一种深海多功能长期原位观测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种深海多功能长期原位观测系统，包括母船、吊放单元、仪器单元、原位基座；所述母船通过绞车的铠装缆与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接；所述吊放单元的吊放对接裙口能与所述仪器单元的顶部对接针对接，所述吊放单元的抓紧组件能抓取和释放仪器单元的顶部对接针，实现吊放单元对仪器单元的抓取和释放；所述仪器单元的底部滑动对接件能与所述原位基座的基座对接裙口对接，实现仪器单元为原位观测基座充电用于数据采集、存储与传输。本实用新型专利技术可通过搭载不同传感器实现深海海底不同参数长时间、原位定点连续监测作业。

A Multifunctional Long-term in-situ Observation System for Deep Sea

The utility model discloses a deep-sea multifunctional long-term in-situ observation system, which comprises a mother ship, a lifting unit, an instrument unit and an in-situ base; the mother ship is connected with the lifting adapter of the lifting unit through the armoured cable of the winch; the lifting butt skirt of the lifting unit can be connected with the top of the instrument unit. In docking, the grasping component of the lifting unit can grasp and release the top docking pin of the instrument unit to realize the grasping and releasing of the instrument unit; the bottom sliding docking part of the instrument unit can dock with the base docking skirt of the in-situ base to realize charging of the instrument unit for the in-situ observation base. Used for data acquisition, storage and transmission. The utility model can carry different sensors to realize continuous monitoring of different parameters of deep seabed for a long time in situ at fixed points.

【技术实现步骤摘要】
一种深海多功能长期原位观测系统
本技术属于海洋监测
，具体涉及一种深海多功能长期原位观测系统。
技术介绍
海床基是一种坐底型海洋观测系统，通过搭载不同仪器设备对海底及近海底范围内的海洋环境进行探测，它能够进行较长期定点观测能力同时具有良好的隐蔽性好。伴随海洋事业的不断发展，对海洋环境监测提出了越来越高的要求，海床基在应用过程中有两个突出问题亟待解决。第一，海床基不能实现长时间原位监测功能。目前海床基平台受制于携带能源的限制在布放点只能进行有限时间的监测作业，在携带能源耗尽之前必须进行回收作业。当海床基再次布放时不能到达上次布放的位置，即不能实现原位置的观测作业；第二，国内现有的海床基的功能较为单一，大多针对特定厂家的仪器设备设计，不具备良好的扩展性和适应性。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种深海多功能长期原位观测系统，可通过搭载不同传感器实现深海海底不同参数长时间、原位定点连续监测作业。本技术所采用的技术方案是：一种深海多功能长期原位观测系统，包括母船、吊放单元、仪器单元、原位基座；所述母船通过绞车的铠装缆与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接；所述吊放单元的吊放对接裙口能与所述仪器单元的顶部对接针对接，所述吊放单元的抓紧组件能抓取和释放仪器单元的顶部对接针，实现吊放单元对仪器单元的抓取和释放；所述仪器单元的底部滑动对接件能与所述原位基座的基座对接裙口对接，实现仪器单元为原位观测基座充电用于数据采集、存储与传输。进一步的，所述铠装缆的一端与所述母船的控制系统相连接，另一端与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接，实现电能供给和数据连接；所述铠装缆的中间部分缠绕在所述绞车上，所述绞车通过信号线与所述母船的控制系统相连接，实现控制绞车收放，通过绞车带动铠装缆进一步带动吊放单元上下运动。进一步的，所述吊放单元包括吊放主框架、铠装缆起吊转接件、水平推进器、竖直推进器、吊放声学定位信标、视觉定位组件、吊放控制器、用于对接仪器单元的吊放对接裙口、抓紧组件；所述铠装缆起吊转接件的顶端与母船的铠装缆固定连接，所述铠装缆起吊转接件的底端与吊放主框架的顶端通过铰链转动连接；所述抓紧组件通过螺栓与吊放主框架的上端固定连接；所述吊放对接裙口通过螺栓与吊放主框架下端固定连接；所述水平推进器通过螺栓与吊放主框架定连接；所述竖直推进器通过螺栓与吊放主框架固定连接；所述吊放声学定位信标、视觉定位组件、吊放控制器均通过螺栓与吊放主框架固定连接；所述水平推进器、竖直推进器、吊放声学定位信标、视觉定位组件、抓紧组件均与吊放控制器相连接，所述吊放控制器通过铠装缆与母船的控制系统相连接。其中，所述视觉定位组件包括水下摄像机和设置在水下摄像机两侧的探照灯，所述水下摄像机和探照灯通过安装座与吊放主框架固定连接；所述水下摄像机和探照灯均与吊放控制器相连接。其中，所述抓紧组件包括锁紧机构和与所述锁紧机构相连接、驱动所述锁紧机构运动实现锁紧和放松动作的电机；所述电机与吊放控制器相连接。进一步的，所述仪器单元包括仪器安装架、用于对接吊放单元的顶部对接针、用于对接原位基座的底部滑动对接件、传感器组件、仪器电池组、仪器控制舱、用于为原位基座充电的仪器电能传输接口；所述顶部对接针通过螺栓与仪器安装架的上端固定连接；所述底部滑动对接件通过螺栓与仪器安装架的下端固定连接；所述传感器组件通过螺栓与仪器安装架固定连接；所述仪器电池组和仪器控制舱与仪器安装架固定连接；所述仪器电能传输接口与底部滑动对接件的下端固定连接；所述传感器组件、仪器电池组、仪器电能传输接口通过水密接插件与仪器控制舱相连接。其中，包括所述传感器组件地磁日变站和重力仪，所述地磁日变站和重力仪与仪器控制舱相连接。其中，所述传感器组件、仪器电池组、仪器控制舱、仪器电能传输接口均采用独立耐压密封结构；所述传感器组件、仪器电池组、仪器电能传输接口通过水密电缆及水密接插件与仪器控制舱相连接，以实现电气连接。进一步的，所述原位基座包括基座框架、基座上盖板、用于对接仪器单元的基座对接裙口、起吊环、支撑腿、液压支撑腿组件、基座电池组、基座控制舱、基座电能传输器、基座声学定位组件；所述起吊环通过螺栓与基座框架固定连接；所述基座上盖板通过螺栓与基座框架固定连接；所述基座对接裙口通过螺栓与基座框架固定连接；所述支撑腿与基座框架底部的连接法兰固定连接；所述液压支撑腿组件与基座框架侧面的连接法兰固定连接；所述基座电池组通过螺栓与基座框架固定连接；所述基座控制舱通过螺栓与基座框架固定连接；所述基座电能传输器通过螺栓与基座对接裙口的下端固定连接；所述基座声学定位组件通过螺栓与基座框架固定连接；所述基座电池组、基座电能传输器、基座声学定位组件通过水密接插件与基座控制舱相连接。其中，所述液压支撑腿组件液压缸、支腿、防沉座和铰链；所述液压缸一端通过法兰与基座框架转动连接，另一端通过法兰与支腿转动连接；所述支腿一端通过法兰与铰链固定连接，另一端通过法兰与防沉座固定连接；所述铰链远离支腿的一端通过法兰与基座框架固定连接；所述液压缸通过水密电缆及水密接插件与基座控制舱相连接，以实现基座控制舱控制液压支撑腿组件伸缩。其中，所述基座声学定位组件包括声通讯猫、声通讯底板、声通讯压紧盖、内六角圆柱头螺钉和声通讯安装板；所述声通讯底板与声通讯压紧盖通过内六角圆柱头螺钉固定连接，并将声通讯猫通过上下两个凸台固定在声通讯底板与声通讯压紧盖之间；所述声通讯安装板一面与声通讯底板固定连接，另一面通过螺栓与基座框架固定连接；所述声通讯猫通过水密电缆及水密接插件与基座控制舱相连接。其中，所述基座控制舱、基座电能传输器以及基座电池组均采用独立耐压密封结构；所述基座电能传输器、基座电池组通过水密电缆及水密接插件与基座控制舱相连接，以实现电气连接。本技术的有益效果是：仪器单元的传感器组件采用可重构式设计。在不改变仪器单元总体结构下，仪器单元的传感器组件能够根据不同监测需求进行重新设计，可以快速实现多功能长期原位观测的监测功能拓展。可收放的液压支撑腿组件。液压支腿组件收缩状态时，原位基座具有较小的结构尺寸，便于运输和海上作业；液压支腿组件打开状态时，原位基座具有与海底更大的接触面积和抓地力，有利于原位基座的水平位置和竖直位置保持。原位基座具有水平位置和竖直位置保持能力，能够实现深海原位定点观测。原位基座的基座电池组电能来源于仪器电池组，通过仪器单元重复回收过程与布放过程可实现系统长时间的连续观测。通过原位基座、仪器单元和吊放组件的配合，可实现深海多功能长期原位观测系统的深海海底长时间原位定点观测能力。附图说明图1是深海多功能长期原位观测系统的分解示意图；图2是吊放单元3D示意图；图3是仪器单元3D示意图；图4是原位基座3D示意图；图5是原位基座的液压支腿组件收缩状态示意图；图6是吊放对接裙口与顶部对接针对接示意图；图7是底部滑动对接件与基座对接裙口对接示意图；图8是母船与吊放单元连接示意图；图9是吊放单元的视觉定位组件示意图；图10是原位基座的液压支撑腿组件示意图；图11是原位基座的基座声学定位组件示意图；附图标注：1-吊放主框架、2-铠装缆起吊转接件、3-水平推进器、4-竖直推进器、5-吊放声学定位信标、6-视觉定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，包括母船、吊放单元、仪器单元、原位基座；所述母船通过绞车的铠装缆与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接；所述吊放单元的吊放对接裙口能与所述仪器单元的顶部对接针对接，所述吊放单元的抓紧组件能抓取和释放仪器单元的顶部对接针，实现吊放单元对仪器单元的抓取和释放；所述仪器单元的底部滑动对接件能与所述原位基座的基座对接裙口对接，实现仪器单元为原位观测基座充电用于数据采集、存储与传输。

【技术特征摘要】
1.一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，包括母船、吊放单元、仪器单元、原位基座；所述母船通过绞车的铠装缆与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接；所述吊放单元的吊放对接裙口能与所述仪器单元的顶部对接针对接，所述吊放单元的抓紧组件能抓取和释放仪器单元的顶部对接针，实现吊放单元对仪器单元的抓取和释放；所述仪器单元的底部滑动对接件能与所述原位基座的基座对接裙口对接，实现仪器单元为原位观测基座充电用于数据采集、存储与传输。2.根据权利要求1所述的一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，所述铠装缆的一端与所述母船的控制系统相连接，另一端与所述吊放单元的铠装缆起吊转接件连接，实现电能供给和数据连接；所述铠装缆的中间部分缠绕在所述绞车上，所述绞车通过信号线与所述母船的控制系统相连接，实现控制绞车收放，通过绞车带动铠装缆进一步带动吊放单元上下运动。3.根据权利要求1所述的一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，所述吊放单元包括吊放主框架、铠装缆起吊转接件、水平推进器、竖直推进器、吊放声学定位信标、视觉定位组件、吊放控制器、用于对接仪器单元的吊放对接裙口、抓紧组件；所述铠装缆起吊转接件的顶端与母船的铠装缆固定连接，所述铠装缆起吊转接件的底端与吊放主框架的顶端通过铰链转动连接；所述抓紧组件通过螺栓与吊放主框架的上端固定连接；所述吊放对接裙口通过螺栓与吊放主框架下端固定连接；所述水平推进器通过螺栓与吊放主框架定连接；所述竖直推进器通过螺栓与吊放主框架固定连接；所述吊放声学定位信标、视觉定位组件、吊放控制器均通过螺栓与吊放主框架固定连接；所述水平推进器、竖直推进器、吊放声学定位信标、视觉定位组件、抓紧组件均与吊放控制器相连接，所述吊放控制器通过铠装缆与母船的控制系统相连接。4.根据权利要求3所述的一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，所述视觉定位组件包括水下摄像机和设置在水下摄像机两侧的探照灯，所述水下摄像机和探照灯通过安装座与吊放主框架固定连接；所述水下摄像机和探照灯均与吊放控制器相连接。5.根据权利要求3所述的一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，所述抓紧组件包括锁紧机构和与所述锁紧机构相连接、驱动所述锁紧机构运动实现锁紧和放松动作的电机；所述电机与吊放控制器相连接。6.根据权利要求1所述的一种深海多功能长期原位观测系统，其特征在于，所述仪器单元包括仪器安装架、用于对接吊放单元的顶部对接针、用于对接原位基座的底部滑动对接件、传感器组件、仪器电池组、仪器控制舱、用于为原位基座充电的仪器电能传输接口；所述顶部对接针通过螺栓与仪器安装架的上端固定连接；所述底部滑动对接件通过螺栓与仪器安装架的下端固定连接；所述传感器组件通过螺栓与仪器安装架固定连接；所述仪器电池组和仪器控制舱...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟京生，田文杰，齐占峰，杨君，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12