[發明專利]一種海底儀器用的水下數據傳輸平臺

有效

• 申請號: 201710108018.7
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106997656B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 黃豪彩;吳季;沈蕓;黃亮;徐敬;孫貴青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G08C17/00
• 分類號: G08C17/00;G08C19/00;G01C13/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及海洋監測技術領域，具體地說，涉及一種海底儀器用的水下數據傳輸平臺。

背景技術

地球71％的面積是海洋，其中蘊藏著極其豐富的資源，是維持人類可持續發展的重要戰略空間。海洋技術是海洋資源開發的不可缺少的基礎支撐技術，而海洋監測技術和設備是海洋技術不可缺少的基礎技術和原始信息獲取手段。隨著衛星通訊、衛星遙感、水聲遙測以及數據同化等技術的不斷發展與成熟,海洋環境監測已進入從空間、沿岸、水面及水下對海洋環境進行立體監測的時代。

目前，海底儀器收集的數據通常是通過纜線進行傳輸，其能連續并實時地將海底儀器所收集的信息傳回處理站，但是海底儀器的工作位置易受纜線長度的限制，使其工作范圍受限；纜線成本較高，且通常使用停泊在該海域上的船作為處理站，進一步增添了人力物力成本。此外，使用纜線進行收集容易對海底環境造成不友好的影響。

公告號為CN101487704B的專利文獻公開了一種海洋檢測用潛標，包括殼體，在殼體內安裝有支撐架，內、外皮囊分別通過氣閥桿與電磁換向閥的接口相連通；在支撐架上固定有一個電機，電機的輸出軸的轉動傳遞給套在絲杠上的絲杠螺母；絲杠的一端固定有絲杠防轉件并且其另一端與活塞相連，液壓缸的出都斷與電磁換向閥相連通；在殼體內安裝有傳感器、聲通信模塊，在母艦上安裝有主控計算機和向聲通信模塊發出定位信號的超短基線系統，在支撐架上連接有電池組和單片機；主控計算機輸出運動控制命令給聲通信模塊和單片機同時接收來自單片機的數據信號，單片機通過其接口發出信號給電動機和換向閥。

該潛標能夠根據預定程序或外部指令下潛、定深或上浮，從而完成數據的采集與傳回至母艦。但是，潛標在向母船傳輸信號時與母船的距離有限制，距離太遠會使信號減弱。而通過控制潛標下潛收集信號，然后控制潛標上浮來向母船傳輸信號，與通過線纜進行數據傳輸的方式相比，其可選工作范圍變大且對海底環境更友好，但其為間歇式的收集海底水文數據，不便于一些需連續采集數據的收集。

發明內容

本發明的目的為提供一種海底儀器用的水下數據傳輸平臺。

為了實現上述目的，本發明提供的水下數據傳輸平臺包括安裝架及安裝在安裝架上的控制單元、供電電池組、浮體、用于容納海底儀器的儀器艙與用于容納供電電池組的電池艙；還包括安裝在安裝架上的分離單元、配重單元及兩個以上的浮筒單元；浮筒單元包括浮筒及設于浮筒內的數據接收模塊、數據存儲模塊、數據發送模塊及浮筒電池組；分離單元包括用于釋放配重單元的配重分離裝置及用于釋放浮筒單元的浮筒分離裝置；控制單元包括設于儀器艙內用于接收海底儀器的檢測數據的數據接收模塊、用于控制分離單元動作的主控模塊及用于將數據傳輸給浮筒單元的數據發送模塊。

由以上方案可見，可以根據工作需求在儀器艙內搭載不同類型的海洋監測儀器，由于配重單元的作用，使攜帶有海底儀器的平臺能夠潛入海底進行數據采集；控制單元將海底儀器采集的數據傳輸給浮筒單元并存儲在其的存儲單元中，暫時保存，當一個浮筒單元的存儲單元存滿數據后，控制單元向另一浮筒傳輸并存儲檢測數據，同時控制浮筒分離裝置釋放已存滿檢測數據的浮筒單元，被釋放的浮筒單元在浮力的作用下浮至海面并通過數據發送模塊將存儲在存儲單元內的數據及時地通過衛星傳回，達到準實時傳輸的效果；完成數據的采集后，通過配重分離裝置將配重單元釋放，在浮體浮力的作用下，將安裝有儀器艙、海底儀器等的安裝架浮至海面等待回收，從而達到數據連續采集、準實時傳輸的目的的同時，能夠對大部分設備進行回收。

具體的方案為浮筒分離裝置包括安裝支架、套于浮筒外的浮筒限位筒、安裝在安裝支架上的分離控制器及與安裝支架鉸接的擋鉤；浮筒限位筒與安裝架固定連接，安裝支架與浮筒的底部固定連接；浮筒限位筒內設有內肩臺，分離控制器用于控制擋鉤繞鉸軸轉動以使擋臂抵靠內肩臺的下臺面或與下臺面脫離抵靠。該分離裝置結構簡單，易于控制。

更具體的方案為三個以上的擋鉤環繞浮筒的軸線均勻布置；擋鉤的約束臂上設有頸縮環；分離控制器包括熔絲及用于熔斷熔絲的熔斷器，熔絲依次繞于頸縮環外而構成將擋鉤的約束臂朝向浮筒軸線的方向拉近的多邊結構，熔絲的兩端與安裝支架固定連接。該機構利用熔絲通電熔斷的特點來控制擋鉤工作，原理簡單，熔絲便于替換或安裝，且便于在海底水密的實現。

再具體的方案為浮筒分離裝置還包括壓簧、用于推壓安裝支架的推板及固定于浮筒限位筒下端的固定座；壓簧的一端與固定座固定連接，另一端與推板固定連接。推板和壓簧用于輔助浮筒快速脫離數據傳輸平臺的浮筒限位筒，浮至水面。