海面自适应观测平台装置的制作方法

本发明涉及一种海面自适应观测平台装置，属于海洋工程、海洋环境探测技术领域。

背景技术：

海面环境监测是海洋环境探测的重要方面，对于深远海的环境监测需要一种特殊的漂浮式平台，在该浮式平台上搭载光学测量仪器，监测海面的风、浪、流等环境参数。如果是采用动力定位方式来构造观测平台，那么这种平台结构复杂、体积庞大、造价高昂、能源动力消耗大、维护成本高，如何克服这些缺点成为这种观测平台创新的方向和目标。因此这种浮式平台的研发目标是，除了应该具有能长期在某个海区作业，尽量少的能源补给和设备维护，尽量小的装置体积以及无人操作和管理等特点外，浮式平台在海上还应具有足够的稳定性，最大限度地减少因风、浪、流作用产生平台扰动，衰减外界干扰力引起平台摇荡的功能，这种具有自适应阻荡特性的平台才能够提供稳定的光学测量仪器搭载和工作需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种海面自适应观测平台装置，该观测平台装置应结构简单，使用方便且自适应地自动化工作，装置稳定性高，阻荡与减荡能力强，节省能源，维护工作量少，除了搭载光学测量仪器外，还可以用于其它监测、探测的仪器设备搭载。

本发明采用的技术方案是：一种海面自适应观测平台装置，它包括一个平台甲板和一个设置在平台甲板上的观测机构，它还包括一个第一级减荡与自扶正机构和一个第二级减荡机构，所述第一级减荡与自扶正机构包含一个中空的上支撑杆、一个实心的下支撑杆、用多个水密舱壁分隔的浮力舱和用多个非水密舱壁分隔的配重舱，所述下支撑杆的下端固定连接配重舱，上端固定连接浮力舱，上支撑杆的下端插入浮力舱的套筒中并用夹紧器固定；所述第二级减荡机构包含一个水盘、多个翼型支撑和多个互相留有间距的扇形浮舱，翼型支撑的上端固定连接在平台甲板的下平面上，下端固定连接在扇形浮舱的上平面上，所述上支撑杆的上端与水盘的底平面中心固定连接，在水盘中加水，所述扇形浮舱、翼型支撑、平台甲板和观测机构的组合体漂浮在水盘的水体中；所述观测平台装置的浮心位置始终在重心位置的上方，海平面在浮力舱的上平面与水盘的底平面之间的中间偏上位置，锚链分别连接固定在浮力舱上的上耳环、固定在配重舱上的下耳环和沉在海底面的吸力锚上。

所述翼型支撑和扇形浮舱的数量各为五个，五个均匀分布的翼型支撑连接在五个均匀分布的扇形浮舱的等角分线位置上。

所述水盘中的盘中水面淹没扇形浮舱，盘中水面在翼型支撑的高度范围内。

所述水盘的底平面采用多个支撑杆与固定在上支撑杆上的支撑台连接。

所述下支撑杆与浮力舱、配重舱的连接处均设有多个肘板。

采用上述技术方案的指导思想是：这种海面自适应观测平台装置通过吸力锚和锚链把该观测平台装置固定在需要观测海洋环境的海区；通过浮力舱和配重舱的垂向布置方式，使得整个装置的浮心在重心之上，装置具有自扶正特性，确保观测平台装置具有足够的稳定性和破损后浮力保障；通过支撑杆的长度调节特性，满足观测平台能够适应海面波浪参数不断变化的实际海况；通过支撑杆和翼型支撑结构的小水线面特性，提升观测平台减荡能力；通过水盘中的水体、扇形浮力舱和翼型支撑结构，进一步提升观测平台减荡、阻荡能力。观测平台装置在海面下的机构和水盘中的机构，分别提供两级衰减外界干扰力，使得该观测平台装置具有自适应的稳定性和平稳的工作基础甲板面，为在平台甲板上搭载的光学测量仪器能够正常、有效地作业。本发明的有益效果是：这种海面自适应观测平台装置包括平台甲板、观测机构、第一级减荡与自扶正机构和第二级减荡机构，下支撑杆固定连接配重舱和浮力舱，上支撑杆插入浮力舱的套筒中并用夹紧器固定。翼型支撑的上端固定连接在平台甲板的下平面上，下端固定连接在扇形浮舱的上平面上，上支撑杆与水盘的底平面中心固定连接，在水盘中加水，扇形浮舱、翼型支撑、平台甲板和观测机构的组合体漂浮在水盘的水体中。观测平台装置的浮心位置始终在重心位置的上方，海平面在浮力舱的上平面与水盘的底平面之间的中间偏上位置。该观测平台装置结构简单，使用方便且自适应地自动化工作，装置稳定性高，阻荡与减荡能力强，节省能源，维护工作量少，除了搭载光学测量仪器外，还可以用于其它监测、探测的仪器设备搭载。

附图说明

图1是海面自适应观测平台装置的俯视立体图。

图2是海面自适应观测平台装置的仰视立体图。

图3是海面自适应观测平台装置的侧视图。

图4 是图3的A-A剖视图。

图5 是图3的B-B剖视图。

图6是图3的C-C剖视图。

图7是图3的D-D剖视图。

图8是图3的E-E剖视图。

图9是图3的F-F剖视图。

图中：1、观测机构，2、平台甲板，3、水盘，4、翼型支撑，5、扇形浮舱，6、盘中水面，7、上支撑杆，8、支撑台，9、支撑杆，10、浮力舱，11、水密舱壁，12、套筒，13、夹紧器，14、下支撑杆，15、肘板，16、配重舱，17、非水密舱壁，18、浮心位置，19、重心位置，20、上耳环，21、下耳环，22、锚链，23、吸力锚，24、海底面，25、海平面。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。

图1、2分别表示出一种海面自适应观测平台装置的整体结构形式的立体图，图3表示出它的侧视图，图4、5、6、7、8、9分别表示A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F剖视图。这种海面观测平台装置由两级减荡和自扶正机构组成的自适应平台装置。第一级减荡与自扶正机构是通过上支撑杆7和下支撑杆14，把水盘3、浮力舱10和配重舱16等垂向布置连接（如图1所示），浮心位置18始终在重心位置19上方（如图3所示）形成的自扶正机构。浮力舱10和配重舱16都是圆柱形且水密，上支撑杆7和下支撑杆14也是圆柱形结构，上支撑杆7是空心圆柱结构，下支撑杆14是实心圆柱结构，减小了波浪和海流对装置的扰动力，具有减荡作用，提升装置的稳定性。第二级减荡机构是由扇形浮舱5、翼型支撑4和平台甲板2自下而上组成；扇形浮舱5提供浮力的同时，圆形水盘3中的盘中水面6下的水体能够在扇形浮舱5之间的空隙流动，起到水平方向的减荡作用；翼型支撑4具有小水线面特性，起到垂直方向的减荡作用；扇形浮舱5和翼型支撑4的组合共同作用下，提供了平台甲板2的自适应运动衰减工作面，保障了观测机构1的稳定测量工作。

如图1、4、5、6、7所示，观测机构1安放在圆形平台甲板2上面，平台甲板2下表面连接翼型支撑4，翼型支撑4下端连接扇形浮舱5，上述这些构件连接的机构漂浮在水盘3中的水体里，盘中水面6淹没扇形浮舱5，吃水在翼型支撑4垂向范围内。

如图2、4、8、9所示，装载水体的水盘3与空心圆柱形上支撑杆7连接，再通过空心圆柱形斜支撑9连接水盘3底部和上支撑杆7上的圆形支撑台8，起到水盘3连接加强作用。海平面25在上支撑杆7垂向范围内。

如图4所示，上支撑杆7在浮力舱10中心套筒12里滑动，可以调节上支撑杆7在水中的长度，以适应不同海况环境参数的要求。上支撑杆7与浮力舱10通过夹紧器13紧固；浮力舱10里采用水密舱壁11水平分隔出多个独立的水密浮力舱，提供整个装置的浮力，并具有破损后浮力储备。浮力舱10的舱底通过下支撑杆14与配重舱16连接，在浮力舱10舱底和配重舱16舱顶的下支撑杆14两端部，设置三角形肘板15，提高浮力舱10、配重舱16与下支撑杆14连接强度。在配重舱16里采用非水密舱壁分隔出多个载重舱，以适应不同介质的固定配载方案需求。

如图1所示，在浮力舱10和配重舱16舷侧分别连接上耳环20和下耳环21，上耳环20和下耳环21分别连接锚链22，锚链22另一端连接固定在海底面24的吸力锚23。观测平台装置在锚系泊的作用下，在确定的水域范围内漂浮作业。