水下观测装置的制作方法

1.本发明涉及水下观测技术领域，尤其涉及一种水下观测装置。


背景技术：

2.水下观测装置会长时间在水下运行，在长期运行的过程中，附着物、沉积泥沙会影响水下观测装置的观测效果，使水下观测装置的监测仪器需要定期进行打捞运维。
3.目前的水下观测装置为一体式结构，在打捞运维时需要将整个水下观测装置进行整体打捞，对吊装设备和船只要求较高，并且需要潜水员或rov(remote operated vehicle，遥控无人潜水器)进行辅助作业，使水下观测装置的打捞十分不便。


技术实现要素：

4.本发明提供一种水下观测装置，用以解决现有技术中的水下观测装置不便于打捞的技术问题，实现水下观测装置的分体式安装，以便于对水下观测装置进行打捞维护。
5.本发明提供一种水下观测装置，包括：
6.基座，适于固定于水底，所述基座设有电子舱和第一非接触式连接器，所述电子舱与所述第一非接触式连接器电连接，且所述电子舱适于与水下线缆电连接；
7.分离组件，适于通过连接件可拆卸地安装于所述基座，所述分离组件设有控制舱、监测仪器和第二非接触式连接器，所述控制舱分别与所述监测仪器和所述第二非接触式连接器电连接；
8.其中，所述第一非接触式连接器与所述第二非接触式连接器无线电连接。
9.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述连接件包括：
10.电磁吸附组件，设于所述基座和所述分离组件中的其中一者；
11.电磁机构，设于所述基座和所述分离组件中的其中另一者，且与所述基座的电子舱或所述分离组件的控制舱电连接；
12.其中，所述电磁吸附组件适于与所述电磁机构磁吸对接。
13.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述电磁吸附组件包括磁性金属，所述电磁机构包括失电型电磁铁；
14.所述电磁机构适于通过失电获得磁力，以与所述电磁吸附组件磁吸对接；
15.所述电磁机构适于通过得电失去磁力，以与所述电磁吸附组件连接分离。
16.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述电磁机构适于通过得电失去磁力，并对所述电磁吸附组件产生排斥力，用于通过所述排斥力推动所述分离组件远离所述基座。
17.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述电磁吸附组件具有磁力，所述电磁机构包括得电型电磁铁；
18.所述电磁机构适于通过得电获得磁力，以与所述电磁吸附组件产生排斥力，用于通过所述排斥力推动所述分离组件远离所述基座；
19.所述电磁机构适于通过失电失去磁力，以与所述电磁吸附组件磁吸对接。
20.根据本发明提供的一种水下观测装置，还包括：
21.浮力组件，连接于所述分离组件；
22.所述基座的顶部设有搭接框架，所述搭接框架形成有搭接口，所述分离组件适于穿设于所述搭接口并位于所述基座内，所述浮力组件适于搭接于所述搭接框架。
23.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述分离组件安装有配重块，用于使所述分离组件的重力大于所述浮力组件的浮力；
24.其中，所述配重块适于在水下腐蚀以与所述分离组件分离。
25.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述浮力组件的上表面安装有吊环，用于连接起吊装置。
26.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述基座设有支撑杆，所述支撑杆上设有工作平台，所述电子舱、所述第一非接触式连接器和所述连接件中的至少其中一者设于所述工作平台。
27.根据本发明提供的一种水下观测装置，所述分离组件设有安装平台，所述控制舱、所述监测仪器和所述第二非接触式连接器中的至少其中一者设于所述安装平台。
28.本发明实施例提供的水下观测装置，通过将基座固定于水底并使基座的电子舱与水下线缆电连接，再将分离组件安装于基座，利用第一非接触式连接器与第二非接触式连接器的无线电连接，实现对控制舱和监测仪器的供电，以利用监测仪器进行水下观测。在水下观测达到规定期限需要进行打捞运维时，连接件使分离组件与基座之间的连接分离，在分离组件上浮后对其进行打捞，无需潜水员进行水下作业，便于水下观测装置的打捞。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明提供的连接器的立体结构示意图之一；
31.图2是本发明提供的连接器的立体结构示意图之二；
32.图3是本发明提供的连接器的立体结构示意图之三。
33.附图标记：
34.10、基座；110、电子舱；120、第一非接触式连接器；130、搭接框架；140、支撑杆；150、工作平台；160、连杆；20、分离组件；210、控制舱；220、监测仪器；230、第二非接触式连接器；240、安装平台；30、连接件；310、电磁吸附组件；320、电磁机构；40、浮力组件；50、配重块；60、吊环。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置
关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
38.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
40.下面结合图1-图3描述本发明的实施例提供的水下观测装置，可以应用于江、河、湖、海、水库等水体的环境监测，也可以应用于水产品养殖、海洋牧场等对水产品生长特定环境的监测中，还可以应用于水下地震监测等地质监测中。
41.如图1-图3所示，本发明实施例提供一种水下观测装置，主要包括基座10和分离组件20。基座10适于固定于水底，可以固定于湖底、河底、海底等水下环境。
42.基座10设有电子舱110和第一非接触式连接器120，电子舱110与第一非接触式连接器120电连接，且电子舱110适于与水下线缆电连接。水下线缆对电子舱110进行供电，电子舱110通过水密缆与第一非接触式连接器120电连接，实现电子舱110与第一非接触式连接器120之间的电信号连接和通讯信号连接。
43.分离组件20适于通过连接件30可拆卸地安装于基座10，分离组件20设有控制舱210、监测仪器220和第二非接触式连接器230，控制舱210分别与监测仪器220和第二非接触式连接器230电连接。具体而言，控制舱210分别通过水密缆与监测仪器220和第二非接触式连接器230电连接，实现控制舱210与监测仪器220和第二非接触式连接器230之间的电信号连接和通讯信号连接。
44.其中，第一非接触式连接器120与第二非接触式连接器230无线电连接。可以理解的是，水下线缆向电子舱110供电后，电子舱110可以通过水密缆向第一非接触式连接器120供电，第一非接触式连接器120将电信号传递至第二非接触式连接器230，从而对监测仪器220和控制舱210供电，确保水下观测的正常实施。
45.第一非接触式连接器120和第二非接触式连接器230之间能传递电信号和通讯信号。利用第一非接触式连接器120和第二非接触式连接器230来确保在水下具备无线供电/充电和无线通讯的功能。
46.监测仪器220可以设置为多个，并且监测的角度位置各不相同，实现全方位的水下观测。其中，监测仪器220采用常规海洋观测传感器，此处不过多赘述。
47.电子舱110通过第一非接触式连接器120和第二非接触式连接器230为控制舱210供电和通讯，控制舱210可以为监测仪器220供电和接收监测仪器220反馈的观测数据，并存储观测数据。具体而言，控制舱210内具有电源模块、控制模块和存储模块。
48.基座10和分离组件20均可以采用圆钢、角铁、圆管、方钢、槽钢等作为主体材料，且外表面电镀或涂覆防腐蚀层。
49.在本实施例中，通过将基座10固定于水底并使基座10的电子舱110与水下线缆电连接，再将分离组件20安装于基座10，利用第一非接触式连接器120与第二非接触式连接器230的无线电连接，实现对控制舱210和监测仪器220的供电，以利用监测仪器220进行水下观测。在水下观测达到规定期限需要进行打捞运维时，连接件30使分离组件20与基座10之间的连接分离，在分离组件20上浮后对其进行打捞，无需潜水员进行水下作业，便于水下观测装置的打捞。
50.通过分离组件20和基座10之间的可分离安装，减少了打捞运维过程中水下操作的步骤，简化了打捞流程。且通过第一非接触式连接器120和第二非接触式连接器230来实现无线电连接，省去了基座10与分离组件20之间的连接线缆，提高了打捞运维的可靠性。减少了潜水员的使用，提高了安全性，并且减轻了打捞运维设备的体积和重量，降低了对运维船只的要求。
51.如图2和图3所示，连接件30包括电磁吸附组件310和电磁机构320，电磁吸附组件310设于基座10和分离组件20中的其中一者，电磁机构320设于基座10和分离组件20中的其中另一者，且与基座10的电子舱110或分离组件20的控制舱210电连接。其中，电磁吸附组件310适于与电磁机构320磁吸对接。
52.利用电磁机构320与电磁吸附组件310磁吸对接，实现基座10与分离组件20之间的可拆卸连接，利用电子舱110或控制舱210来控制电磁机构320的状态，以控制电磁机构320与电磁吸附组件310之间的连接状态，使二者能在连接状态和分离状态之间进行切换。
53.以图2中的结构而言，电磁机构320安装于基座10，且电磁机构320与电子舱110通过水密缆电连接，此时电磁吸附组件310设于分离组件20。由于电子舱110与水下线缆电连接，可以在远端通过水下线缆发送控制信号至电子舱110，来切换电磁机构320的状态。
54.在另一个实施例中，电磁机构320可以安装于分离组件20，且电磁机构320与控制舱210通过水密缆电连接，此时电磁吸附组件310设于基座10。由于电子舱110与水下线缆电连接，可以在远端通过水下线缆发送控制信号至电子舱110，电子舱110利用第一非接触式连接器120和第二非接触式连接器230向控制舱210发送控制信号，来切换电磁机构320的状态。
55.其中，电磁机构320和电磁吸附组件310的外表面都可以包覆有防腐蚀层，例如包覆聚氨酯，以避免电磁机构320和电磁吸附组件310与海水直接接触。
56.根据本发明实施例提供的水下观测装置，电磁吸附组件310采用磁性金属，其本身
不具备磁性，但可以与磁铁等具有磁性的元件磁吸相连。电磁机构320采用失电型电磁铁。电磁机构320适于通过失电获得磁力，以与电磁吸附组件310磁吸对接。电磁机构320适于通过得电失去磁力，以与电磁吸附组件310连接分离。
57.可以理解的是，在进行水下观测时，电子舱110或控制舱210不向电磁机构320供电，此时电磁机构320处于失电状态，以使电磁机构320具有磁力，从而与电磁吸附组件310磁吸对接。在需要进行打捞运维时，电子舱110或控制舱210向电磁机构320供电，此时电磁机构320处于得电状态，以使电磁机构320失去磁力，从而使电磁机构320与电磁吸附组件310的连接分离。
58.基于上述连接方式，可以避免在装置停电或断电的过程中分离组件20与基座10的连接发生分离。即当水下线缆受损或水下线缆与电子舱110的连接处发生破坏或水下线缆连接的远端电源出现故障导致整个水下观测装置停电时，电磁机构320与电磁吸附组件310之间能时刻保持连接，避免分离组件20异常分离。
59.在本实施例中，电磁吸附组件310可以采用铁、钴、镍等金属或合金制成。
60.电磁机构320在得电失去磁力时，能对电磁吸附组件310产生排斥力，用于通过排斥力推动分离组件20远离基座10。电磁机构320通过得电失去磁力并对电磁吸附组件310产生排斥力以推动分离组件20，从而使分离组件20与基座10的连接分离，且为分离组件20的上浮提供初始力，便于分离组件20的上浮。
61.在本发明的另一个实施例中，电磁吸附组件310具有磁力，电磁机构320包括得电型电磁铁。电磁机构320适于通过得电获得磁力，以与电磁吸附组件310产生排斥力，用于通过排斥力推动分离组件20远离基座10。电磁机构320适于通过失电失去磁力，以与电磁吸附组件310磁吸对接。
62.电磁吸附组件310为磁铁，电磁机构320得电时电磁机构320与电磁吸附组件310朝向彼此的一侧的极性相同，从而产生排斥力。
63.可以理解的是，在进行水下观测时，电子舱110或控制舱210不向电磁机构320供电，此时电磁机构320处于失电状态，以使电磁机构320不具有磁力，此时利用电磁吸附组件310的磁力来磁吸对接电磁机构320。在需要进行打捞运维时，电子舱110或控制舱210向电磁机构320供电，此时电磁机构320处于得电状态，以使电磁机构320获得磁力，且此时电磁机构320与电磁吸附组件310朝向彼此的一侧的极性相同，从而使电磁机构320与电磁吸附组件310的连接分离并且使电磁机构320对电磁吸附组件310产生排斥力，以推动分离组件20远离基座10。
64.基于上述连接方式，可以避免在装置停电或断电的过程中分离组件20与基座10的连接发生分离。即当水下线缆受损或水下线缆与电子舱110的连接处发生破坏或水下线缆连接的远端电源出现故障导致整个水下观测装置停电时，电磁机构320与电磁吸附组件310之间能时刻保持连接，避免分离组件20异常分离。
65.如图1所示，本发明实施例提供的水下观测装置还包括浮力组件40，浮力组件40连接于分离组件20。在基座10的顶部设有搭接框架130，搭接框架130形成有搭接口，分离组件20适于穿设于搭接口并位于基座10内，浮力组件40适于搭接于搭接框架130。
66.设置浮力组件40便于分离组件20的上浮，当电磁机构320得电使电磁机构320与电磁吸附组件310之间产生排斥力时，该排斥力可以推动分离组件20向上运动，同时在浮力组
件40的浮力作用下带动分离组件20持续上浮，以便于在水面对分离组件20进行打捞。以此方式便可无需进行水下打捞，不需要潜水员或rov进行辅助作业。
67.如图3所示，浮力组件40设置为矩形框，浮力组件40的浮力大于自身的重力，例如可以采用高分子固体浮力材料制成。搭接框架130为矩形框架。当然，也能基于不同的使用需求设计不同的基座10形状，利用将基座10设计为圆形等，此时搭接框架130为圆形框架，浮力组件40为圆环形框。
68.根据本发明实施例提供的水下观测装置，分离组件20安装有配重块50，配重块50用于使分离组件20的重力大于浮力组件40的浮力。其中，配重块50适于在水下腐蚀以与分离组件20分离。
69.可以理解的是，在将分离组件20安装到基座10上时，需要克服浮力组件40的浮力才能使分离组件20下沉。在分离组件20上安装配重块50后，分离组件20重力(分离组件20与配重块50的重力之和)便大于浮力组件40的浮力，以使分离组件20能在重力的作用下逐渐下沉。
70.配重块50采用锌制成，确保配重块50能带动分离组件20下沉以完成分离组件20的布放，并且使配重块50在水下运行一段时间后受到腐蚀而与分离组件20脱离。从而不影响分离组件20的上浮。
71.如图1和图3所示，浮力组件40的上表面安装有吊环60，吊环60用于连接起吊装置。当浮力组件40带动分离组件20上浮后，利用起吊装置挂接在吊环60上，完成对分离组件20的打捞。其中，吊环60可以采用螺栓、螺纹连接等方式安装于浮力组件40的上表面，且吊环60可以设置为至少两个，当设置有两个吊环60时，两个吊环60在浮力组件40的上表面呈对角分布。
72.根据本发明实施例提供的水下观测装置，在基座10上设置有支撑杆140，支撑杆140上设有工作平台150，电子舱110、第一非接触式连接器120和连接件30中的至少其中一者设于工作平台150。利用工作平台150实现电子舱110、第一非接触式连接器120和连接件30的安装。
73.如图2所示，多根支撑杆140水平并列设置，支撑杆140的两端可以分别焊接在基座10上，工作平台150可以焊接或一体成型于支撑杆140的上表面，将连接件30的电磁机构320和第一非接触式连接器120设置于工作平台150，实现连接件30和第一非接触式连接器120的安装。
74.在基座10上还倾斜设置有连杆160，连杆160朝向工作平台150的一侧设有安装板，电子舱110固定安装于安装板，以实现电子舱110的固定安装。
75.分离组件20设有安装平台240，控制舱210、监测仪器220和第二非接触式连接器230中的至少其中一者设于安装平台240。利用安装平台240实现控制舱210、监测仪器220和第二非接触式连接器230的安装。
76.基于本发明提供的水下观测装置，利用分离组件20上的监测仪器220来进行水下观测，在运维的过程中可以通过电磁机构320得电向电磁吸附组件310提供排斥力，并在浮力组件40的作用下驱动驱使分离组件20上浮至水面，最后在通过船只进行打捞，避免了使用潜水员、rov或大型施工船来打捞水下观测装置，减少了潜水员的使用，提高了安全性，并且减轻了打捞运维设备的体积和重量，降低了对运维船只的要求。
77.在第一次布放的过程中，分离组件20和基座10可以作为一个整体进行布放。当分离组件20完成一次维护后，在分离组件20上安装完配重块50后使分离组件20下沉并对接到基座10上，实现分离组件20的后续布放。
78.为便于分离组件20的打捞与布放，在分离组件20的控制舱210内可以安装有定位器。
79.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种水下观测装置，其特征在于，包括：基座，适于固定于水底，所述基座设有电子舱和第一非接触式连接器，所述电子舱与所述第一非接触式连接器电连接，且所述电子舱适于与水下线缆电连接；分离组件，适于通过连接件可拆卸地安装于所述基座，所述分离组件设有控制舱、监测仪器和第二非接触式连接器，所述控制舱分别与所述监测仪器和所述第二非接触式连接器电连接；其中，所述第一非接触式连接器与所述第二非接触式连接器无线电连接。2.根据权利要求1所述的水下观测装置，其特征在于，所述连接件包括：电磁吸附组件，设于所述基座和所述分离组件中的其中一者；电磁机构，设于所述基座和所述分离组件中的其中另一者，且与所述基座的电子舱或所述分离组件的控制舱电连接；其中，所述电磁吸附组件适于与所述电磁机构磁吸对接。3.根据权利要求2所述的水下观测装置，其特征在于，所述电磁吸附组件包括磁性金属，所述电磁机构包括失电型电磁铁；所述电磁机构适于通过失电获得磁力，以与所述电磁吸附组件磁吸对接；所述电磁机构适于通过得电失去磁力，以与所述电磁吸附组件连接分离。4.根据权利要求3所述的水下观测装置，其特征在于，所述电磁机构适于通过得电失去磁力，并对所述电磁吸附组件产生排斥力，用于通过所述排斥力推动所述分离组件远离所述基座。5.根据权利要求2所述的水下观测装置，其特征在于，所述电磁吸附组件具有磁力，所述电磁机构包括得电型电磁铁；所述电磁机构适于通过得电获得磁力，以与所述电磁吸附组件产生排斥力，用于通过所述排斥力推动所述分离组件远离所述基座；所述电磁机构适于通过失电失去磁力，以与所述电磁吸附组件磁吸对接。6.根据权利要求1-5中任一项所述的水下观测装置，其特征在于，还包括：浮力组件，连接于所述分离组件；所述基座的顶部设有搭接框架，所述搭接框架形成有搭接口，所述分离组件适于穿设于所述搭接口并位于所述基座内，所述浮力组件适于搭接于所述搭接框架。7.根据权利要求6所述的水下观测装置，其特征在于，所述分离组件安装有配重块，用于使所述分离组件的重力大于所述浮力组件的浮力；其中，所述配重块适于在水下腐蚀以与所述分离组件分离。8.根据权利要求6所述的水下观测装置，其特征在于，所述浮力组件的上表面安装有吊环，用于连接起吊装置。9.根据权利要求1-5中任一项所述的水下观测装置，其特征在于，所述基座设有支撑杆，所述支撑杆上设有工作平台，所述电子舱、所述第一非接触式连接器和所述连接件中的至少其中一者设于所述工作平台。10.根据权利要求1-5中任一项所述的水下观测装置，其特征在于，所述分离组件设有安装平台，所述控制舱、所述监测仪器和所述第二非接触式连接器中的至少其中一者设于所述安装平台。

技术总结
本发明涉及水下观测技术领域，提供一种水下观测装置，主要包括基座和分离组件。基座适于固定于水底，基座设有电子舱和第一非接触式连接器，电子舱与第一非接触式连接器电连接，且电子舱适于与水下线缆电连接。分离组件适于通过连接件可拆卸地安装于基座，分离组件设有控制舱、监测仪器和第二非接触式连接器，控制舱分别与监测仪器和第二非接触式连接器电连接。其中，第一非接触式连接器与第二非接触式连接器无线电连接。在水下观测达到规定期限需要进行打捞运维时，连接件使分离组件与基座之间的连接分离，在分离组件上浮后对其进行打捞，无需潜水员进行水下作业，便于水下观测装置的打捞。置的打捞。置的打捞。


技术研发人员：朱俊 朱晓东 吴金峰 张锋 颜鹏飞
受保护的技术使用者：中天海洋系统有限公司
技术研发日：2022.12.14
技术公布日：2023/4/18