一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和海底資源勘探領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋湍流測(cè)量對(duì)研究海洋中微觀和宏觀運(yùn)動(dòng)具有重要意義，剪切流傳感器是目前測(cè)量海洋湍流的最有效工具。在海洋湍流測(cè)量中，剪切流傳感器必須依附于特定的運(yùn)動(dòng)測(cè)量平臺(tái)。最初的海洋湍流測(cè)量平臺(tái)分為兩種:水平剖面測(cè)量?jī)x和垂直剖面測(cè)量?jī)x。水平剖面測(cè)量?jī)x通過(guò)纜繩拖拽以恒定的水平速度在海洋中運(yùn)動(dòng)，垂直剖面測(cè)量?jī)x依靠自身的重力和浮力差值實(shí)現(xiàn)在海洋中勻速垂直下潛。這兩種平臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序、大范圍的測(cè)量時(shí)都具有一定的局限性。
[0003]作為一種新型傳感器搭載平臺(tái)，水下滑翔機(jī)的出現(xiàn)為海洋湍流測(cè)量提供了新的契機(jī)。水下滑翔機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)自身浮力來(lái)實(shí)現(xiàn)在水下的上浮與下潛運(yùn)動(dòng)，具有能耗低、續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，本發(fā)明將剪切流傳感器集成到水下滑翔機(jī)上，發(fā)明一種測(cè)量海洋湍流的海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量水下滑翔機(jī)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)序、大范圍的湍流測(cè)量。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，包括水下滑翔機(jī)，所述水下滑翔機(jī)的外部為耐壓主體單元，水下滑翔機(jī)的內(nèi)部依次設(shè)置有浮力驅(qū)動(dòng)單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述控制單元內(nèi)設(shè)置有電子羅盤(pán)，所述水下滑翔機(jī)的頭部上方可拆卸的安裝有海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，所述海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的外部金屬殼體由前端蓋、中間殼體和后端蓋構(gòu)成，所述中間殼體內(nèi)設(shè)置有帶有加速度計(jì)的信號(hào)處理器，所述前端蓋通過(guò)探頭槽安裝有帶有保護(hù)罩的剪切流探頭。
[0007]所述水下滑翔機(jī)的尾部上方設(shè)置有溫鹽探儀(CTD)。
[0008]所述前端蓋設(shè)置有至少一個(gè)探頭槽。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是:
[0010]1.本發(fā)明中水下滑翔機(jī)的頭部上方可拆卸的安裝有海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)安裝有剪切流傳感器，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序、大范圍的湍流測(cè)量。
[0011]2.本發(fā)明中海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的外部殼體均采用耐壓金屬殼體，保證海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)在海水中呈中性，該設(shè)置減小了集成難度，使水下滑翔機(jī)控制能力最優(yōu)、操作更加方便。
[0012]3.本發(fā)明中海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)與水下滑翔機(jī)可以分離，分離后的水下滑翔機(jī)可搭載其他類(lèi)型的傳感器，完成其他的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與海底資源勘查任務(wù)，達(dá)到“一機(jī)多用”的效果。
[0013]4.本發(fā)明水下滑翔機(jī)可以對(duì)海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，水下滑翔機(jī)可以立即終止觀測(cè)任務(wù)，及時(shí)檢修，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全可
A+-.與巨O
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1-水下滑翔機(jī)Π-海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)1-浮力驅(qū)動(dòng)單元2-姿態(tài)調(diào)節(jié)單元，3-耐壓主體單元4-控制單元5-溫鹽探儀(CTD) 6-信號(hào)處理電路7-剪切流探頭8-保護(hù)罩9-探頭槽10-前端蓋11-中間殼體12-后端蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0018]如圖1和圖2所示，用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，包括水下滑翔機(jī)I，水下滑翔機(jī)I的外部為耐壓主體單元3，水下滑翔機(jī)I的內(nèi)部依次設(shè)置有浮力驅(qū)動(dòng)單元1、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元2和控制單元4，控制單元4內(nèi)設(shè)置有電子羅盤(pán)，所述水下滑翔機(jī)I的頭部上方可拆卸的安裝有海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π，海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π的外部耐壓金屬殼體由前端蓋10、中間殼體11和后端蓋12構(gòu)成，海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π的外部采用耐壓金屬殼體用以保證海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π在海水中呈中性即重力與浮力差為零，故只需對(duì)水下滑翔機(jī)I進(jìn)行布放前的配平處理，使得更換過(guò)程中操作更加方便。中間殼體11內(nèi)設(shè)置有信號(hào)處理電路6，信號(hào)處理電路6內(nèi)集成有加速度計(jì)，本實(shí)施例中前端蓋10上設(shè)置有一個(gè)探頭槽9，可根據(jù)需要更換為具有多個(gè)探頭槽9的前端蓋10，探頭槽9上安裝有剪切流探頭7，剪切流探頭7外還設(shè)置有保護(hù)罩8;此外，湍流測(cè)量過(guò)程中需要同時(shí)測(cè)量平臺(tái)的姿態(tài)、周?chē)Ｋ臏囟取Ⅺ}度及下潛深度等數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明水下滑翔機(jī)I的尾部上方設(shè)置有溫鹽探儀5(CTD)。
[0019]海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π安裝到水下滑翔機(jī)I的過(guò)程中，保證其軸線(xiàn)與水下滑翔機(jī)I軸線(xiàn)平行，海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π安裝于水下滑翔機(jī)I頭部的正上方且剪切流探頭7最前端應(yīng)探出水下滑翔機(jī)I的頭部頂端，這樣安裝布置使得海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量水下滑翔機(jī)的水動(dòng)力性能達(dá)到最優(yōu)，海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π測(cè)得的湍流數(shù)據(jù)更加精確。
[0020]使用過(guò)程中，首先設(shè)置好水下滑翔機(jī)I工作深度、下潛與上浮速度等參數(shù)，然后通過(guò)水下滑翔機(jī)I給海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π上電處理(提供電源)，同時(shí)檢測(cè)其狀態(tài)是否正常，狀態(tài)正常后可以進(jìn)行布放;本發(fā)明在觀測(cè)過(guò)程中水下滑翔機(jī)I通過(guò)控制單元4對(duì)調(diào)節(jié)浮力驅(qū)動(dòng)單元I和姿態(tài)調(diào)節(jié)單元2進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)水下滑翔機(jī)I的預(yù)設(shè)參數(shù)，同時(shí)水下滑翔機(jī)I可以對(duì)海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)Π發(fā)生故障時(shí)，水下滑翔機(jī)I可以立即終止測(cè)量任務(wù)；當(dāng)完成測(cè)量任務(wù)后，對(duì)記錄在水下滑翔機(jī)I的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載及處理。
[0021]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了說(shuō)明，但這些說(shuō)明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書(shū)限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)措施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，包括水下滑翔機(jī)，其特征在于，所述水下滑翔機(jī)的外部為耐壓主體單元，水下滑翔機(jī)的內(nèi)部依次設(shè)置有浮力驅(qū)動(dòng)單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述控制單元內(nèi)設(shè)置有電子羅盤(pán)，所述水下滑翔機(jī)的頭部上方可拆卸的安裝有海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，所述海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的外部金屬殼體由前端蓋、中間殼體和后端蓋構(gòu)成，所述中間殼體內(nèi)設(shè)置有帶有加速度計(jì)的信號(hào)處理器，所述前端蓋通過(guò)探頭槽安裝有帶有保護(hù)罩的剪切流探頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，所述水下滑翔機(jī)的尾部上方設(shè)置有溫鹽探儀(CTD)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，所述前端蓋設(shè)置有至少一個(gè)探頭槽。
【專(zhuān)利摘要】一種用于海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量的水下滑翔機(jī)，包括水下滑翔機(jī)，所述水下滑翔機(jī)的外部為耐壓主體單元，水下滑翔機(jī)的內(nèi)部依次設(shè)置有浮力驅(qū)動(dòng)單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述控制單元內(nèi)設(shè)置有電子羅盤(pán)，所述水下滑翔機(jī)的頭部上方可拆卸的安裝有海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，所述海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的外部金屬殼體由前端蓋、中間殼體和后端蓋構(gòu)成，所述中間殼體內(nèi)設(shè)置有帶有加速度計(jì)的信號(hào)處理器，所述前端蓋通過(guò)探頭槽安裝有帶有保護(hù)罩的剪切流探頭。本發(fā)明將剪切流傳感器集成到水下滑翔機(jī)上，發(fā)明一種測(cè)量海洋湍流的海洋微結(jié)構(gòu)測(cè)量水下滑翔機(jī)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)序、大范圍的湍流測(cè)量。
【IPC分類(lèi)】G01C13/00, B63C11/52
【公開(kāi)號(hào)】CN105526917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510861945
【發(fā)明人】王樹(shù)新, 王延輝, 張宏偉
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日