本实施例提供了一种减振型多波束测深仪装置，通过设置减振装置弱化了涡激振动对测深仪造成的影响，使得测深仪的检测结果更准确，同时有效延长了升降装置的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于包括：升降装置(2)、减振装置和水下单元(1)，所述升降装置(2)的活动端通过与减振装置与水下单元(1)相连；

所述减振装置包括：固定部(3)、转动部(4)和弹性复位机构，所述固定部(3)的顶面与升降装置(2)的活动端相连，底面设有容纳槽(31)，所述转动部(4)可转动的设置在容纳槽(31)的开口端，转动部(4)的底面通过连接机构与水下单元(1)相连；所述弹性复位机构设置在容纳槽(31)内部，包括：第一套管(51)、转动轴(52)和扭簧(53)，所述第一套管(51)的底端与转动部(4)的顶面相连，在第一套管(51)内部设有转动轴(52)，所述转动轴(52)的顶端与容纳槽(31)的底面相连；所述扭簧(53)套设在转动轴(52)外部，扭簧(53)的一端与转动轴(52)相连，另一端与第一套管(51)相连。

2.根据权利要求1所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述固定部(3)的顶面上设有第一连通孔(311)。

3.根据权利要求2所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述减振装置还包括挡流板(7)，所述挡流板(7)位于容纳槽(31)内部，且挡流板(7)与转动部(4)相固接。

4.根据权利要求3所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述转动部(4)上设有第二连通孔(41)。

5.根据权利要求1或4所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述连接机构包括：第二套管(61)、压缩弹簧(63) 和连接杆(62)，所述第二套管(61)的顶端与固定部(3)的底面相连，在第二套管(61)内部设有连接杆(62)，所述连接杆(62)的底端与水下单元(1)相连；所述压缩弹簧(63)设置在第二套管(61)内部，压缩弹簧(63)的一端与第二套管(61)的底面相连，另一端与连接杆(62)的顶端相连。

6.根据权利要求5所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述连接杆(62)为四方杆，所述第二套管的内部形状与连接杆(62)相适应。

7.根据权利要求5所述的一种减振型多波束测深仪装置，其特征在于：所述第二套管(61)的侧壁上设有第三连通孔(611)。

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