一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明所公開的一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置與方法。該裝置包括豎井、支架、螺紋升降桿、升降車、蝸輪絲桿升降機(jī)、儀器支架和輔助儀器倉。豎井內(nèi)壁裝有軌道，升降車通過小輪在軌道內(nèi)移動(dòng)；蝸輪絲桿升降機(jī)固定在支架上，通過螺紋升降桿與升降車連接；儀器支架通過法蘭盤與螺紋升降桿連接，多波束換能器支架安裝在儀器支架底部；儀器支架中部安裝輔助儀器倉，倉內(nèi)安裝壓力傳感器和表層聲速計(jì)，用于測量動(dòng)態(tài)吃水和表層聲速。本發(fā)明可適用多種型號的中淺水多波束探測系統(tǒng)便攜式安裝探測。本發(fā)明可在海洋調(diào)查、海洋測繪與海洋工程中廣泛應(yīng)用。
【專利說明】一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋調(diào)查與海底探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多波束測深系統(tǒng)是當(dāng)前最先進(jìn)的海底水深測量設(shè)備，該設(shè)備是多種傳感器的高度集成，對儀器安裝的要求很高。多波束探頭需要沒入水中進(jìn)行聲波的發(fā)射和接收，多波束探頭安裝的精度、穩(wěn)定性和安全性是制約中淺水多波束探測的重要因素。多波束探頭安裝分為三種方式:船底固定安裝、船舷便攜安裝和豎井安裝。船底安裝成本高且難以拆卸和維護(hù)。船舷便攜安裝將降低調(diào)查效率且安全性降低。豎井安裝結(jié)合了船底和船舷安裝的優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有的豎井安裝技術(shù)并不成熟，存在諸多缺陷。
[0003]現(xiàn)有的多波束探測裝置基于手動(dòng)葫蘆提升儀器，存在明顯的缺點(diǎn)與不足:(1)手動(dòng)葫蘆提升儀器，無支桿固定裝置，導(dǎo)致儀器在縱向易發(fā)生位移，從而影響調(diào)查數(shù)據(jù)的質(zhì)量；(2)難以對儀器支桿在垂向進(jìn)行精確定位操作；(3)井壁無固定導(dǎo)軌，導(dǎo)致科學(xué)儀器易在水平方向搖晃，進(jìn)而影響調(diào)查數(shù)據(jù)質(zhì)量；(4)缺乏動(dòng)態(tài)吃水和表層聲速測量，影響多波束探測精度；(5)適用性差、便捷性不強(qiáng)，儀器的收放、安裝與拆卸需要多人聯(lián)合作業(yè)，在動(dòng)蕩的海洋環(huán)境中增加了調(diào)查的難度與風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置與方法。本發(fā)明的目的在于提供一種換能器安裝和拆卸操作簡便、安全性好、姿態(tài)穩(wěn)定等特點(diǎn)的多波束調(diào)查工作平臺。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置，它包括:豎井、支架、螺紋升降桿、升降車、儀器支架、輔助儀器倉和蝸輪絲桿升降機(jī)。
[0006]作為優(yōu)選，豎井包括升降車擋板、豎井壁、升降車軌道和豎井口擋板；升降車軌道在豎井四側(cè)，保證了升降車平穩(wěn)升降，同時(shí)避免在水平方向位移；升降車擋板安裝在豎井底部；豎井口擋板安裝在豎井口，對升降車和儀器起到保護(hù)作用。
[0007]作為優(yōu)選，支架包括角鋼腳架、頂板和支架擋板；支架通過角鋼腳架固定在豎井口上方；頂板中心設(shè)有頂板升降桿孔；支架前后為支架側(cè)面門，用于安裝與拆卸儀器；左右為支架側(cè)面擋板，用于支撐相關(guān)的裝置。
[0008]作為優(yōu)選，螺紋升降桿包括保險(xiǎn)扣、絲桿和上法蘭盤；螺紋升降桿穿過頂板升降桿孔；絲桿有螺紋，用于提升螺紋升降桿；底部焊接有上法蘭盤，頂部設(shè)有保險(xiǎn)扣；絲桿連接蝸輪絲桿升降機(jī)。
[0009]作為優(yōu)選，升降車包括升降車框架、深溝球軸承小輪、升降車升降桿孔和加固鋼板；升降車使用十字交錯(cuò)的加固鋼板進(jìn)行加固，使升降車在不失強(qiáng)度的同時(shí)，海水能自由出入豎井，不對升降車造成沖擊；升降車4周邊設(shè)有4個(gè)深溝球軸承小輪，便于升降車在小車軌道內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；升降車固定在離螺紋升降桿底部5-30cm處；升降車起到平穩(wěn)升降儀器以及避免儀器發(fā)生水平位移作用。
[0010]作為優(yōu)選，儀器支架包括下法蘭盤、儀器支架豎桿和多波束換能器支架；儀器支架豎桿上端焊接有下法蘭盤，與上法蘭盤通過螺孔固定；儀器支架豎桿可安裝多種型號的多波束換能器支架，并用加強(qiáng)鋼條加固。
[0011]作為優(yōu)選，輔助儀器倉為正方體結(jié)構(gòu)，包括輔助儀器艙底板、鋼箍、輔助儀器艙側(cè)面擋板、輔助儀器艙腳架和輔助儀器艙頂板；輔助儀器倉底板處有四個(gè)儀器孔；輔助儀器倉頂板和輔助儀器倉底板使用輔助儀器倉腳架焊接在一起；鋼箍用于將輔助儀器倉固定在儀器支架豎桿，方便拆卸。
[0012]作為優(yōu)選，蝸輪絲桿升降機(jī)包括蝸輪箱、底座、蝸桿軸承托舉和轉(zhuǎn)輪及手柄；蝸輪箱包括軸承一、軸承二、蝸桿和絲桿，延長的蝸桿使用蝸桿軸承托舉托舉；蝸輪箱連接在底座上，底座使用底座固定螺母固定在支架頂板上。
[0013]作為優(yōu)選，所有部件都采用耐海水腐蝕并具有防生物附著涂層的材料制造。
[0014]一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置的使用方法，其主要步驟:將所要掛裝的壓力傳感器和表層聲速計(jì)固定安裝在輔助儀器倉中的兩個(gè)儀器孔；多波束換能器安裝在儀器支架豎桿下端；連接上法蘭盤和下法蘭盤；搖動(dòng)手柄，放下升降車；直到升降車被升降車擋板頂住時(shí)，蓋上豎井口擋板及側(cè)面門，完成儀器的便攜式安裝。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
I)穩(wěn)定性。豎井壁四側(cè)安裝有升降車軌道，使升降車小輪完全嵌入到軌道中，使升降車與豎井無縫結(jié)合，最大限度降低了儀器在水平方向的位移。儀器支桿采用螺紋鋼條以及齒輪結(jié)構(gòu)，避免了儀器在垂向的位移。
[0016]2)可操作性。采用蝸輪絲桿裝置提升儀器，減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，支架安裝后，單人即可完成多型儀器的收放、安裝與拆卸工作。
[0017]3)便捷性。底部設(shè)有輔助儀器倉，方便放置壓力傳感器、聲速剖面儀等輔助測量設(shè)備。
[0018]4)可拆卸性。使用法蘭盤結(jié)構(gòu)便于儀器安裝、拆卸與更換。
[0019]5)易維護(hù)性。平臺設(shè)計(jì)簡單，所有部件都采用不銹鋼等耐海水腐蝕材料制造，易在后期維護(hù)。
[0020]6 )安全性。儀器支架四周及豎井上方加裝防護(hù)板，能有效保證儀器與人員的安全。
[0021]本發(fā)明可在海底地形地貌近底探測、海洋測繪、海洋監(jiān)測、海洋工程和海洋科學(xué)研究中廣泛使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
圖2是圖1中豎井俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2的前視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1中支架俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是圖4的前視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖1中螺紋升降桿前視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖1中升降車俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖1中儀器支架俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖8的側(cè)視結(jié)構(gòu)意圖；
圖10是圖1中輔助儀器倉底視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是圖10的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是圖1中蝸輪絲桿升降機(jī)前視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13是圖12的俯視結(jié)構(gòu)意圖；
圖中:豎井1、支架2、螺紋升降桿3、升降車4、儀器支架5、輔助儀器倉6、蝸輪絲桿升降機(jī)7;升降車擋板1.1、豎井壁1.2、升降車軌道1.3、豎井口擋板1.4 ;角鋼腳架2.1、支架頂板2.2、頂板升降桿孔2.3、支架側(cè)面門2.4、支架側(cè)面擋板2.5 ;保險(xiǎn)扣3.1、絲桿3.2、升降車焊接點(diǎn)3.3、上法蘭盤3.4 ;升降車框架4.1、深溝球軸承小輪4.2、升降車升降桿孔4.3、加固鋼板4.4 ;下法蘭盤5.1、儀器支架豎桿5.2、多波束換能器支架5.3、加強(qiáng)鋼條
5.4 ;輔助儀器倉底板6.1、鋼箍6.2、輔助儀器倉側(cè)面擋板6.3、儀器孔6.4、輔助儀器倉角架6.5、輔助儀器倉頂板6.6 ;蝸輪箱7.1、軸承一 7.2、底座固定螺母7.3、軸承二 7.4、底座7.5、蝸桿7.6、蝸桿軸承托舉7.7、轉(zhuǎn)輪及手柄7.8。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。
[0024]實(shí)施例1
參照附圖1，制作一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置，它包括:豎井1、支架2、升降桿3、升降車4、儀器支架5、輔助儀器倉6 (參見附圖10、11)、蝸輪絲桿升降機(jī)7。參見附圖2和附圖3，豎井I包括升降車擋板1.1、豎井壁1.2、升降車軌道1.3和豎井口擋板1.4 ；升降車軌道1.3在豎井I四側(cè)；升降車擋板1.1安裝在豎井I底部；豎井口擋板1.4安裝在豎井I 口。參見附圖4和附圖5，支架2包括角鋼腳架2.1、頂板2.2和支架擋板2.5 ;支架2通過角鋼腳架2.1固定在豎井I 口上方；頂板2.2中心設(shè)有頂板升降桿孔2.3 ;支架2前后為支架側(cè)面門2.4 ;左右為支架側(cè)面擋板2.5。參見附圖6，螺紋升降桿3包括保險(xiǎn)扣3.1、絲桿3.2和上法蘭盤3.4 ;螺紋升降桿3穿過頂板升降桿孔2.4 ;絲桿3.2有螺紋；底部焊接有上法蘭盤3.4，頂部設(shè)有保險(xiǎn)扣3.1 ;絲桿3.2連接蝸輪絲桿升降機(jī)7。參見附圖7，升降車4包括升降車框架4.1、深溝球軸承小輪4.2、升降車升降桿孔4.3和加固鋼板
4.4 ;升降車4使用十字交錯(cuò)的加固鋼板4.4進(jìn)行加固；升降車4周邊設(shè)有4個(gè)深溝球軸承小輪4.2，便于升降車4在小車軌道1.3內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；升降車4固定在離螺紋升降桿3底部
5-30cm處。參見附圖8和附圖9，儀器支架5包括下法蘭盤5.1、儀器支架豎桿5.2和多波束換能器支架5.3 ;儀器支架豎桿5.2上端焊接有下法蘭盤5.1，與上法蘭盤3.4通過螺孔固定；波束換能器支架5.3用加強(qiáng)鋼條5.4加固。
[0025]參見附圖12和附圖13，蝸輪絲桿升降機(jī)7包括蝸輪箱7.1、底座7.5、蝸桿軸承托舉7.7和轉(zhuǎn)輪及手柄7.8 ;蝸輪箱7.1包括軸承一 7.2、軸承二 7.4、蝸桿7.6和絲桿3.2，延長的蝸桿7.6使用蝸桿軸承托舉7.7托舉；蝸輪箱7.1連接在底座7.5上，底座7.5使用底座固定螺母7.3固定在支架頂板上2.5。
[0026]將所要掛裝的多波束換能器5.3安裝到儀器支架豎桿5.2下端；連接并固定上法蘭盤3.4和下法蘭盤5.1 ;搖動(dòng)手柄7.8，放下升降車4 ;直到升降車4被升降車擋板1.1頂住時(shí)，蓋上豎井口擋板1.4及側(cè)面門2.5，完成儀器的便攜式安裝。
[0027]實(shí)施例2
參照附圖1，制作一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置，將所要掛裝的壓力傳感器和表層聲速計(jì)固定安裝在輔助儀器倉6中的兩個(gè)儀器孔6.4，并使用鋼箍6.2輔助儀器倉6固定安裝在儀器支架豎桿5.2上端，將其余同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置，其特征在于，它包括:豎井(I)、支架(2)、螺紋升降桿(3)、升降車(4)、儀器支架(5)、輔助儀器倉(6)和蝸輪絲桿升降機(jī)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的豎井(I)包括升降車擋板(1.1)、豎井壁(1.2 )、升降車軌道(1.3 )和豎井口擋板(1.4 );升降車軌道(1.3 )在豎井(I)四側(cè)，保證了所述的升降車(4)平穩(wěn)升降，同時(shí)避免在水平方向位移；升降車擋板(1.1)安裝在豎井(I)底部；豎井口擋板(1.4)安裝在豎井(I) 口，對升降車(4)和儀器起到保護(hù)作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的支架(2)包括角鋼腳架(2.1)和支架頂板(2.2);所述的支架(2)通過角鋼腳架(2.1)固定在豎井(I) 口上方；頂板(2.2)中心設(shè)有頂板升降桿孔(2.3);所述的支架(2)前后為支架側(cè)面門(2.4)，用于安裝與拆卸儀器；左右為支架側(cè)面擋板(2.5)，用于支撐相關(guān)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的螺紋升降桿(3)包括保險(xiǎn)扣(3.1)、絲桿(3.2)和上法蘭盤(3.4);所述的螺紋升降桿(3)穿過頂板升降桿孔(2.4);絲桿(3.2)有螺紋，用于提升螺紋升降桿(3);底部焊接有上法蘭盤(3.4)，頂部設(shè)有保險(xiǎn)扣(3.1);絲桿(3.2)連接蝸輪絲桿升降機(jī)(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的升降車(4)包括升降車框架(4.1)、深溝球軸承小輪(4.2)、升降車升降桿孔(4.3)和加固鋼板(4.4);所述的升降車(4)使用十字交錯(cuò)的加固鋼板(4.4)進(jìn)行加固，使升降車(4)在不失強(qiáng)度的同時(shí)，海水能自由出入豎井(1)，不對升降車(4)造成沖擊；所述的升降車(4)周邊設(shè)有4個(gè)深溝球軸承小輪(4.2)，便于升降車(4)在小車軌道(1.3)內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；所述的升降車(4)固定在離螺紋升降桿(3)底部5-30cm處；升降車(4 )起到平穩(wěn)升降儀器以及避免儀器發(fā)生水平位移作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的儀器支架(5)包括下法蘭盤(5.1)、儀器支架豎桿(5.2)和多波束換能器支架(5.3);儀器支架豎桿(5.2)上端焊接有下法蘭盤(5.1)，與上法蘭盤(3.4)通過螺孔固定；儀器支架豎桿(5.2)可安裝多種型號的多波束換能器支架(5.3)，并用加強(qiáng)鋼條(5.4)加固支架結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的輔助儀器倉(6)為正方體結(jié)構(gòu)，包括輔助儀器艙底板(6.1)、鋼箍(6.2)、輔助儀器艙側(cè)面擋板(6.3)、輔助儀器艙腳架(6.5)和輔助儀器艙頂板(6.6);輔助儀器倉底板(6.1)處有四個(gè)儀器孔(6.4);輔助儀器倉頂板(6.7)和輔助儀器倉底板(6.1)使用輔助儀器倉腳架(6.6)焊接在一起；鋼箍(6.2)用于將輔助儀器倉(6)固定在儀器支架豎桿(5.2),方便安裝與拆卸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的蝸輪絲桿升降機(jī)(7)包括蝸輪箱(7.1)、底座(7.5)、蝸桿軸承托舉(7.7)和轉(zhuǎn)輪及手柄(7.8);蝸輪箱(7.1)包括軸承一(7.2)、軸承二(7.4)、蝸桿(7.6)和絲桿(3.2)，延長的蝸桿(7.6)使用蝸桿軸承托舉(7.7)托舉；蝸輪箱(7.1)連接在底座(7.5)上，底座(7.5)使用底座固定螺母(7.3)固定在支架頂板上(2.5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所有部件都采用耐海水腐蝕并具有防生物附著涂層的材料制造。
10.一種基于蝸輪絲桿升降的多波束探測裝置的使用方法，其特征在于，將所要掛裝的壓力傳感器和表層聲速計(jì)固定安裝在輔助儀器倉(6)中的兩個(gè)儀器孔(6.4);多波束換能器(5.3)安裝在儀器支架豎桿(5.2)下端；連接上法蘭盤(3.4)和下法蘭盤(5.1);搖動(dòng)手柄(7.8)，放下升降車(4);直到升降車(4)被升降車擋板(1.1)頂住時(shí)，蓋上豎井口擋板(1.4)及側(cè)面門(2.5)，完.成儀器的便攜式安裝。
【文檔編號】G01S7/521GK103472453SQ201310385606
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】吳自銀, 趙荻能, 李守軍, 尚繼宏, 周潔瓊 申請人:國家海洋局第二海洋研究所