大型深海環(huán)境測量裝置及其工作方法
【專利摘要】一種大型深海環(huán)境測量裝置及其工作方法，屬于深海勘測和海洋工程【技術(shù)領(lǐng)域】。該測量裝置包括A管架組和B管架組。根據(jù)需要可以增加管架組的數(shù)量。每管架組由多個管架組成，管架之間通過鉸接架和鉸接銷連在一起，減小了單個管架的長度，方便運輸。每個管架內(nèi)安裝有氣囊，通過控制氣囊內(nèi)氣體的含量來控制環(huán)境測量裝置在海中的升沉。該測量裝置使用時，通過預(yù)先安裝在海底的鋼錠樁定位。A管架組和B管架組可繞二者的連接處在水平和豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)不同的測量需求調(diào)整夾角，以適應(yīng)實際使用的需求。該測量裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、方便運輸、組合方便、沉浮自如、重復(fù)使用、適用范圍廣的深海環(huán)境測量裝置。
【專利說明】大型深海環(huán)境測量裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型深海環(huán)境測量裝置及其工作方法，屬于深?？睖y和海洋工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]陸地上的資源容量已經(jīng)無法滿足人類對實物、能源和水的需求，而占地球表面積約為71%的海洋不僅蘊藏了豐富的礦產(chǎn)資源，更有龐大的海洋能源。而人類對海洋的開發(fā)利用必須建立在對海洋環(huán)境充分認識的基礎(chǔ)之上，因此，海洋勘測設(shè)備和海洋實驗裝置成了人們探索海洋的有力武器之一。
[0003]海洋勘測與試驗裝置多數(shù)為海上的平臺，這種浮式平臺不僅不能探測深海以及海底的情況，而且還存在浮于水面上，隱蔽性差，干擾附近航線上的船舶，受波浪的沖擊力大等缺點。坐底式深海環(huán)境測量裝置解決了浮式平臺的眾多缺點，能在海底環(huán)境下進行實驗等操作。而海底環(huán)境復(fù)雜，坐底設(shè)備必須科學(xué)設(shè)計，結(jié)構(gòu)合理。這種背景下研發(fā)的本環(huán)境測量裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、方便運輸、組合方便、沉浮自如、重復(fù)使用、適用范圍廣等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種大型深海環(huán)境測量裝置及其工作方法，用于深海環(huán)境的探測。該裝置主體由兩部分組成，兩部分可以繞連接的部位相對轉(zhuǎn)動，以根據(jù)實際需求調(diào)整形狀；裝置的升沉由氣囊來實現(xiàn)，主體可以拆卸，方便運輸。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種大型深海環(huán)境測量裝置，它主要包括A管架組和B管架組，所述A管架組包括Al管架和A2管架，所述B管架組包括BI管架和B2管架，每個管架的截面形狀為三角形的柱體，三根縱向圓管為柱體的三條棱，縱向圓管之間由橫向圓管和斜撐圓管連接，頂部的縱向圓管上裝有兩個吊耳；管架內(nèi)設(shè)有氣囊，氣囊的形狀為圓柱形，布置方向與縱向圓管同向，氣囊一端安裝有浮閥，浮閥和氣囊之間盤繞著較長的通氣管，氣囊另一端有泄氣閥；所述Al管架的一根縱向圓管上裝有鉸接架，A2管架的一根縱向圓管上裝有鉸接銷，Al管架和A2管架通過鉸接架和鉸接銷連接構(gòu)成A管架組；所述BI管架的一根縱向圓管上裝有鉸接架，B2管架的一根縱向圓管上裝有鉸接銷，BI管架和B2管架通過鉸接架和鉸接銷連接構(gòu)成B管架組；所述Al管架、BI管架的另一端裝有定位架，定位架與管架的三根縱向圓管連接，Al管架的定位架上裝有定位環(huán)，BI管架的定位架上裝有定位柱，定位銷上有貫圓孔，定位環(huán)底部有一個凸起實體，上面帶有一個貫通圓孔，通定位銷將定位環(huán)和定位柱連接在一起。
[0006]所述A管架組和B管架組的位置以及二者間的夾角由預(yù)先安置在海底的鋼錠樁定位。
[0007]所述的大型深海環(huán)境測量裝置的工作方法采用下列步驟:
Ca)環(huán)境測量裝置入水之前，先在海底預(yù)定位置安裝鋼錠樁，A管架組在岸上組裝完成以后，通過吊耳吊入海上指定位置的鋼錠樁處?？浚珺管架組與A管架組組連接時，吊裝下降的過程中，用一根鋼索穿過定位環(huán)底部的凸起處的貫通圓孔，再穿過定位銷的貫通圓孔，通過鋼索的牽引，保證定位銷和定位環(huán)的準確配合，對于兩個以上的管架組的情況，重復(fù)上述過程即可；
(b)定位銷在定位環(huán)中轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際需要讓A管架組和B管架組同軸布置，或者呈任意角度布置，管架組數(shù)量超過兩個時，每兩個管架組之間的角度根據(jù)實際需要調(diào)整；
(c )由于定位銷和定位柱的連接方式為鉸接,定位銷相對定位柱在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，藉由此種運動形式，配合吊裝設(shè)備使管架組抬起一定角度，以便進行移位、轉(zhuǎn)動或者越過鋼錠樁操作；
Cd)需要使管架下沉?xí)r，通過聲控裝置打開氣囊上安裝的泄氣閥，放出氣囊中的氣體；需要使管架上浮時，通過聲控裝置放出氣囊上的浮閥，具有浮力的浮閥浮上水面，同時帶動盤繞的通氣管，在水面完成給氣囊通氣的工作，使管架上浮。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:該測量裝置包括A管架組和B管架組。根據(jù)需要可以增加管架組的數(shù)量。每管架組由多個管架組成，管架之間通過鉸接架和鉸接銷連在一起，減小了單個管架的長度，方便運輸。每個管架內(nèi)安裝有氣囊，通過控制氣囊內(nèi)氣體的含量來控制環(huán)境測量裝置在海中的升沉。裝置使用時，通過預(yù)先安裝在海底的鋼錠樁定位。A管架組和B管架組可繞二者的連接處在水平和豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)不同的測量需求調(diào)整夾角，以適應(yīng)實際使用的需求。該測量裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、方便運輸、組合方便、沉浮自如、重復(fù)使用、適用范圍廣的深海環(huán)境測量裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是大型深海環(huán)境測量裝置的整體示意圖。
[0010]圖2是Al管架的示意圖。
[0011]圖3是A2管架的示意圖。
[0012]圖4是BI管架的示意圖。
[0013]圖5是B2管架的示意圖。
[0014]圖6是圖2中的A局部放大圖。
[0015]圖7是圖4中的B局部放大圖。
[0016]圖8是圖4中的C局部放大圖。
[0017]圖9是圖5中的D局部放大圖。
[0018]圖10是定位銷的放大圖。
[0019]圖11是圖5的A-A剖面圖。
[0020]圖12是圖6的B-B剖面圖。
[0021]圖13是大型深海環(huán)境測量裝置A管架組、B管架組同軸布置的俯視圖。
[0022]圖14是大型深海環(huán)境測量裝置A管架組、B管架組正交布置的俯視圖。
[0023]圖15是浮閥的工作方式示意圖。
[0024]圖中:1、A1管架，2、A2管架，3、B1管架，4、B2管架，5、縱向圓管，6、橫向圓管，7、斜撐圓管，8、氣囊，9、鉸接架，10、鉸接銷，11、定位架，12、定位環(huán)，13、定位銷，14、定位柱，15、鋼錠樁、16、吊耳，17、浮閥，18、泄氣閥?！揪唧w實施方式】
[0025]以下參照附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進一步描述。
[0026]圖1示出了一種大型深海環(huán)境測量裝置的整體結(jié)構(gòu)。它主要包括A管架組、B管架組。A管架組包括Al管架I和A2管架2 ；B管架組包括BI管架3和B2管架4。
[0027]圖2、3、4、5示出了 Al管架、A2管架、BI管架、B2管架的結(jié)構(gòu)。管架的形狀為截面為三角形的柱體，三根縱向圓管5為柱體的三條棱，縱向圓管5之間由橫向圓管6和斜撐圓管7固定。頂部的縱向圓管5上裝有兩個吊耳16，用于管架的吊裝。管架內(nèi)設(shè)有氣囊8。圖11示出了氣囊8的結(jié)構(gòu)。氣囊8的形狀為圓柱形，布置方向與縱向圓管5同向。氣囊8的一端裝有浮閥17，浮閥17和氣囊8之間盤繞有較長的通氣管。氣囊8另一端裝有排氣閥18。Al管架I的一根縱向圓管5上裝有鉸接架9 (圖8)，A2管架2的一根縱向圓管5上裝有鉸接銷10 (圖9)，Al管架I和A2管架2通過鉸接架9和鉸接銷10連接轉(zhuǎn)動構(gòu)成A管架組管架3的一根縱向圓管5上裝有鉸接架9 (圖8)，B2管架4的一根縱向圓管5上裝有鉸接銷10(圖9)，BI管架3和B2管架4通過鉸接架9和鉸接銷10連接轉(zhuǎn)動構(gòu)成B管架組。Al管架1、B1管架3的另一端裝有定位架11 (圖6)，定位架11與管架的三根縱向圓管5連接。Al管架I的定位架11上裝有定位環(huán)12(圖6)，B1管架3的定位架11上裝有定位柱14 (圖7)。定位銷上有貫通圓孔。如圖12所示，定位環(huán)底部有凸起實體，其上有貫通圓孔。定位銷13 (圖10)將定位環(huán)12和定位柱14連接在一起。每個管架組包含管架的數(shù)目可以為兩個以上，結(jié)構(gòu)、連接形式均與前述相同，管架組的數(shù)量也可以為兩個以上，結(jié)構(gòu)，連接形式與前述相同。
[0028]定位銷13 —端插在定位環(huán)12中，可繞定位環(huán)12相對轉(zhuǎn)動，另一端鉸接于定位柱14上，可在豎直面內(nèi)上下旋轉(zhuǎn)。
[0029]環(huán)境測量裝置入水之前，先在海底預(yù)定位置安裝鋼錠樁15。A管架組在岸上組裝完成以后，通過吊耳16吊入海上指定位置的鋼錠樁15處?？?。B管架組與A管架組組連接時，吊裝下降的過程中，用一根鋼索穿過定位環(huán)12底部的凸起處的貫通圓孔，再穿過定位銷13的貫通圓孔。通過鋼索的牽引，保證定位銷13和定位環(huán)12的準確配合。當(dāng)管架組的數(shù)量超過兩個時，連接安裝方法與前述方法相同。
[0030]定位銷13可在定位環(huán)12中轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際需要可令A(yù)管架組和B管架組同軸布置(圖13)，或者呈任意角度布置(圖14)。管架組數(shù)量超過兩個時，每兩個管架組之間的角度可以根據(jù)實際需要任意調(diào)整。
[0031]由于定位銷13和定位柱14的連接方式為鉸接，定位銷13可以相對定位柱14在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，藉由此種運動形式，配合吊裝設(shè)備可以使管架組抬起一定角度，以便進行移位、轉(zhuǎn)動或者越過鋼錠樁15等操作。
[0032]需要使管架下沉?xí)r，通過聲控裝置打開氣囊8上安裝的泄氣閥18，放出氣囊8中的氣體。圖15示出了浮閥的工作方式，需要使管架上浮時，通過聲控裝置放出氣囊8上的浮閥17，浮閥17具有一定浮力，可以浮上水面，同時帶動盤繞的通氣管。這樣即可在水面完成給氣囊8通氣的工作，使管架上浮。
[0033]每個管架組包含管架的數(shù)目可以為兩個以上，結(jié)構(gòu)、連接方式均與前述相同，管架組的數(shù)量也可以為兩個以上，結(jié)構(gòu)，連接方式與前述相同。
【權(quán)利要求】
1.一種大型深海環(huán)境測量裝置，它主要包括A管架組和B管架組，其特征是:所述A管架組包括Al管架(I)和A2管架(2)，所述B管架組包括BI管架(3)和B2管架(4)，每個管架的截面形狀為三角形的柱體，三根縱向圓管(5)為柱體的三條棱，縱向圓管之間由橫向圓管(6)和斜撐圓管(7)連接，頂部的縱向圓管(5)上裝有兩個吊耳(16);管架內(nèi)設(shè)有氣囊(8)，氣囊(8)的形狀為圓柱形，布置方向與縱向圓管(5)同向，氣囊(8) —端安裝有浮閥(17)，浮閥(17)和氣囊(8)之間盤繞著較長的通氣管，氣囊(8)另一端有泄氣閥(18);所述Al管架(I)的一根縱向圓管(5 )上裝有鉸接架(9 )，A2管架(2 )的一根縱向圓管(5 )上裝有鉸接銷(10 )，Al管架(I)和A2管架(2 )通過鉸接架(9 )和鉸接銷(10 )連接構(gòu)成A管架組；所述BI管架(3)的一根縱向圓管(5)上裝有鉸接架(9)，B2管架(4)的一根縱向圓管(5)上裝有鉸接銷(10)，BI管架(3)和B2管架(4)通過鉸接架(9)和鉸接銷(10)連接構(gòu)成B管架組；所述Al管架(I)、BI管架(3)的另一端裝有定位架(11)，定位架(11)與管架的三根縱向圓管(5)連接，Al管架(I)的定位架(11)上裝有定位環(huán)(12)，B1管架(3)的定位架(11)上裝有定位柱(14)，定位銷上有貫圓孔，定位環(huán)底部有一個凸起實體，上面帶有一個貫通圓孔，通定位銷(13)將定位環(huán)(12)和定位柱(14)連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型深海環(huán)境測量裝置，其特征是:所述A管架組和B管架組的位置以及二者間的夾角由預(yù)先安置在海底的鋼錠樁(15)定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型深海環(huán)境測量裝置的工作方法，其特征是:采用下列步驟: (a)環(huán)境測量裝置入水之前，先在海底預(yù)定位置安裝鋼錠樁(15)，A管架組在岸上組裝完成以后，通過吊耳(16)吊入海上指定位置的鋼錠樁(15)處?？?，B管架組與A管架組組連接時，吊裝下降的過程中，用一根鋼索穿過定位環(huán)(12)底部的凸起處的貫通圓孔，再穿過定位銷(13)的貫通圓孔，通過鋼索的牽引，保證定位銷(13)和定位環(huán)(12)的準確配合，對于兩個以上的管架組的情況，重復(fù)上述過程； (b)定位銷(13)在定位環(huán)(12)中轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際需要讓A管架組和B管架組同軸布置，或者呈任意角度布置，管架組數(shù)量超過兩個時，每兩個管架組之間的角度根據(jù)實際需要調(diào)整； (c)由于定位銷(13)和定位柱(14)的連接方式為鉸接，定位銷(13)相對定位柱(14)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，藉由此種運動形式，配合吊裝設(shè)備使管架組抬起一定角度，以便進行移位、轉(zhuǎn)動或者越過鋼錠樁(15)操作； (d)需要使管架下沉?xí)r，通過聲控裝置打開氣囊(8)上安裝的泄氣閥(18)，放出氣囊(8)中的氣體；需要使管架上浮時，通過聲控裝置放出氣囊(8)上的浮閥(17)，具有浮力的浮閥(17)浮上水面，同時帶動盤繞的通氣管，在水面完成給氣囊(8)通氣的工作，使管架上浮。
【文檔編號】B63C11/52GK104029806SQ201410246401
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】林焰, 管官, 于雁云, 李楷, 陳明 申請人:大連理工大學(xué)