一种电机驱动的缆系海洋剖面仪制造技术

本发明专利技术公开了一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，包括钢缆和滑动穿设在钢缆上的剖面仪主体，所述的剖面仪主体包括：壳体，壳体内部设有密封腔；步进电机，设在密封腔内；电源，设在密封腔内，与步进电机电连接；控制器，设在密封腔内，与电源和步进电机电连接；导向架，设在壳体的外壁上，供钢缆穿过；主动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压；磁耦合联轴器，包括设在密封腔内与步进电机连接的内磁体、设在壳体的外壁上与主动轮连接的外磁体；从动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压。该海洋剖面仪密封性好，结构紧凑，控制运行可靠，并且能耗较低，可以极大的延长该海洋剖面仪的运行时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋探测设备
，尤其涉及一种电机驱动的缆系海洋剖面仪。
技术介绍
海洋剖面运动设备是人们研究和探测海洋的重要工具。目前，海洋微结构的测量方式主要有两种：锚系定点测量和船载垂向剖面测量。锚系定点测量只能对海洋某一固定位置特定深度处进行测量，可以获得较好的时间序列观测，无法获得海洋微结构的垂向结构特征。公开号为CN103712605A的中国专利文献公开了一种水下便携插针式坐底剖面仪包括：二端分别有上端盖和下端盖的密封腔体，上端盖的外侧具有与腔体贯通的缸体并安装有上导流罩，缸体的顶端有孔，下端盖的外侧安装有下导流罩，腔体内装置有贯通式步进电机，贯通式步进电机的中心轴上贯穿有丝杠，丝杠的上端与位于缸体内的活塞相连，活塞与缸体的配合面上设有密封圈，丝杠的下端通过联轴器与坐底插针的上端连接，坐底插针的下端穿过下端盖以及下导流罩，坐底插针与下端盖的配合面上设有密封圈，下端盖上有轴向孔，孔内装置传感器，传感器与下端盖的接触面上设有密封圈，腔体内安装控制单元和电池。船载垂向剖面测量依靠调查船完成由海表至某一深度处的海洋微结构测量，但无法获得海洋微结构的时间变异特征，且受海况及现场操作复杂等不利因素限制。对于海洋微结构的研究，时间变异和空间结构是刻画其特点的重要参量，基于此，发展同时获得垂向空间结构及时间变化的海洋微结构观测仪器亟待解决。公开号为CN103994757A的中国专利文献公开了一种往复式海洋微结构剖面仪。它解决了海洋湍动能耗散率长期连续剖面观测的问题。该专利技术包括第一剖面仪子单元、第二剖面仪子单元及中央立架，两个剖面仪子单元一左一右固定在中央立架上，第一剖面仪子单元从上至下依次设置有第一浮力驱动部与第一观测部，第二剖面仪子单元从上至下依次设置有第二浮力驱动部与第二观测部，第一浮力驱动部、第二浮力驱动部均从上至下依次设置有浮漂舱、驱动舱与耐压舱，在浮漂舱内设置有上方油囊，在耐压舱内设置有下方油囊，在驱动舱内设置有驱动泵组件及电磁阀，第一观测部、第二观测部均电连接有控制器，控制器电连接驱动泵组件及电磁阀。而浮力驱动缆系剖面仪运动不灵活，不能对发出的指令做出快速的反应。而对于电机驱动缆系剖面仪，需要长期持续在海洋中工作，传统的电机驱动的剖面仪都采用锂电池的供电方式，但是由于锂电池携带能量的局限性以及检测设备与运动系统同时需要锂电池的供电，这对运动系统的能耗提出了较高的要求。传统海洋剖面仪剖面仪的动力需要通过一个密封环输出，密封环的作用是保证水不会进入密封腔，但是这需要有足够大的摩擦力来保证，于是导致能耗损失大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，该海洋剖面仪密封性好，结构紧凑，控制运行可靠，并且能耗较低，可以极大的延长该海洋剖面仪的运行时间。本专利技术提供了如下技术方案：一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，包括钢缆和滑动穿设在钢缆上的剖面仪主体，所述的剖面仪主体包括：壳体，壳体内部设有密封腔；步进电机，设在密封腔内；电源，设在密封腔内，与步进电机电连接；控制器，设在密封腔内，与电源和步进电机电连接；导向架，设在壳体的外壁上，供钢缆穿过；主动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压；磁耦合联轴器，包括设在密封腔内与步进电机连接的内磁体、设在壳体的外壁上与主动轮连接的外磁体；从动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压。在使用时，将钢缆纵穿固定于任意海域内，钢缆底端可以通过锚块固定，顶端通过浮力件牵引。作为优选，所述钢缆上设有用于限制剖面仪主体上下滑移距离的上限位件和下限位件。剖面仪主体滑动地穿套与钢缆上，其剖面仪主体可沿钢缆在海水中升降移动。控制器控制用于接收外部控制指令，控制步进电机工作，壳体外部的主动轮通过磁耦合联轴器与步进电机联动，主动轮与钢缆压紧，步进电机工作时可带动剖面仪主体沿钢缆滑动上升或下降，实现对海洋剖面相关参数的测量。作为优选，所述的密封腔包括第一密封腔和第二密封腔，所述的电源和控制器位于第一密封腔内，所述的步进电机和内磁体位于第二密封腔内。磁耦合联轴器可用在间隔1cm的距离传递1N·m的扭矩，使用磁耦合联轴器传递扭矩可用获得最好的密封性能，同时也可以减少密封时的摩擦损耗。控制器对剖面仪主体的运动状态进行控制，剖面仪主体的运动速度为0.2～0.5m/s。剖面仪主体的运动状态包括其上升或下降的距离、往复运动的频率，控制器同时还接收外部控制指令对剖面仪主体进行控制。本专利技术剖面仪主体的运动速度控制在0.2～0.5m/s，若运动速度过低，则从上到下运动时间过长，无法准确测量海洋剖面上下的数据关系；若运动速度过高，则会产生过大的涡流阻力，能耗增加。作为优选，剖面仪主体的运动速度为0.3m/s。作为优选，剖面仪主体上安装有用于抵消剖面仪主体重力的浮力装置。所述的浮力装置可以为普通的浮子，浮子与剖面仪主体所受浮力的大小应与其重力相等，浮力与重力相互抵消，消除剖面仪主体运动过程中不必要的能量消耗，节约能源，延长剖面仪的工作时间。作为优选，所述的从动轮包括：支架，固定在壳体的外壁上；滚轮，滚轮的轮轴与支架滑动配合；滚轮推架，一端与滚轮的轮轴相连，另一端通过压缩弹簧与支架的侧壁相抵。从动轮与钢缆压紧，当钢缆上具有障碍物时，从动轮收缩避开障碍物，防止从动轮卡死，提高剖面仪主体运动的平稳性。作为优选，所述的支架上设有限位件，用于限定滚轮相对于支架的滑动距离。通过限位件可以调节从动轮对钢缆的初始压紧力的大小。作为优选，所述的从动轮有两个，分别位于主动轮的两侧，两从动轮和主动轮的连线之间的夹角为160度～170度。最优选的，两从动轮和主动轮的连线之间的夹角为164.4度。从动轮与主动轮的连线与竖直方向的夹角为5度～10度。最优选的，从动轮与主动轮的连线与竖直方向的夹角为7.8度。当从动轮与主动轮处于合适的位置关系时可用使主动轮与钢缆之间具有足够的摩擦力，使剖面仪主体沿钢缆具有良好的运动状态。作为优选，所述壳体远离主动轮的一侧面呈半椭球形。剖面仪主体的一侧设计成流线型，可以使流线型一侧自动转向来流的方向，方便测试仪器工作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、使用磁耦合联轴器传递扭矩可用获得最好的密封性能，同时也可以减少密封时的摩擦损耗；2、从动轮与钢缆压紧，当钢缆上具有障碍物时，从动轮收缩避开障碍物，防止从动轮卡死，提高剖面仪主体运动的平稳性。附图说明图1为本专利技术使用状态结构示意图；图2为剖面仪主体的剖视结构示意图；图3为从动轮结构示意图。附图中：1、钢缆；2、剖面仪主体；21、壳体；22、密封腔；221、第一密封腔；222、第二密封腔；23、步进电机；24、主动轮；25、磁耦合联轴器；251、内磁体；252、外磁体；26、从动轮；261、支架；262、滚轮；263、滚轮推架；264、调节螺钉；27、导向架；3、锚块；4、浮力件。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。如图1所示，一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，包括钢缆1和滑动穿设在钢缆上的剖面仪主体2。在使用时，将钢缆1纵穿固定于任意海域内，钢缆1底端可以通过锚块3固定，顶端通过浮力件4牵引。钢缆1上设有用于限制剖面仪主体2上下滑移距离的上限位件(图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，包括钢缆和滑动穿设在钢缆上的剖面仪主体，其特征在于，所述的剖面仪主体包括：壳体，壳体内部设有密封腔；步进电机，设在密封腔内；电源，设在密封腔内，与步进电机电连接；控制器，设在密封腔内，与电源和步进电机电连接；导向架，设在壳体的外壁上，供钢缆穿过；主动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压；磁耦合联轴器，包括设在密封腔内与步进电机连接的内磁体、设在壳体的外壁上与主动轮连接的外磁体；从动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动的缆系海洋剖面仪，包括钢缆和滑动穿设在钢缆上的剖面仪主体，其特征在于，所述的剖面仪主体包括：壳体，壳体内部设有密封腔；步进电机，设在密封腔内；电源，设在密封腔内，与步进电机电连接；控制器，设在密封腔内，与电源和步进电机电连接；导向架，设在壳体的外壁上，供钢缆穿过；主动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压；磁耦合联轴器，包括设在密封腔内与步进电机连接的内磁体、设在壳体的外壁上与主动轮连接的外磁体；从动轮，设在壳体的外壁上，与钢缆相抵压。2.根据权利要求1所述的海洋剖面仪，其特征在于，所述的从动轮包括：支架，固定在壳体的外壁上；滚轮，滚轮的轮轴与支架滑动配合；滚轮推架，一端与滚轮的轮轴相连，另一端通过压缩弹簧与支架的侧壁相抵。3.根据权利要求2所述的海洋剖面仪，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕虎，夏庆超，李晶，许晨光，庞锦涛，李仲策，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33