技术领域
[0001] 本
发明属于海洋调查专用设备领域，涉及一种机械自动化装置，具体是入海作业专用的一种滑翔湍流剖面仪布放装置及其操作方法，适用于海洋综合科考船在进行滑翔机作业时，甲板操作人员对滑翔湍流剖面仪进行高效、安全布放。
背景技术
[0002] 湍流剖面仪是海洋科学和海洋军事等海洋领域内新兴的尖端设备，其集成了海洋微结构的湍流
传感器、快速响应的温盐传感器，其固定与
水下滑翔机组成滑翔湍流仪，其可根据设定的航线完成湍流测量的经典剖面；由于滑翔湍流剖面仪购买自国外设备公司，其未配备专用的入海作业布放装置，因此在海洋综合科考船作业甲板进行滑翔湍流剖面仪布放作业时，由于
船舶晃动滑翔湍流剖面仪与船舶发生碰撞，对滑翔湍流剖面仪造成严重损伤，导致海洋科考数据无法按时获得的严重后果。
[0003] 目前我国研制的滑翔湍流剖面仪并未研制专用的布放装置，已知成功的布放方案一种是直接在作业甲板将滑翔湍流剖面仪抛入海中；另一种方案是用船载吊机将固定滑翔湍流剖面仪水下滑翔机吊运至海面，然后释放吊钩完成布放。第一种方案的缺点是直接抛入海中极易对滑翔湍流剖面仪部件造成破坏，因此方案成功率低现在很少有人采用；第二种方案缺点在于船舶晃动对船载吊机吊绳影响较大，经常发生滑翔湍流剖面仪与船舶发生碰撞。滑翔湍流剖面仪精密、易损设备应减少布放过程中的碰撞，已知的作业中有滑翔湍流剖面仪碰撞损坏无法工作导致海洋科学调查提前结束的案例。因此在海洋调查中有研制安全高效滑翔湍流剖面仪专用布放设备的需求。201610736288.8公开了涉及一种水下滑翔机或其它水下、水面航行器的布放回收技术，包括一种智能水下
机器人船基布放和海上回收机构，还包括相应的方法，回收机构包括：船基主体、主回收滑道、副回收滑道、电动翻转机构、电控箱、套紧机构、多传感器融合
定位系统、拖拽单元和挂钩系统。本发明简洁合理，结构可靠，操作简便，可以实现对水下滑翔机、AUV和其它水下机器人等的快速高效的布放和回收，大大降低了船上水手和相关工作人员的工作量，避免了水下机器人在布放和回收过程的危险因素，解决了布放和回收过程中的费时费
力问题。虽没有使用较长的套杆和导绳，但本发明设备较复杂，装置可调节程度较小，不能完成复杂动作要求。
发明内容
[0004] 为解决以上问题，本发明目的在于提供一种滑翔湍流剖面仪布放装置及其操作方法，该装置包括液压驱动单元、回转机械吊臂、电磁
开关组件、综合控制台四部分，其中液压驱动单元和综合控制台位于科考船作业甲板，回转机械吊臂和电磁开关组件为舷外作业部分；
[0005] 具体包括安装底座、综合控制台、
液压泵站、回转平台、漂浮系缆滚筒、液压油缸、吊臂滑轨滑
块、滑轨电磁开关、系缆电磁开关、滑翔湍流剖面仪、机械吊臂、吊臂前端限位、
液压马达；
[0006] 优选地，所述液压驱动单元由小型的
液压泵站、液压马达和液压油缸组成，小型的液压泵站是整个系统动力源，液压泵站的最大工作压力30兆帕；液压马达安装在回转机械吊臂组件的回转平台上，在液压马达驱动下可实现回转平台的360度旋转，液压油缸前端与机械吊臂连接，后端铰接于回转平台的上部的方形面的下部分，共两个，液压油缸的作用是改变机械吊臂
俯仰角度；
[0007] 优选地，所述回转机械吊臂为整个系统执行机构，包含安装底座、回转平台、带
导轨的机械吊臂、漂浮系缆滚筒四部分，作用是将滑翔湍流剖面仪由作业甲板安全搬运到海表面；
[0008] 优选地，所述安装底座上端连接回转平台，下端连接固定在作业甲板上，回转平台部的方形面上固定安装有综合操作台、带导轨的机械吊臂、漂浮系缆滚筒、液压马达和液压油缸，其作用是将滑翔湍流剖面仪从作业甲板搬运至舷外，使滑翔湍流剖面仪处于悬空状态。
[0009] 优选地，所述带导轨的机械吊臂后端铰接于回转平台的上部的方形面的上部分，共两个，距离机械吊臂安装端约四分之一处通过安装吊臂滑轨滑块与液压油缸滑动连接，液压油缸与距离机械吊臂安装端约四分之一处的吊臂滑轨滑块固定连接，液压油缸伸缩能使机械吊臂处于水平状态、向下约45度、向上扬起约20度三种状态，机械吊臂从连接液压油缸处到机械吊臂前端安装有吊臂滑轨滑块，滑翔湍流剖面仪下部置有吊臂滑轨滑块，共前后两个，机械吊臂向下45度使滑翔湍流剖面仪在重力作用下可沿滑轨滑入水中；漂浮系缆滚筒出缆端与电磁开关组件的系缆电磁开关连接；
[0010] 优选地，所述电磁开关组件由3个电磁
阀开关组成，具体为滑轨电磁开关、系缆电磁开关，吊臂前端限位，所述电磁开关组件与综合控制台电连接，布放时一个作用是控制滑翔湍流剖面仪在导轨上的下滑速度，另一个作用是滑翔湍流剖面仪快速回收起吊，其中两个滑轨电磁开关用于将滑翔湍流剖面仪固定在机械吊臂滑轨上，剩余一个是系缆电磁开关，用于滑翔湍流剖面仪与漂浮系缆滚筒出缆端连接；综合控制台用于控制液压机构和电磁开关组件。
[0011] 优选地，所述滑轨电磁开关、系缆电磁开关，吊臂前端限位上置有传感器，漂浮系缆滚筒正转按钮、漂浮系缆滚筒反转按钮、滑轨电磁开关控制按钮、系缆电磁开关控制按钮右侧安装有相对应的显示装置，当滑翔湍流剖面仪
接触到滑轨电磁开关、系缆电磁开关上的传感器时，传感器会通过电
连接线路传递到综合控制台上的显示装置，操作人员根据显示状态操作滑翔湍流剖面仪的布放装置。
[0012] 优选地，所述吊臂前端限位上的传感器为电容式传感器，当电容式传感器接触到
海水时，电容增大，从而自动控制在综合控制台中的液压油缸相连的
电路断开，所述液压油缸操作
手柄右侧设有电容式传感器
常闭开关，能够强制控制吊臂前端限位上的电容式传感器处于常闭与常开状态。
[0013] 进一步，当漂浮系缆滚筒上的缆绳处于张紧或放松状态时，等够实时显示到相对应的显示装置上，即张紧时漂浮系缆滚筒反转按钮右侧显示装置灯亮，当放松状态时漂浮系缆滚筒正转按钮右侧显示装置灯亮。
[0014] 该发明在布放滑翔湍流剖面仪时，涉及一种滑翔湍流剖面仪布放装置的操作方法，包括以下步骤：
[0015] 1)首先操作综合控制台上液压油缸操作手柄，使液压油缸伸缩调整机械吊臂处于水平状态，然后操作回转平台的控制按钮，回转平台带动机械吊臂处于作业甲板工作面内，完成上述动作后将吊臂滑轨滑块手动推至距机械吊臂安装端越四分之一处；
[0016] 2)按下综合控制台上滑轨电磁开关控制按钮打开滑轨电磁开关，甲板作业人员将滑翔湍流剖面仪放入机械吊臂的吊臂滑轨滑块上，松开综合控制台上滑轨电磁开关控制按钮关闭滑轨电磁开关从而固定住滑翔湍流剖面仪，然后操作综合控制台上的系缆电磁开关控制按钮将系缆电磁开关固定在滑翔湍流剖面仪中间
位置；
[0017] 3)操作综合控制台上的漂浮系缆滚筒正转按钮，漂浮系缆滚筒放出两米左右缆绳，将缆绳绳端连接系缆电磁开关，控制漂浮系缆滚筒反转按钮回收缆绳直至张紧缆绳结束；
[0018] 4)操作综合控制台上的回转平台正转按钮，使回转平台带动机械吊臂旋转180度后悬空海面；
[0019] 5)向下操作综合控制台上液压油缸操作手柄，液压油缸收缩带动机械吊臂向下旋转，待机械吊臂前端吊臂前端限位接触海水后液压油缸停止收缩，按下综合控制台上漂浮系缆滚筒正转按钮漂浮系缆滚筒放出缆绳，由于机械吊臂处于倾斜状态，缆绳松弛后在重力作用下自容式湍流剖面仪缓慢滑向吊臂前端限位；
[0020] 6)操作综合控制台上滑轨电磁开关控制按钮打开滑轨电磁开关，控制漂浮系缆滚筒继续放出缆绳，滑翔湍流剖面仪进入海水中；
[0021] 7)继续向下操作综合控制台上液压油缸操作手柄，液压油缸收缩带动机械吊臂继续向下旋转从而远离滑翔湍流剖面仪，控制浮系缆滚筒继续放出缆绳使缆绳松弛滑翔湍流剖面仪处于系缆漂浮状态；
[0022] 8)观察滑翔湍流剖面仪入水后漂浮状态：
[0023] (a)如果滑翔湍流剖面仪后端部件天线杆和
尾翼位于水面以上则表示滑翔湍流剖面仪重力
浮力配平成功，操作综合控制台上系缆电磁开关控制按钮打开系缆电磁开关，滑翔湍流剖面仪按照预定航线开始
滑行；
[0024] (b)如果滑翔湍流剖面仪后端部件天线杆和尾翼沉入水中则需要向上操作综合控制台上液压油缸操作手柄，液压油缸伸展至最远端带动机械吊臂向上扬起约20度，操作综合控制台上漂浮系缆滚筒反转按钮，漂浮系缆滚筒回收缆绳，缆绳将滑翔湍流剖面仪牵引至吊臂前端限位处后停止缆绳回收，操作回转平台反转按钮，回转平台带动机械吊臂旋转回作业甲板工作面内，重新调整滑翔湍流剖面仪
配重,完成滑翔湍流剖面仪配重后按照上述步骤布放直至漂浮状态正常。
[0025] 本发明装置无需大量作业甲板工作人员，仅需一人操作就能够完成滑翔湍流剖面仪布放工作，并且该装置在布放过程中可以避免滑翔湍流剖面仪在入水前与船体之间的碰撞，极大提高了滑翔湍流剖面仪布放的可靠性与安全性，为取得海洋调查数据提供了有力保障。
附图说明
[0026] 为了更清楚的说明本发明
实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。
[0027] 图1为本发明的整体示意图；
[0028] 图2为本发明布放滑翔湍流剖面仪入水示意图；
[0029] 图3为本发明滑翔湍流剖面仪布放装置的斜二测立体入水示意图；
[0031] 图中：1-安装底座、2-综合控制台、3-液压泵站、4-回转平台、5-漂浮系缆滚筒、6-液压油缸、7-吊臂滑轨滑块、8-滑轨电磁开关、9-系缆电磁开关、10-滑翔湍流剖面仪、11-机械吊臂、12-吊臂前端限位；13-液压马达；2-1-回转平台正转按钮；2-2-回转平台反转按钮；2-3-漂浮系缆滚筒正转按钮；2-4-漂浮系缆滚筒反转按钮；2-5-滑轨电磁开关控制按钮；2-
6-系缆电磁开关控制按钮；2-7-液压油缸操作手柄，2-8-电容式传感器常闭开关
具体实施方式
[0032] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。
[0033] 为使本发明实施例的目的-技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034] 因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0037] 还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0038] 本发明实施例采用如下技术方案实现：
[0039] 如图1-3所示，一种滑翔湍流剖面仪布放装置及其操作方法，该装置包括液压驱动单元、回转机械吊臂、电磁开关组件、综合控制台2四部分，其中液压驱动单元和综合控制台2位于科考船作业甲板，回转机械吊臂和电磁开关组件为舷外作业部分；
[0040] 具体包括安装底座1、综合控制台2、液压泵站3、回转平台4、漂浮系缆滚筒5、液压油缸6、吊臂滑轨滑块7、滑轨电磁开关8、系缆电磁开关9、滑翔湍流剖面仪10、机械吊臂11、吊臂前端限位12、液压马达13；
[0041] 所述液压驱动单元由小型的液压泵站3、液压马达13和液压油缸6组成，小型的液压泵站3是整个系统动力源，液压泵站3的最大工作压力30兆帕；
[0042] 所述液压马达13安装在回转机械吊臂组件的回转平台4上，在液压马达13驱动下可实现回转平台4的360度旋转，液压油缸6前端与机械吊臂11连接，后端铰接于回转平台4的上部的方形面的下部分，共两个，液压油缸6的作用是改变机械吊臂11俯仰角度；
[0043] 所述回转机械吊臂为整个系统执行机构，包含安装底座1、回转平台4、带导轨的机械吊臂11、漂浮系缆滚筒5四部分，作用是将滑翔湍流剖面仪10由作业甲板安全搬运到海表面；所述安装底座1上端连接回转平台4，下端连接固定在作业甲板上，回转平台4部的方形面上固定安装有综合操作台2、带导轨的机械吊臂11、漂浮系缆滚筒5、液压马达13和液压油缸6，其作用是将滑翔湍流剖面仪10从作业甲板搬运至舷外，使滑翔湍流剖面仪10处于悬空状态。
[0044] 带导轨的机械吊臂11后端铰接于回转平台4的上部的方形面的上部分，共两个，距离机械吊臂11安装端约四分之一处通过安装吊臂滑轨滑块7与液压油缸6滑动连接，液压油缸6与距离机械吊臂11安装端约四分之一处的吊臂滑轨滑块7固定连接，液压油缸6伸缩能使机械吊臂11处于水平状态、向下约45度、向上扬起约20度三种状态；
[0045] 所述机械吊臂11从连接液压油缸6处到机械吊臂11前端安装有吊臂滑轨滑块7，滑翔湍流剖面仪10下部置有吊臂滑轨滑块7，共前后两个，机械吊臂11向下45度使滑翔湍流剖面仪10在重力作用下可沿滑轨滑入水中；漂浮系缆滚筒5出缆端与电磁开关组件的系缆电磁开关9连接；
[0046] 所述电磁开关组件由3个
电磁阀开关组成，具体为滑轨电磁开关8、系缆电磁开关9，吊臂前端限位12，所述电磁开关组件与综合控制台2电连接，布放时一个作用是控制滑翔湍流剖面仪10在导轨上的下滑速度，另一个作用是滑翔湍流剖面仪10快速回收起吊；其中两个滑轨电磁开关8用于将滑翔湍流剖面仪10固定在机械吊臂滑轨上，剩余一个是系缆电磁开关9，用于滑翔湍流剖面仪10与漂浮系缆滚筒5出缆端连接；所述综合控制台2用于控制液压机构和电磁开关组件。
[0047] 所述滑轨电磁开关8、系缆电磁开关9，吊臂前端限位12上置有传感器，漂浮系缆滚筒正转按钮2-3、漂浮系缆滚筒反转按钮2-4、滑轨电磁开关控制按钮2-5、系缆电磁开关控制按钮2-6右侧安装有相对应的显示装置，当滑翔湍流剖面仪接触到滑轨电磁开关8、系缆电磁开关9上的传感器时，传感器会通过电连接线路传递到综合控制台2上的显示装置，操作人员根据显示状态操作滑翔湍流剖面仪的布放装置。
[0048] 所述吊臂前端限位12上的传感器为电容式传感器，当电容式传感器接触到海水时，电容增大，从而自动控制在综合控制台2中的液压油缸6相连的电路断开，所述液压油缸操作手柄2-7右侧设有电容式传感器常闭开关2-8，能够强制控制吊臂前端限位12上的电容式传感器处于常闭与常开状态。
[0049] 当漂浮系缆滚筒5上的缆绳处于张紧或放松状态时，等够实时显示到相对应的显示装置上，即张紧时漂浮系缆滚筒反转按钮2-4右侧显示装置灯亮，当放松状态时漂浮系缆滚筒正转按钮2-3右侧显示装置灯亮。
[0050] 如图1-4所示，该发明在布放滑翔湍流剖面仪时，涉及一种滑翔湍流剖面仪布放装置的操作方法，包括以下步骤：
[0051] 1)首先操作综合控制台2上液压油缸操作手柄2-7，使液压油缸6伸缩调整机械吊臂11处于水平状态，然后操作回转平台4的控制按钮，回转平台4带动机械吊臂11处于作业甲板工作面内，完成上述动作后将吊臂滑轨滑块7手动推至距机械吊臂11安装端越四分之一处；
[0052] 2)按下综合控制台2上滑轨电磁开关控制按钮2-5打开滑轨电磁开关8，甲板作业人员将滑翔湍流剖面仪10放入机械吊臂11的吊臂滑轨滑块7上，松开综合控制台2上滑轨电磁开关控制按钮2-5关闭滑轨电磁开关8从而固定住滑翔湍流剖面仪10，然后操作综合控制台2上的系缆电磁开关控制按钮2-6将系缆电磁开关9固定在滑翔湍流剖面仪10中间位置；
[0053] 3)操作综合控制台2上的漂浮系缆滚筒正转按钮2-3，漂浮系缆滚筒5放出两米左右缆绳，将缆绳绳端连接系缆电磁开关9，控制漂浮系缆滚筒反转按钮2-4回收缆绳直至张紧缆绳结束；
[0054] 4)操作综合控制台2上的回转平台正转按钮2-1，使回转平台4带动机械吊臂11旋转180度后悬空海面；
[0055] 5)向下操作综合控制台2上液压油缸操作手柄2-7，液压油缸6收缩带动机械吊臂11向下旋转，待机械吊臂11前端吊臂前端限位12接触海水后液压油缸6停止收缩，按下综合控制台2上漂浮系缆滚筒正转按钮2-3漂浮系缆滚筒5放出缆绳，由于机械吊臂11处于倾斜状态，缆绳松弛后在重力作用下自容式湍流剖面仪10缓慢滑向吊臂前端限位12；
[0056] 6)操作综合控制台2上滑轨电磁开关控制按钮2-5打开滑轨电磁开关8，控制漂浮系缆滚筒5继续放出缆绳，滑翔湍流剖面仪10进入海水中；
[0057] 7)继续向下操作综合控制台2上液压油缸操作手柄2-7，液压油缸6收缩带动机械吊臂11继续向下旋转从而远离滑翔湍流剖面仪10，控制浮系缆滚筒5继续放出缆绳使缆绳松弛滑翔湍流剖面仪10处于系缆漂浮状态；
[0058] 8)观察滑翔湍流剖面仪10入水后漂浮状态：
[0059] (a)如果滑翔湍流剖面仪10后端部件天线杆和尾翼位于水面以上则表示滑翔湍流剖面仪10重力浮力配平成功，操作综合控制台2上系缆电磁开关控制按钮2-6打开系缆电磁开关9，滑翔湍流剖面仪10按照预定航线开始滑行；
[0060] (b)如果滑翔湍流剖面仪10后端部件天线杆和尾翼沉入水中则需要向上操作综合控制台2上液压油缸操作手柄2-7，液压油缸6伸展至最远端带动机械吊臂11向上扬起约20度，操作综合控制台2上漂浮系缆滚筒反转按钮2-4，漂浮系缆滚筒5回收缆绳，缆绳将滑翔湍流剖面仪10牵引至吊臂前端限位12处后停止缆绳回收，操作回转平台反转按钮2-2，回转平台4带动机械吊臂11旋转回作业甲板工作面内，重新调整滑翔湍流剖面仪10配重,完成滑翔湍流剖面仪10配重后按照上述步骤布放直至漂浮状态正常。
[0061] 以上对本发明的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明
申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的
专利涵盖范围之内。
