海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，包括裝置殼體、聲學(xué)接收換能器單元、通信單元、電路單元、驅(qū)動(dòng)單元、翼板單元、電源單元及鎖緊單元；本裝置通過聲波信號(hào)、并將聲波經(jīng)電路單元處理后生成測距信號(hào)，測距信號(hào)經(jīng)過通信單元發(fā)送到船艙控制室，船艙控制室分析后當(dāng)前線陣信息并與目標(biāo)線陣信息比較，確定需轉(zhuǎn)動(dòng)的翼板角度，通過通信單元將角度命令下經(jīng)電路單元發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)翼板轉(zhuǎn)到設(shè)定角度。本發(fā)明可應(yīng)用于海洋石油地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，本裝置能夠通過翼板角度調(diào)節(jié)控制目標(biāo)的間距，實(shí)現(xiàn)拖曳線陣橫向的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制操作，使采集電纜始終保持一定的陣形，保證地震采集作業(yè)順利進(jìn)行。
【專利說明】海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋石油地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，海洋地震勘探通常是通過人工激發(fā)地震波，由拖曳在物探船后面的數(shù)條裝有檢波器的采集拖纜接收地層反射波。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地震拖纜用的海上拖纜的數(shù)量越來越多，一般高效的物探采集船可以拖動(dòng)12~16條間距在50~100米的采集拖纜進(jìn)行作業(yè)。通常情況下，在拖纜前端使用擴(kuò)展器來幫助保持拖纜間距，但是拖纜尾端的情況無法進(jìn)行控制，水流、海潮及其他作用都可能使拖纜尾端橫向漂離原定位置，甚至?xí)l(fā)生拖纜纏繞，地震采集作業(yè)不能順利進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，能夠自動(dòng)調(diào)整并控制采集電纜的間距，使采集電纜始終保持設(shè)定的陣形，保證地震采集作業(yè)順利進(jìn)行。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:包括裝置殼體、聲學(xué)接收換能器單元、通信單元、電路單元、驅(qū)動(dòng)單元、翼板單元、電源單元及鎖緊單元；其中，
[0005]聲學(xué)接收換能器單元，設(shè)置在裝置殼體的尾端，用于接收相鄰?fù)蠑埳习l(fā)出的聲波信號(hào)，并將接收到的信號(hào)輸送給`電路單元；
[0006]電路單元，設(shè)置在裝置殼體的內(nèi)部，用于接收聲學(xué)接收換能器單元的測距信號(hào)，并生成數(shù)據(jù)信號(hào)輸送給通信單元；用于接收通信單元的命令及數(shù)據(jù)信號(hào)，并生成相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送給驅(qū)動(dòng)單元；用于接收翼板及驅(qū)動(dòng)單元的狀態(tài)信息，并將狀態(tài)信息發(fā)送給通信單元;
[0007]通信單元，設(shè)置在裝置殼體的外部靠近前端位置，用于接收來自電路單元的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將信號(hào)輸送至船艙控制室；用于接收來自船艙控制室根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)的比較結(jié)果輸出的反饋控制信號(hào)，并將信號(hào)輸送給電路單元；
[0008]驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置在裝置殼體的中部，用于接收來自電路單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)作業(yè)，輸出相應(yīng)的角度調(diào)整動(dòng)作給翼板單元；
[0009]翼板單元，設(shè)置在裝置殼體的外部，并與裝置殼體內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)單元連接，用于根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)單元的角度調(diào)整進(jìn)行相應(yīng)位置調(diào)整，通過獲得新的攻角并使裝置向目標(biāo)位置靠近；
[0010]電源單元，設(shè)置在裝置殼體的內(nèi)部并與電路單元連接，用于為裝置提供電源；
[0011]鎖緊單元，設(shè)置在裝置殼體的外部，用于將裝置與拖攬之間實(shí)現(xiàn)固定連接。
[0012]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述聲學(xué)接收換能器單元包括陶瓷振子、聚氨酯外殼、密封接頭；其中，[0013]陶瓷振子設(shè)置在聚氨酯外殼內(nèi)部的中心位置，聲學(xué)接收換能器通過密封接頭與裝置殼體尾端連接，密封接頭側(cè)面設(shè)置有螺釘孔，裝置殼體對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有通孔，聲學(xué)接收換能器通過在該螺釘孔中安裝螺釘實(shí)現(xiàn)與裝置殼體的連接固定；
[0014]當(dāng)陶瓷振子接收到相鄰?fù)蠑埳习l(fā)出的聲波信號(hào)時(shí)，陶瓷振子將該聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為自身的機(jī)械振動(dòng)，并產(chǎn)生帶有相應(yīng)電信號(hào)的檢測信號(hào)通過電路輸送到電路單元中；
[0015]其中，接收聲波信號(hào)的頻率范圍為50khz?IOOkhz。
[0016]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述聲學(xué)接收換能器單元的端面設(shè)置有第一頂緊結(jié)構(gòu)，所述第一頂緊銷結(jié)構(gòu)包括第一頂緊銷和第一頂緊彈簧；其中，
[0017]所述第一頂緊彈簧一端設(shè)置在第一頂緊銷的內(nèi)部，另一端設(shè)置在密封接頭內(nèi)部；第一頂緊銷在彈簧力作用下頂緊在密封接頭的臺(tái)階面上，并伸出聲學(xué)換能器端面外與電路單元頂緊。
[0018]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述裝置殼體外部靠近前端位置處設(shè)置有安裝平臺(tái)，所述通信單元安裝在所述安裝平臺(tái)上，所述通信單元包括通信殼體、通信線圈、深度傳感器、接插件；其中，
[0019]通信線圈設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左上方，深度傳感器設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左下方，通信線圈與深度傳感器的連接芯線與接插件連接。
[0020]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)殼體，以及依次連接的編碼器、電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、絲杠、桿座、擺桿；
[0021]所述減速器的輸出軸端通過聯(lián)軸器與絲杠連接；所述絲杠通過軸承固定在電機(jī)的殼體輸出端；所述絲杠的輸出端通過螺母與桿座連接；所述桿座設(shè)置有豎孔，擺桿一端設(shè)置在豎孔中，擺桿另一端與翼板單元連接。
[0022]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述驅(qū)動(dòng)殼體的端面與所述桿座之間設(shè)置有頂簧，所述驅(qū)動(dòng)殼體與所述電機(jī)殼體的接觸面設(shè)置有密封圈，所述驅(qū)動(dòng)殼體外側(cè)與裝置殼體內(nèi)側(cè)的接觸面之間設(shè)置有多個(gè)密封圈；
[0023]所述電機(jī)殼體輸出端與絲杠的接觸面之間設(shè)置有密封裝置，所述密封裝置包括多個(gè)密封圈。
[0024]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述翼板單元包括上翼板、下翼板及翼板軸；所述上翼板與下翼板均設(shè)置有安裝孔，翼板軸兩端通過安裝孔與上翼板、下翼板連接，翼板軸中部與驅(qū)動(dòng)單元的擺桿螺紋相連；
[0025]所述上翼板與下翼板外側(cè)均為聚氨酯翼板外殼，所述上翼板內(nèi)部填充有聚氨酯翼板泡沫，所述下翼板內(nèi)部填充有聚氨酯翼板泡沫和調(diào)節(jié)鉛塊。
[0026]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述上翼板與下翼板之間設(shè)置有不銹鋼加強(qiáng)桿。
[0027]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述裝置殼體前端設(shè)置有堵頭，所述電源單元安裝在堵頭與驅(qū)動(dòng)單元之間；
[0028]所述電源單元為圓筒形結(jié)構(gòu)，包括電源和電源連接器；所述電源通過電源連接器與驅(qū)動(dòng)單元連接，所述電源外部設(shè)置有塑料外殼。
[0029]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述電源單元與堵頭間設(shè)置有第二頂緊結(jié)構(gòu)，所述第二頂緊結(jié)構(gòu)包括第二頂緊銷和第二頂緊彈簧；
[0030]所述第二彈簧一端設(shè)置在第二頂緊銷的內(nèi)部，另一端設(shè)置在堵頭內(nèi)孔端面上；第二頂緊銷在在彈簧力作用下頂緊在堵頭內(nèi)孔端面上，并伸出堵頭外與電池單元頂緊。
[0031]上述海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置還可具有如下特點(diǎn):所述裝置殼體外部的安裝平臺(tái)兩側(cè)設(shè)置有凸臺(tái)，鎖緊單元安裝在凸臺(tái)上，所述鎖緊單元包括卡環(huán)、第一鎖銷、第二鎖銷；其中，
[0032]所述卡環(huán)包括兩個(gè)半圓卡環(huán)、銷釘、舌片，其中一個(gè)半圓卡環(huán)開設(shè)有腰形孔，腰形孔一端開設(shè)有圓孔；
[0033]所述第一鎖銷包括彈簧柱、彈簧蓋、蝶形彈簧、旋轉(zhuǎn)軸，彈簧柱頂端設(shè)置有燕尾槽結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸中間設(shè)置有偏心圓柱結(jié)構(gòu)；彈簧柱安裝在凸臺(tái)設(shè)置的第一階梯形豎孔中，彈簧柱底端與彈簧蓋螺紋連接；蝶形彈簧套設(shè)在彈簧柱的外表面，蝶形彈簧一端頂緊與第一階梯形豎孔的臺(tái)階面，蝶形彈簧另一端頂緊于彈簧蓋上表面；彈簧蓋與旋轉(zhuǎn)軸中部的偏心圓柱的側(cè)面相接觸，旋轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)置有操作把手；
[0034]所述第二鎖銷包括起落銷、撥桿、復(fù)位彈簧，起落銷安裝在凸臺(tái)處設(shè)置的第二階梯形豎孔中，復(fù)位彈簧套設(shè)在起落銷的外表面，復(fù)位彈簧頂端與起落銷的臺(tái)階面接觸，復(fù)位彈簧底端與第二階梯形豎孔的臺(tái)階面接觸；起落銷靠近頂端處設(shè)置有橫向通孔，撥桿設(shè)置在橫向通孔中。
[0035]本發(fā)明上述技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0036]1，本裝置接收相鄰?fù)蠑埌l(fā)出的聲波信號(hào)、經(jīng)電路單元處理后生成測距信號(hào)，測距信號(hào)經(jīng)過通信單元發(fā)送到船艙控制室，船艙控制室通過分析后得到地震采集拖纜的纜型信息；船艙控制室對(duì)比當(dāng)前纜型與目標(biāo)纜型，根據(jù)設(shè)定算法計(jì)算出拖纜自動(dòng)橫向控制裝置需要轉(zhuǎn)動(dòng)的翼板角度，通過通信單元將翼板角度命令下發(fā)給電路單元，電路單元通過驅(qū)動(dòng)單元控制翼板轉(zhuǎn)到設(shè)定角度。本裝置具有用于為驅(qū)動(dòng)單元輸送電源的電源單元；以及用于將裝置殼體與拖攬之間實(shí)現(xiàn)固定連接的鎖緊單元；能夠與海洋拖曳線陣上的發(fā)射聲波信息組成測距網(wǎng)絡(luò)，并測得控制目標(biāo)的間距情況，進(jìn)而通過翼板角度調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)控制目標(biāo)的間距，實(shí)現(xiàn)拖曳線陣橫向的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制操作，使采集電纜始終保持一定的陣形，保證地震采集作業(yè)順利進(jìn)行。
[0037]2，本裝置的翼板單元中，翼板采用復(fù)合材料，翼板外形對(duì)稱、上輕下重，可保證在海洋中工作時(shí)兩個(gè)翼板呈垂直位置工作；本裝置耐壓殼體采用工程塑料聚氨脂，內(nèi)筒為碳纖維內(nèi)襯，這種結(jié)構(gòu)不但使裝置質(zhì)量輕、防海水腐蝕、抗沖擊、彈性好，而且內(nèi)筒具有較高的強(qiáng)度和剛度，不會(huì)碰撞變形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的實(shí)施例俯視圖；
[0039]圖2為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的實(shí)施例立體圖；
[0040]圖3為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的實(shí)施例剖視圖；
[0041]圖4為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的聲學(xué)接收換能器單元示意圖；
[0042]圖5為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的頂緊銷結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖6為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的驅(qū)動(dòng)單元示意圖；[0044]圖7為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的翼板單元俯視圖；
[0045]圖8為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的翼板單元主視圖
[0046]圖9為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的鎖緊單元示意圖；
[0047]圖10為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的卡環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖11為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的彈簧柱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖12為本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置的旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為了便于闡述本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0051]本發(fā)明提供了一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，包括設(shè)置在裝置殼體2尾端的聲學(xué)接收換能器單元1，設(shè)置在裝置殼體2外部靠近前端位置的通信單元19，設(shè)置在裝置殼體2內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)單元10，設(shè)置在裝置殼體2內(nèi)部與驅(qū)動(dòng)單元10連接的電路單元9，設(shè)置在裝置殼體2外部與驅(qū)動(dòng)單元10連接的翼板單元3，設(shè)置在裝置殼體2內(nèi)部與驅(qū)動(dòng)單元10連接的電源單元11，設(shè)置在裝置殼體2外部與拖攬固定的鎖緊單元；其中，
[0052]聲學(xué)接收換能器單元1，用于接收相鄰?fù)蠑埳习l(fā)出的聲波信號(hào)，并將聲波信號(hào)輸送給電路單元9 ;結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，聲學(xué)接收換能器單元I設(shè)置在裝置殼體2的尾端，如圖4所示，聲學(xué)接收換能器單元I可以包括陶瓷振子13、聚氨酯外殼12、密封接頭14，陶瓷振子13設(shè)置在聚氨酯外殼12內(nèi)部的中心位置，聚氨酯外殼12通過密封接頭14與裝置殼體2尾端連接。其中，密封接頭14側(cè)面設(shè)置有螺釘孔15，裝置殼體2對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有通孔，聲學(xué)接收換能器單元I通過在該螺釘孔15中安裝螺釘實(shí)現(xiàn)與裝置殼體2的連接固定。聲學(xué)接收換能器單元I中的陶瓷振子13能夠接收到海水里傳播的具有一定頻率的聲波信號(hào)，并將該聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為自身的機(jī)械振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)通過電路單元9處理后經(jīng)通信單元19發(fā)送到船艙控制室。具體操作時(shí)，本發(fā)明通過聲學(xué)接收換能器單元I的陶瓷振子13接收相鄰?fù)蠑埳系陌l(fā)出的聲波信號(hào)，并將該聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成含有當(dāng)前間距信息的電信號(hào)，電路單元9將收到的間距信號(hào)處理后經(jīng)通信單元19發(fā)送到船艙控制室；其中，接收聲波信號(hào)的頻率范圍為50khz?IOOkhz。
[0053]優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中，密封接頭14端面與裝置殼體2的連接處設(shè)置有頂緊結(jié)構(gòu)，包括頂緊銷18和頂緊彈簧17，頂緊銷一端卡在密封接頭14內(nèi)部；頂緊彈簧17 —端固定在密封接頭14內(nèi)部，另一端頂緊上述頂緊銷18并固定在上述頂緊銷18的端面上；頂緊銷18在頂緊彈簧17的作用下能夠加強(qiáng)檢測單元I與電路單元9的連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中，密封接頭14圓柱面與裝置殼體2的連接面中設(shè)置有第一 O型密封圈16，如圖6所示，第一 O型密封圈16的設(shè)置能夠保證工作在海水中的裝置內(nèi)部沒有海水滲入，保證裝置內(nèi)部運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0054]通信單元19，用于接收來自電路單元9的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將信號(hào)輸送至船艙控制室；船艙控制室通過分析后得到地震采集拖纜的纜型信息；船艙控制室對(duì)比當(dāng)前纜型與目標(biāo)纜型，根據(jù)設(shè)定算法計(jì)算出拖纜自動(dòng)橫向控制裝置需要轉(zhuǎn)動(dòng)的翼板角度，通過通信單元19將翼板角度命令下發(fā)給電路單元9，電路單元9通過驅(qū)動(dòng)單元控制翼板轉(zhuǎn)到設(shè)定角度。結(jié)合圖
2、圖3、圖4、圖5所示，裝置殼體2外部靠近前端位置設(shè)置有安裝平臺(tái)7，通信單元19安裝在該安裝平臺(tái)7上，可以包括通信殼體、通信線圈、深度傳感器、接插件34 ;通信線圈設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左上方，深度傳感器設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左下方，通信線圈與深度傳感器的連接芯線與接插件34連接。
[0055]驅(qū)動(dòng)單元10，用于接收來自電路單元9的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)作業(yè)，輸出相應(yīng)的角度調(diào)整動(dòng)作給翼板單元3，并將驅(qū)動(dòng)狀態(tài)信息經(jīng)電路單元9反饋至通信單元19 ;結(jié)合圖3、圖5所示，驅(qū)動(dòng)單元10設(shè)置在裝置殼體2的內(nèi)部，可以包括驅(qū)動(dòng)殼體23、以及依次連接的編碼器20、電機(jī)21、減速器22、聯(lián)軸器24、絲杠28、桿座30、擺桿33 ;編碼器20用于測量電機(jī)21的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和位移，減速器22的輸出軸端通過聯(lián)軸器24與絲杠28的軸端連接，絲杠28通過軸承26固定在電機(jī)21的殼體輸出孔中；絲杠28輸出端通過螺母29與桿座30連接；桿座30設(shè)置有豎孔，擺桿33 —端設(shè)置在豎孔中，擺桿33另一端伸出驅(qū)動(dòng)殼體23與裝置殼體2外與翼板單元3連接。
[0056]優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中，桿座30與驅(qū)動(dòng)殼體23的內(nèi)端面間設(shè)置有頂簧31，頂簧的作用一個(gè)是辨別翼板角度的起始位置，以便驅(qū)動(dòng)單元能夠相應(yīng)準(zhǔn)確的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)動(dòng)作；另一個(gè)是能夠加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接的緊密性。優(yōu)選地，電機(jī)21的殼體與驅(qū)動(dòng)殼體23內(nèi)側(cè)的接觸面設(shè)置有第二 O型密封圈25，電機(jī)21的殼體輸出端與絲杠28的接觸面之間設(shè)置有密封裝置27，密封裝置27包括多道密封圈，驅(qū)動(dòng)殼體23外側(cè)與裝置殼體2內(nèi)側(cè)的接觸面之間設(shè)置有多個(gè)第三O型密封圈32，上述O型密封圈的設(shè)置能夠進(jìn)一步加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)單元10內(nèi)部運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0057]翼板單元3，用于根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)單元10的角度調(diào)整進(jìn)行相應(yīng)位置調(diào)整，通過獲得新的攻角并使裝置向目標(biāo)位置靠近，并將翼板調(diào)整攻角后的狀態(tài)信息經(jīng)電路單元9反饋至通信單元19 ;結(jié)合圖2、圖3所示，翼板單元3設(shè)置在裝置殼體2的外側(cè)，與通信單元19 一同設(shè)置在安裝平臺(tái)上；翼板單元3與驅(qū)動(dòng)單元10中的擺桿33連接；結(jié)合圖3、圖7、圖8所示，翼板單元3包括上翼板40、下翼板39，上翼板40、下翼板39均設(shè)置有安裝孔,翼板軸41的兩端通過該螺釘孔實(shí)現(xiàn)與上翼板40、下翼板39的緊固連接。上翼板40與下翼板39外側(cè)均為聚氨酯翼板外殼35，上翼板40與下翼板39內(nèi)部均填充有聚氨酯翼板泡沫37，優(yōu)選地，下翼板39內(nèi)部還設(shè)置有調(diào)節(jié)鉛塊36，增加下翼板39的重量，同時(shí)降低下翼板39的重心，可實(shí)現(xiàn)對(duì)翼板單元3的微小調(diào)整，同時(shí)保證裝置整體放置水中以后翼板呈豎直狀態(tài)。其中，翼板軸41的中部還與驅(qū)動(dòng)單元10的擺桿33螺紋相連，當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元10的擺桿33發(fā)生擺動(dòng)時(shí)，翼板軸41會(huì)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)上翼板40、下翼板39會(huì)重新獲得一個(gè)新的攻角，從而在翼板表面產(chǎn)生流體動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置整體向設(shè)定的目標(biāo)位置靠近。
[0058]優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中，上翼板40與下翼板39為一體設(shè)計(jì)，消除了上翼板40與下翼板39之間存在攻角差，避免裝置整體發(fā)生橫滾的現(xiàn)象，保證裝置整體的正常使用；優(yōu)選地，上翼板40與下翼板39之間還可設(shè)置有不銹鋼加強(qiáng)桿38，進(jìn)一步加強(qiáng)了翼板單元3的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0059]電源單元11，用于為驅(qū)動(dòng)單元10輸送電源，保證裝置的正常運(yùn)行；結(jié)合圖1、圖3所示，裝置殼體2前端設(shè)置有堵頭5，電源單元11設(shè)置在裝置殼體2內(nèi)部，并安裝在堵頭5與驅(qū)動(dòng)單元10之間；堵頭5與裝置殼體2之間通過螺釘連接，堵頭5用于保護(hù)裝置殼體2內(nèi)部各個(gè)單元運(yùn)行的穩(wěn)定性；電源單元11為圓筒形結(jié)構(gòu)，可以包括電源、電源連接器，電源外部設(shè)置有塑料外殼，電源通過電源連接器與驅(qū)動(dòng)單元10連接，實(shí)現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)單元10的電源輸送。具體操作中，電源可采用4節(jié)電池實(shí)現(xiàn)電源輸送功能。
[0060]優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中，堵頭8設(shè)置有與聲學(xué)接收換能器單元I相同的頂緊結(jié)構(gòu)，同樣包括頂緊銷和彈簧，頂緊銷一端設(shè)置在堵頭8端面內(nèi)，另一端伸出堵頭8的端面外；彈簧一端與頂緊銷連接，另一端與堵頭內(nèi)孔端面連接，裝配時(shí)頂緊銷在彈簧彈力作用下頂緊在電池單元11的端面處；增強(qiáng)了電源單元11與驅(qū)動(dòng)單元10連接穩(wěn)定性，使電源單元11緊緊的頂在驅(qū)動(dòng)單元10端面，不易發(fā)生松脫現(xiàn)象，保證了為驅(qū)動(dòng)單元10輸送電源的穩(wěn)定性。
[0061]鎖緊單元，用于將裝置與拖攬之間實(shí)現(xiàn)固定連接，保證裝置能夠緊固連接拖攬，本發(fā)明海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置設(shè)置有至少兩個(gè)鎖緊單元；如圖2所示，裝置殼體2外部的安裝平臺(tái)兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)凸臺(tái)，即第一凸臺(tái)8、第二凸臺(tái)6 ;鎖緊單元安裝上述兩個(gè)凸臺(tái)上，第一凸臺(tái)8與第二凸臺(tái)6的鎖緊單元結(jié)構(gòu)完全相同，現(xiàn)以第一凸臺(tái)8為例作詳細(xì)說明；結(jié)合圖8和圖9，鎖緊單元可以包括卡環(huán)、第一鎖銷、第二鎖銷；其中，卡環(huán)包括兩個(gè)半圓卡環(huán)、銷釘55、舌片51，其中一個(gè)半圓卡環(huán)54開設(shè)有腰形孔53，腰形孔53 —端開設(shè)有圓孔52 ；
[0062]第一鎖銷用于卡環(huán)豎直方向的固定，第一鎖銷可以包括彈簧柱42、彈簧蓋48、蝶形彈簧49、旋轉(zhuǎn)軸48，彈簧柱42安裝在第一凸臺(tái)8處第一階梯形豎孔50中；結(jié)合圖11、圖12所示，彈簧柱42頂端設(shè)置有燕尾槽結(jié)構(gòu)，彈簧柱42底端與彈簧蓋48螺紋連接；蝶形彈簧49套設(shè)在彈簧柱42的外表面，蝶形彈簧49 一端頂緊與階梯通孔的臺(tái)階面，蝶形彈簧49另一端頂緊于彈簧蓋48上表面；旋轉(zhuǎn)軸48設(shè)置在彈簧蓋48的下表面，彈簧蓋48受蝶形彈簧49的彈力作用下頂緊于旋轉(zhuǎn)軸48中部的偏心圓柱的側(cè)面，同時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸48的兩端在第一凸臺(tái)8外面相應(yīng)位置均設(shè)置有操作把手；
[0063]第二鎖銷用于卡環(huán)水平方向的固定，第二鎖銷可以包括起落銷43、撥桿44、復(fù)位彈簧45，起落銷43安裝在第一凸臺(tái)8處第二階梯形豎孔46中，復(fù)位彈簧45套設(shè)在起落銷43的外表面，復(fù)位彈簧45頂端與起落銷43的臺(tái)階面接觸，復(fù)位彈簧45底端與第二階梯形豎孔46的臺(tái)階面接觸；起落銷43靠近頂端處設(shè)置有橫向通孔，橫向通孔兩端對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)撥桿44。
[0064]鎖緊單元在實(shí)際安裝時(shí)，首先腰形孔53 —端的圓孔52套設(shè)在第一鎖銷的彈簧柱42的頂端，同時(shí)向下?lián)軇?dòng)第二鎖銷的撥桿44 ;第二鎖銷的復(fù)位彈簧45受力壓縮，撥桿44頭部退回第二階梯形豎孔46中，彈簧柱42頂端的燕尾槽處于圓孔52中；將半圓卡環(huán)54向遠(yuǎn)離圓孔52的腰孔53另一端推動(dòng)，當(dāng)彈簧柱42頂端的燕尾槽滑到腰孔53另一端時(shí)，松開撥桿44，起落銷43在復(fù)位彈簧45的彈力作用下彈出腰孔53 —端的通孔中，起落銷43在通孔中不能左右移動(dòng)，此時(shí)起落銷43與半圓卡環(huán)54的配合實(shí)現(xiàn)了半圓卡環(huán)54的水平方向的固定；然后再用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸48上的操作把手，在蝶簧作用力下彈簧柱42將隨著旋轉(zhuǎn)軸48上的偏心圓柱體下移，隨著彈簧柱42的下移，彈簧柱42頂端的燕尾槽結(jié)構(gòu)被固定到半圓卡環(huán)54上的通孔中；此時(shí)彈簧柱42與半圓卡環(huán)54的配合實(shí)現(xiàn)了半圓卡環(huán)54的豎直方向的固定。當(dāng)設(shè)有腰孔53的半圓卡環(huán)54與裝置殼體2固定后，再將另一個(gè)半圓卡環(huán)56沿銷釘55旋轉(zhuǎn)套入拖攬上，同時(shí)將舌片51鎖緊兩個(gè)半圓卡環(huán)即可。需要說明的是，上述安裝過程為鎖緊單元的安裝過程，鎖緊單元的拆卸過程與上述安裝過程正好相反，此處不再贅述。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例在具體操作中，當(dāng)船艙控制室通過通信單元19對(duì)海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置設(shè)定好目標(biāo)距離后，電路單元9將控制信號(hào)處理后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元10的電機(jī)21，電機(jī)21根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時(shí)編碼器20對(duì)電機(jī)21的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和位移進(jìn)行監(jiān)測，并生將監(jiān)測得到的信號(hào)反饋通過電路單元9，電路單元9采用閉環(huán)控制對(duì)驅(qū)動(dòng)單元10進(jìn)行控制；電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)減速器22 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，與減速器22通過聯(lián)軸器24連接的絲杠28也發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠28輸出端連接的螺母29沿水平方向移動(dòng)；螺母29水平移動(dòng)后帶動(dòng)左端的桿座30 —同移動(dòng)，與桿座30連接的擺桿33產(chǎn)生相應(yīng)擺動(dòng)動(dòng)作；與擺桿33連接的翼板軸41在擺桿33擺動(dòng)的作用下進(jìn)行相應(yīng)的角度調(diào)整，使翼板單元3獲得新的攻角，從而在翼板表面產(chǎn)生流體動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置整體向設(shè)定的目標(biāo)位置靠近。電路單元9傳輸控制信號(hào)控制電機(jī)3的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、起停位置即可實(shí)現(xiàn)翼板的角速度、攻角增減和攻角大小的控制，從而控制裝置向設(shè)定目標(biāo)位置靠近。其中，絲杠28輸出端設(shè)置有螺母29具有自鎖功能，當(dāng)絲杠28停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過螺母29自鎖功能保證翼板一直保持當(dāng)前狀態(tài)的攻角。
[0066]其中，翼板單元3確定攻角零度位置時(shí)可采用下列方法:假設(shè)使螺母29從絲杠28的一個(gè)極限位置旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)極限位置時(shí)，電機(jī)21需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)為n，每次開機(jī)或復(fù)位時(shí)，電機(jī)21都要首先旋轉(zhuǎn)η圈；這樣螺母29必然會(huì)旋轉(zhuǎn)到絲杠28的一個(gè)極限位置，當(dāng)螺母29到達(dá)極限位置后，由于絲杠28在此位置已經(jīng)沒有螺紋牙，因此螺母29不再移動(dòng)，此時(shí)絲杠28空轉(zhuǎn)；螺母29另一端因頂簧彈力頂緊，能夠保證在反轉(zhuǎn)時(shí)能夠和絲杠28正常嚙合，然后再從這個(gè)極限位置反轉(zhuǎn)提前計(jì)算好的圈數(shù)來使翼板到達(dá)零度位置。
[0067]本發(fā)明的裝置殼體采用流線型設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、對(duì)稱，懸于纜上時(shí)所受水的阻力小、對(duì)纜形影響??；其中各個(gè)單元采用模塊化設(shè)計(jì)，裝拆簡單、維修方便。同時(shí)設(shè)置有連接鎖緊機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)需要方便快捷的安裝到采集拖纜上或從拖纜上卸下。
[0068]綜上所述，以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，因此，凡是在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:包括裝置殼體、聲學(xué)接收換能器單元、通信單元、電路單元、驅(qū)動(dòng)單元、翼板單元、電源單元及鎖緊單元；其中， 聲學(xué)接收換能器單元，設(shè)置在裝置殼體的尾端，用于接收相鄰?fù)蠑埳习l(fā)出的聲波信號(hào)，并將接收到的信號(hào)輸送給電路單元； 電路單元，設(shè)置在裝置殼體的內(nèi)部，用于接收聲學(xué)接收換能器單元的測距信號(hào)，并生成數(shù)據(jù)信號(hào)輸送給通信單元；用于接 收通信單元的命令及數(shù)據(jù)信號(hào)，并生成相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送給驅(qū)動(dòng)單元；用于接收翼板及驅(qū)動(dòng)單元的狀態(tài)信息，并將狀態(tài)信息發(fā)送給通信單元； 通信單元，設(shè)置在裝置殼體的外部靠近前端位置，用于接收來自電路單元的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將信號(hào)輸送至船艙控制室；用于接收來自船艙控制室根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)的比較結(jié)果輸出的反饋控制信號(hào)，并將信號(hào)輸送給電路單元； 驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置在裝置殼體的中部，用于接收來自電路單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)作業(yè)，輸出相應(yīng)的角度調(diào)整動(dòng)作給翼板單元； 翼板單元，設(shè)置在裝置殼體的外部，并與裝置殼體內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)單元連接，用于根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)單元的角度調(diào)整進(jìn)行相應(yīng)位置調(diào)整，通過獲得新的攻角并使裝置向目標(biāo)位置靠近；電源單元，設(shè)置在裝置殼體的內(nèi)部并與電路單元連接，用于為裝置提供電源； 鎖緊單元，設(shè)置在裝置殼體的外部，用于將裝置與拖攬之間實(shí)現(xiàn)固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述聲學(xué)接收換能器單元包括陶瓷振子、聚氨酯外殼、密封接頭；其中， 陶瓷振子設(shè)置在聚氨酯外殼內(nèi)部的中心位置，聲學(xué)接收換能器通過密封接頭與裝置殼體尾端連接，密封接頭側(cè)面設(shè)置有螺釘孔，裝置殼體對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有通孔，聲學(xué)接收換能器通過在該螺釘孔中安裝螺釘實(shí)現(xiàn)與裝置殼體的連接固定； 當(dāng)陶瓷振子接收到相鄰?fù)蠑埳习l(fā)出的聲波信號(hào)時(shí)，陶瓷振子將該聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為自身的機(jī)械振動(dòng)，并產(chǎn)生帶有相應(yīng)電信號(hào)的檢測信號(hào)通過電路輸送到電路單元中； 其中，接收聲波信號(hào)的頻率范圍為50khz~1OOkhz。
3.如權(quán)利要求2所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述聲學(xué)接收換能器單元的端面設(shè)置有第一頂緊結(jié)構(gòu)，所述第一頂緊銷結(jié)構(gòu)包括第一頂緊銷和第一頂緊彈簧；其中， 所述第一頂緊彈簧一端設(shè)置在第一頂緊銷的內(nèi)部，另一端設(shè)置在密封接頭內(nèi)部；第一頂緊銷在彈簧力作用下頂緊在密封接頭的臺(tái)階面上，并伸出聲學(xué)換能器端面外與電路單元頂緊。
4.如權(quán)利要求3所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述裝置殼體外部靠近前端位置處設(shè)置有安裝平臺(tái)，所述通信單元安裝在所述安裝平臺(tái)上，所述通信單元包括通信殼體、通信線圈、深度傳感器、接插件；其中， 通信線圈設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左上方，深度傳感器設(shè)置在通信殼體內(nèi)部的左下方，通信線圈與深度傳感器的連接芯線與接插件連接。
5.如權(quán)利要求1所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)殼體，以及依次連接的編碼器、電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、絲杠、桿座、擺桿； 所述減速器的輸出軸端通過聯(lián)軸器與絲杠連接；所述絲杠通過軸承固定在電機(jī)的殼體輸出端；所述絲杠的輸出端通過螺母與桿座連接；所述桿座設(shè)置有豎孔，擺桿一端設(shè)置在豎孔中，擺桿另一端與翼板單元連接。
6.如權(quán)利要求5所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)殼體的端面與所述桿座之間設(shè)置有頂簧，所述驅(qū)動(dòng)殼體與所述電機(jī)殼體的接觸面設(shè)置有密封圈，所述驅(qū)動(dòng)殼體外側(cè)與裝置殼體內(nèi)側(cè)的接觸面之間設(shè)置有多個(gè)密封圈； 所述電機(jī)殼體輸出端與絲杠的接觸面之間設(shè)置有密封裝置，所述密封裝置包括多個(gè)密封圈。
7.如權(quán)利要求1所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述翼板單元包括上翼板、下翼板及翼板軸；所述上翼板與下翼板均設(shè)置有安裝孔，翼板軸兩端通過安裝孔與上翼板、下翼板連接，翼板軸中部與驅(qū)動(dòng)單元的擺桿螺紋相連； 所述上翼板與下翼板外側(cè)均為聚氨酯翼板外殼，所述上翼板內(nèi)部填充有聚氨酯翼板泡沫，所述下翼板內(nèi)部填充有聚氨酯翼板泡沫和調(diào)節(jié)鉛塊。
8.如權(quán)利要求7所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述上翼板與下翼板之間設(shè)置有不銹鋼加強(qiáng)桿。
9.如權(quán)利要求1所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述裝置殼體前端設(shè)置有堵頭，所述電源單元安裝在堵頭與驅(qū)動(dòng)單元之間； 所述電源單元為圓筒形結(jié)構(gòu)，包括電源和電源連接器；所述電源通過電源連接器與驅(qū)動(dòng)單元連接，所述電源外部設(shè)置有塑料外殼。
10.如權(quán)利要求9所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述電源單元與堵頭間設(shè)置有第二頂緊結(jié)構(gòu)，所述第二頂緊結(jié)構(gòu)包括第二頂緊銷和第二頂緊彈簧； 所述第二彈簧一端設(shè)置在第二頂緊銷的內(nèi)部，另一端設(shè)置在堵頭內(nèi)孔端面上；第二頂緊銷在在彈簧力作用下頂緊在堵頭內(nèi)孔端面上，并伸出堵頭外與電池單元頂緊。
11.如權(quán)利要求1所述的海洋拖曳線陣自動(dòng)橫向控制裝置，其特征在于:所述裝置殼體外部的安裝平臺(tái)兩側(cè)設(shè)置有凸臺(tái)，鎖緊單元安裝在凸臺(tái)上，所述鎖緊單元包括卡環(huán)、第一鎖銷、第二鎖銷；其中， 所述卡環(huán)包括兩個(gè)半圓卡環(huán)、銷釘、舌片，其中一個(gè)半圓卡環(huán)開設(shè)有腰形孔，腰形孔一端開設(shè)有圓孔； 所述第一鎖銷包括彈簧柱、彈簧蓋、蝶形彈簧、旋轉(zhuǎn)軸，彈簧柱頂端設(shè)置有燕尾槽結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸中間設(shè)置有偏心圓柱結(jié)構(gòu)；彈簧柱安裝在凸臺(tái)設(shè)置的第一階梯形豎孔中，彈簧柱底端與彈簧蓋螺紋連接；蝶形彈簧套設(shè)在彈簧柱的外表面，蝶形彈簧一端頂緊與第一階梯形豎孔的臺(tái)階面，蝶形彈簧另一端頂緊于彈簧蓋上表面；彈簧蓋與旋轉(zhuǎn)軸中部的偏心圓柱的側(cè)面相接觸，旋轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)置有操作把手； 所述第二鎖銷包括起落銷、撥桿、復(fù)位彈簧，起落銷安裝在凸臺(tái)處設(shè)置的第二階梯形豎孔中，復(fù)位彈簧套設(shè)在起落銷的外表面，復(fù)位彈簧頂端與起落銷的臺(tái)階面接觸，復(fù)位彈簧底端與第二階梯形豎孔的臺(tái)階面接觸；起落銷靠近頂端處設(shè)置有橫向通孔，撥桿設(shè)置在橫向通孔中。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK103760596SQ201410019280
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】段瑞芳, 王德亮, 阮福明, 朱耀強(qiáng), 苗建明, 曹占全, 黃德友, 曾翔, 張承科, 任宏偉, 沈銳 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司, 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所