[發(fā)明專利]一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)和控制方法

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• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107390293A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳招才
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01C13/00;G01S19/01
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

1.一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，包括測量船和測量海洋水深H的水深探測儀，所述測量船尾部拖曳有浮在海面或海面下運動的浮體，所述浮體尾部通過拖纜拖曳有沉入水中的探測裝置，其特征在于：所述拖纜的長度L為水深H的1.5-2倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：所述浮體上設(shè)有電源、第一GPS定位儀、控制器、距離傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：

所述探測裝置為光泵磁力儀、第二GPS定位儀、質(zhì)子磁力儀、磁通門磁力儀中的一種或多種、所述探測裝置上還設(shè)有輔助電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：所述浮體的頂部還設(shè)有太陽能電池板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：所述測量船上還設(shè)有呈梯形布置的循環(huán)輸送帶，所述循環(huán)輸送帶上設(shè)有用于快速更換浮體的第一或第二更換裝置，所述第一或第二更換裝置包括跟隨輸送帶運動的第一或第二移動平臺，第一或第二移動平臺上設(shè)有第一或第二機械卡爪，所述第一或第二機械卡爪上釋放一個浮體和與其相連的一個探測裝置，所述浮體上設(shè)有用于收攏拖纜的子收纜機構(gòu)，任一個所述浮體通過第二拖纜與設(shè)于船體上的第一或第二主收纜機構(gòu)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：所述循環(huán)輸送帶鉸接在測量船尾部，其通過滑輪和拉索與設(shè)在測量船上的拉索電機相連，所述滑輪設(shè)于豎直伸縮桿頂部，所述豎直伸縮桿固定在船尾。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：所述拖纜上套設(shè)有可沿著拖纜往復(fù)運動的小型移動式輔助探測器，所述輔助探測器上設(shè)有貼緊在所述拖纜上的弧形輪和驅(qū)動弧形輪的輔助電機，所述輔助探測器包括360度水下攝影機。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：

所述輔助電機設(shè)于環(huán)形支架上，所述環(huán)形支架與所述弧形輪為徑向滑動連接，所述弧形輪至少設(shè)2個，所述弧形輪之間設(shè)有拉緊機構(gòu)，所述拉緊機構(gòu)包括彈簧。

9.一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)，其特征在于：其由如權(quán)利要求9所述的海洋探測系統(tǒng)所有部件外，還包括設(shè)于探測裝置上的自動上浮機構(gòu)，所述自動上浮機構(gòu)包括由彈性材質(zhì)構(gòu)成并可膨脹的球狀外套，所述外套安裝于所述探測裝置的頂部中央，所述外套內(nèi)設(shè)有可充氣膨脹的氣囊，所述氣囊內(nèi)設(shè)有點火器和裝有高壓氣體的壓力容器，所述點火器與探測裝置相連并由其控制。

10.如權(quán)利要求9所述的一種用于淺水島礁區(qū)的海洋探測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述方法包括如下：

（1）：根據(jù)水深H控制并實時改變第一拖纜的長度L；

（2）：探測裝置故障更換，其具體包括；

第一步：輸送帶釋放通過第一主收纜機構(gòu)和第一機械卡爪釋放一個浮體和一個與其相連的探測裝置并開始探測工作；

第二步：在輸送帶第二機械卡爪上設(shè)置一個備用的浮體和一個與其相連的探測裝置，浮體由第二主收纜機構(gòu)相連并釋放拖纜；

第三步，當(dāng)?shù)谝徊街刑綔y裝置上部分探測儀器發(fā)生故障的時候，探測船上的主控系統(tǒng)控制輸送帶運動一段距離，通過輸送帶將第一步中釋放的一個浮體和一個與其相連的探測裝置，水平移動一定距離，同時將第二步中備份用的浮體和探測裝置的之間的拖纜釋放到與探測裝置與距離一致位置，第一步中探測裝置上所有探測儀關(guān)閉，與此同時，第二步中探測裝置上所有探測儀打開；

第四步，縮短第一步中第一主收纜機構(gòu)和浮體上的子收纜機構(gòu)，使得第一機械卡爪抓緊通過第一主收纜機構(gòu)C1的收攏的浮體,完成更換過程；

（3）：動態(tài)移動觀察，具體包括如下：

第一步，通過船體上設(shè)置的探測物體用的水下聲吶進行探測；

第二步，若發(fā)現(xiàn)浮體與探測裝置之間有不明物體且可能影響拖纜，則探測船上的控制系統(tǒng)發(fā)送信號給輔助探測器73，輔助探測器移動并影響位置，通過水下攝影機的遠距離觀察功能觀察判斷該物體是否對拖纜有影響；

第三步，有影響，則控制系統(tǒng)通過浮體上的控制器，控制子拖纜機構(gòu)，迅速縮短探測裝置上拖纜的長度，使得控制裝置快速避開障礙物；

（4）自動上浮；具體包括如下：

第一步，探測裝置上的控制器實時接收光電復(fù)合纜構(gòu)成的拖纜4收到測量船1發(fā)送的距離信號；

第二步，當(dāng)探測裝置上的控制器不能收到收到測量船發(fā)送的距離信號時，控制器默認(rèn)此時拖纜或第二拖纜被切斷；

第三步，控制器控制點火器點火，在點火器的作用下，壓力容器中的高壓氣體釋放并迅速充滿整個氣囊，氣囊同時撐開外套，整個外套體積迅速變大，海水對外套的浮力迅速增大并帶動整個探測裝置上浮；

第四步，第二GPS定位儀實時發(fā)送位置信號，測量船根據(jù)位置信號可快速找到并回收探測裝置。