水下定深定高拖曳裝置的製作方法

2023-04-25 01:31:56 3

專利名稱：水下定深定高拖曳裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水下測量輔助裝置，尤其是一種無動力、低成本、吃水深度和水底聞度可控的水下定深定聞拖曳裝置。
背景技術：
目前，對於水下(海洋、江河、湖泊等)信息進行探測和測量的模式有水下機器人、自主動力水下載體(實為潛水器)及拖曳測量等,水下機器人和自主動力水下載體因成本高昂，一般不用於大面積水下探測和測量，拖曳測量模式是大面積獲取水下信息的主要手段，需要拖曳測量模式的有磁力測量、側掃聲納測量、海底危險障礙物探測、水文測量、水下攝像等。公知的拖曳測量方法是將測量儀器安置於拖曳載體上，由水面上航行的測船用纜繩直接拖帶拖曳載體進行測量，有時為了避免下沉，拖曳載體上常常連接有浮球或救生衣。拖曳測量模式按拖曳載體的空間位置分為兩類:一類是定深拖曳測量，即在水面下某一深度層進行測量，例如:磁力測量、側掃聲納測量、水文測量等，另一類是定高拖曳測量，即在水底上某一高度層進行測量，例如:水底目標(失事沉船、錨鏈、管道、海纜、水雷等)探測、水下攝像等。但是，由於現有拖曳裝置並不能實現對拖曳載體吃水深度、水底高度實時調控，難以確保拖曳載體始終處於所設定的位置範圍內，導致實際作業中存在如下的問題:( I)在定深拖曳測量中，測船航速和水面變化對拖曳載體的吃水深度(即距水面的深度)影響較大，當測船航速較低時，拖曳載體的吃水深度等於設定的靜態吃水深度，即拖曳載體距浮球或救生衣的深度；當測船航速較高時，拖曳載體受到拖帶牽引力的作用產生一定的上浮(其上浮幅度與航速成正比)，拖曳載體吃水深度小於設定的靜態吃水深度。拖曳載體吃水深度的變化會影響測量值歸算至統一基準面的精度甚至可能導致無效測量成果O(2)在定高拖曳測量中，測船航速和水底地形同樣對拖曳載體的高度(即距水底的高度)影響較大，拖曳載體距水底過高，會影響到對水底目標(失事沉船、錨鏈、管道、海纜、水雷等)的探測分辯率，容易漏測，拖曳載體距水底過低，容易與水下水底目標或水產養殖區障礙物發生碰撞，昂貴的測量儀器會因碰撞而損壞或丟失，增加了測量成本。
發明內容本實用新型是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種無動力、低成本、吃水深度和水底高度可控的水下定深定高拖曳裝置。本實用新型的技術解決方案是:一種水下定深定高拖曳裝置，設有水下載體，所述水下載體通過電纜與纜繩收放器相接，在水下載體上安裝有測深換能器探頭，測深換能器探頭的輸出信號通過電纜與顯控終端相連接，顯控終端所輸出的控制信號控制纜繩收放器。所述水下載體通過纜繩與水面浮體相接。所述顯控終端由收發轉換開關、收發模塊、數據信號處理及控制模塊和顯示記錄模塊組成。所述水下載體上設有水下探測儀器固定架或固定艙。所述水下載體的後端設有可拆卸的尾翼。所述水下載體上設有可拆卸式的配重塊。所述水下載體的前端設有可拆卸的導流保護罩。所述水面浮體上還設有與纜繩相接的遙控纜繩收放器，顯控終端設有無線通訊遙控豐吳塊。本實用新型無動力、低成本，所設置的測深換能器探頭可實時獲得的拖曳載體距水面的深度或距水底的高度，顯控終端再根據所測得的水面深度或距水底高度控制纜繩收放器，通過纜繩收放器收放纜繩及控制航速來實時補償調整拖曳載體的深度或高度，使吃水深度和水底高度可控，實現水下定深定高拖曳的精確測量和探測。

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。圖2是本實用新型實施例的電路原理框圖。圖3是本實用新型實施例2的結構示意圖。圖4是本實用新型實施例3的結構示意圖。圖5是本實用新型實施例4的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1:如圖1、2所示:設有用玻璃鋼或工程塑料等製成的水下載體1，為了進一步提高水下載體I的浮力，可以設置水面浮體2 (浮球等)，水下載體I通過電纜3與纜繩收放器4相接，水下載體I同時通過纜繩17與水面浮體2相接。在水下載體I上安裝有測深換能器探頭5，測深換能器探頭5的輸出信號通過電纜3與顯控終端6相連接。顯控終端6由收發轉換開關7、收發模塊8、數據信號處理及控制模塊9和顯示記錄模塊10組成，數據信號處理及控制模塊9是以數位訊號處理器為核心的計算機系統，處理器選用德州儀器C6000DSP+ARM架構的0MAP-L128，結合軟體實現控制、信號處理和數據管理功能，並輸出控制信號控制纜繩收放器4的收放。在水下載體I上還設有水下探測儀器開放式固定架11，用來安裝水下測量和探測的儀器和設備20。作業過程是:將水下測量和探測的儀器和設備20安放在固定架11內，將纜繩收放器4及顯控終端6固定在母船上，根據水下載體I距水底距離的要求，調節電纜3及纜繩17至合適的長度，將水下載體I置於水下，測船慢速航行，測量員利用母船上顯控終端6啟動測深工作，並依據實時獲得的測深數據(即水下載體I距水底的高度)，控制纜繩收放器4調節水下載體I與母船之間連接電纜3的長度以及測船的航速，使水下載體I進行水下定高拖曳測量。實施例2:如圖2、3所示，基本結構同實施例1，與實施例1所不同的是:測深換能器探頭5安裝在水下載體I正上方，水下載體I的後端設有可拆卸的V字型尾翼12，水下載體I的下端設有配重快13。作業過程同實施例1，所不同的是:實時獲得的測深數據為水下載體I距水面的深度，並且，當安裝在固定架11內的水下探測儀器20 (例如攝像儀)自身沒有尾翼時，需將尾翼12安裝於水下載體I的後端。水下載體I下端的配重快13用來調整整個水下載體I的重量和重心。實施例2可完成水下定深拖曳測量和探測。實施例3:如圖2、4所示，基本結構同實施例2，與實施例2所不同的是:在水下載體I上設有半開放式的固定架11，測深換能器探頭5可根據需要安裝在水下載體I的左右兩翼之一(另一翼則需要配重處理)，也可同時安裝在水下載體I的左右兩翼上，一個向上測深，一個向下測深，由顯控終端6根據需要進行轉換使用。水下載體I的後端設有可拆卸的X字型尾翼12，水下載體I的前端設有可拆卸的導流保護罩14，使用導流保護罩14可以減小海流對測量儀器20的衝擊並保護測量儀器20避免受到碰撞。作業過程同實施例1、2。實施例4:如圖2、5所示，基本結構同實施例3，與實施例3所不同的是:在水下載體I上設有封閉式的固定艙11，用來安裝水下測量和探測的儀器和設備20。水面浮體2上也設有遙控纜繩收放器15，顯控終端6設有無線通訊遙控模塊16，通過無線通訊控制水面浮體2上的遙控纜繩收放器15的收放，實現對拖曳水下載體I的深度或高度更精確的控制。作業過程同實施例1、2。
權利要求1.一種水下定深定高拖曳裝置，設有水下載體(I)，其特徵在於:所述水下載體(I)通過電纜(3)與纜繩收放器(4)相接，在水下載體(I)上安裝有測深換能器探頭(5)，測深換能器探頭(5)的輸出信號通過電纜(3)與顯控終端(6)相連接，顯控終端(6)所輸出的控制信號控制纜繩收放器(4)。
2.根據權利要求1所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水下載體(I)通過纜繩(17)與水面浮體(2)相接。
3.根據權利要求1或2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述顯控終端(6)由收發轉換開關(7)、收發模塊(8)、數據信號處理及控制模塊(9)和顯示記錄模塊(10)組成。
4.根據權利要求1或2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水下載體(I)上設有水下探測儀器固定架或固定艙(11)。
5.根據權利要求1或2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水下載體(I)的後端設有可拆卸的尾翼(12)。
6.根據權利要求1或2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水下載體(I)上設有可拆卸式的配重塊(13)。
7.根據權利要求1或2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水下載體(I)的前端設有可拆卸的導流保護罩(14)。
8.根據權利要求2所述的水下定深定高拖曳裝置，其特徵在於:所述水面浮體(2)上還設有與纜繩(17)相接的遙控纜繩收放器(15)，顯控終端(6)設有無線通訊遙控模塊(16)。
專利摘要本實用新型公開一種水下定深定高拖曳裝置，設有水下載體，水下載體通過電纜與纜繩收放器相接，在水下載體上安裝有測深換能器探頭，測深換能器探頭的輸出信號通過電纜與顯控終端相連接，顯控終端所輸出的控制信號控制纜繩收放器。無動力、低成本，所設置的測深換能器探頭可實時獲得的拖曳載體距水面的深度或距水底的高度，顯控終端再根據所測得的水面深度或距水底高度控制纜繩收放器，通過纜繩收放器收放纜繩及控制航速來實時補償調整拖曳載體的深度或高度，使吃水深度和水底高度可控，實現水下定深定高拖曳的精確測量和探測。
文檔編號B63C11/52GK202987483SQ20122062037
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者劉雁春, 付建國, 王海亭 申請人:劉雁春, 付建國, 王海亭