一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统技术方案

本发明专利技术公开了一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统，涉及海洋移动观测与探测技术领域，水下剖面绞车的上端用于与波浪滑翔器的下端能够拆卸连接，水下剖面绞车包括支撑主架、排缆组件和线缆，排缆组件安装于支撑主架的内部，线缆缠绕在排缆组件上，且线缆的自由端伸出支撑主架并与拖曳减震链的一端连接，拖曳减震链的另一端与拖曳体能够拆卸连接，拖曳体内设有重物，且拖曳体能够沉入水下，排缆组件能够带动线缆伸长或缩短，并实现拖曳体的深度调节，拖曳体能够采集水文数据和声学数据以确定最优定深并到达最优定深，拖曳体能够控制重物脱离并实现拖曳体的出水。该波浪滑翔器水下声学拖曳系统具备定深可调功能，适应范围广，能够提升平台机动性能。提升平台机动性能。提升平台机动性能。

【技术实现步骤摘要】
一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统


[0001]本专利技术涉及海洋移动观测与探测
，具体是涉及一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统。

技术介绍

[0002]波浪滑翔器是一款无人自主水面移动观测平台，其特点是可以利用波浪能和太阳能实现自持式驱动、控制和通讯，波浪滑翔器可搭载多类型传感器，实现长时序、广海域的环境观测与探测功能，其中波浪滑翔器搭载声学传感器在海洋环境观测中具有重要应用前景。
[0003]波浪滑翔器搭载声学传感器的常规方式为水下拖曳，这种方式规避了平台自身噪音及电磁信号对声学传感器的探测干扰，但是传统拖曳方式仍存在以下缺陷：（1）拖体定深无法高效调节，难以适应不同海区探测需求，高深度探测对平台机动性影响大，控位及走航能力受限制；（2）针对不同海区、不同目标的探测，不同温跃层参数、不同背景信噪比对安全拖体的声学探测具有重要影响，传统拖曳系统无法自适应确定其最优定深，从而影响探测效果；（3）传统拖曳系统拖体及数据的安全回收可靠性较低，人为破坏或者自然损坏将导致无法挽回的重要数据流失及设备损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统，以解决上述现有技术存在的问题，具备定深可调功能，适应范围广，同时能够提升平台机动性能，且回收可靠性好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统，包括水下剖面绞车、拖曳减震链和拖曳体，所述水下剖面绞车的上端用于与波浪滑翔器的下端能够拆卸连接，所述水下剖面绞车包括支撑主架、排缆组件和线缆，所述排缆组件安装于所述支撑主架的内部，所述线缆缠绕在所述排缆组件上，且所述线缆的自由端伸出所述支撑主架并与所述拖曳减震链的一端连接，所述拖曳减震链的另一端与所述拖曳体能够拆卸连接，所述拖曳体内设有重物，且所述拖曳体能够沉入水下，所述排缆组件能够带动所述线缆伸长或缩短，并实现所述拖曳体的深度调节，所述拖曳体能够采集水文数据和声学数据以确定最优定深并到达最优定深，所述拖曳体能够控制所述重物脱离并实现所述拖曳体的出水。
[0006]优选地，所述排缆组件包括驱动电机、驱动联轴器、传动元件、密封滚筒和排缆器，所述驱动电机的输出轴与所述驱动联轴器同轴连接，所述驱动联轴器与所述传动元件传动连接，所述排缆器安装于所述传动元件上，所述线缆缠绕于所述密封滚筒上，且所述线缆的自由端穿过所述排缆器，所述驱动电机能够带动所述驱动联轴器转动，并使所述驱动联轴器带动所述传动元件动作，所述传动元件带动所述排缆器转动，并使所述排缆器带动所述线缆的自由端伸长或缩短，所述驱动联轴器的外周还套设有滑环，所述滑环用于实现电路导通，所述线缆包括导线和钢丝。
[0007]优选地，所述传动元件包括小带轮、同步带、大带轮和往复丝杠，所述小带轮同轴安装于所述驱动联轴器的输出端，所述小带轮和所述大带轮之间通过所述同步带传动连接，所述大带轮安装于所述往复丝杠的一端，所述排缆器套设于所述往复丝杠的外周，所述驱动联轴器转动时，能够带动所述小带轮转动，所述小带轮带动所述同步带和所述大带轮转动，并使所述大带轮带动所述往复丝杠转动，所述往复丝杠带动所述排缆器动作并使所述线缆伸长或缩短。
[0008]优选地，所述支撑主架内还安装有一定位光轴，所述定位光轴与所述往复丝杠平行并位于所述往复丝杠的下端，所述排缆器为两个，一个所述排缆器与所述往复丝杠连接，另一所述排缆器安装于所述定位光轴上，且所述线缆的自由端依次穿过两个所述排缆器。
[0009]优选地，所述支撑主架内还设有电机固定套筒，所述电机固定套筒位于所述密封滚筒内部，所述电机固定套筒套设于所述驱动电机的外周，且所述电机固定套筒的一端设有法兰孔并与所述驱动电机的输出端法兰连接，所述电机固定套筒的另一端与电机止转法兰的一端螺纹连接，所述密封滚筒的一端套设于所述电机止转法兰的另一端，所述密封滚筒的另一端套设于所述驱动联轴器上远离所述驱动电机的一端的外周并通过法兰螺纹孔固定。
[0010]优选地，所述线缆上靠近自由端的部分形成所述拖曳减震链的主体部分，且所述拖曳减震链还包括固定于所述线缆长度方向不同位置的定深重块、多组浮力块和多组重块，所述线缆的自由端与所述拖曳体能够拆卸连接，所述定深重块靠近所述水下剖面绞车固定，所述线缆的自由端还安装有两个配平浮力块组，所述浮力块和所述重块交替设置，相邻的所述浮力块和所述重块之间存在间隙，且所述浮力块和所述重块的净浮力为零。
[0011]优选地，所述浮力块为两组，所述重块为三组，且相邻的两个所述重块之间设置一所述浮力块，相邻的所述浮力块与所述重块之间的间距为1.2m，所述定深重块与所述水下剖面绞车之间的间距为15m
‑
100m，所述定深重块和距离所述定深重块最近的所述重块之间的间距为2.5m。
[0012]优选地，所述拖曳体包括导流外壳、声学阵元以及位于所述导流外壳内的电磁接插机构、主控模块、自适应定深模块、温盐深剖面仪、抛载模块和自主通信模块，所述电磁接插机构用于能够拆卸连接所述导流外壳和所述拖曳减震链，且所述电磁接插机构包括插接的公头和母头，所述公头和所述母头分别与所述导流外壳和所述拖曳减震链连接，通过通断电能够实现所述公头与所述母头的分离，所述温盐深剖面仪用于采集水文数据，所述声学阵元安装于所述导流外壳的外部并用于采集声学数据，所述温盐深剖面仪和所述声学阵元能够将采集到的数据传递至所述主控模块，并通过所述主控模块确定最优定深，所述自适应定深模块控制所述导流外壳到达最优定深，回收船只在到达所述拖曳体与所述拖曳减震链断开位置时向水底发送声学信号，并通过所述主控模块发送指令，所述抛载模块抛载所述重物，所述导流外壳出水并通过所述自主通信模块发送位置信息，以实现所述自主通信模块引导回收船只完成回收工作。
[0013]优选地，所述导流外壳包括依次通过法兰连接且不连通的头部导流罩、首段舱、中段舱、尾段舱和尾部导流罩，所述电磁接插机构位于所述头部导流罩内，所述主控模块密封集成在所述首段舱内，所述自适应定深模块位于所述中段舱内，所述温盐深剖面仪和所述抛载模块均安装于所述尾段舱内，且所述尾段舱的下端对应所述重物的位置开设有通孔，
所述通孔用于所述重物通过，所述自主通信模块安装于所述尾部导流罩内。
[0014]优选地，所述抛载模块包括密封筒、抛载电机、抛载联轴器和凸轮，所述密封筒安装于所述尾段舱内，所述抛载电机安装于所述密封筒内，且所述抛载电机的输出轴与所述抛载联轴器同轴连接，所述抛载联轴器和所述凸轮连接，所述抛载电机能够带动所述抛载联轴器和所述凸轮转动，并实现所述凸轮对所述重物的夹紧与释放。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，水下剖面绞车的上端用于与波浪滑翔器的下端能够拆卸连接，通过波浪滑翔器提供搭载本体、巡航动力和运行电能等，水下剖面绞车包括支撑主架、排缆组件和线缆，排缆组件安装于支撑主架的内部，线缆缠绕在排缆组件上，且线缆的自由端伸出支撑主架并与拖曳减震链的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波浪滑翔器水下声学拖曳系统，其特征在于：包括水下剖面绞车、拖曳减震链和拖曳体，所述水下剖面绞车的上端用于与波浪滑翔器的下端能够拆卸连接，所述水下剖面绞车包括支撑主架、排缆组件和线缆，所述排缆组件安装于所述支撑主架的内部，所述线缆缠绕在所述排缆组件上，且所述线缆的自由端伸出所述支撑主架并与所述拖曳减震链的一端连接，所述拖曳减震链的另一端与所述拖曳体能够拆卸连接，所述拖曳体内设有重物，且所述拖曳体能够沉入水下，所述排缆组件能够带动所述线缆伸长或缩短，并实现所述拖曳体的深度调节，所述拖曳体能够采集水文数据和声学数据以确定最优定深并到达最优定深，所述拖曳体能够控制所述重物脱离并实现所述拖曳体的出水。2.根据权利要求1所述的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，其特征在于：所述排缆组件包括驱动电机、驱动联轴器、传动元件、密封滚筒和排缆器，所述驱动电机的输出轴与所述驱动联轴器同轴连接，所述驱动联轴器与所述传动元件传动连接，所述排缆器安装于所述传动元件上，所述线缆缠绕于所述密封滚筒上，且所述线缆的自由端穿过所述排缆器，所述驱动电机能够带动所述驱动联轴器转动，并使所述驱动联轴器带动所述传动元件动作，所述传动元件带动所述排缆器转动，并使所述排缆器带动所述线缆的自由端伸长或缩短，所述驱动联轴器的外周还套设有滑环，所述滑环用于实现电路导通，所述线缆包括导线和钢丝。3.根据权利要求2所述的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，其特征在于：所述传动元件包括小带轮、同步带、大带轮和往复丝杠，所述小带轮同轴安装于所述驱动联轴器的输出端，所述小带轮和所述大带轮之间通过所述同步带传动连接，所述大带轮安装于所述往复丝杠的一端，所述排缆器套设于所述往复丝杠的外周，所述驱动联轴器转动时，能够带动所述小带轮转动，所述小带轮带动所述同步带和所述大带轮转动，并使所述大带轮带动所述往复丝杠转动，所述往复丝杠带动所述排缆器动作并使所述线缆伸长或缩短。4.根据权利要求3所述的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，其特征在于：所述支撑主架内还安装有一定位光轴，所述定位光轴与所述往复丝杠平行并位于所述往复丝杠的下端，所述排缆器为两个，一个所述排缆器与所述往复丝杠连接，另一所述排缆器安装于所述定位光轴上，且所述线缆的自由端依次穿过两个所述排缆器。5.根据权利要求2所述的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，其特征在于：所述支撑主架内还设有电机固定套筒，所述电机固定套筒位于所述密封滚筒内部，所述电机固定套筒套设于所述驱动电机的外周，且所述电机固定套筒的一端设有法兰孔并与所述驱动电机的输出端法兰连接，所述电机固定套筒的另一端与电机止转法兰的一端螺纹连接，所述密封滚筒的一端套设于所述电机止转法兰的另一端，所述密封滚筒的另一端套设于所述驱动联轴器上远离所述驱动电机的一端的外周并通过法兰螺纹孔固定。6.根据权利要求1所述的波浪滑翔器水下声学拖曳系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀军，桑宏强，刘金成，李灿，王雷，王力伟，彭彬，
申请(专利权)人：青岛海舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：