專利名稱：海底平臺的投放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及深海海底觀測設(shè)備的改進(jìn)，具體講是一種海底平臺的投放裝置。該裝置在深海投放海底觀測設(shè)備系統(tǒng)時，能夠通過在甲板上對海底狀況進(jìn)行現(xiàn)場實時的可視化監(jiān)控，以選擇合適的投放地點，從而保證水下觀測設(shè)備能準(zhǔn)確和安全的置放在海底。其屬于深海海底定點觀測設(shè)備系統(tǒng)的投放和著路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在深海中的長期海底綜合參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用中，海底定點探測平臺主要采用無纜投放和有纜投放兩種技術(shù)。無纜投放技術(shù)(既盲投)是將觀測平臺從甲板投入海水中，利用平臺自身的重力在海水中進(jìn)行自由下降運動，直到觀測設(shè)備到達(dá)海底底部。該方法投放操作簡單，便于船上作業(yè)?？墒窃摲椒ǖ闹伏c受當(dāng)時海流控制，其著路點具有很大的盲目性。并且對監(jiān)測系統(tǒng)著路時的狀態(tài)無法進(jìn)行實時監(jiān)控，容易引發(fā)因海底地形原因造成觀測設(shè)備的傾倒而損壞測量設(shè)備，或引起設(shè)備的回收失敗的事故。另一種投放技術(shù)是90年代起興起的有纜投放，如由歐洲共同體合作研制的海底綜合觀測系統(tǒng)。其采用配有推進(jìn)器的投放設(shè)備，利用投放設(shè)備上的攝像機和人工控制的推進(jìn)器進(jìn)行著路位置選擇。選擇完畢后，通過鎧裝投放纜發(fā)送指令使投放設(shè)備與觀測平臺脫離。該系統(tǒng)具有選擇投放地點針對性強，自動化程度高等優(yōu)點。可是也存在著對投放船只的裝備要求高(考察船上必須擁有原深海電纜供電源和信號傳輸?shù)逆z裝纜絞車)，不易于普通調(diào)查船上作業(yè)等缺點。這就嚴(yán)重地制約著常規(guī)深海調(diào)查工作的開展。因此對觀測系統(tǒng)的著路是否安全還存在一定的盲目性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述投放技術(shù)的優(yōu)缺點，為了提高海底觀測系統(tǒng)著路時的安全和可靠性，節(jié)約了深海調(diào)查改造費用，充分利用了現(xiàn)有調(diào)查船的設(shè)備，為深海海底作業(yè)提供了新的技術(shù)支撐手段，而設(shè)計一種新型的海底平臺的投放裝置。該裝置要采用高功率的水下聲信號傳輸裝置，結(jié)合普通絞車的有纜投放技術(shù)和水下攝像技術(shù)，實現(xiàn)深海水下圖像信號的無纜遠(yuǎn)距離傳輸。利用水下聲學(xué)換能器和數(shù)字信號處理技術(shù)，將水下聲學(xué)通信技術(shù)和水下攝像設(shè)備集成在投放架上，對投放地點進(jìn)行選擇和將觀測設(shè)備系統(tǒng)的安全投放。
本實用新型的任務(wù)是由以下技術(shù)方案完成的，研制了一種海底平臺的投放裝置，其包括設(shè)有吊環(huán)的投放框架，設(shè)置在該框架內(nèi)的自動控制單元。在該框架的重心處還固定有承重支桿，該支桿下端通過鉸鏈鉸接有活動鉤桿，在該框架內(nèi)的底橫梁上架設(shè)有由牽引制動機構(gòu)控制的平動托鉤；當(dāng)活動鉤桿的鉸鏈外端被平動托鉤的鉤桿插托到該鉤桿的鉸鏈外端下面時，構(gòu)成一搭接掛鉤，該掛鉤可直接連接或通過纜繩及其兩端的掛纜套連接在海底觀測平臺的吊環(huán)與該投放框架之間；當(dāng)平動托鉤的鉤桿被牽引而脫離活動鉤桿的鉸鏈外端時，即該鉤桿的鉸鏈外端由其自重處于垂直狀態(tài)時，該吊環(huán)或該繩纜的掛纜套便自動脫離該掛鉤，形成海底觀測平臺與該投放框架之間的脫鉤狀態(tài)。
所述的平動托鉤，其形狀或呈直角形，或呈銳角形。
所述的平動托鉤，控制其的牽引制動機構(gòu)包括架設(shè)在投放框架內(nèi)兩底橫梁上的移動滑桿，牽引制動該滑桿的彈簧和聲學(xué)釋放器；其中，與該滑桿中部連固的卡環(huán)可以脫離或鎖定在聲學(xué)釋放器上，兩支彈簧對稱安裝在該卡環(huán)兩側(cè)的該滑桿上，兩支彈簧的另一端固定在投放框架的側(cè)邊框上；與該滑桿中部垂直相連的平動托鉤在該卡環(huán)脫離聲學(xué)釋放器時，隨彈簧力而平動脫離活動鉤桿的鉸鏈外端。
所述的移動滑桿，在該卡環(huán)兩側(cè)的該滑桿上還對稱安裝有緩沖擺桿。
所述的投放框架，在該框架的外支腿上，還設(shè)置有水下攝像機。
所述的投放框架，在該框架內(nèi)還設(shè)置有水下聲應(yīng)答器和水下聲學(xué)調(diào)治解調(diào)器。
本實用新型的優(yōu)點是通過海水介質(zhì)實現(xiàn)聲信號的長距離傳輸，其垂直傳輸距離可達(dá)10000米。由于將水下攝像機的圖像信號以無線的形式實時傳到調(diào)查船的聲信號接受裝置，并由聲學(xué)接收裝置將接收到的信號還原成實時的水下環(huán)境圖像，所以實現(xiàn)了水下圖像傳輸模式。由于采用寬分散波譜技術(shù)，使信號傳輸誤嗎率小于10-7，基本達(dá)到了有纜信號傳輸?shù)木取Ｓ捎诨顒鱼^桿與平動托鉤的插托而構(gòu)成了的搭接掛鉤裝置，又由于采用聲學(xué)釋放器在水平方向上控制兩根彈簧既減少了垂直方向的高度，又合理的利用了投放設(shè)備的有效空間。同時改變了傳統(tǒng)的由釋放器直接與負(fù)重相連而引起的對負(fù)重重量的限制。使用小于一噸負(fù)重的釋放器既可進(jìn)行重量達(dá)幾噸的海底定點觀測系統(tǒng)。
附圖及其實施例本實用新型的實施例結(jié)合
如下圖1為海底平臺的投放裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為海底平臺的投放裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖3為應(yīng)用本投放裝置實施投放海底平臺操作的示意圖。
圖4為水下圖像通信系統(tǒng)與本投放裝置的通信應(yīng)用示意圖。
參見圖1——4，制成的海底平臺的投放裝置，其包括設(shè)有吊環(huán)4的投放框架3，設(shè)置在該框架3內(nèi)的自動控制單元6。在該框架3的重心處還固定有承重支桿9，該支桿9下端通過鉸鏈鉸接有活動鉤桿10，在該框架3內(nèi)的底橫梁18上架設(shè)有由牽引制動機構(gòu)2-12控制的平動托鉤11；當(dāng)活動鉤桿10的鉸鏈外端被平動托鉤11的鉤桿插托到該鉤桿10的鉸鏈外端下面時，構(gòu)成一搭接掛鉤9-10-11，該掛鉤9-10-11可直接連接或通過纜繩18及其兩端的掛纜套19連接在海底觀測平臺17的吊環(huán)(圖中未畫出)與該投放框架3之間；當(dāng)平動托鉤11的鉤桿被牽引而脫離活動鉤桿10的鉸鏈外端時，即該鉤桿10的鉸鏈外端由其自重處于垂直狀態(tài)時，該吊環(huán)(圖中未畫出)或該繩纜18的掛纜套19便自動脫離該掛鉤9-10-11，形成海底觀測平臺17與該投放框架3之間的脫鉤狀態(tài)。也就是說，在不受約束狀態(tài)下，活動鉤桿10受重力作用可以處于垂直狀態(tài)。投放海底觀測平臺17前，將掛纜套19放到活動鉤桿10上并將其10置于水平位置，然后將平動托鉤11拉到活動鉤桿10的下面即形成一搭接掛鉤9-10-11的結(jié)構(gòu)。
所述的平動托鉤11，其形狀或呈直角形，或呈銳角形。
所述的平動托鉤11，控制其的牽引制動機構(gòu)包括架設(shè)在投放框架3內(nèi)兩底橫梁20上的移動滑桿16，牽引制動該滑桿16的彈簧2和聲學(xué)釋放器8；其中，與該滑桿16中部連固的卡環(huán)5可以脫離或鎖定在聲學(xué)釋放器8上，兩支彈簧2對稱安裝在該卡環(huán)5兩側(cè)的該滑桿16上，兩支彈簧2的另一端固定在投放框架3的側(cè)邊框21上；與該滑桿16中部垂直相連的平動托鉤11在該卡環(huán)5脫離聲學(xué)釋放器8時，隨彈簧力而平動脫離活動鉤桿10的鉸鏈外端。
在投放海底觀測平臺17前，由于聲學(xué)釋放器8是通過與彈簧2相連的卡環(huán)5與彈簧2連接的，并且卡環(huán)5可以鎖定或脫離于聲學(xué)釋放器8上的。這樣，當(dāng)聲學(xué)釋放器8鎖定卡環(huán)5時，該卡環(huán)5連固的移動滑桿16即被鎖定，與該滑桿16中部垂直相連的平動托鉤11就被鎖定。在進(jìn)行海底觀測平臺17的投放時，即海底觀測平臺17與該投放框架3之間脫鉤時，聲學(xué)釋放器8先執(zhí)行脫鉤動作，其8與卡環(huán)5的連接先被打開，移動滑桿16及其連固的平動托鉤11因受彈簧2的收縮彈力作用而被拉向左邊，既形成如圖3所示的狀態(tài)。由于該平動托鉤11發(fā)生水平移動，而使活動鉤桿10失去平動托鉤11的支撐而由其自重處于垂直狀態(tài)。這樣即可使得被投放的海底觀測平臺17上的掛纜套19自動脫離，形成脫鉤動作，完成投放海底觀測平臺17的任務(wù)。
所述的移動滑桿16，在該卡環(huán)5兩側(cè)的該滑桿16上還對稱安裝有緩沖擺桿15。該擺桿15是用于緩沖因彈簧2產(chǎn)生的慣性，保證水平移動的移動滑桿16及其連固的平動托鉤11能夠移動平緩可靠。由于移動滑桿16與平動托鉤11是連為一體的，而且移動滑桿16又是滑動架設(shè)在兩底橫梁20上。所以該投放的海底觀測平臺17的重量，是通過平動托鉤11和移動滑桿16及其兩底橫梁20來承擔(dān)的，而且移動滑桿16承擔(dān)的力主要轉(zhuǎn)換到兩底橫梁20上。因此本實用新型的牽引制動機構(gòu)是將單一的受力，轉(zhuǎn)換成多點受力，提高了牽引制動機構(gòu)的承受載荷的能力，使得聲學(xué)釋放器8所承受的載荷主要是水平方向上的彈簧2產(chǎn)生的拉力，而不是直接承擔(dān)被投放的海底觀測平臺17設(shè)備龐大的重力，因此保證了本投放裝置的通用性。因為原聲學(xué)釋放器8的脫鉤動作采用電動機進(jìn)行脫鉤操作，因此原來對其8所能承受的大載荷的原聲學(xué)釋放器的制造要求是很高的，其8成本也是昂貴的。
所述的投放框架3，在該框架3的外支腿13上，還設(shè)置有水下攝像機1。
所述的投放框架3，在該框架3內(nèi)還設(shè)置有水下聲應(yīng)答器7和水下聲學(xué)調(diào)治解調(diào)器12。為進(jìn)一步說明本投放裝置的實際應(yīng)用，圖4是水下與船上進(jìn)行通訊的應(yīng)用實例。通過船上的水面聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器22來接受由水下聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器12發(fā)送過來的圖像壓縮信號。該壓縮信號經(jīng)計算機進(jìn)行圖像還原后在顯示器上顯示并同時儲存在計算機硬盤中供分析用。水面聲換能器14是與水下聲學(xué)應(yīng)答器7相連的。通過該水面聲換能器14向水下聲學(xué)應(yīng)答器7發(fā)送脫鉤指令。利用這對聲學(xué)應(yīng)答器7——14解決了水下聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器7在數(shù)據(jù)傳輸中無法執(zhí)行數(shù)據(jù)的接受任務(wù)。本投放裝置所設(shè)置的聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器7，其覆蓋角為60°至80°，可以基本上覆蓋了由海流或船只移動所引起的位置變化。
總之，本投放裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，深海操作簡單，便于深海水下實驗的推廣；其次，由于采用了信號的無線傳輸技術(shù)，節(jié)約了海洋調(diào)查船的設(shè)備改造費用，提高了海底綜合觀測設(shè)備投放的準(zhǔn)確性?？捎糜诟鞣N深海水下觀測任務(wù)例如溫，鹽、深的梯度變化及水樣采集等綜合調(diào)查任務(wù)中，豐富了科研調(diào)查和海洋工程技術(shù)的立體可視化手段。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會理解，在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)，對于上述實施例進(jìn)行修改，添加和替換都是可能的，其都沒有超出本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種海底平臺的投放裝置，其包括設(shè)有吊環(huán)的投放框架，設(shè)置在該框架內(nèi)的自動控制單元，其特征在于在該框架的重心處還固定有承重支桿，該支桿下端通過鉸鏈鉸接有活動鉤桿，在該框架內(nèi)的底橫梁上架設(shè)有由牽引制動機構(gòu)控制的平動托鉤；當(dāng)活動鉤桿的鉸鏈外端被平動托鉤的鉤桿插托到該鉤桿的鉸鏈外端下面時，構(gòu)成一搭接掛鉤，該掛鉤可直接連接或通過纜繩及其兩端的掛纜套連接在海底觀測平臺的吊環(huán)與該投放框架之間；當(dāng)平動托鉤的鉤桿被牽引而脫離活動鉤桿的鉸鏈外端時，即該鉤桿的鉸鏈外端由其自重處于垂直狀態(tài)時，該吊環(huán)或該繩纜的掛纜套便自動脫離該掛鉤，形成海底觀測平臺與該投放框架之間的脫鉤狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海底平臺的投放裝置，其特征在于所述的平動托鉤，其形狀或呈直角形，或呈銳角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述海底平臺的投放裝置，其特征在于所述的平動托鉤，控制其的牽引制動機構(gòu)包括架設(shè)在投放框架內(nèi)兩底橫梁上的移動滑桿，牽引制動該滑桿的彈簧和聲學(xué)釋放器；其中，與該滑桿中部連固的卡環(huán)可以脫離或鎖定在聲學(xué)釋放器上，兩支彈簧對稱安裝在該卡環(huán)兩側(cè)的該滑桿上，兩支彈簧的另一端固定在投放框架的側(cè)邊框上；與該滑桿中部垂直相連的平動托鉤在該卡環(huán)脫離聲學(xué)釋放器時，隨彈簧力而平動脫離活動鉤桿的鉸鏈外端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述海底平臺的投放裝置，其特征在于所述的移動滑桿，在該卡環(huán)兩側(cè)的該滑桿上還對稱安裝有緩沖擺桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述海底平臺的投放裝置，其特征在于所述的投放框架，在該框架的外支腿上，還設(shè)置有水下攝像機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述海底平臺的投放裝置，其特征在于所述的投放框架，在該框架內(nèi)還設(shè)置有水下聲應(yīng)答器和水下聲學(xué)調(diào)治解調(diào)器。
專利摘要本實用新型是一種海底平臺的投放裝置，其包括設(shè)有吊環(huán)的投放框架，設(shè)置在該框架內(nèi)的自動控制單元。在該框架的重心處還固定有承重支桿，該支桿下端通過鉸鏈鉸接有活動鉤桿，在該框架內(nèi)的底橫梁上架設(shè)有由牽引制動控制的平動托鉤；當(dāng)活動鉤桿的鉸鏈外端被平動托鉤的鉤桿插托到該鉤桿的鉸鏈外端下面時，構(gòu)成搭接掛鉤。該掛鉤可直接連接或通過纜繩及其掛纜套連接在平臺的吊環(huán)與該投放框架之間。本投放裝置將水下聲學(xué)通信技術(shù)和水下攝像設(shè)備集成在投放架上，對投放地點選擇并將觀測設(shè)備安全投放，提高了觀測系統(tǒng)著路的安全性和可靠性，節(jié)約了深海調(diào)查改造費用，充分利用現(xiàn)有調(diào)查船，為深海海底作業(yè)提供了新的技術(shù)支撐手段。
文檔編號B63B27/26GK2680574SQ200420007428
公開日2005年2月23日 申請日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者李思忍, 于新生, 曹志敏 申請人:中國海洋大學(xué)