船速补偿电动绞车制造技术

本发明专利技术提供一种船速补偿电动绞车，其包括：包括：ＧＰＳ模块，用于测定测量船的船速；控制系统，用于根据ＧＰＳ模块测得的船速计算放缆速度并向驱动机构发出调速指令，所述调速指令包括：当船速大于设定值时，增加放缆速度，当船速小于设定值时，调整制动力以降低放缆速度或者收缆；驱动机构，用于收到控制系统的调速指令后调整放缆速度。所述驱动机构包括：卷筒，所述卷筒表面缠绕有拖曳缆；吊杆，所述吊杆的顶端设有导轮；所述拖曳缆的一端固定于所述卷筒上，另一端为自由端，该自由端从所述卷筒上放出直接穿过所述导轮。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水体测量
，特别涉及一种船速补偿电动绞车。
技术介绍
当前，随着科学技术日新月异的进步，人类对水体(包括海洋，江河湖泊)资源的 开发、利用和保护也突飞猛进的发展。要开发和利用水体资源必须先了解水体，对水体进行 水文测量就是了解水体的一种方式。例如，在物理海洋学中，随着不同深度的水层温度和含盐量的变化，声速也随之改 变，获得特定海域的上述水体参数可以用于声纳测速、测距等海洋测绘；又如，测量海水的 温度、盐度(含盐量)等水体参数可以用于海底暗流、大洋环流以及潮汐的研究。在环境海 洋学里，测量水体的化学成分含量，可以用于监测和防控蓝藻、赤潮等灾害。总之，获取水体中各种物理和化学参数比如温度、盐度、深度、溶解氧浓度、PH值、 浊度、营养盐含量、叶绿素含量、B0D、C0D、氮磷含量、C02含量等随着深度变化的垂直剖面图 是水体水文和环境测量的重要测量方法。温盐深垂直剖面测量为一种重要的水体测量技术，适用于海洋、江河湖面等水 体的测量。由于盐度可以通过测量海水的导电性(Conductivity)而获得，因此温度 (Temperature)、盐度随着深度(D印th)变化的垂直剖面图通常简称为CTD垂直剖面图。CTD垂直剖面图在军事和民用方面都具有很重要的意义。例如，温度、盐度会影响 海水的密度，进而导致声音在不同的温度和/或盐度的海水中的传播速度产生差异。通常 将声速异常的水层叫做密跃层，声音在密跃层中传播就像声音在管道中(又称作声道)传 播一样，能量损耗最小，在同样的声能情况下声音可以传播得更远；当声音穿透密跃层时， 就好像光线从空气传入玻璃两种不同介质的界面时会发生折射现象一样。海水这样的特性 在军事上已经被广泛应用，潜艇的声纳可以利用密跃层发现遥远处的目标，也可以利用声 道与遥远处的我方潜艇进行通讯，还可以利用密跃层对声波的折射和反射来躲避敌方的搜 索。而通过CTD垂直剖面图就能探测到海水中密跃层的分布情况，类似于为潜艇绘制了一 张海水地形图。又例如，通过水体CTD垂直剖面图可以发现不同海区、不同深度的暖水团和冷水 团，这些都是探寻渔业资源的重要信息，也可以通过CTD垂直剖面图了解海底热量、湍流和 电荷等的输运情况，用于海洋气候学的研究。由于季节变化及二十四小时内日照的变化，CTD垂直剖面图随着时间和海域的不 同也相应变化的。但是在一定的海区，CTD垂直剖面图的变化具有一定的规律。为了摸清 CTD垂直剖面图的变化规律，测量工作者需要经常出海进行水文测量。以往的测量方法是 船舶在海上定点抛锚，停船状态下投放CTD测量仪进行垂直剖面测量。如果要进行某一海 区测量，先在航海图上设定若干个测量点，船舶航行到上述测量点时停船抛锚，向海底投放 CTD测量仪进行垂直剖面测量，下坠到海底特定深度并测量完毕后回收CTD测量仪，然后， 船舶继续航行到下一测量点进行下一次测量，最后由多个测量点的测量结果综合获得整个海区的CTD垂直剖面图。船舶不断的航航停停，测量一片海区往往要花费相当长的时间，测 量的工作量也相当大，例如，测量深度为3-4km，需要5-6小时，这种定点测量的方法既费时又费工。为了提高测量效率，人们提出了一种走航式CTD垂直剖面测量方法，也就是在船 舶行进过程中重复抛投、回收探测坠体，进行连续的CTD垂直剖面测量，不需要停航抛投， 而且全部作业都是自动进行。以下结合图1说明上述测量方法的工作原理。如图1所示，装有CTD测量仪的坠 体1通过绞车2吊杆上的挂轮投放入水中，而绞车2固定于船舶3的甲板上。具体说来，绞 车2处于自由转动状态，拖曳缆4盘绕在绞车2内部，其末端与坠体1连接，绞车2可以在 坠体1的自重和水流阻力的拉力作用下将拖曳缆4(也称电缆或缆绳)释放，进而将坠体1 沉放到水下预定的深度。坠体1在下坠的过程中，装在其内部的CTD测量仪不断地进行实时数据测量，这些 数据通过连接在坠体1尾部的拖曳缆4传回到船上的检测仪(图中未示出)，检测仪用于记 录和储存坠体1每次下坠的测试结果。坠体1被投放到预定深度后，绞车2开始回收拖曳 缆4，从而将坠体1由水下回收；当坠体1回收到距离水面的设定深度时即停止回收，绞车 2再次开始自动释放拖曳缆4，坠体1再次被投向海底深处，船舶3沿方向D航行，图1中曲 线A示出了坠体1在水中的运动轨迹。如此周而复始进行投放和回收作业，船舶始终在以 一定的速度航行，于是节省了船舶停航、再启动的大量时间，提高了测量效率，大大节省了 在某一海区测量的作业时间，提高了费效比。而且，由于作业速度快，测量点更密集，提高了 水文测量精度，而且有可能捕捉到瞬间即逝的一些水文变化。但是这种方法的测量深度和 船速有关，不同的船速，坠体的下坠深度也不同，船速越高，坠体能到达的深度就越小。现有的CTD测量系统中，放缆和收缆速度一般都是预先设定，而测量船的速度对 坠体下坠轨迹存在较大的影响，如果在测量过程中船速发生变化，水体对拖曳缆的阻力也 随着改变，则导致拖曳缆对坠体产生水平方向的分力，从而使得坠体下坠偏离垂直方向，影 响测量的准确性。此外，拖曳缆收回后都缠绕在绞车的卷筒里，卷筒前方设有自动排缆机构，该自动 排缆机构在放缆过程中能够跟随出缆位置左右移动，从而可以整齐排缆，使得拖曳缆不至 于缠绕打结。然而问题在于，实际测量过程中曾经发生过拖曳缆被绞车法兰边缘擦破损坏 的事故。专利技术人研究发现，这是由于船速突然变化，卷筒在高速转动惯量的惯性作用下，放 缆速度不可能与船速始终保持一致，过多放出的拖曳缆无法及时穿过正上方的导缆筒和导 轮，多余的拖曳缆就有可能被绞车带到卷筒外，被运动机构擦破外皮，导致拖曳缆内的数据 线损坏。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是如何避免测量船的船速变化对坠体下坠轨迹存在较大的影 响，提高测量的准确性。为解决上述问题，本专利技术一种船速补偿电动绞车，包括GPS模块，用于测定测量船的船速；控制系统，用于根据GPS模块测得的船速计算放缆速度并向排缆机构发出调速指令，所述调速指令包括当船速大于设定值时，增加放缆速度，当船速小于设定值时，降低放 缆速度或者收缆；驱动机构，用于收到控制系统的调速指令后调整放缆速度。所述驱动机构包括卷筒，所述卷筒表面缠绕有拖曳缆；吊杆，所述吊杆的顶端设有导轮；所述的船速补偿电动绞车还包括车架，所述卷筒固定与车架上，所述吊杆与车架 分离，设置于相隔车架一定距离的位置。所述车架上还固定有电动机，用于驱动卷筒旋转优选的，所述拖曳缆为铠装钢丝同轴电缆，用于连接坠体装置并传输数据信号。所述铠装钢丝同轴电缆的中心为铜芯线，外层为钢丝铠装层。所述钢丝铠装层到铜芯线之间还依次包括第一绝缘层、屏蔽层和第二绝缘层。所述钢丝铠装层与所述铜芯线具有基本相同的伸缩系数。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点船速补偿电动绞车通过GPS模块获得测量船的船速，控制系统根据GPS测得的船 速计算放缆速度并向排缆机构发出调速指令，当船速大于设定值时，增加放缆速度，当船速 小于设定值时，降低放缆速度或者收缆；驱动机构收到控制系统的调速指令后调整放缆速 度。这样一来，驱动机构随着船速的变化而调整放缆速度或者收缆，从而避免了船速变化对 坠体下坠轨迹的影响，提高测量的准确性。而且，相对于现有的绞车，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船速补偿电动绞车，其特征在于，包括：ＧＰＳ模块，用于测定测量船的船速；控制系统，用于根据ＧＰＳ模块测得的船速计算放缆速度并向驱动机构发出调速指令，所述调速指令包括：当船速大于设定值时，增加放缆速度，当船速小于设定值时，调整制动力以降低放缆速度或者收缆；驱动机构，用于收到控制系统的调速指令后调整放缆速度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋金良，卢楠，
申请(专利权)人：上海劳雷仪器系统有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]