本发明涉及勘探设备技术领域，尤其涉及一种海底勘探装置。
背景技术：
海底仪器是用于接收和记录海底相关数据的勘探设备，包括obs(海底地震仪)、obm(海底电磁场仪)等多种设备。已广泛应用于大洋调查、海洋资源勘查、海底构造研究与防灾减灾等方面，但由于成本和技术方面的因素，目前海底仪器有个共同点就是无法实现实时通讯，所有数据都是在仪器回收后才从存贮卡中提取，因此仪器的回收率是至关重要的。
一般来说，海底勘探装置包括海底仪器和与海底仪器连接且可适时脱离的沉耦架，其工作原理和使用过程为：在船上将海底仪器与沉耦架连接在一起，并将船开到海底仪器计划点位进行投放，由沉耦架的重力作用使有浮力的海底仪器在海水中自由下落至海底进行数据记录，待完成计划任务后进行回收；回收时在船舶上发送声学指令，海底仪器的水声换能器接收到声学释放指令，对熔断钢丝进行电化学熔断，海底仪器与沉耦架脱离，海底仪器即利用自身的浮力漂浮至海面进行回收。
由于作为海底仪器的承压舱，一般为玻璃球体，其规格是固定的，其体积不变决定了其浮力大小也是固定的。在正常情况，比如清水区或工作时间较短，海底仪器在收到相关指令后，经过一段时间后，完成自动上浮动作是没有问题的。但是由于一些勘测区域存在淤泥，在海底水流的作用下可能会冲积到海底仪器周边。时间一长，在海底仪器周边堆附淤泥，当淤泥的堆附重量和海底仪器的总重量大于海底仪器的浮力时，海底仪器就无法完成自动上浮动作。由于海底仪器本身的成本较高，采集的数据更是无价的，海底仪器无法上浮会会造成很大的经济损失。
综上所述，如何解决海底勘探装置的海底仪器在淤泥较多或长时间沉于海底等恶劣环境时，容易出现海底仪器无法上浮造成经济损失的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种海底勘探装置，以避免海底勘探装置的海底仪器在淤泥较多或长时间沉于海底等恶劣环境时，出现海底仪器无法上浮造成经济损失的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种海底勘探装置，包括海底仪器和沉耦架，所述海底仪器通过限位装置固定在所述沉耦架上，且所述限位装置能够将所述海底仪器从所述沉耦架上适时脱离，所述沉耦架与所述海底仪器之间设置有弹簧机构，所述弹簧机构一端固定在所述沉耦架上，所述弹簧机构的另一端与所述海底仪器的底面相抵，且当所述海底仪器与所述沉耦架之间保持固定连接状态时，所述弹簧机构处于压缩状态。
优选地，所述弹簧机构包括固定在所述沉耦架上的弹簧定位板、用于与所述海底仪器的底面相抵的连接板和压缩弹簧；所述弹簧定位板上设置有用于容纳所述压缩弹簧的弹簧套筒，所述连接板上设置有与所述弹簧套筒相适配的定位轴，且所述海底仪器与所述沉耦架处于固定连接状态时，所述弹簧定位板与所述连接板相抵，所述定位轴压缩所述压缩弹簧到位。
优选地，所述定位轴与所述连接板之间通过沉头螺钉连接。
优选地，所述弹簧套筒为直接焊接在所述弹簧定位板上。
优选地，所述弹簧定位板与所述连接板之间可以通过螺栓进行临时固定。
优选地，所述螺栓为内六角螺栓。
优选地，所述限位装置包括限位器和用于控制所述限位器适时打开的控制装置。
优选地，所述限位器包括限位板和用于对所述限位板拉紧限位的钢丝绳，所述限位板位于所述海底仪器的顶部，所述钢丝绳沿所述限位板的周向布置，且所述钢丝绳的一端与所述限位板的边缘连接，所述钢丝绳的另一端与所述沉耦架连接；
且当所述海底仪器与所述沉耦架之间保持固定连接状态时，所述钢丝绳处于绷紧状态。
优选地，所述控制装置包括控制电路，所述控制电路能够将所述钢丝绳短路使其熔断。
优选地，所述海底仪器的浮力不小于2kg。
相比于背景技术介绍内容，上述海底勘探装置，包括海底仪器和沉耦架，海底仪器通过限位装置固定在沉耦架上，且限位装置能够将海底仪器从沉耦架上适时脱离，沉耦架与海底仪器之间设置有弹簧机构，弹簧机构一端固定在沉耦架上，弹簧机构的另一端与海底仪器的底面相抵，且当海底仪器与沉耦架之间保持固定连接状态时，弹簧机构处于压缩状态。上述海底勘探装置在实施应用过程中，当在淤泥较多或长时间沉于海底在周边堆积过多淤泥等恶劣环境下，海底仪器收到海面仪器发出指令信号后的，通过相关控制和动作，限位装置自动解除限位功能。此时处于压缩状态的弹簧机构在解除限位后，从压缩状态变向自由状态，其产生的回弹力对海底仪器产生一个加速向上的推力，这个推力与海底仪器自身的净浮力一起，使海底仪器克服淤泥的阻力并冲出淤泥，在冲出淤泥后，海底仪器依靠自身的净浮力上浮至水面，避免了无法上浮造成经济损失的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的海底勘探装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的弹簧机构处于完全压缩状态(连接板与弹簧定位板相抵时)的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的弹簧机构回弹后的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的压缩弹簧的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的定位轴的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的弹簧套筒的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的连接板的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的弹簧定位板的结构示意图。
上图1-图8中，
海底仪器1、沉耦架2、弹簧机构3、弹簧定位板4、连接板5、压缩弹簧6、弹簧套筒7、定位轴8、限位板9、钢丝绳10。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种海底勘探装置，以避免海底勘探装置的海底仪器在淤泥较多或长时间沉于海底等恶劣环境时，出现海底仪器无法上浮造成经济损失的问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1-图8所示，本发明实施例提供的一种海底勘探装置，包括海底仪器1和沉耦架2，海底仪器1通过限位装置固定在沉耦架2上，且限位装置能够将海底仪器1从沉耦架2上适时脱离，沉耦架2与海底仪器1之间设置有弹簧机构3，弹簧机构3一端固定在沉耦架2上，弹簧机构3的另一端与海底仪器1的底面相抵，且当海底仪器1与沉耦架2之间保持固定连接状态时，弹簧机构3处于压缩状态。
上述海底勘探装置在实施应用过程中，当在淤泥较多或长时间沉于海底在周边堆积过多淤泥等恶劣环境下，海底仪器收到海面仪器发出指令信号后的，通过相关控制和动作，限位装置自动解除限位功能。此时处于压缩状态的弹簧机构在解除限位后，从压缩状态变向自由状态，其产生的回弹力对海底仪器产生一个加速向上的推力，这个推力与海底仪器自身的净浮力一起，使海底仪器克服淤泥的阻力并冲出淤泥，在冲出淤泥后，海底仪器依靠自身的净浮力上浮至水面，避免了无法上浮造成经济损失的问题。
上述海底勘探装置，一般压缩弹簧需要定位轴限位，为了让压缩弹簧能自由弹开，定位轴与弹簧内孔之间是有间隙的，也就是说连接板与沉耦架之间在径向是有活动间隙的。另外，海底仪器一般为通过钢丝绳固定到沉耦架上的，由于压缩弹簧有一个反作用力，在捆扎钢丝绳时很难将所有压缩弹簧全部完全压缩，也就是说在轴向方面，连接板与沉耦架之间也存在可活动间隙。加上每根弹簧的长度和弹力不可能完全一样，海底仪器可能出现微小倾斜。以上几种情况将无法保证仪器与沉耦架之间的联动性(理想情况是沉耦架往哪个方向动，仪器也往这个方向动)。在外力(海水)的作用下，连接板(连接板与仪器之间不会产生移动)和沉耦架之间可能会产生相对运动(假定沉耦架不动，连接板可能会发生向左或向有的移动)。这是obs仪器不允许的，将严重影响数据质量。
为了避免沉耦架与海底仪器发生相对位移，弹簧机构3一般包括固定在沉耦架2上的弹簧定位板4、用于与海底仪器1的底面相抵的连接板5和压缩弹簧6；弹簧定位板4上设置有用于容纳压缩弹簧6的弹簧套筒7，连接板5上设置有与弹簧套筒7相适配的定位轴8，且海底仪器1与沉耦架2处于固定连接状态时，弹簧定位板4与连接板5相抵，定位轴8压缩压缩弹簧6到位。这样由于弹簧套筒与定位轴相适配的滑动配合，能够做到间隙很小几乎可以认为定位轴相对弹簧套筒的径向运动为零，也即连接板与沉耦架的径向运动为零。从而保证了obs仪器采集数据的质量。当然本领域技术人员都应该能够的是，弹簧套筒的底部应当是盲端，或收口结构，这样才能使得压缩弹簧限位于弹簧套筒的筒底，此外，对应弹簧定位板固定弹簧套筒的位置应当设置有对应的通孔，以便于弹簧的装入和定位轴与弹簧套筒的配合。
这里需要说明的是，定位轴8与连接板5之间一般通过沉头螺钉连接，又或者是，本领域技术人员常用的其他固定连接方式，比如定位轴与连接板之间采用焊接连接。此外，弹簧套筒7为直接焊接在弹簧定位板4上，又或者是弹簧套筒采用螺纹连接的方式固定在弹簧定位板上。
为了使得海底仪器安装是更加方便，且使海底仪器的底端与连接板5贴合更加到位，一般弹簧定位板4与连接板5之间可以通过螺栓进行临时固定。这样可以将压缩弹簧压缩到位，使弹簧定位板与连接板相贴合后，采用螺栓固定，在安装海底仪器，通过限位装置进行限位后，再拆除螺栓。这里需要说明的是，上述螺栓一般为内六角螺栓，且沿连接板的周向均匀布置。
另外，需要说明的是，限位装置一般包括限位器和用于控制限位器适时打开的控制装置。而限位器的具体结构可以包括限位板9和用于对限位板9拉紧限位的钢丝绳10，限位板9位于海底仪器1的顶部，钢丝绳10沿限位板9的周向布置，且钢丝绳10的一端与限位板9的边缘连接，钢丝绳10的另一端与沉耦架2连接；且当海底仪器1与沉耦架2之间保持固定连接状态时，钢丝绳9处于绷紧状态。通过钢丝绳拉紧限位板使海底仪器牢固的贴合在连接板上。而上述控制装置可以包括控制电路，控制电路能够将钢丝绳9短路使其熔断。
当然上述仅仅是本发明实施例对于限位器的结构举例而已，还可以是采用沉耦架上设置限位卡的结构，该限位卡的结构能够将海底仪器限位在沉耦架上，比如沉耦架上设置限位卡爪，限位卡住能够适时将海底仪器的底部按压在连接板上，此时，对应的控制装置能够控制限位卡爪的开启动作，具体可以是接到信号指令后，通过电路控制传动机构使限位卡爪打开。
此外，需要说明的是，一般来说，海底仪器1的浮力不小于2kg。因为大部分海底仪器的整机重量不会超过2kg，设计成不小于2kg能够使得海底勘探装置匹配大多数海底仪器使用。当然可以理解的是，上述仅仅是对于海底仪器的浮力的优选举例而已，实际应用过程中，还可以根据海底仪器的实际重量进行相应的浮力值的设计选择。
以上对本发明所提供的海底勘探装置进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。