專利名稱：用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置及其工作方法，可用于造船、
航海和海洋探測(cè)等工程，屬于船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
側(cè)掃聲納在水中工作時(shí)，通常都需要安裝在某種支架上，通過(guò)支架的運(yùn)動(dòng)來(lái)攜帶側(cè)掃聲納進(jìn)行探測(cè)工作。側(cè)掃聲納在水中會(huì)受到風(fēng)、浪、流等環(huán)境因素干擾，使側(cè)掃聲納的工作姿態(tài)發(fā)生變化，從而影響側(cè)掃聲納探測(cè)精度和測(cè)量效果。如何確保側(cè)掃聲納在水中處在最佳探測(cè)角度，如何固定或調(diào)整側(cè)掃聲納的工作姿態(tài)，是關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。目前尚缺乏能夠有效地搭載側(cè)掃聲納的機(jī)構(gòu)或裝置，還是采用軟繩、鋼絲繩或鏈條來(lái)連接側(cè)掃聲納，側(cè)掃聲納自由漂浮在水中，有繩牽引著運(yùn)動(dòng)。這樣的連接方式問(wèn)題在于對(duì)側(cè)掃聲納工作姿態(tài)約束弱，在海洋環(huán)境干擾下，側(cè)掃聲納的位置姿態(tài)會(huì)隨機(jī)發(fā)生變化，使得側(cè)掃聲納在水中不能保持最佳的探測(cè)角度，造成探測(cè)精度和測(cè)量效果失真。所以，采用現(xiàn)有的連接側(cè)掃聲納方式不能滿足實(shí)際工程測(cè)量要求，需要一種新的有效搭載裝置來(lái)連接側(cè)掃聲納，以確保側(cè)掃聲納能有效地抵御海上環(huán)境干擾，側(cè)掃聲納能始終保持在最佳的測(cè)量工作角度和位置姿態(tài)上，提高側(cè)掃聲納的探測(cè)精度。因此，本發(fā)明是針對(duì)這種特殊海洋測(cè)量工程需求，發(fā)明研制了搭載側(cè)掃聲納的裝置和方法。本裝置能方便、快速搭載或卸載側(cè)掃聲納；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，具有萬(wàn)向調(diào)節(jié)功能，能夠有效地控制側(cè)掃聲納姿態(tài)位置；本搭載裝置充分考慮了側(cè)掃聲納的重量，以及海上風(fēng)、浪、流等環(huán)境力的荷載，采用了特殊的斷面結(jié)構(gòu)形式和多種加強(qiáng)技術(shù)，確保搭載裝置具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗扭性能；本搭載裝置可以懸掛在岸邊、船體舷側(cè)或船尾部，可以隨船舶航行牽引側(cè)掃聲納在最佳工作姿態(tài)進(jìn)行探測(cè)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置及其工作方法，它可以簡(jiǎn)便地安裝或卸載側(cè)掃聲納，有效地抵御海上風(fēng)、浪、流荷載作用，自動(dòng)補(bǔ)償船舶運(yùn)動(dòng)對(duì)側(cè)掃聲納影響，既可以靜止懸掛在碼頭岸邊，也可以懸掛在船舶舷邊或船尾封板處，隨船舶航行牽引運(yùn)動(dòng)，能夠自適應(yīng)調(diào)整側(cè)掃聲納測(cè)量角度，始終保持側(cè)掃聲納處在最佳的位置姿態(tài)，提高側(cè)掃聲納探測(cè)精度和測(cè)量效果。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，它主要包括吊架和側(cè)掃聲納，所述吊架采用一個(gè)懸桿機(jī)構(gòu)與一個(gè)掛架機(jī)構(gòu)連接，所述側(cè)掃聲納固定連接在掛架機(jī)構(gòu)的下部；所述懸桿機(jī)構(gòu)采用鉸鏈連接依次把一個(gè)吊點(diǎn)單元、一個(gè)萬(wàn)向節(jié)和一個(gè)拉桿連接在一起，在拉桿的下端設(shè)有一個(gè)法蘭盤；所述掛架機(jī)構(gòu)采用一個(gè)Z形橫梁，在Z形橫梁的二端各設(shè)有一個(gè)支撐側(cè)掃聲納的U形鉤，在二個(gè)U形鉤的內(nèi)側(cè)各設(shè)有一個(gè)掛住側(cè)掃聲納的垂向傾斜拉鉤；所述法蘭盤固定連接在Z形橫梁的中央位置。所述吊點(diǎn)單元用一塊三角形吊耳板和二塊梨形側(cè)板采用工字形結(jié)構(gòu)焊接在一塊矩形底板上，在矩形底板的下部焊接二塊眼板。所述萬(wàn)向節(jié)的二端設(shè)有互為90度角的叉形結(jié)構(gòu)。所述Z形橫梁由兩塊寬邊板和兩塊窄邊板構(gòu)成，兩塊寬邊板折成70度角，兩塊窄邊板分別與寬邊板折成90度角。所述U形鉤內(nèi)底處設(shè)有支撐側(cè)掃聲納底部的錐臺(tái)形凸頂。本發(fā)明的有益效果是這種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置包括懸桿機(jī)構(gòu)和掛架機(jī)構(gòu)；懸桿機(jī)構(gòu)由吊點(diǎn)部件、萬(wàn)向節(jié)、垂直拉桿和法蘭盤等組成；掛架機(jī)構(gòu)由Z形橫梁、抗扭抗彎部件、垂向緊固側(cè)掃聲納部件、軸向限位部件等組成。側(cè)掃聲納緊固在掛架機(jī)構(gòu)上，掛架機(jī)構(gòu)與懸桿機(jī)構(gòu)通過(guò)六個(gè)裝配螺孔螺栓緊固連接。整個(gè)裝置設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與卸載方便，強(qiáng)度剛度高，重量輕，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作可靠度高，能夠有效地抵御海上風(fēng)、浪、流荷載干擾，既可以懸掛在碼頭岸邊，也可以懸掛在船舶舷邊或船尾封板處，隨船舶航行牽引運(yùn)動(dòng)，能夠自適應(yīng)調(diào)整側(cè)掃聲納測(cè)量角度，始終保持側(cè)掃聲納處在最佳的位置姿態(tài)，提高側(cè)掃聲納探測(cè)精度和測(cè)量效果。


圖I是用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3是用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。 圖4是圖I中的Al-Al視圖。圖5是圖I中的Bl-Bl視圖。圖6是圖I中的Cl-Cl視圖。圖7是圖2中的A2-A2視圖。圖8是圖2中的B2-B2視圖。圖9是圖2中的C2-C2視圖。圖10是圖2中的D2-D2視圖。圖11是圖2中的K2-K2視圖。圖12是圖9中的E2-E2視圖。圖13是圖9中的F向視圖。圖14是圖10中的M向視圖。圖中1、吊耳板,2、側(cè)板,3、底板,4、眼板,5a、第一螺栓,5b、第一螺母,5c、第一墊圈，6、萬(wàn)向節(jié)，7a、第二螺栓，7 b、第螺母，7c、第二墊圈，8、拉桿，9、法蘭盤，9a、法蘭螺孔，10、側(cè)掃聲納，IUZ形橫架，12、掛架螺孔，13、吊點(diǎn)眼板，14、大肘板，15、抗扭板，16、小肘板，17、拉鉤，18、折邊眼板，19、第三螺桿，20、第三螺母，21、凹形導(dǎo)向板，22、U形鉤，23、水平眼板，24、第四螺桿，25、第四螺母，26、垂向止板，27、擋塊，28、長(zhǎng)方形開口。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步描述。圖1、2、3示出了用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中，用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置是由懸桿機(jī)構(gòu)和掛架機(jī)構(gòu)組成，懸桿機(jī)構(gòu)底部的法蘭盤9與掛架機(jī)構(gòu)中線處對(duì)應(yīng)的掛架螺孔12用螺栓緊固連接。懸桿機(jī)構(gòu)由如下部件組成懸桿機(jī)構(gòu)上端是吊點(diǎn)單元，包括三角形吊耳板I、兩塊中間扣掉減輕孔的梨形側(cè)板2和矩形底板3，它們焊接在一起形成吊點(diǎn)單元。在矩形底板3下面垂直焊接兩塊矩形眼板4，它們連接一個(gè)空心管形萬(wàn)向節(jié)6，采用第一螺栓5a、第一螺母5b和第一墊圈5c方式連接(圖4)。空心管形拉桿8連接在空心管形萬(wàn)向節(jié)6下方，同樣采用第二螺栓7a、第二螺母7b和第二螺墊圈7c方式連接(圖5)。法蘭盤9上有六個(gè)法蘭螺孔9a (圖6)，法蘭盤9焊接在空心管形拉桿8下端，法蘭盤9上的六個(gè)法蘭螺孔9a與下述掛架機(jī)構(gòu)中的六個(gè)掛架螺 孔12對(duì)應(yīng)?？招墓苄卫瓧U8的長(zhǎng)度要根據(jù)側(cè)掃聲納10入水深度和吊點(diǎn)位置來(lái)確定；空心管形萬(wàn)向節(jié)6能夠提供兩個(gè)方向角度旋轉(zhuǎn)，起到自適應(yīng)調(diào)整空間角度作用；所有零件尖角處均需倒圓角。掛架機(jī)構(gòu)由如下部件組成Z形主橫梁11由兩塊寬邊板和兩塊窄邊板構(gòu)成,兩塊寬邊板折成70度角,兩塊窄邊板分別與寬邊板折成90度角，70度折角是使側(cè)掃聲納10的工作面達(dá)到最佳角度(圖7)。在Z形橫梁11水平面板的中心線處，有六個(gè)掛架螺孔12，它們與懸桿下端法蘭盤9上的六個(gè)法蘭螺孔9a對(duì)接，并用螺栓緊固連接。吊點(diǎn)眼板13焊接在Z形橫梁11中心線處的斜邊面上，吊點(diǎn)眼板13上開圓形孔，用作掛架機(jī)構(gòu)與懸桿機(jī)構(gòu)連接安裝時(shí)的輔助吊起點(diǎn)，同時(shí)也可以作為系固掛架機(jī)構(gòu)的用途(圖10)。在掛架螺孔12兩端的Z形橫梁11下，焊接兩塊垂直大肘板14 (圖10);在義形橫梁11下，以中心線對(duì)稱位置焊接一定寬度的抗扭板15 (圖11);在160度折邊眼板16處的Z形橫梁11下，焊接兩塊垂直小肘板16 (圖9);大肘板14、抗扭板15和小肘板16組成抗扭、抗彎或局部加強(qiáng)部件。折邊眼板16焊接在Z形橫梁11上，并開有螺栓孔；垂向傾斜拉鉤17與第三螺桿19焊接，第三螺桿19穿過(guò)折邊眼板16的螺栓孔，通過(guò)第三螺母20調(diào)節(jié)拉鉤17的垂向位置；凹形導(dǎo)向板21扣卡在拉鉤17臂上，垂直于Z形橫梁11斜邊焊接，凹形導(dǎo)向板21對(duì)拉鉤17上下移動(dòng)，起到導(dǎo)向作用；側(cè)掃聲納10安裝在掛架機(jī)構(gòu)上的第一步是先掛在斜拉鉤17上；在Z形橫梁11兩端各設(shè)一個(gè)U形鉤22，U形鉤22內(nèi)底處有錐臺(tái)形凸頂，起支撐側(cè)掃聲納10底部作用機(jī)構(gòu)(圖8);水平眼板23焊接在Z形橫梁11兩端的水平面板上，水平眼板23兩端開螺栓孔；U形鉤22上端各焊接第四螺桿24，第四螺桿24穿過(guò)水平眼板23的螺栓孔；旋調(diào)第四螺母25來(lái)調(diào)節(jié)U形鉤22的垂向位置，即調(diào)節(jié)側(cè)掃聲納10垂向高度位置(圖8);垂向止板26又稱端面板，焊接在Z形橫梁11兩端，它與U形鉤22共同作用，夾緊側(cè)掃聲納10 ；拉鉤17、U形鉤22和垂向止板26等組成垂向緊固構(gòu)件。兩塊擋塊27卡住側(cè)掃聲納10提環(huán)，起到水平(軸向)限位側(cè)掃聲納10作用(圖12、13)。在Z形橫梁11中心線處，下直角窄折邊處，開一個(gè)長(zhǎng)方形開口 28，讓側(cè)掃聲納10中心提環(huán)穿過(guò)(圖14)。所述的一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置及其工作方法采用的步驟如下
(a )確定側(cè)掃聲納10工作水深；
(b)在碼頭岸邊或船體側(cè)面選擇懸掛點(diǎn)位置，確定懸桿機(jī)構(gòu)上端吊點(diǎn)高度位置；
(c )組裝懸桿機(jī)構(gòu)，調(diào)整萬(wàn)向節(jié)6轉(zhuǎn)角靈敏度，用起吊設(shè)備把懸桿機(jī)構(gòu)吊起成豎直狀
態(tài)；
(d )組裝掛架機(jī)構(gòu)，U形鉤22暫時(shí)不安裝；
(e)用起吊設(shè)備，鉤住吊點(diǎn)眼板13，把掛架機(jī)構(gòu)吊起略高于側(cè)掃聲納10斷面高度即
可；(f )把側(cè)掃聲納10提環(huán)置于拉鉤17上，通過(guò)第三螺母20適當(dāng)調(diào)節(jié)拉鉤17的垂向位置，使拉鉤17能有效鉤住側(cè)掃聲納10即可；
(g )在Z形橫梁11兩端套上U形鉤22，通過(guò)第四螺桿24提拉側(cè)掃聲納10，直到側(cè)掃聲納10斷面上緣卡住垂向止板26為止；
(h )再通過(guò)第三螺母20繼續(xù)調(diào)節(jié)拉鉤17的垂向位置，使拉鉤17能購(gòu)鉤緊側(cè)掃聲納10拉環(huán)；
(i )懸桿下端法蘭盤9上的六個(gè)法蘭螺孔9a與掛架機(jī)構(gòu)中的六個(gè) 掛架螺孔12對(duì)齊，并用螺栓緊固連接；
(J )用起吊設(shè)備，吊起搭載有側(cè)掃聲納10裝置，緩慢垂直放入測(cè)量水體中；
(k )卸載過(guò)程與上述裝載過(guò)程相反，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，它主要包括吊架和側(cè)掃聲納(10)，其特征是所述吊架采用一個(gè)懸桿機(jī)構(gòu)與一個(gè)掛架機(jī)構(gòu)連接，所述側(cè)掃聲納(10)固定連接在掛架機(jī)構(gòu)的下部；所述懸桿機(jī)構(gòu)采用鉸鏈連接依次把一個(gè)吊點(diǎn)單元、一個(gè)萬(wàn)向節(jié)(6)和一個(gè)拉桿(8)連接在一起，在拉桿(8)的下端設(shè)有一個(gè)法蘭盤(9);所述掛架機(jī)構(gòu)采用一個(gè)Z形橫梁(11)，在Z形橫梁(11)的二端各設(shè)有一個(gè)支撐側(cè)掃聲納(10 )的U形鉤(22 )，在二個(gè)U形鉤(22)的內(nèi)側(cè)各設(shè)有一個(gè)掛住側(cè)掃聲納(10)的垂向傾斜拉鉤(17);所述法蘭盤(9)固定連接在Z形橫梁(11)的中央位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，其特征是所述吊點(diǎn)單元用一塊三角形吊耳板(I)和二塊梨形側(cè)板(2 )采用工字形結(jié)構(gòu) 焊接在一塊矩形底板(3 )上，在矩形底板(3)的下部焊接二塊眼板(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，其特征是所述萬(wàn)向節(jié)(6)的二端設(shè)有互為90度角的叉形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，其特征是所述Z形橫梁(11)由兩塊寬邊板和兩塊窄邊板構(gòu)成，兩塊寬邊板折成70度角,兩塊窄邊板分別與寬邊板折成90度角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置，其特征是所述U形鉤(22)內(nèi)底處設(shè)有支撐側(cè)掃聲納(10)底部的錐臺(tái)形凸頂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于搭載側(cè)掃聲納連接裝置的工作方法，其特征是所述工作方法采用的步驟如下 (a )確定側(cè)掃聲納(10)工作水深； (b)在碼頭岸邊或船體側(cè)面選擇懸掛點(diǎn)位置，確定懸桿機(jī)構(gòu)上端吊點(diǎn)高度位置； (c )組裝懸桿機(jī)構(gòu)，調(diào)整萬(wàn)向節(jié)(6 )轉(zhuǎn)角靈敏度，用起吊設(shè)備把懸桿機(jī)構(gòu)吊起成豎直狀態(tài)； (d )組裝掛架機(jī)構(gòu)； (e )用起吊設(shè)備，鉤住吊點(diǎn)眼板(13)，把掛架機(jī)構(gòu)吊起略高于側(cè)掃聲納(10)斷面高度； (f )把側(cè)掃聲納(10)提環(huán)置于拉鉤(17)上，通過(guò)第三螺母(20)調(diào)節(jié)拉鉤(17)的垂向位置，使拉鉤(17)能有效鉤住側(cè)掃聲納(10); (g)在Z形橫梁(11)兩端套上U形鉤(22)，通過(guò)第四螺桿(24)提拉側(cè)掃聲納(10)，直到側(cè)掃聲納(10)斷面上緣卡住垂向止板(26)為止； (h )再通過(guò)第三螺母(20)繼續(xù)調(diào)節(jié)拉鉤(17)的垂向位置，使拉鉤(17)鉤緊側(cè)掃聲納(10)的拉環(huán)； (i )懸桿機(jī)構(gòu)下端法蘭盤(9)上的六個(gè)法蘭螺孔(9a)與掛架機(jī)構(gòu)中的六個(gè)掛架螺孔(12)對(duì)齊，并用螺栓緊固連接； (J )用起吊設(shè)備，吊起搭載有側(cè)掃聲納(10)裝置，緩慢垂直放入測(cè)量水體中； (k )卸載過(guò)程與上述裝載過(guò)程相反。
全文摘要
一種用于搭載側(cè)掃聲納的連接裝置及其工作方法，屬于船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括懸桿機(jī)構(gòu)和掛架機(jī)構(gòu)；懸桿機(jī)構(gòu)由吊點(diǎn)部件、萬(wàn)向節(jié)和垂直拉桿等組成；掛架機(jī)構(gòu)由Ｚ形橫梁、抗扭抗彎部件、垂向緊固側(cè)掃聲納部件、軸向限位部件等組成。側(cè)掃聲納緊固在掛架機(jī)構(gòu)上，掛架機(jī)構(gòu)與懸桿機(jī)構(gòu)通過(guò)六個(gè)裝配螺孔螺栓緊固連接。整個(gè)裝置設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與卸載方便，強(qiáng)度剛度高，重量輕，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作可靠度高，能夠有效地抵御海上風(fēng)、浪、流荷載干擾，既可以懸掛在碼頭岸邊，也可以懸掛在船舶舷邊或船尾封板處，隨船舶航行牽引運(yùn)動(dòng)，能夠自適應(yīng)調(diào)整側(cè)掃聲納測(cè)量角度，始終保持側(cè)掃聲納處在最佳的位置姿態(tài)，提高側(cè)掃聲納探測(cè)精度和測(cè)量效果。
文檔編號(hào)B63G8/39GK102951278SQ20121041617
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者林焰, 陳明, 于雁云, 王運(yùn)龍, 李楷 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)