[發(fā)明專利]一種兩棲水聲探測浮標(biāo)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910656351.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110456817A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立川;武東偉;任染臻;邢潤發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/04;G01S15/88;B60F5/02
• 代理公司: 61204 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 云燕春<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明一種兩棲水聲探測浮標(biāo)屬于海洋勘探設(shè)備領(lǐng)域；包括無人機(jī)部、浮沉控制部和水聲探測部；無人機(jī)部包括螺旋槳部分和飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)利用MEMS慣導(dǎo)和GPS組合導(dǎo)航實現(xiàn)自主導(dǎo)航并對所述兩棲水聲探測浮標(biāo)空中的姿態(tài)進(jìn)行控制；所述無人機(jī)部的飛控系統(tǒng)、浮沉控制部和水聲探測部分別安裝于第一水密艙、第二水密艙和第三水密艙內(nèi)，三個所述水密艙通過防水密封處理保證其防水和密封性；所述浮沉控制部由浮力調(diào)節(jié)裝置控制所述兩棲水聲探測浮標(biāo)在水下的位置，所述水聲探測部包括聲納和動力電池，所述動力電池用于給所述聲納提供動力，所述聲納用于水下水聲探測。本發(fā)明的兩棲探測浮標(biāo)工作時間長、體積小、便于回收，而且可以實現(xiàn)單點(diǎn)投放，多點(diǎn)測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋勘探設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種兩棲水聲探測浮標(biāo)。

背景技術(shù)

目前，海洋環(huán)境無人探測主要采取海洋浮標(biāo)和AUV兩種手段。

海洋浮標(biāo)中，以剖面浮標(biāo)為代表，通過調(diào)節(jié)自身浮力，實現(xiàn)水下垂直往復(fù)運(yùn)動。典型的如我國生產(chǎn)的HM2000型剖面浮標(biāo)，國外有PALACE、APEX、PROVOR、SOLO等型號。但是剖面浮標(biāo)適合探測深度為數(shù)千米的深海探測，而且只能單點(diǎn)投放，單點(diǎn)測量，而且存在回收不便的缺點(diǎn)。

無纜水下機(jī)器人AUV是目前海洋調(diào)查的主要手段，例如我國沈陽自動化所、哈爾濱工程大學(xué)等單位研制的CR系列、“潛龍”系列等。國外有美國伍茲霍爾研究所的Remus、挪威Kongsberg公司的HUGIN等。AUV適用于短時間，大范圍的區(qū)域性探測，難以實現(xiàn)定點(diǎn)測量，而且存在航時短、成本高、難以大量使用的缺點(diǎn)。

專利CN201362339Y公開了一種淺海自持式漂流循環(huán)探測浮標(biāo)，可以在海中下潛、上浮，進(jìn)行相關(guān)海洋探測。該浮標(biāo)浮沉控制機(jī)構(gòu)由栓塞泵構(gòu)成，質(zhì)量較重。另外，該浮標(biāo)投放后雖然可以進(jìn)行多次下潛、上浮探測，但是每次探測的位置完全取決于洋流的流向。如果需要進(jìn)行精確位置的多點(diǎn)探測，則每次探測完成后必須人工回收，再次投放，使用不便。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種兩棲水聲探測浮標(biāo)，將無人機(jī)與海洋探測浮標(biāo)結(jié)合，從而實現(xiàn)單次投放，多點(diǎn)探測，而且便于回收。另外，無人機(jī)要求浮標(biāo)整體質(zhì)量輕，為此對浮沉控制部進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，減輕了整體質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種兩棲水聲探測浮標(biāo)，包括無人機(jī)部，無人機(jī)部包括螺旋槳部分和飛控系統(tǒng)，所述飛控系統(tǒng)利用MEMS慣導(dǎo)和GPS組合導(dǎo)航實現(xiàn)自主導(dǎo)航，并且對所述兩棲水聲探測浮標(biāo)空中的姿態(tài)進(jìn)行控制；其特征在于：還包括浮沉控制部和水聲探測部；所述無人機(jī)部的飛控系統(tǒng)、浮沉控制部和水聲探測部依次通過電纜連接，并分別安裝于第一水密艙、第二水密艙和第三水密艙內(nèi)，三個所述水密艙通過防水密封處理保證其防水和密封性；

所述浮沉控制部由浮力調(diào)節(jié)裝置控制所述兩棲水聲探測浮標(biāo)在水下的位置，所述浮力調(diào)節(jié)裝置包括活塞、絲桿、絲桿傳動齒輪、電機(jī)傳動齒輪、激光測距傳感器和無刷電機(jī)；所述第二水密艙為上端開口的桶裝結(jié)構(gòu)，其開口端通過頂蓋密封并與所述第一水密艙固定連接，其底面與所述第三水密艙固定連接；在所述第二水密艙內(nèi)靠近底部、垂直于其軸向安裝有隔板，所述無刷電機(jī)安裝于所述隔板的下表面，其輸出軸穿過所述隔板與所述電機(jī)傳動齒輪配合安裝，所述絲桿傳動齒輪與電機(jī)傳動齒輪嚙合，帶動所述絲桿轉(zhuǎn)動；通過所述絲杠帶動活塞在所述第二水密艙內(nèi)沿其軸向做往復(fù)運(yùn)動；所述第二水密艙側(cè)壁的上部開有若干排水孔，通過所述排水孔排出或吸入的水量改變所述浮沉控制部的重量，進(jìn)一步改變所述第二水密艙的浮力；所述激光測距傳感器安裝于所述隔板的上表面，用于測量所述活塞位置，進(jìn)而實現(xiàn)對排出或吸入的水量的閉環(huán)控制；

所述水聲探測部包括聲納和動力電池，所述動力電池用于給所述聲納提供動力，所述聲納用于水下水聲探測。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述水密艙由玻璃鋼蒙皮制備而成。