[發明專利]一種海洋中小尺度觀測系統

在審

• 申請號: 202210397336.0
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114655404A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 乜云利;龍淼;杜立彬;許勇;劉秀燕;劉霞
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63G8/22
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 邵朋程

本發明公開一種海洋中小尺度觀測系統，該觀測系統從艏部至尾部依次設置有傳感器艙、俯仰調節艙、中間橫移艙、浮力調節艙和推進艙；所述傳感器艙、俯仰調節艙和浮力調節艙為密閉艙，中間橫移艙和推進艙為透水艙；在俯仰調節艙的內部設置有俯仰調節機構；在中間橫移艙的艙壁面上設置有透水孔，在中間橫移艙的內部設置有用于推動觀測系統沿其徑向橫移的全回轉中間矢量推進器；在浮力調節艙和推進艙中設置有浮力驅動機構；在推進艙中設置有尾部矢量推進器。本發明能夠進行垂向剖面運動、橫向移動、水平運動和斜向航行等，具有快速性、靈活性、高機動性和高動態定位等功能，可解決海洋中小尺度過程快速性、時空同步、集群協同精細化觀測的問題。

技術領域

本發明涉及海洋觀測領域，具體地說是涉及一種海洋中小尺度觀測系統。

背景技術

海洋中存在著眾多不同尺度的動力過程，空間上涵蓋了從全球尺度的大洋熱量傳送帶，海盆尺度的西邊界流，到中尺度漩渦以及小尺度的湍流混合等。這些不同尺度的動力過程之間發生復雜的過程耦合和能量級串，直接決定了海洋中能量與物質輸送。因此，對海洋環境不同尺度過程，特別是中小尺度的快速觀測是至關重要的。海洋中小尺度過程是空間尺度小于千米級、時間尺度在一天內(甚至是秒級時間)的一類典型的快速、動態動力過程。其生命周期非常短、空間尺度小，演化過程具有隨機性，現有的觀測手段難以捕獲，更不能滿足特定海域、立體精細化的協同觀測要求。

目前，針對海洋環境現場觀測的手段主要有船載走航觀測、潛標觀測、Argo浮標、水下航行器(AUV/滑翔機)觀測。其中，船載走航觀測成本巨大，且無法實現一定海域范圍內的多船集群同步觀測，進而無法實現中小尺度的空間同步觀測；潛標觀測只能實現垂向單點的長期觀測，其水平空間分辨率不足，因此不能滿足多尺度跨區域的空間同步觀測特性；Argo浮標是較為成熟的海洋觀測系統，但是其自身只能實現剖面運動，不具備主動橫向移動能力，機動性差；水下航行器可用于海洋中小尺度觀測，但是現有水下航行器機動性、靈活性、動力定位等方面較差，具體體現在自主空間運動能力差，水平測量精度低，在強流海域自主定位精度低(比如說很容易被海流沖走，脫離原定測量位置，而且又難以通過自行調整回到原位)等方面，因此影響觀測精度以及觀測效果等。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提出一種海洋中小尺度觀測系統。

本發明所采用的技術解決方案是：

一種海洋中小尺度觀測系統，該觀測系統從艏部至尾部依次設置有傳感器艙、俯仰調節艙、中間橫移艙、浮力調節艙和推進艙；

所述傳感器艙、俯仰調節艙和浮力調節艙為密閉艙，中間橫移艙和推進艙為透水艙；

在傳感器艙上設置有外露的測量傳感器，在傳感器艙的內部設置有存儲模塊，測量傳感器與存儲模塊連接；

在俯仰調節艙的內部設置有用于調節觀測系統重心的俯仰調節機構，所述俯仰調節機構包括滑動支撐桿、重塊和用于帶動重塊沿滑動支撐桿來回移動的驅動電機，所述滑動支撐桿沿俯仰調節艙的中心軸伸展方向布設，在滑動支撐桿上設置有導軌齒條；所述重塊的兩側分別設置有重塊前擋板和重塊后擋板，在重塊前擋板和重塊后擋板之間設置有拉緊桿，在重塊前擋板、重塊后擋板和重塊的中心均設置有通孔，所述滑動支撐桿從通孔中穿過；

所述驅動電機固定在安裝擋板上，安裝擋板與重塊前擋板相連接，重塊前擋板處于傳感器艙和重塊后擋板之間；驅動電機的轉軸連接電機齒輪，電機齒輪與傳動齒輪相嚙合，傳動齒輪通過傳動軸與導軌齒輪傳動連接，導軌齒輪與導軌齒條相嚙合；

在中間橫移艙的艙壁面上設置有透水孔，在中間橫移艙的內部設置有用于推動觀測系統沿其徑向橫移的全回轉中間矢量推進器，全回轉中間矢量推進器還與能夠帶動其沿中間橫移艙的艙壁周向轉動的旋轉機構連接；

在浮力調節艙和推進艙中還設置有浮力驅動機構，所述浮力驅動機構包括內油馕和外油馕，內油馕設置在浮力調節艙中，外油馕設置在推進艙中，在內油馕和外油馕之間連通有油路，在油路上設置有電磁閥和電機泵；