[發(fā)明專利]一種多級(jí)貫入式海底沙波原位觀測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811605627.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN109579802B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉磊;鄭曉泉;季春生;張博文;賈永剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C13/00
• 分類號(hào): G01C13/00
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

1.多級(jí)貫入式海底沙波原位觀測(cè)裝置，其特征在于包括支撐結(jié)構(gòu)和帶有多級(jí)貫入機(jī)構(gòu)的探桿（4），

所述的支撐結(jié)構(gòu)用于支撐探桿（4）以防止其傾覆，支撐結(jié)構(gòu)底部有多個(gè)支撐腿（3），支撐結(jié)構(gòu)頂部設(shè)有多根纜繩（12），所述纜繩的上端連接于所述探桿（4）上部的外側(cè)面，支撐結(jié)構(gòu)上搭載有海流計(jì)（5）、旋轉(zhuǎn)成像聲吶（6），支撐結(jié)構(gòu)中部為耐腐蝕材料制成的環(huán)形控制艙（7），環(huán)形控制艙（7）環(huán)繞于探桿（4）的外周，環(huán)形控制艙（7）內(nèi)設(shè)置有加速度傳感器和姿態(tài)傳感器，

所述探桿（4）中部為桿體（18），桿體（18）底部安裝貫入錐尖（17）、頂部設(shè)有釋放環(huán)（14），釋放環(huán)（14）連接于聲學(xué)釋放器（16）底部，所述聲學(xué)釋放器（16）的頂部則連接布放纜（15），桿體（18）上部外側(cè)還設(shè)有配重艙（13）；

所述桿體（18）上部外側(cè)面設(shè)有多個(gè)環(huán)形凹槽（21），環(huán)形凹槽（21）作為對(duì)探桿（4）向下施力的受力點(diǎn)；

所述配重艙（13）設(shè)有加速度傳感器、姿態(tài)傳感器；此外還有電源、主處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)采集電路、傳感電路——這些部件安裝于環(huán)形控制艙（7）或配重艙（13）；

環(huán)形控制艙（7）連有兩條凱夫拉電纜（11），第一條跟探桿（4）的配重艙（13）相連，第二條跟第二級(jí)釋放裝置的彈射釋放器（10）相連；

所述各加速度傳感器和各姿態(tài)傳感器分別通過凱夫拉電纜（11）與所述傳感電路連接，所述數(shù)據(jù)采集電路和傳感電路分別與主處理器連接；

所述第一條凱夫拉電纜（11）還通過位于探桿（4）內(nèi)部的導(dǎo)線（20），與安裝在桿體（18）外壁或內(nèi)部的各種探測(cè)儀器（19）相連，所述主處理器控制數(shù)據(jù)采集電路來采集探測(cè)儀器（19）所觀測(cè)的數(shù)據(jù)；

所述多級(jí)貫入機(jī)構(gòu)包括連接在布放纜（15）下端的聲學(xué)釋放器（16）、位于環(huán)形控制艙（7）上方的第二級(jí)貫入裝置和連接在環(huán)形控制艙（7）下方的第三級(jí)貫入裝置；第二級(jí)貫入裝置和第三級(jí)貫入裝置均環(huán)繞于探桿（4）的外周；

其中第二級(jí)貫入裝置和第三級(jí)貫入裝置均由導(dǎo)向管（9）和套在導(dǎo)向管（9）上部的彈射釋放器（10）組成；

所述彈射釋放器（10）包括管狀體（31），管狀體（31）上緣設(shè)有環(huán)形臺(tái)（27），環(huán)形臺(tái)（27）下端面設(shè)有儲(chǔ)能壓簧（26），環(huán)形臺(tái)（27）內(nèi)壁下部設(shè)連接桿（25），所述連接桿（25）由繼電開關(guān)（24）進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)收縮；所述繼電開關(guān)（24）設(shè)置于所述管狀體（31）內(nèi)部，并由環(huán)形控制艙（7）進(jìn)行供電，并由主處理器進(jìn)行控制；

所述導(dǎo)向管（9）的上部外側(cè)設(shè)有凹槽（30），所述連接桿（25）通過伸入該凹槽（30）而將導(dǎo)向管（9）固定于環(huán)形臺(tái)（27）的下部，且所述儲(chǔ)能壓簧（26）的下端壓在所述導(dǎo)向管（9）的上緣；

繼電開關(guān)（24）接通時(shí)，連接桿（25）收回至凹槽（30）內(nèi)，儲(chǔ)能壓簧（26）向下推動(dòng)導(dǎo)向管（9）進(jìn)行釋放；

導(dǎo)向管（9）下緣設(shè)有多個(gè)導(dǎo)向塊（22），各個(gè)導(dǎo)向塊（22）均通過轉(zhuǎn)軸連接在導(dǎo)向管（9）的下端，并可以繞軸向?qū)蚬埽?）內(nèi)部旋轉(zhuǎn)至水平位置為止，導(dǎo)向塊（22）的外端上側(cè)為弧形、外端下側(cè)為平面；

導(dǎo)向塊（22）的外端下側(cè)平面與壓力彈簧（23）的一端相連接，壓力彈簧（23）另一端連接在導(dǎo)向管（9）上，并對(duì)導(dǎo)向塊（22）提供能夠向上轉(zhuǎn)動(dòng)的彈力；探桿（4）向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?qū)驂K（22）有弧形的外端面，不會(huì)對(duì)探桿（4）產(chǎn)生阻擋，當(dāng)探桿（4）貫入受限時(shí)，彈射釋放器（10）將導(dǎo)向管（9）向下釋放，并提供向下的推動(dòng)力，導(dǎo)向管（9）相對(duì)于探桿（4）向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)向塊（22）在壓力彈簧（23）的作用下向上旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)入探桿（4）外側(cè)的一個(gè)環(huán)形凹槽（21），導(dǎo)向塊（22）的下端面以環(huán)形凹槽（21）為施力點(diǎn)推動(dòng)探桿（4）向下運(yùn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述支撐結(jié)構(gòu)包括一個(gè)支撐框架，支撐框架底部設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上等間距分布的支撐腿（3），支撐腿底部設(shè)有支撐錐尖（1），所述的環(huán)形控制艙（7）設(shè)置在支撐框架底面的中部；所述海流計(jì)（5）和旋轉(zhuǎn)成像聲吶（6）也安裝在支撐框架上。

3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述支撐腿（3）與支撐錐尖（1）之間還設(shè)有帶配重盤的支撐板（2）。