适用于全海深的无缆式海底观测系统
阅读：1033发布：2020-06-15
专利汇可以提供适用于全海深的无缆式海底观测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种适用于全海深的无缆式海底观测系统，包括 水 上监测单元和海底观测平台，所述海底观测平台包括 框架 式主体以及安装在框架式主体上的浮体、翼板、浮球舱、调平机构、 配重 和释放机构；所述浮球舱密封系统 电路 ，所述翼板在海底观测平台下降至距离海底达到设定高度时展开，使海底观测平台平稳着陆；所述调平机构在框架式主体到达海底时调节海底观测平台水平立于海底；所述释放机构在海底观测平台完成水下作业后，抛弃配重实现回收。本发明的海底观测平台采用无缆布放方式，不受缆绳长度的限制，工作水深可以达到11000米甚至以上，能够实现全海深的海底观测。，下面是适用于全海深的无缆式海底观测系统专利的具体信息内容。
1.一种适用于全海深的无缆式海底观测系统，包括水上监测单元和海底观测平台，其特征在于，所述海底观测平台包括框架式主体以及安装在所述框架式主体上的浮体、翼板、高度测量器件、浮球舱、调平机构、配重、释放机构和水声通信机；其中，所述高度测量器件用于检测海底观测平台距离海底的高度；
所述浮球舱呈浮球形状，在提供浮力的同时用于密封系统电路，所述系统电路通过水声通信机与水上监测单元通信，上传海底观测平台距离海底的高度；
所述翼板包括四个，围绕所述框架式主体的四周布设，位于所述浮体的下方，且到框架式主体底部的距离占框架式主体总高度的2/3；针对每一个翼板分别配置缓降油缸，且每一个缓降油缸的一端与所述框架式主体相铰接，另一端与所述翼板的底面相铰接；所述水上监测单元在海底观测平台距离海底的高度达到设定高度时，下发缓降指令，控制所述翼板相对于框架式主体向外展开，并根据海底观测平台的下潜深度，调节缓降油缸的活塞杆的伸出长度，以对所述翼板的展开角度进行调节，控制海底观测平台多级调速缓降，直到海底观测平台在海床上的平稳着陆；
所述调平机构包括多个调平支脚和多个调平油缸，所述调平支脚位于框架式主体的底部，每一个调平支脚连接一个调平油缸；在所述浮球舱中安装有姿态传感器，检测所述框架式主体的姿态，并生成姿态数据发送至所述系统电路；所述系统电路在框架式主体到达海底时，根据接收到的姿态数据控制调平油缸驱动所述调平支脚伸缩，以调节所述框架式主体水平立于海底沉积物上；
所述水上监测单元在结束观测作业后，下发抛载指令，控制所述释放机构抛弃所述配重，并控制所述翼板收回，使海底观测平台在所述浮体的浮力作用下浮出水面；
在所述框架式主体上安装有液压站，所述液压站通过不同的油管连接海底观测平台上布设的不同油缸，在每一根油管上均安装有一个电磁阀；所述系统电路在需要控制某一个油缸工作时，首先控制连接所述油缸的油管上的电磁阀打开，然后通过控制所述液压站输出液压油或者回收液压油来控制所述油缸中的活塞杆伸缩。
2.根据权利要求1所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，在所述每一个翼板上铰接有两个缓降油缸。
3.根据权利要求1所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，所述释放机构包括释放油缸、定滑轮、缆绳和挂钩；所述定滑轮安装在所述框架式主体上，其上缠绕所述缆绳，且缆绳的一端连接释放油缸，另一端连接挂钩；所述挂钩在默认状态伸入到配重的吊孔中，勾住所述配重，以增加海底观测平台的重量，使海底观测平台自行下降至海底；
在回收海底观测平台时，所述系统电路控制所述释放油缸下放缆绳，使挂钩在自重下旋转，脱离所述配重的吊孔，使配重与框架式主体分离。
4.根据权利要求1所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，所述浮体包括浮球和浮力板，安装在所述框架式主体的顶部，所述浮球包括多个，排布形成阵列式结构。
5.根据权利要求1所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，在所述框架式主体的顶部还安装有铱星信标和光信标，所述铱星信标在海底观测平台出水后向水上监测单元发射定位信号，所述光信标在海底观测平台出水后自动发射可见光。
6.根据权利要求1所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，所述浮球舱由透明玻璃制成，包括四个，预留有照相机或摄像机的安装空间；所述系统电路包括数据采集单元、控制单元、动力驱动单元和电池，分置在四个不同的浮球舱中，每个浮球舱上安装有水密接插件，水密接插件之间连接有防水电缆，内置于不同浮球舱中的电路通过所述防水电缆电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的适用于全海深的无缆式海底观测系统，其特征在于，
所述系统电路在海底观测平台结束观测作业并延时一段时间后，若仍未接收到水上监测单元下发的抛载指令，则自行控制所述释放机构抛弃所述配重；
在所述释放机构中设置有机械定时触发装置，所述机械定时触发装置在投放海底观测平台时启动计时，并在计时达到设定的最大时间阈值时，自动触发所述释放机构抛弃所述配重。
适用于全海深的无缆式海底观测系统
技术领域
[0001] 本发明属于海洋观测技术领域，具体地说，是涉及一种可以适用于不同深度海域的海底观测系统。
背景技术
[0002] 现阶段，海洋研究已步入了全海深时代，水深范围从6000 m-11000 m左右的海域，被科学家称为“海斗深渊”（Hadal trench），是地球上最深的海洋区域。该区域主要分布在大陆边缘，由海沟组成，虽然只占全球海底面积的1%-2%，但是垂直深度占海洋全深度的45%，在海洋生态系统中具有重要意义。目前，对海斗深渊的研究已经成为海洋研究最新的前沿领域，这同时也标志着海洋科学已经进入全海深科考时代。
[0003] 随着海底观测平台的不断发展，其工作区域由浅海向深海不断深入。现有海底观测平台的布放方式以有缆布放为主，可以在小于7000m深度的海底实现长期稳定的观测。但是，随着工作水深的增大，尤其是当观测区域为海斗深渊区域时，受限于科考船上地质缆绳长度的限制，工作将无法开展。为了满足深海探测的需求，目前某些海洋科考团队借助于科学技术的进步，将现有的测量装置搭载在潜水器上，利用载人潜水器或无人潜水器将测量装置带入深海，并布放到海斗深渊区域，进行科研工作。但是，这种布放方式成本极高，且不适合长时间的连续观测任务，因此，适用性较差。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种适用于全海深的无缆式海底观测系统，其用于水下作业的海底观测平台采用无缆布放方式，无需搭载潜水器即可自行下潜至深海海底，且便于布放和回收。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0006] 一种适用于全海深的无缆式海底观测系统，包括水上监测单元和海底观测平台；其中，所述海底观测平台包括框架式主体以及安装在所述框架式主体上的浮体、翼板、高度测量器件、浮球舱、调平机构、配重、释放机构和水声通信机；其中，所述高度测量器件用于检测海底观测平台距离海底的高度；所述浮球舱呈浮球形状，在提供浮力的同时用于密封系统电路，所述系统电路通过水声通信机与水上监测单元通信，上传海底观测平台距离海底的高度；所述水上监测单元在海底观测平台距离海底的高度达到设定高度时，下发缓降指令，控制所述翼板相对于框架式主体向外展开，以降低海底观测平台的下降速度；所述系统电路在海底观测平台到达海底时，控制所述调平机构调节框架式主体的姿态，使所述框架式主体平稳立于海底沉积物上；所述水上监测单元在结束观测作业后，下发抛载指令，控制所述释放机构抛弃所述配重，并控制所述翼板收回，使海底观测平台在所述浮体的浮力作用下浮出水面。
[0007] 进一步的，在所述海底观测平台中还设置有缓降油缸，所述缓降油缸的一端与所述框架式主体相铰接，另一端与所述翼板相铰接，所述系统电路在接收到水上监测单元下发的缓降指令或抛载指令后，通过控制所述缓降油缸的活塞杆伸缩，以驱动所述翼板展开或收回。
[0008] 优选的，所述翼板优选设置四个，围绕所述框架式主体的四周布设，在每一个翼板上优选铰接两个缓降油缸。配置两个缓降油缸可以为翼板提供更大的驱动力，以克服更大的海水压力，适应深海作业环境。
[0009] 作为所述调平机构的一种优选结构设计，本发明在所述调平机构中设置有多个调平支脚和多个调平油缸，所述调平支脚位于框架式主体的底部，每一个调平支脚连接一个调平油缸；在所述浮球舱中安装有姿态传感器，检测所述框架式主体的姿态，并生成姿态数据发送至所述系统电路；所述系统电路在框架式主体到达海底时，根据接收到的姿态数据控制调平油缸驱动所述调平支脚伸缩，以调节所述框架式主体的姿态，使其能够稳定立于海底并达到水平状态。
[0010] 作为所述释放机构的一种优选结构设计，本发明在所述释放机构中设置有释放油缸、定滑轮、缆绳和挂钩；所述定滑轮安装在所述框架式主体上，其上缠绕所述缆绳，且缆绳的一端连接释放油缸，另一端连接挂钩；所述挂钩在默认状态伸入到配重的吊孔中，勾住所述配重，以增加海底观测平台的重量，使海底观测平台能够自行下降至海底；在回收海底观测平台时，所述系统电路控制所述释放油缸下放缆绳，使挂钩在自重下旋转，脱离所述配重的吊孔，使配重与框架式主体分离，释放配重。
[0011] 进一步的，在所述框架式主体上安装有液压站，所述液压站通过不同的油管连接海底观测平台上布设的不同油缸，例如释放油缸、缓降油缸、调平油缸，在每一根油管上均安装有一个电磁阀；所述系统电路在需要控制某一个油缸工作时，首先控制连接所述油缸的油管上的电磁阀打开，然后通过控制所述液压站输出液压油或者回收液压油来控制所述油缸中的活塞杆伸缩。
[0012] 优选的，所述浮体优选包括浮球和浮力板，安装在所述框架式主体的顶部，所述浮球优选包括多个，且排布形成阵列式结构。
[0013] 为了便于科考船能够快速搜寻到浮出水面的海底观测平台，本发明在所述框架式主体的顶部还安装有铱星信标和光信标，所述铱星信标在海底观测平台出水后向水上监测单元发射定位信号，将海底观测平台的地理坐标告知科考船；所述光信标在海底观测平台出水后自动发射可见光，指示科考船发现其所在位置。
[0014] 为了进一步增大海底观测平台的浮力，本发明优选安装四个浮球舱，将所述系统电路中的数据采集单元、控制单元、动力驱动单元和电池分置在四个不同的浮球舱中，在每个浮球舱上安装水密接插件，在水密接插件之间连接防水电缆，内置于不同浮球舱中的电路通过所述防水电缆电连接，以传输电源和信号。
[0015] 为了便于安装照相或摄像器材，本发明优选采用透明玻璃制成所述浮球舱，在浮球舱中预留出照相机或摄像机的安装空间，由此无需在海底观测平台上另外挂载专用于密封照相机或摄像机的透明箱体，继而达到了简化平台结构和安装操作的目的。
[0016] 为了实现海底观测平台的可靠回收，本发明设置所述系统电路在海底观测平台结束观测作业并延时一段时间后，若仍未接收到水上监测单元下发的抛载指令，则认为水声通信机异常，此时，系统电路自行控制所述释放机构抛弃所述配重，执行回收作业；若系统电路出现故障，无法向释放机构发送控制信号，则可以在所述释放机构中设置机械定时触发装置，所述机械定时触发装置在投放海底观测平台时启动计时，并在计时达到设定的最大时间阈值时，自动触发所述释放机构抛弃所述配重。采用上述两种备选回收策略，对释放机构实现互补控制，可以确保海底观测平台可靠回收。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的海底观测系统系统，可以对海底观测平台实现无缆布放，不受缆绳长度的限制，工作水深可以达到11000米甚至以上，因而能够实现全海深的海底观测。并且，本发明通过在海底观测平台上设置缓降机构和释放机构，既可以保证海底观测平台自行平稳下沉着陆，又可以确保海底观测平台自行成功抛载回收，无需科考船和潜水器的辅助，即可在任意深度的海底独立开展长期连续的观测作业，为海洋研究的有效进行提供了全面保障。
附图说明
[0019] 图1是本发明所提出的适用于全海深的无缆式海底观测系统中的海底观测平台的一种实施例的结构示意图；
[0020] 图2是图1中的框架式主体的一种实施例的结构示意图；
[0021] 图3是图1中的配重的一种实施例的结构示意图；
[0022] 图4是配重与释放机构的一种实施例的结构示意图；
[0023] 图5是本发明所提出的适用于全海深的无缆式海底观测系统的一种实施例的电路原理框图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
[0025] 本实施例的无缆式海底观测系统包括水上监测单元和海底观测平台两部分，如图5所示。其中，水上监测单元可以布设在科考船上，包括上位机和水声通信机。所述上位机通过水声通信机与海底观测平台通信，实现对海底观测平台的运行轨迹、距离海底的高度、水下工作环境、工作状态的实时监测，并通过下发远程指令控制海底观测平台执行缓降、贯入、回收等操作，且对海底观测平台上传的观测数据进行处理、显示及数据库存储和管理。
海底观测平台采用无缆布放方式，可以自行下沉至任意深度的海底，对海底环境进行观测，并在观测任务结束后自行上浮回收，实现重复利用。
海底观测平台采用无缆布放方式，可以自行下沉至任意深度的海底，对海底环境进行观测，并在观测任务结束后自行上浮回收，实现重复利用。
[0026] 如图1所示，本实施例的海底观测平台为无缆式海底观测平台，主要由框架式主体10以及安装在所述框架式主体10上的浮体20、翼板30、高度测量器件、浮球舱40、调平机构
50、配重60、释放机构70和水声通信机等部分组成。
50、配重60、释放机构70和水声通信机等部分组成。
[0027] 其中，如图2所示，所述框架式主体10作为承载主体，优选采用钛合金材料和高强度的铝合金焊接而成，在保证承载力和抗压强度的同时，尽量减轻承载主体10的整体重量，便于回收。本实施例优选将框架式主体10设计成矩形笼式结构，以便于在其上安装不同的设备。
[0028] 所述浮体20可以安装在框架式主体10的顶部，以用于在海底观测平台回收时，为海底观测平台提供足够的向上浮力，使海底观测平台能够自行浮出水面。本实施例优选采用浮球21和浮力板22相结合的方式构成所述浮体20。具体而言，可以将框架式主体10的顶面设计成矩形网格状，在每一个矩形网格11中分别安装一个浮球20，使浮球20排布形成阵列式结构。在每一个矩形网格11上分别焊接四根装配条12，每一根装配条12与矩形网格11的其中一个边角形成一个三角形，安装装配条12不仅可以对矩形网格11起到加固作用，而且可以方便浮球20在矩形网格11中的安装固定。将浮力板22包覆在框架式主体10的顶部四周，在增加浮力的同时，还可以起到缓冲撞击力的效果。
[0029] 所述翼板30安装在框架式主体10的中间部位，位于浮力板22的下方，优选设置翼板30到框架式主体10底部的距离占框架式主体10总高度的2/3，这样可以提高机械结构的稳定度。本实施例优选在框架式主体10上安装四块翼板30，分布在框架式主体10的四周。每一块翼板30均设计成流线型翼面，内侧与框架式主体10相铰接。使用缓冲油缸31驱动翼板30相对于框架式主体10向外展开或向内收回，具体而言，可以将缓降油缸31的一端（例如缸筒底部）与框架式主体10相铰接，另一端（例如活塞杆32）与翼板30的底面相铰接。控制缓降油缸31的活塞杆32伸出，可以推动翼板30展开，以降低海底观测平台的下降速度。反之，控制缓降油缸31的活塞杆32收回，可以拉回翼板30，以减小海底观测平台的下降阻力，使海底观测平台能够快速的沉入海底。将缓降油缸31与框架式主体10铰接，可以使缓降油缸31跟随翼板30的展开或收回而自动调整其与框架式主体10之间的角度，以适应翼板30的运动轨迹。根据海底观测平台的下潜深度，调节缓降油缸31的活塞杆32的伸出长度，可以对翼板30的展开角度进行调节，继而达到多级调速缓降的效果，实现海底观测平台在海床上的平稳着陆。
[0030] 考虑到深海作业时，海底的压力很大，翼板30在展开时需要克服很大的阻力，为了保证翼板30在深海环境下能够可靠展开，本实施例优选针对每一个翼板30分别配置两个缓降油缸31，如图1所示，铰接在翼板30底面的左右两侧，为翼板30提供更大的推动力。
[0031] 在框架式主体10的底部安装有孔板13，如图2所示，在孔板13上开设有大小不同的若干个装配孔，以用于安装浮球舱40、调平机构50以及需要搭载的测量仪器。
[0032] 为了密封海底观测平台的系统电路，使系统电路能够适应水下工作环境，本实施例设计浮球舱40封装所述系统电路。所述浮球舱40优选采用透明玻璃制成，设计成浮球形状，安装在框架式主体10底部的孔板13上。将用于封装系统电路的舱体设计成浮球形状，可以在满足封装要求的同时，为海底观测平台提供辅助的上浮力。并且，通过将浮球舱40设计成透明状，在需要安装照相或摄像器材时，可以直接将照相机或摄像机内置于浮球舱40中，而无需另外在海底观测平台上挂载专用于封装照相机或摄像机的箱体，由此可以达到简化海底观测平台整体结构的目的。
[0033] 为了获得更大的浮力，本实施例优选在框架式主体10底部的孔板13上安装四个浮球舱40，以分别用于封装系统电路中不同的功能电路。结合图5所示，本实施例的系统电路主要包括数据采集单元、控制单元、动力驱动单元和电池四部分，将这四部分功能电路分置于四个不同的浮球舱40中，以形成数据采集舱、控制舱、动力驱动舱和电池舱。在每一个浮球舱40上分别设置至少一个水密接插件41，在不同浮球舱40上的水密接插件41之间连接防水电缆，内置于不同浮球舱内的功能电路通过防水电缆实现电连接，以传输电源、模拟信号和/或数字信号。
[0034] 其中，在数据采集舱中主要内置有数据采集单元，例如各种接口板、接口电路、采集仪等，用于连接搭载在海底观测平台上的各类测量仪器，以采集各类测量仪器检测到的测量数据，并进行数据处理后，发送至所述控制单元进行数据分析和存储。本实施例优选将高度测量器件（图中未示出）独立于系统电路，布设在框架式主体10上，并连接所述的数据采集单元。所述高度测量器件可以是高度计、声学测距仪等，利用高度测量器件检测框架式主体10距离海底的高度，并生成高度检测信号发送至数据采集单元，以处理成符合控制单元接收要求的数据格式，发送至控制单元，以实现对海底观测平台下降位置的实时监测。在数据采集舱中还可以预留出用于安装照相机或摄像机的空间，利用数据采集单元采集照相机或摄像机摄取到的图像数据，并发送至所述控制单元。
[0035] 在控制舱中主要内置有控制单元以及连接所述控制单元的姿态传感器（例如三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等）、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、漏水传感器等感应元件，以用于检测海底观测平台着陆后的倾斜角度以及浮球舱40内的环境参数。所述控制单元可以包括控制器（例如CPU、MCU、DSP等）和存储器，控制器作为整个系统电路的控制核心，对各功能电路进行协调控制，并将处理后的测量数据发送至存储器进行保存。
[0036] 在动力驱动舱中主要内置有动力驱动单元，例如用于驱动电机运行的电机驱动电路等，用于外接搭载在观测平台上的测量仪器。在需要控制某些测量仪器中的电机运行时，可以通过控制单元输出控制信号至所述动力驱动单元，继而生成驱动电压，控制测量仪器中的电机运行，开展海底探测作业。
[0037] 在所述电池舱中主要内置有锂电池和海水电池，用于为海底观测平台以及搭载在海底观测平台上的测量仪器提供电力供应。使用海水电池可以满足海底观测平台水下长时间连续作业的用电需求。
[0038] 为了使海底观测平台在海底着陆后能够保持水平状态，以确保某些测量数据的准确性，本实施例在框架式主体10的底部安装调平机构50，包括调平支脚51和调平油缸52，如图1所示。本实施例优选布设四个调平油缸52控制四个调平支脚51配合调节框架式主体10的平衡状态。具体而言，可以在将调平油缸52安装在框架式主体10底部的孔板13上，活塞杆朝下，连接调平支脚51。通过调节调平油缸52的活塞杆的伸出长度，以改变框架式主体10的姿态，将框架式主体10调整到水平状态。
[0039] 在框架式主体10的底部安装有配重60，框架式主体10上安装有释放机构70，利用释放机构70挂接配重60。在海底观测平台入海后，利用配重60的重量下拉海底观测平台沉入海底，对海底环境进行观测。待观测作业完成后，控制释放机构70抛弃配重60，使配重60与框架式主体10分离。尔后，海底观测平台在浮球21、浮力板22、浮球舱40的共同作用下上浮，浮出海面，等待科考船打捞回收。
[0040] 作为所述释放机构70的一种优选结构设计，本实施例在框架式主体10上安装固定支架71，如图1所示，在固定支架71上安装定滑轮72和挂钩73，结合图4所示。在定滑轮72上缠绕缆绳74，并将缆绳74的一端连接到挂钩73上，另一端连接释放油缸75。所述释放油缸75可以安装在框架式主体10上，通过控制释放油缸75的活塞杆伸缩，以上拉或者下放缆绳74，继而改变挂钩73的角度，实现对配重60的钩取或释放。具体而言，结合图3、图4所示，可以在配重60上开设吊孔61，在默认状态下，释放油缸75控制其活塞杆缩回，上拉缆绳74，使挂钩73朝上且伸入到配重60的吊孔61中，吊起配重60。当需要抛弃配重60时，控制释放油缸75将其活塞杆伸出，下放缆绳74。此时，挂钩73在其自身重力的作用下旋转一定角度，继而从配重60的吊孔61中脱离，如图4所示的状态，实现配重60的释放。尔后，海底观测平台在浮体20和浮球舱40的作用下上浮，丢弃配重60实现回收。
[0041] 作为本实施例的一种优选设计方案，所述配重60和释放机构70优选配置四套，布设在矩形框架式主体10的四个底角位置，以平衡施加到框架式主体10上的下拉力，保证海底观测平台在下潜过程中姿态平稳。
[0042] 为了向缓降油缸31、调平油缸52、释放油缸75提供液压油，本实施例在海底观测平台上还安装有液压站14，如图1所示，优选安装框架式主体10底部孔板13的正中位置，并通过不同的油管分别连通所述的缓降油缸31、调平油缸52和释放油缸75。在连接每一个油缸的油管上分别安装电磁阀，在需要控制某一个油缸工作时，可以通过系统电路首先控制连接该被控油缸的油管上的电磁阀打开，然后控制液压站14向被控油缸供油或抽油，以控制被控油缸的活塞杆伸出或缩回，进而满足被控油缸的工作需要。
[0043] 此外，本实施例在框架式主体10的顶部还安装有铱星信标15和光信标16，如图1所示。其中，铱星信标15可以在海底观测平台出水后自动发射定位信号，例如GPS信号，进而将海底观测平台的地理坐标发送至水上监测单元，以便于科考船在海域中快速搜寻到所述海底观测平台。所述光信标16可以在海底观测平台出水后自动发射可见光，以光信号的方式向科考船发出指示，以便于科考船发现其所在位置，即使在夜间也能保证海底观测平台的安全快速回收。
[0044] 在框架式主体10的顶部还安装有吊装机构17，用于与科考船上的打捞设备相配合，以便于对海底观测平台进行投放和打捞。当待测海域的海水不深时，还可以采用有缆方式，将科考船上的缆绳连接到观测平台的吊装机构17上，通过缆绳布放和回收所述海底观测平台，使本实施例的海底观测平台可以支持有缆和无缆两种布放方式，以扩展观测系统的适用领域。
[0045] 下面对本实施例的无缆式海底观测系统的具体工作过程进行详细阐述。
[0047] 海底观测平台在入海后，系统电路启动高度测量器件检测海底观测平台距离海底的高度，并通过水声通信机与水上监测单元保持通信。海底观测平台在自身及配重60的重力作用下下沉，初始阶段，海底观测平台加速下潜，在下降过程中，受浮力的作用，海底观测平台逐渐进入匀速下潜状态。在海底观测平台下潜过程中，水上监测单元通过水声通信机实时追踪海底观测平台的运动轨迹，并反馈给系统电路中的控制单元。高度测量器件实时检测海底观测平台距离海底的高度，并传输至控制单元，进而经由水声通信机上传至水上监测单元。水上监测单元在检测到海底观测平台距离海底的高度到达设定高度时，下发缓降指令。海底观测平台中的控制单元在接收到缓降指令后，输出缓降控制信号，控制缓降油缸31的活塞杆32伸出，推动翼板30展开，以降低海底观测平台的下潜速度，并可以根据海底观测平台距离海底的高度变化，调节翼板30的展开角度，实现多级调速缓降。举例说明，当海底观测平台距离海底约200米时，可以控制翼板30相对框架式主体10展开45°夹角，以降低海底观测平台的下潜速度但不至于过缓。当海底观测平台距离海底约100米时，可以控制翼板30进一步展开，使其相对框架式主体10展开90°夹角，控制海底观测平台缓慢下潜，直到平稳着陆。
[0048] 海底观测平台在海底平稳着陆后，控制单元通过姿态传感器检测框架式主体10着陆海床后的倾斜角度，进而输出调平控制信号，控制调平油缸52驱动四个调平支脚51伸缩，直到将框架式主体10调整到水平状态。
[0049] 海底观测平台在海底执行观测任务，直到水下作业结束。
[0050] 待海底观测平台在完成水下作业后，控制单元首先控制翼板30收回，然后控制释放机构70抛弃配重60，使海底观测平台在浮体20和浮球舱40的浮力作用下无动力上浮，实现回收。
[0051] 为了确保海底观测平台可靠回收，本实施例提出三套互补释放控制方案：
[0052] 第一方案：主控方案，水上监测单元在检测到海底观测平台完成观测作业后，下发抛载指令。海底观测平台中的控制单元通过水声通信机接收到所述抛载指令后，生成抛载控制信号，控制释放机构70抛弃配重60。
[0053] 第二方案：补救方案，若水声通信机故障，无法与水上监测单元或控制单元进行正常通信，则控制单元将无法接收到水上监测单元下发的抛载指令。针对这一情况，本实施例设置控制单元在海底观测平台完成观测作业后，预留一段等待时间（可以根据实际情况具体确定），在这段等待时间到达后，若控制单元仍未接收到水上监测单元下发的抛载指令，则认为水声通信机失灵，自动生成抛载控制信号，自行控制释放机构70抛弃配重60。
[0054] 第三方案：补救方案，在释放机构70中设置机械定时触发装置，并预先根据实际工作情况设定好最大时间阈值。在投放海底观测平台时，开启机械定时触发装置，记录海底观测平台的工作时长。当计时达到设定的最大时间阈值时，认为系统电路出现异常，无法正常发送抛载控制信号。此时，可以通过机械定时触发装置触发释放机构70抛弃配重60，确保海底观测平台可靠回收。为了实现机械定时触发装置对释放机构70的触发，一种方式可以设计机械定时触发装置代替系统电路生成抛载控制信号，控制液压站14向释放油缸75输送液压油，以控制释放油缸75的活塞杆伸出，使挂钩73从配重60上脱离，释放配重60；另一种方式可以设计机械定时触发装置在计时达到设定的最大时间阈值时切断缆绳74，以实现配重60的释放。
[0055] 海底观测平台浮出水面后，铱星信标15和光信标16启动，向水上监测单元发送海底观测平台的地理坐标，并发光指引科考船快速发现其位置。科考船到达海底观测平台所在位置后，可以使用抛绳枪发射凯夫拉缆绳，连接海底观测平台，对海底观测平台进行打捞回收。
[0056] 本实施例的海底观测平台结构设计科学合理，既可以保证平台整体平稳下沉着陆，又可以保证平台成功回收，工作不受科考船地质缆绳长度的限制，无需利用潜水器也可使用，降低了科研成本，减轻了海底观测作业的操作难度，提高了工作效率，能够更好的为研究和工程活动服务。在本实施例的海底观测平台上可以搭载多种类型的测量仪器，以执行各种不同的科研任务，进行长时间海底驻留作业试验。
[0057] 当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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