[发明专利]一种适用于全海深的海底沉积物力学特性测量系统

摘要

本发明公开了一种适用于全海深的海底沉积物力学特性测量系统，包括水上监测单元和水下测量装置，所述水下测量装置包括观测平台及测量机构；所述观测平台包括框架式主体以及安装在框架式主体上的浮体、翼板、浮球舱、调平机构、配重和释放机构；所述浮球舱密封系统电路，所述翼板在水下测量装置下降至距离海底达到设定高度时展开，使水下测量装置平稳着陆；所述调平机构在框架式主体到达海底时调节水下测量装置水平立于海底；所述释放机构在水下测量装置完成水下作业后，抛弃配重实现回收。所述测量机构包括锥形贯入测量机构、球形贯入测量机构、十字板剪切测量机构或取样机构。采用本发明的测量系统可以对全海深的海底沉积物实现力学特性测量。

主权项

1.一种适用于全海深的海底沉积物力学特性测量系统，其特征在于，包括水上监测单元和水下测量装置，所述水下测量装置包括观测平台以及搭载在所述观测平台上的测量机构；/n所述观测平台包括框架式主体以及安装在所述框架式主体上的浮体、翼板、高度测量器件、浮球舱、调平机构、配重、释放机构和水声通信机；其中，/n所述高度测量器件用于检测水下测量装置距离海底的高度；/n所述浮球舱呈浮球形状，在提供浮力的同时用于密封系统电路，所述系统电路通过水声通信机与水上监测单元通信，上传水下测量装置距离海底的高度以及力学特性测量数据；/n在所述框架式主体上安装有四块所述翼板，分布在框架式主体的四周，位于所述浮体的下方，且到框架式主体底部的距离占框架式主体总高度的2/3；每一块所述翼板均设计有流线型翼面，内侧与所述框架式主体相铰接；针对每一个翼板分别配置两个缓降油缸，铰接在翼板底面的左右两侧，且每一个缓降油缸的一端与所述框架式主体相铰接，另一端与所述翼板的底面相铰接；所述水上监测单元在水下测量装置距离海底的高度达到设定高度时，下发缓降指令，控制所述翼板相对于框架式主体向外展开，并根据水下测量装置的下潜深度，调节缓降油缸的活塞杆的伸出长度，以对所述翼板的展开角度进行调节，控制水下测量装置多级调速缓降，直到水下测量装置在海床上的平稳着陆；/n所述调平机构包括多个调平支脚和多个调平油缸，所述调平支脚位于框架式主体的底部，每一个调平支脚连接一个调平油缸；在所述浮球舱中安装有姿态传感器，检测所述框架式主体的姿态，并生成姿态数据发送至所述系统电路；所述系统电路在框架式主体到达海底时，根据接收到的姿态数据控制调平油缸驱动所述调平支脚伸缩，以调节所述框架式主体水平立于海底沉积物上；/n所述水上监测单元在结束测量作业后，下发抛载指令，控制所述释放机构抛弃所述配重，并控制所述翼板收回，使水下测量装置在所述浮体的浮力作用下浮出水面；所述释放机构包括释放油缸、定滑轮、缆绳和挂钩；所述定滑轮安装在所述框架式主体上，其上缠绕所述缆绳，且缆绳的一端连接释放油缸，另一端连接挂钩；所述挂钩在默认状态伸入到配重的吊孔中，勾住所述配重，以增加观测平台的重量，使水下测量装置自行下降至海底；在回收水下测量装置时，所述系统电路控制所述释放油缸下放缆绳，使挂钩在自重下旋转，脱离所述配重的吊孔，使配重与框架式主体分离；/n在所述框架式主体的底部孔板的正中位置还安装有液压站，所述液压站通过不同的油管分别连通所述缓降油缸、调平油缸和释放油缸，在连接每一个油缸的油管上分别安装电磁阀，在需要控制某一个油缸工作时，通过系统电路首先控制连接被控油缸的油管上的电磁阀打开，然后控制液压站向被控油缸供油或抽油，以控制被控油缸的活塞杆伸出或缩回；/n所述测量机构包括用于测量海底沉积物力学特性的锥形贯入测量机构、球形贯入测量机构、十字板剪切测量机构中的一种或多种，和/或用于采集海底沉积物样本的取样机构。/n