CN218937398U - 一种海底地形监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底地形监测装置，涉及水下地形监测设备技术领域，包括库房、绞车卷缆筒、传感器阵列线缆和牵引车，绞车卷缆筒转动设置在库房内，传感器阵列线缆一端用于缠绕设置在绞车卷缆筒上，传感器阵列线缆的另一端固定设置在牵引车上，牵引车能够行驶出库房并带动传感器阵列线缆移动并将传感器阵列线缆铺设在水底。本实用新型中的海底地形监测装置，能够提高海底地形监测装置的作业效率。

Description

一种海底地形监测装置

技术领域

本实用新型涉及水下地形监测设备技术领域，具体涉及一种海底地形监测装置。

背景技术

水下地形监测既服务于水域交通运输、港口建设、海上钻井等海洋工程，还为地球形状研究、海底构造和空间特征提供基础性信息。海底地形往往和板块运动、海底资源储藏有密切联系，因此海底地形的变化是海洋资源勘探和海底环境监测过程中需要重点关注的指标。现有技术中的海底地形监测装置，常使用MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)惯性传感阵列线缆进行水下地形监测，从而实现对海底的地形变化进行监测。现有的海底地形监测装置配备有多条惯性传感阵列线缆，经由科考船布放至海底表面后，需要再次下放ROV(RemoteOperatedVehicle，遥控无人潜水器)寻找到海底的海底地形监测装置，然后依赖遥控无人潜水器上的机械手，将海底地形监测装置中的传感阵列线缆拉出并铺设在海底。因此，现有的海底地形监测装置在使用的过程中，惯性传感阵列线缆的布放仍需要其他深海装备的辅助，降低了装置的作业效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种海底地形监测装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高海底地形监测装置的作业效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种海底地形监测装置，包括库房、绞车卷缆筒、传感器阵列线缆和牵引车，所述绞车卷缆筒转动设置在所述库房内，所述传感器阵列线缆一端用于缠绕设置在所述绞车卷缆筒上，所述传感器阵列线缆的另一端固定设置在所述牵引车上，所述牵引车能够行驶出所述库房并带动所述传感器阵列线缆移动并将所述传感器阵列线缆铺设在水底。

优选的，所述牵引车包括框架、密封舱、车轮、驱动电机和控制模块，所述密封舱固定设置在所述框架上，所述车轮转动设置在所述框架下方，所述驱动电机和所述控制模块设置在所述密封舱内，所述控制模块用于与所述驱动电机通信连接，所述控制模块用于控制所述驱动电机的工作状态，所述驱动电机用于与所述车轮传动连接并能够驱动所述车轮转动。

优选的，所述牵引车还包括电机补偿皮囊，所述电机补偿皮囊用于对所述驱动电机进行压力补偿。

优选的，所述牵引车还包括水密插件，所述水密插件固定设置在所述密封舱上，所述水密插件一端与所述控制模块电连接，所述水密插件另一端用于与所述传感器阵列线缆电连接，所述库房内还设置有电源，所述传感器阵列线缆远离所述水密插件的一端与所述电源电连接。

优选的，所述牵引车还包括驱动轮轴、从动轮轴、链条、第一链轮和第二链轮，所述从动轮轴与所述框架的一端转动连接，所述从动轮轴的每一端固定设置一个所述车轮，所述驱动轮轴与所述框架的另一端转动连接，所述轮轴上同轴固定设置有第一链轮，所述轮轴的每一端固定设置一个所述车轮，所述第二链轮固定设置在所述驱动电机的输出轴上，所述链条用于将所述第一链轮和所述第二链轮传动连接。

优选的，所述车轮包括轮毂和卡爪，所述轮毂用于同轴套设在所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部，所述卡爪用于与所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部固定并将所述轮毂与所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部固定。

优选的，所述轮毂上套设有导泥轮胎，所述导泥轮胎的外表面上设置有排泥花纹，所述排泥花纹能够将导泥轮胎上的淤泥排出导泥轮胎。

优选的，所述库房底部固定设置有限位件，所述限位件用于与所述牵引车的所述车轮接触，所述限位件用于在所述牵引车的所述驱动电机未工作时防止所述牵引车从所述库房内溜出。

优选的，一个所述库房用于设置两个所述绞车卷缆筒和两个所述牵引车，两个所述牵引车的朝向相反。

优选的，所述传感器阵列线缆为柔性充油缆。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的海底地形监测装置，包括库房、绞车卷缆筒、传感器阵列线缆和牵引车，绞车卷缆筒转动设置在库房内，传感器阵列线缆一端用于缠绕设置在绞车卷缆筒上，传感器阵列线缆的另一端固定设置在牵引车上，牵引车能够行驶出库房并带动传感器阵列线缆移动并将传感器阵列线缆铺设在水底。将牵引车直接设置在库房内，并且和传感器阵列线缆连接。在将库房投放至水底后，牵引车行驶出库房，通过牵引车将在库房中缠绕在绞车卷缆双的传感器阵列线缆牵引出库房并且铺设在水底，不需要再使用遥控无人潜水器将传感器阵列线缆从库房中牵出，省略了遥控无人潜水器的投放和遥控无人潜水器寻找库房的工作，从而提高了海底地形监测装置的作业效率。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中提供的海底地形监测装置的牵引车的结构示意图；

图2为本实用新型中提供的海底地形监测装置的库房的结构示意图。

图中：1-电机补偿皮囊；2-水密插件；3-排泥花纹；4-导泥轮胎；5-传感器阵列线缆固定扣；6-轮毂；7-卡爪；8-第二链轮；9-第一链轮；10-充油口；11-驱动轮轴；12-密封舱；13-框架；14-从动轮轴；15-牵引车；16-绞车卷缆筒；17-库房。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种海底地形监测装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高海底地形监测装置的作业效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例提供一种海底地形监测装置，如图1-2所示，包括库房17、绞车卷缆筒16、传感器阵列线缆和牵引车15，绞车卷缆筒16转动设置在库房17内，传感器阵列线缆一端用于缠绕设置在绞车卷缆筒16上，传感器阵列线缆的另一端固定设置在牵引车15上，牵引车15能够行驶出库房17并带动传感器阵列线缆移动并将传感器阵列线缆铺设在水底。将牵引车15直接设置在库房17内，并且和传感器阵列线缆连接。在将库房17投放至水底后，牵引车15行驶出库房17，通过牵引车15将在库房17中缠绕在绞车卷缆双的传感器阵列线缆牵引出库房17并且铺设在水底，不需要再使用遥控无人潜水器将传感器阵列线缆从库房17中牵出，省略了遥控无人潜水器的投放和遥控无人潜水器寻找库房17的工作，从而提高了海底地形监测装置的作业效率。

本实施例中，使用时，先将库房17投放至海底，再启动牵引车15向远离库房17的方向前进，牵引车15即可将缠绕在绞车卷缆筒16上的传感器阵列线缆牵引出库房17并铺设在海底，当需要将传感器阵列线缆回收至库房17时，转动绞车卷缆筒16并且启动牵引车15向靠近库房17的方向行走，绞车卷缆筒16即可将传感器阵列线缆重新缠绕在绞车卷缆筒16上，将传感器阵列线缆回收至库房17中。本实施例中还包括固定设置在库房17中，并且用于绞车卷缆筒16转动的绞车卷缆筒16驱动装置，绞车卷缆筒16驱动装置只要能够驱动绞车卷缆筒16转动即可。

本实施例中，牵引车15包括框架13、密封舱12、车轮、驱动电机和控制模块，密封舱12固定设置在框架13上，车轮转动设置在框架13下方，驱动电机和控制模块设置在密封舱12内，控制模块用于与驱动电机通信连接，控制模块用于控制驱动电机的工作状态，驱动电机用于与车轮传动连接并能够驱动车轮转动。控制模块用于与驱动电机通信连接，控制模块用于控制驱动电机正转和反转，从而实现牵引车15向远离库房17的方向行驶和实现牵引车15向靠近库房17的方向行驶，控制模块还能够控制驱动电机转动的速度，从而控制牵引车15行驶的速度。本实施例中，牵引车15的框架13上还固定设置有用于固定传感器阵列线缆的传感器阵列线缆固定扣5。

本实施例中，牵引车15还包括电机补偿皮囊1，电机补偿皮囊1用于对驱动电机进行压力补偿。由于水下驱动电机需要在深海使用，因此需要通过电机充油口10向内部充油，且通过电机补偿皮囊1进行压力补偿，本实施例中的电机补偿皮囊1与和驱动电机优选与专利申请号为CN201910764295.2的一种基于皮囊结构的深海压力补偿式充油电机中的皮囊结构相同。

本实施例中，牵引车15还包括水密插件2，水密插件2固定设置在密封舱12上，水密插件2一端与控制模块电连接，水密插件2另一端用于与传感器阵列线缆电连接，库房17内还设置有电源，传感器阵列线缆远离水密插件2的一端与电源电连接。

本实施例中，牵引车15还包括驱动轮轴11、从动轮轴14、链条、第一链轮9和第二链轮8，从动轮轴14与框架13的一端转动连接，从动轮轴14的每一端固定设置一个车轮，驱动轮轴11与框架13的另一端转动连接，轮轴上同轴固定设置有第一链轮9，轮轴的每一端固定设置一个车轮，第二链轮8固定设置在驱动电机的输出轴上，链条用于将第一链轮9和第二链轮8传动连接。本实施例中的链条为不锈钢传动连接，本实施例中的第一链轮9为铝合金传动链轮。

本实施例中，车轮包括轮毂6和卡爪7，轮毂6用于同轴套设在驱动轮轴11或从动轮轴14的端部，卡爪7用于与与驱动轮轴11或从动轮轴14的端部固定并将轮毂6与驱动轮轴11或从动轮轴14的端部固定。

本实施例中，轮毂6上套设有导泥轮胎4，导泥轮胎4的外表面上设置有排泥花纹3，排泥花纹3能够将导泥轮胎4上的淤泥排出导泥轮胎4。本实施例中的排泥花纹3只要能在导泥轮胎4转动的时候将导泥轮胎4上的淤泥向导泥轮胎4的侧面排出即可，本实施例中优选在导泥轮胎4外表面上设置人字形的花纹为排泥花纹3，在前进或后退过程中可通过导泥轮胎4上的人字型花纹将淤泥排出，从而可以增加车轮在淤泥中的运动能力。在布放时，牵引车15主要依靠前驱动轮轴11上的车轮驱动，增加了牵引车15出库和入库的稳定性；牵引车15运动方向单一，没有设置转向部件，有利于确保阵列方向与装置的主体方向严格垂直，从而降低地形沉降计算误差。本实施例中的导泥轮胎4为橡胶导泥轮胎4。

本实施例中，库房17底部固定设置有限位件，限位件用于与牵引车15的车轮接触，限位件用于在牵引车15的驱动电机未工作时防止牵引车15从库房17内溜出。

本实施例中，一个库房17用于设置两个绞车卷缆筒16和两个牵引车15，两个牵引车15的朝向相反。本实施例中，使用牵引小车实现至少两条传感器阵列线缆的布放和回收，可有效提高海底地形监测装置的作业效率。本实施例中，传感器阵列线缆为柔性充油缆。牵引车15通过传感器阵列线缆连接库房17中的电源，由库房17进行控制和电源管理，牵引车15上不携带电源，从而减小牵引车15的质量，以防止牵引车15陷入海底的淤泥中，同样可减小电机的扭矩和功耗，以减小牵引车15工作所需的电池容量，进一步提升海底地形监测装置的连续工作时长。本实施例中的柔性充油缆与专利申请号为CN202110067154.2的一种多节点传感器阵列结构及其数据采集及灾害预警装置中的多节点传感器阵列结构相同；本实施例中的柔性充油缆包括多个传感器舱，传感器舱内设置有传感器，不同的传感器舱内的传感器之间通过线缆连接组网，每个传感器舱外壁均设置有第一轴向孔，第一轴向孔内贯穿并固定有钢丝，钢丝将多个传感器舱串联，并能够进行卷绕。进一步的，传感器舱的两侧对称设置有钢丝。进一步的，传感器舱端部设置有连接传感器的第一水密接插件，第一水密接插件通过水密缆连接组网，传感器舱套设在防水软管内，防水软管内充油。进一步的，传感器舱之间设置有配重块，配重块设置有第二轴向孔，钢丝贯穿并固定在第二轴向孔内。进一步的，柔性充油缆包括缆头，缆头设置有第三轴向孔，钢丝穿入并固定在第三轴向孔，缆头的另一端连接有把手。本实施例将传感器设置在防水软管内，并在防水软管内充油，能够使得传感器节点更加方便进行拓展并整体组网，有利于传感器阵列实施收放，提高使用效率。

本实施例中，海底地形监测装置的使用过程为，首先，装有牵引车15和传感器阵列线缆的库房17通过科考船上的钢缆布放至海底表面，待库房17着陆稳定后回收吊放钢缆。并使用声通讯机与牵引车15上的控制模块建立联系。此时牵引车15位于库房17中，牵引车15的车轮被限位件限位。

当传感器阵列线缆需要布放时，通过声通讯机向水下的牵引车15上的控制模块发送控制驱动电机正转的指令。驱动电机带动不锈钢传动链条和铝合金传动齿轮正向匀速转动，此时牵引车15配合绞车卷缆筒16驱动装置拖动传感器阵列线缆进行匀速直线运动，一段时间后传感器阵列线缆被拉出库房17且紧贴海底表面布放，此时使用声通讯机向牵引车15上的控制模块发送停止命令，牵引车15停止运动。传感器阵列线缆开始监测海底地形。

当海底地形监测装置完成任务需要回收至科考船时，传感器阵列线缆需要回收。此时首先利用声通讯机驱动绞车上的卷缆筒反转开始回收传感器阵列线缆，然后启动牵引车15上的驱动电机使牵引车15向库房17行驶，以减小回收阻力，配合绞车卷缆筒16驱动装置回收传感器阵列线缆，直至传感器阵列线缆完全回收至绞车卷缆筒16后，先停止绞车卷缆筒16驱动装置；待牵引车15完全入库后，停止牵引车15的驱动电机。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种海底地形监测装置，其特征在于：包括库房、绞车卷缆筒、传感器阵列线缆和牵引车，所述绞车卷缆筒转动设置在所述库房内，所述传感器阵列线缆一端用于缠绕设置在所述绞车卷缆筒上，所述传感器阵列线缆的另一端固定设置在所述牵引车上，所述牵引车能够行驶出所述库房并带动所述传感器阵列线缆移动并将所述传感器阵列线缆铺设在水底。

2.根据权利要求1所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述牵引车包括框架、密封舱、车轮、驱动电机和控制模块，所述密封舱固定设置在所述框架上，所述车轮转动设置在所述框架下方，所述驱动电机和所述控制模块设置在所述密封舱内，所述控制模块用于与所述驱动电机通信连接，所述控制模块用于控制所述驱动电机的工作状态，所述驱动电机用于与所述车轮传动连接并能够驱动所述车轮转动。

3.根据权利要求2所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述牵引车还包括电机补偿皮囊，所述电机补偿皮囊用于对所述驱动电机进行压力补偿。

4.根据权利要求2所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述牵引车还包括水密插件，所述水密插件固定设置在所述密封舱上，所述水密插件一端与所述控制模块电连接，所述水密插件另一端用于与所述传感器阵列线缆电连接，所述库房内还设置有电源，所述传感器阵列线缆远离所述水密插件的一端与所述电源电连接。

5.根据权利要求4所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述牵引车还包括驱动轮轴、从动轮轴、链条、第一链轮和第二链轮，所述从动轮轴与所述框架的一端转动连接，所述从动轮轴的每一端固定设置一个所述车轮，所述驱动轮轴与所述框架的另一端转动连接，所述轮轴上同轴固定设置有第一链轮，所述轮轴的每一端固定设置一个所述车轮，所述第二链轮固定设置在所述驱动电机的输出轴上，所述链条用于将所述第一链轮和所述第二链轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述车轮包括轮毂和卡爪，所述轮毂用于同轴套设在所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部，所述卡爪用于与所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部固定并将所述轮毂与所述驱动轮轴或所述从动轮轴的端部固定。

7.根据权利要求6所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述轮毂上套设有导泥轮胎，所述导泥轮胎的外表面上设置有排泥花纹，所述排泥花纹能够将导泥轮胎上的淤泥排出导泥轮胎。

8.根据权利要求2所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述库房底部固定设置有限位件，所述限位件用于与所述牵引车的所述车轮接触，所述限位件用于在所述牵引车的所述驱动电机未工作时防止所述牵引车从所述库房内溜出。

9.根据权利要求2所述的海底地形监测装置，其特征在于：一个所述库房用于设置两个所述绞车卷缆筒和两个所述牵引车，两个所述牵引车的朝向相反。

10.根据权利要求2所述的海底地形监测装置，其特征在于：所述传感器阵列线缆为柔性充油缆。

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