一种水下多功能柔性支撑装置的制作方法

1.本发明涉及海上设备技术领域，尤其涉及一种水下多功能柔性支撑装置。


背景技术：

2.目前的水下支撑装置大多为精细化结构设计，针对特定的磁传感器进行总体方案设计，一旦磁传感器进行细微的调整，尤其是同类型不同重量的磁传感器，对于水下支撑装置的整体重心存在较大影响，故其通用性较差，无法适应临时磁传感器的重量变化；而且，现有水下支撑装置对水下地貌结构(如水下坡度、水底平整度、泥沙等)适用性较差，因考虑其金属材质结构和重量综合权衡评估，一般很难做得方正稳妥，且往往重心偏高，因此对水下装置的布置技能和水下地貌的平整度都更苛刻，试验数据采集可靠性也相对更低；同时金属材质的框架存在干扰同步工作的磁传感器信息采集与监测灵敏度，甚至产生误判直接影响各磁传感器的功能可靠性，现有的水下支撑装置也缺乏对磁传感器的电缆线束绑扎和固定，不能有效防止水下生物、海藻等不确定环境因素对电缆线束的干扰损坏，进而影响整体装置系统的正常工作。
3.鉴于此，研究一种通用性好、重心可调且采集数据可靠性高的水下多功能柔性支撑装置是本技术领域人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供的一种水下多功能柔性支撑装置，包括非金属绝缘材质制作而成并用于安装若干个不同类别传感器的框架，所述框架包括上固定板、下固定板和若干个支撑立柱，上固定板和下固定板的尺寸相同且横向平行设置，若干个支撑立柱均匀布设于上固定板上用于安装位于上固定板和下固定板之间的第一类传感器，每一个支撑立柱的上端端部均穿过上固定板并置于上固定板的上侧，每一个支撑立柱的下端端部均穿过下固定板并置于下固定板的下侧，上固定板和下固定板上均设有若干个排水减重孔和若干个第一通孔，第一通孔可用于安装位于上固定板和下固定板之间的第二类传感器，排水减重孔用于加装重物以调节支撑装置的整体重心，且上固定板上还设有用于安装第三类传感器的第二通孔。
5.优选地，每一个所述支撑立柱上均平行固定套设有上垫板和下垫板，所述上垫板与上固定板的上侧面固定连接，下垫板与下固定板的下侧面固定连接，上固定板的下侧面设有与上垫板相匹配的上法兰，下固定板的上侧面设有与下垫板相匹配的下法兰，支撑立柱通过上垫板、下垫板、上法兰和下法兰分别与上固定板和下固定板可拆卸固定连接。
6.优选地，每一个所述支撑立柱上均设有与第一类传感器下端端部相匹配的台阶以及若干个用于对第一类传感器进行限位并位于第一类传感器下端的螺孔，若干个螺孔均匀分布于支撑立柱的外周侧壁上，第一类传感器上端端部设有用于调节松紧程度并具有缓冲作用的第一橡胶垫和第一限位环。
7.优选地，每一个所述支撑立柱上端均设有若干个用于限位和防松脱的螺纹限位
孔，若干个所述螺纹限位孔均匀布设于上垫板的上侧。
8.优选地，还包括与第二类传感器两端端部相匹配的法兰盘，第二类传感器通过法兰盘分别嵌套设于上固定板的第一通孔和下固定板的第一通孔内。
9.优选地，所述上垫板和上法兰均通过螺栓分别与上固定板可拆卸固定连接，下垫板和下法兰均通过螺栓分别与下固定板可拆卸固定连接。
10.优选地，所述第二类传感器的端部设有用于调节松紧程度且具有缓冲作用的第二橡胶垫和第二限位环。
11.优选地，每一个所述支撑立柱的下端端部与下垫板之间的间距为180-200mm，且支撑立柱的下端端部与下垫板之间的部分通过加厚方式进行加强处理以保证框架平稳运行。
12.优选地，所述上固定板和下固定板上还设有若干个用于对电缆线束进行绑扎固定的线束孔。
13.优选地，所述框架采用mc尼龙、聚甲醛pom或聚醚酰亚胺pei加工制作而成。
14.与现有技术相比，本发明所具有的优点主要体现在以下几个方面：
15.1)本发明中采用非金属绝缘材质制作安装各类传感器的框架，进而可制作较大尺寸的框架结构，使得支撑装置的整体结构重心更低更稳，对水下支撑装置的布置技能和水下地貌平整度要求都更低，从而传感器采集的试验数据可靠性更高；同时非金属绝缘材质也从根本上消除了对不同磁传感器的干扰和影响，最大限度提升磁传感器的信息采集与监测灵敏度；而且，通过在上固定板和下固定板上设置排水减重孔用于加装重物可实现支撑装置整体结构的重心调节。
16.2)本发明通过在上固定板和下固定板上设置若干个预留的第一通孔位置，既能够实现磁传感器的位置调整以应对同类型不同重量的传感器变化，有效提升了该支撑装置的通用性，又能够用于加装重物进一步调节支撑装置整体结构的重心。
17.3)本发明通过在上固定板和下固定板上设置若干个线束孔，允许将多种不同类型磁传感器上的电缆线束有条不紊的捆扎固定在支撑装置的各个位置，尽可能的减少水下生物、海藻等不确定环境因素对电缆线束的干扰损坏，且其结构简单，使用寿命更长久，故其稳定可靠性强。
18.4)本发明通过在支撑立柱的上端设置螺纹限位孔进行限位和防松脱，有效保证了支撑装置的正常运行。
19.5)本发明通过在第一类传感器端部和第二类传感器端部均设置橡胶垫和限位环，实现了各类传感器的松紧调节，同时也保证了各类传感器端部具有一定的缓冲作用。
附图说明
20.图1是本发明中一种水下多功能柔性支撑装置的结构示意图，
21.图2是本发明中水下多功能柔性支撑装置的俯视图，
22.图3是图2的a-a剖视图，
23.图4是图2的b-b剖视图。
24.图中：1、上固定板，11、线束孔，2、下固定板，4、支撑立柱，41、上法兰，42、下法兰，43、上垫板，44、下垫板，45、台阶，46、螺孔，47、第一橡胶垫，48、第一限位环，49.螺纹限位孔，5、排水减重孔，6、第一通孔，7、第二通孔。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
26.需要说明的是，以图1为例，垂直纸面向上为上，垂直纸面向下为下，上下方向为竖直方向，与竖直方向垂直的方向为水平方向。
27.如图1-图4所示，一种水下多功能柔性支撑装置，包括非金属绝缘材质制作而成并用于安装若干个不同类别传感器的框架，所述框架包括上固定板1、下固定板2和若干个支撑立柱4，上固定板1和下固定板2的尺寸相同且横向平行设置，若干个支撑立柱4均匀布设于上固定板1上用于安装位于上固定板1和下固定板2之间的第一类传感器，每一个支撑立柱4的上端端部均穿过上固定板1并置于上固定板1的上侧，每一个支撑立柱4的下端端部均穿过下固定板2并置于下固定板2的下侧，上固定板1和下固定板2上设有若干个排水减重孔5和若干个第一通孔6，第一通孔6可用于安装位于上固定板1和下固定板2之间的第二类传感器，排水减重孔5用于加装重物以调节支撑装置整体重心，且上固定板1上还设有用于安装第三类传感器的第二通孔7。
28.本实施例中，所述传感器包括第一类传感器、第二类传感器和第三类传感器三种类别，其中，第一类传感器设有四个，且该四个第一类传感器构成一个正方形，该四个第一类传感器分别竖直固定安装于上固定板1四个角的支撑立柱4上；第二类传感器设有一个，且该第二类传感器竖直安装于上固定板1和下固定板2之间；如图2所示，第三类传感器包括并列安装于上固定板1上侧面若干个第二通孔7内的电子仓传感器和罗经传感器。
29.本实施例中，通过采用非金属绝缘材质制作安装三类传感器的框架，进而能够制作较大尺寸的框架结构，使得支撑装置的整体结构重心更低更稳，而且，通过在上固定板1和下固定板2上设置排水减重孔5加装重物可实现支撑装置整体结构的重心调节，即通过螺栓连接物品所带来的自身重量来调节支撑装置的重心和平衡，因此，该支撑装置对水下布置技能和水下地貌平整度要求都更低，从而各类传感器采集的试验数据可靠性更高；同时非金属绝缘材质也从根本上消除了对各类传感器的干扰和影响，最大限度提升传感器的信息采集与监测灵敏度；若干个所述第一通孔6还可以对支撑立柱4的位置进行调整进而对各类传感器的位置进行微调，实现了对同类型不同重量传感器的变化，具有良好的通用性。
30.本实施例中，所述框架采用mc尼龙制作而成，在其他实施例中，也可以采用聚甲醛pom或聚醚酰亚胺pei加工制作，还可以是尼龙pa系列和其他非金属材料，只要满足材料为非金属材质，材料的密度大于海水密度，材料抗拉强度大于等于75mpa，材料吸水率小于等于1.4％，材料耐海水腐蚀性较强，材料环境温度在4-100℃之间即可。
31.需要说明的是，本实施例中，所述第一通孔6和第二通孔7还可以在未安装第二类传感器和第三类传感器之前进行大方量的通水，进而有效提高了支撑装置整体的下沉和/或上升效果。
32.在其中一个实施例中，每一个所述支撑立柱4上均平行固定套设有上垫板43和下垫板44，所述上垫板43与上固定板1的上侧面固定连接，下垫板44与下固定板2的下侧面固定连接，上固定板1的下侧面设有与上垫板43相匹配的上法兰41，下固定板2的上侧面设有与下垫板44相匹配的下法兰42，支撑立柱4通过上垫板43、下垫板44、上法兰41和下法兰42分别与上固定板1和下固定板2可拆卸固定连接。
33.本实施例中，所述非金属绝缘材质为mc尼龙，考虑到mc尼龙做成分体式结构的可靠性不确定以及结构简化的安全性，所述支撑立柱4、上垫板43和下垫板44为一体成型，通过上法兰41与上垫板43匹配以及下法兰42与下垫板44匹配将支撑立柱4分别与上固定板1和下固定板2可拆卸固定连接，既保证了连接的稳定可靠性，同时又便于拆装维护。
34.在其中一个实施例中，每一个所述支撑立柱4上均设有与第一类传感器下端端部相匹配的台阶45以及若干个用于对第一类传感器进行限位并位于第一类传感器下端的螺孔46，若干个螺孔46均匀分布于支撑立柱4的外周侧壁上，第一类传感器上端端部设有用于调节松紧程度并具有缓冲作用的第一橡胶垫47和第一限位环48。
35.本实施例中，所述第一类传感器下端端部与台阶45匹配连接，在支撑立柱4的外周侧壁上均匀设置有四个螺孔46，相邻螺孔46之间的角度为90
°
，通过螺孔46与第一类传感器壁上对应孔匹配并通过螺栓可实现第一类传感器的精准限位，每个支撑立柱4上的螺孔46的位置应该保持方向一致以确保四个第一类传感器的对应螺孔46的指向一致。
36.在其中一个实施例中，每一个所述支撑立柱4上端均设有若干个用于限位和防松脱的螺纹限位孔49，若干个所述螺纹限位孔9均匀布设于上垫板43的上侧。本实施例中，通过螺栓与螺纹限位孔49匹配可对支撑立柱4进行限位，进而保证了支撑装置的正常运行，同时，所述螺纹限位孔49上的螺栓与第一橡胶垫47结合还可以对支撑立柱4内的第一类传感器进行卡位和施压。
37.在其中一个实施例中，还包括与第二类传感器两端端部相匹配的法兰盘(图中未示出)，第二类传感器通过法兰盘分别嵌套设于上固定板1的第一通孔6和下固定板2的第一通孔6内。本实施例中，所述法兰盘通过嵌套入第一通孔6固定在上固定板1和下固定板2内，第二类传感器的两端通过与法兰盘61匹配实现可拆卸固定。
38.在其中一个实施例中，所述上垫板43和上法兰41均通过螺栓分别与上固定板1可拆卸固定连接，下垫板42和下法兰42均通过螺栓分别与下固定板2可拆卸固定连接。本实施例中，所述上垫板43和上法兰41与上固定板1之间以及下垫板44和下法兰42与下固定板2之间均通过螺栓可拆卸固定连接，既能够有效保证保证支撑立柱4与上固定板1以及支撑立柱4与下固定板2之间的连接可靠性，同时便于部件的维护拆装。
39.在其中一个实施例中，所述第二类传感器的端部设有用于调节松紧程度且具有缓冲作用的第二橡胶垫(图中未示出)和第二限位环(图中未示出)。本实施例中，除了第一类传感器端部设置有用于调节松紧程度并具有缓冲作用的第一橡胶垫和第一限位环，所述第二类传感器端部同样设置有与第一橡胶垫和第一限位环材质、功能和安装位置均相同的第二橡胶垫和第二限位环。
40.在其中一个实施例中，每一个所述支撑立柱4的下端端部与下垫板44之间的间距为180-220mm，且支撑立柱4的下端端部与下垫板44之间的部分通过加厚方式进行加强处理以保证框架平稳运行。为了确保支撑装置整体能够在海下平稳并保证各类传感器的正常运行，支撑立柱4下端长度约为200mm的部分进行加厚以加强支撑立柱3的承载能力。
41.在其中一个实施例中，所述上固定板1和下固定板2上还设有若干个用于对电缆线束进行绑扎固定的线束孔11。本实施例中，为了保证各种不同类型传感器的电缆线束有条不紊的捆扎固定在支撑装置的各个位置，尽可能的减少水下生物、海藻等不确定环境因素对电缆线束的干扰损坏，在上固定板1和下固定板2上设置若干个线束孔11对电缆线束进行
绑扎固定，具有结构简单、使用寿命长久和稳定可靠的特点。一般而言，所述线束孔11的位置设于上固定板1和下固定板2上安装第一类传感器、第二类传感器和第三类传感器的周边。在其他实施例中，该线束孔11还可用于调节支撑装置整体的螺栓连接以及连接砝码块，同时也可以将电缆线束穿过排水减重孔5进行绑扎固定。
42.本发明所提供的水下多功能柔性支撑装置，所述框架采用耐海水腐蚀的高强度非金属材料mc尼龙制作而成，制作较大尺寸的框架结构，使得支撑装置的整体结构重心更低更稳，对水下支撑装置的布置技能和水下地貌平整度要求都更低，从而传感器采集的试验数据可靠性更高；同时非金属绝缘材质也从根本上消除了对不同磁传感器的干扰和影响，最大限度提升磁传感器的信息采集与监测灵敏度；而且，通过在上固定板和下固定板上设置排水减重孔用于加装重物可实现支撑装置整体结构的重心调节；同时，设置若干个预留的第一通孔，实现了磁传感器的位置调整以应对同类型不同重量的传感器变化，从而提升了该支撑装置的通用性；另外，上固定板1和下固定板2上的线束孔11还能对各类传感器的电缆线束进行绑扎固定，极大程度上能够减少水下生物、海藻等不确定环境因素对电缆线束的干扰损坏。
43.以上对本发明所提供的一种水下多功能柔性支撑装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。