阅读说明：本技术 海床基监测系统 (Seabed-based monitoring system ) 是由 温琦 刘作绩 吕明东 张琦 马冠丰 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于水下观测作业设备的技术领域,涉及一种海床基监测系统。一种海床基监测系统,包括坐底装置和观测装置,所述观测装置和所述坐底装置可拆卸连接,所述观测装置还连接有主动助力装置,所述主动助力装置用于使得所述观测装置与所述坐底装置脱离。解决了搭载设备与海底基脱离操作不可靠的技术问题,达到了明显提高观测装置脱离坐底装置的能力的技术效果。(The invention belongs to the technical field of underwater observation operation equipment, and relates to a seabed base monitoring system. The seabed base monitoring system comprises a base sitting device and an observation device, wherein the observation device is detachably connected with the base sitting device, the observation device is further connected with an active power assisting device, and the active power assisting device is used for enabling the observation device to be separated from the base sitting device. The technical problem that the operation of separating the carrying equipment from the seabed is unreliable is solved, and the technical effect of obviously improving the capability of separating the observation device from the seabed setting device is achieved.)

海床基监测系统

技术领域

本发明属于水下观测作业设备的技术领域，具体而言，涉及一种海床基监测系统。

背景技术

海洋对人类的生存和发展有着举足轻重的作用。随着我国对海洋资源的勘查、开发，水下观测仪器的应用日益增多。由于作业环境复杂，条件苛刻，传统的甲板绞车以及潜标系统已不能适应这一特殊环境使用要求。

目前对深水环境的监测手段还不完善，各种传统技术手段获取的数据有限，因此大深度近底原位观测数据的采集就显得尤为重要。然而各类观测仪器，必须先集成在一个可以为其提供保护，并具有回收功能的搭载平台上，才能实现其功能。为了探索和开发海洋并保护海洋权益，各国投入了大量人力、物力进行水下原位观测平台技术的研发。

传统的水下近底原位观测平台主要包括潜标和海床基两种。潜标通常由浮体、挂接仪器设备的缆绳、声学释放器及其下连接的配重组成，优点在于：投放作业难度小，下水后不存在落底姿态不良的问题，搭载能力强，可挂接多种设备，打捞回收容易；缺点在于：观测设备距离海床较远。海床基通常由安装有仪器设备的支架、声学释放器、回收缆绳、配重组成，优点在于：搭载的设备能够贴近海床进行观测；缺点在于：投放时难以保证其落底姿态，一旦倾覆或陷入淤泥之中则很难回收；回收时需要用起重装置通过回收缆绳将其拉起，作业难度较大。

现在，虽然有的方案中，是通过在搭载的设备中设置浮体，以使得搭载的设备所受到的浮力大于其自身的重力。但是这样的方案中，如果设备上的淤泥较多，导致搭载设备的所受到的浮力不足以抬起设备本身和设备上的淤泥的重量，或者淤泥等沉积物进入到待在的设备和海底基之间，或者由于落到海底时的姿态并不理想，供设备与海底基脱离的角度与竖直方向偏离较大，浮力也并不足以克服相应的摩擦阻力，就会使得搭载的设备无法从海底基上脱离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海床基监测系统，能够解决背景技术中提到的搭载设备与海底基脱离操作不可靠的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种海床基监测系统，包括坐底装置和观测装置，所述观测装置和所述坐底装置可拆卸连接，所述观测装置还连接有主动助力装置，所述主动助力装置用于使得所述观测装置与所述坐底装置脱离。

通过设置主动助力装置，可以在观测装置与坐底装置需要脱离时，主动对观测装置施加使得观测装置与坐底装置脱离的作用力，而不是使观测装置仅仅被动地依靠浮体产生的浮力来使其上浮，从而明显提高了观测装置脱离坐底装置的能力，极大地减小了坐底装置姿态不佳或淤泥塞住缝隙或淤泥增加观测装置重量而导致观测装置无法脱离坐底装置的可能性。

在可选的实施方式中，所述主动助力装置包括弹性蓄能组件。

在可选的实施方式中，所述弹性蓄能组件包括压缩性弹性部件，所述压缩性弹性部件穿在导杆上，所述导杆上还穿有螺旋调节部件，所述螺旋调节部件与所述导杆螺纹连接，所述螺旋调节部件用于向所述压缩性弹性部件施加使得所述压缩性弹性部件缩短的压力。

在可选的实施方式中，所述主动助力装置包括推进器组件，所述推进器组件安装在所述观测装置上，所述推进器组件用于向所述坐底装置施加推力。

在可选的实施方式中，还包括锁定装置，所述锁定装置用于阻挡所述主动助力装置使得所述观测装置与所述坐底装置脱离。

在可选的实施方式中，所述锁定装置包括转杆，所述转杆通过支撑轴与所述坐底装置转动连接，所述转杆的两端分别通过拉力传递体各自与释放器连接，位于所述转杆的两端的所述拉力传递体均与所述转杆的同一侧连接。

在可选的实施方式中，所述转杆的每一端的下表面均设有凹槽，所述拉力传递体与所述凹槽抵接。

在可选的实施方式中，所述支撑轴安装在下护罩上，所述下护罩的下端安装在安装板上，所述安装板安装在坐底装置上，所述下护罩的上端安装在底板上，所述底板与所述观测装置连接，所述底板上还安装有隔离罩，所述释放器设置在所述隔离罩的上端的开口处中。

在可选的实施方式中，所述下护罩与所述底板之间设有密封垫。

在可选的实施方式中，所述观测装置还设置有绳舱，所述绳舱中设置有缆绳，所述缆绳的一端与所述观测装置连接，所述缆绳的另一端与所述坐底装置连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的海底基观测系统的剖视结构示意图；

图2为图1的左视图，其中部分采用了局部剖视的表示方法；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的将防护罩与底板连接的局部示意图；

图5为图1的弹性蓄能组件的局部结构示意图。

图标：11-坐底装置；12-观测装置；13-浮体；14-多普勒流量计；15-声学释放器；16-信标；17-倾角仪；18-盐温深测量系统；19-推进器组件；20-锚链；21-转杆；22-支撑轴；23-下护罩；24-密封垫；25-安装板；26-隔离罩；27-底板；28-调节螺母；29-垫圈；30-碟形弹簧；31-导杆；32-导套；33-U形开口卡；34-紧固螺母；35-电源；36-缆绳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“第一类”、“第二类”、“第三类”等仅用于区分，对于同类的部件或特征统一进行描述，意味着该部件或特征的数量可以是多个，但是并不否认该部件或特征的数量可以为一个。

此外，“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

如图1-图5所示，本实施例提供一种海床基监测系统，包括坐底装置11和观测装置12，观测装置12和坐底装置11可拆卸连接，观测装置12还连接有主动助力装置，主动助力装置用于使得观测装置12与坐底装置11脱离。

通过设置主动助力装置，可以在观测装置12与坐底装置11需要脱离时，主动对观测装置12施加使得观测装置12与坐底装置11脱离的作用力，而不是使观测装置12仅仅被动地依靠浮体13产生的浮力来使其上浮，从而明显提高了观测装置12脱离坐底装置11的能力，极大地减小了坐底装置11姿态不佳或淤泥塞住缝隙或淤泥增加观测装置12重量而导致观测装置12无法脱离坐底装置11的可能性。

在可选的实施方式中，主动助力装置包括弹性蓄能组件。

采用弹性蓄能组件来做主动助力装置，可以在需要将观测装置12与坐底装置11脱离时，释放弹性蓄能组件因为弹性形变而产生的弹性势能，能量释放动作快，反应迅速。而且，采用弹性蓄能组件储存弹性势能，不仅其储存的能量密度高，可以提供较大的脱离用的作用力，而且其储存的弹性势能和脱离时初始作用力大小可以方便地根据需要调节，以适应各种不同的具体工况。

具体如图4所示，在可选的实施方式中，弹性蓄能组件包括压缩性弹性部件，压缩性弹性部件穿在导杆31上，导杆31上还穿有螺旋调节部件，螺旋调节部件与导杆31螺纹连接，螺旋调节部件用于向压缩性弹性部件施加使得压缩性弹性部件缩短的压力。

通过设置螺旋调节部件于导杆31上，可以改变压缩性弹性部件在被压缩时所受到的压力，从而便于为压缩性弹性部件确定一个合适的压缩程度，以便为观测装置12的脱离提供适当的作用力。

具体的，在本实施例中，弹性蓄能组件还包括导套32，导套32与坐底装置11固定连接，导杆31与观测装置12固定连接，导杆31的上部设置有外螺纹段，螺旋调节部件包括调节螺母28和垫圈29，压缩性弹性部件包括串列设置的穿在导杆31上的碟形弹簧30，调节螺母28与导杆31上的外螺纹段螺纹连接，垫圈29被调节螺母28和碟形弹簧30夹持，而碟形弹簧30的上端和下端分别与垫圈29和导套32的底部抵接。

特别的，在本实施例中，观测装置12通过两套声学释放器15分别通过锚链20与转杆21的两端连接时，可以通过调节碟形弹簧30的高度而使得两个锚链20的下端等高，以使得转杆21保持水平。

在可选的实施方式中，主动助力装置包括推进器组件19，推进器组件19安装在观测装置12上，推进器组件19用于向坐底装置11施加推力。

设置推进器向坐底装置11施加推力，可以利用坐底装置11的反作用力，推动推进器组件19和观测装置12脱离，也可以实现主动地助力释放观测装置12。

具体的，推进器包括液压马达、柱塞泵和推杆，液压马达与柱塞泵的输入端连接，柱塞泵的输出油路端与推杆传动连接，具体的，可以在电源35的带动下，由液压泵将电能转化为液压能，液压马达将液压能转化为机械能，利用柱塞泵的吸油回路与压油回路带动推杆进行往复运动。具体的，柱塞泵可以为直轴式轴向柱塞泵。

在可选的实施方式中，还包括锁定装置，锁定装置用于阻挡主动助力装置使得观测装置12与坐底装置11脱离。

通过设置锁定装置，可以在不需要将观测装置12释放时阻挡主动助力装置施加作用力，从而保证观测装置12可以可靠连接在坐底装置11上。

在可选的实施方式中，锁定装置包括转杆21，转杆21通过支撑轴22与坐底装置11转动连接，转杆21的两端分别通过拉力传递体各自与释放器连接，位于转杆21的两端的拉力传递体均与转杆21的同一侧连接。

通过设置在转杆21的两端的同一侧分别设置拉力传递体，当一端的拉力传递体被释放器释放时，另一端的拉力传递体会带动转杆21转动，当转杆21转动到一定角度时，另一端的拉力传递体则可以与转杆21脱离，观测装置12可以与坐底装置11消除连接，从而观测装置12可以在主动助力装置的作用下释放。而且采用上述结构，可以使得任何一个释放器释放拉力传递体时，都可以让另一端的锚链20与转杆21脱离，不只依赖于某一端的释放器动作才可以完成解锁动作，有利于提高解锁动作的可靠性。

具体的，在本实施例中，转杆21的两端分别为直杆部，直杆部通过一U形开口卡33与固定安装的支撑轴22转动连接，U形开口卡33可以与支撑轴22之间相对转动，两个直杆部中的每个直杆部分别与U形开口卡33的一臂固定连接。拉力传递体为锚链20，每一根锚链20的最下方一环套在直杆部的外端，更具体的，锚链20的最下方一环的内表面与直杆部的图示中的下表面抵接。由于锚链20的最下方一环仅仅是与直杆部的下表面抵接，所以当一端的锚链20不对转杆21施加作用力时，转杆21发生转动，另一端的转杆21就可以与另一端的锚链20脱离。由于U形开口卡33是具有开口的，所以当完全失去两侧的绷紧的锚链20的约束后，转杆21是可以从支撑轴22上脱落的。

释放器在本实施例中可以为声学释放器15；声学释放器15的下端的挂钩部勾住锚链20最上方一环。

在可选的实施方式中，转杆21的每一端的下表面均设有凹槽，拉力传递体与凹槽抵接。

通过设置凹槽，可以使得拉力传递体在传递拉力时可以限制拉力传递体的与转杆21的连接端在转杆21上的位置，不会意外地从转杆21上滑出，保证了锁定的可靠性。而当转杆21转动，凹槽与释放器的距离缩小，拉力传递体松弛，拉力传递体的下端与凹槽的静摩擦力消失，拉力传递体可以从凹槽中脱出。

在可选的实施方式中，支撑轴22安装在下护罩23上，下护罩23的下端安装在安装板25上，安装板25安装在坐底装置11上，下护罩23的上端安装在底板27上，底板27与观测装置12连接，底板27上还安装有隔离罩26，释放器设置在隔离罩26的上端的开口处中。

通过设置下护罩23和隔离罩26，可以将锁定装置中的活动部件与外界隔离，将淤泥隔离在下护罩23和隔离罩26之外的空间，避免淤泥进入下护罩23和隔离罩26内而导致转杆21无法动作，不但能够为转杆21的转动提供足够的空间，而且可以接住坠落的转杆21，防止转杆21遗失。

具体如图5所示，在可选的实施方式中，下护罩23与底板27之间设有密封垫24。具体的，在本实施例中，可以通过紧固件和紧固螺母34将下护罩23、密封垫24与底板27紧固。

通过设置密封垫，可以有效的密封底板27，以防止海水从观测装置12的底部渗入。

在可选的实施方式中，观测装置12还设置有绳舱，绳舱中设置有缆绳36，缆绳36的一端与观测装置12连接，缆绳36的另一端与坐底装置11连接。

通过在观测装置12中设置绳舱，可以在先行回收观测装置12之后，再通过缆绳36将坐底装置11拽起，打捞坐底装置11。

此外，观测装置12中还设置了浮体13，本实施例中的浮体13可以提供80kgf的浮力。观测装置12中也安装了多普勒流量计14、信标16、倾角仪17、盐温深测量系统18(CTD,Conductivity,Temperature,Depth)。

本实施例的动作原理为：

在装配本实施例的海床基监测系统时，将转杆21的U形开口卡33从下方套在支撑轴22上，将两根锚链20的最下方一环分别挂在转杆21两端的凹槽中，将两根锚链20的最上方一环分别挂在声学释放器15的挂钩部上。将观测装置12的导杆31***到碟形弹簧30中，并且通过旋转调节螺母28，可以调节导杆31相对于坐底装置11的相对位置，从而调节观测装置12的俯仰，以保证转杆21可以保持水平且锚链20可以被张紧。碟形弹簧30因受到观测装置12的重量的作用初步被压缩，然后可以进一步的旋转调节螺母28使得碟形弹簧30预紧，储存弹性势能。由于锚链20勾住转杆21两端，支撑轴22将向下作用力通过U形开口卡33传递给转杆21，所以保证观测装置12不会被碟形弹簧30弹出。

当需要从坐底装置11中释放观测装置12时，其中一个声学释放器15的挂钩部与锚链20的最上方一环脱离，例如图中右侧的声学释放器15的挂钩部脱开。而此时，转杆21的左端的锚链20仍然处于张紧状态，不能立刻将作用力降为零，所以左端的锚链20则会给转杆21顺时针转动的力矩，同时右端的锚链20本身也有重量，也会给转杆21顺时针转动的力矩。所以转杆21的左端会向上抬，转杆21左端与左侧的声学释放器15的挂钩部的距离缩短，左侧的锚链20松弛，左侧锚链20的下端从转杆21左端的凹槽中脱出。所以左侧的锚链20与转杆21脱离，锁定装置解锁，碟形弹簧30上的弹性势能可以被释放。

本实施例中，碟形弹簧30储存了400kgf的作用力，加上浮体13提供的80kgf,一共可以提供480kgf，明显的大于仅仅依靠浮体13提供的80kgf的作用力。在上述的一共480kgf的作用力的作用下，观测装置12可以迅速脱离坐底装置11。即使弹性储能装置出现意外，还可以通过推进器组件19的推杆向下推动坐底装置11，坐底装置11对推进器组件19的反作用力经过推进器组件19的传递，带动观测装置12脱离坐底装置11。

当观测装置12上浮并被回收时，由于观测装置12还通过缆绳36与坐底装置11连接，所以可以通过缆绳36带动坐底装置11脱离海底，从而将坐底装置11回收。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；例如：

实施例一中，是选用锚链作为拉力传递体，实际上可以还可以选用其他的可以传递拉力的部件，诸如可以选用已经做过防锈处理的钢丝绳所围成的环，绕过声学释放器的下端的钩和转杆的凹槽处。

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。