一种船用探测设备收放装置及使用方法与流程

1.本发明涉及船舶建造领域，特别是涉及一种船用探测设备收放装置及使用方法。


背景技术：

2.探测设备在科考船上比较常见，如走航式海气通量观测系统、能见度仪、大气环境监测系统等，这类小型设备通常安装在船首科学桅上，为保证探测精度，传感器需要伸出船首数米，在数据采集结束后再进行设备回收，受限于科学桅平台面积限制，常规收放装置无法兼顾设备强度与操作便利性以及收藏美观性。
3.科考探测设备价格昂贵，而船艏部本就极易上浪，设备损毁风险很大，因此探测设备在科考作业结束后需尽快回收，而每次拆装均会占用较多时间，特别是在高海况下，人员站在科学桅上进行作业非常危险，因此将科考设备快速回收并隐藏的功能也非常重要


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种船用探测设备收放装置及使用方法，用于解决现有技术中无法兼顾设备强度与操作便利性以及收藏美观性、探测设备需要拆装的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船用探测设备收放装置，所述船用探测设备收放装置至少包括：
6.底座，固定于船舶科考平台上；
7.回转折叠单元，包括电动回转机构、立柱、绞车及固定臂，所述电动回转机构固定于所述底座顶部且能够相对于所述底座进行旋转运动，所述立柱固定于所述电动回转机构上，所述绞车集成于所述立柱侧壁上，所述固定臂固定于所述立柱上；
8.伸缩单元，包括伸缩臂，所述伸缩臂与所述固定臂铰连接，且与所述绞车固定连接并在所述绞车的带动下进行上下折臂动作；
9.探测设备底座，固定于所述伸缩臂的端部，且随所述伸缩臂收缩后所述探测设备底座相对位于船舶科考平台范围内。
10.优选地，还设置有控制单元和/或遥控单元，所述控制单元、所述遥控单元与所述回转折叠单元电连接。
11.优选地，所述伸缩臂为n级伸缩臂，其中，n≥2，第二节臂至第n节臂上设置有齿条，对应于所述齿条所述伸缩臂上设置有伸缩绞车。
12.优选地，于所述伸缩臂的关节处设置水平状态锁紧销，确保作业状态下所述伸缩臂机械锁紧。
13.优选地，所述伸缩臂和所述固定臂上均设置水平状态锁紧销及垂直状态锁紧销，用于两个状态的机械锁紧。
14.优选地，所述伸缩臂下部设置有若干眼环。
15.优选地，所述伸缩臂侧面设置有眼板，刚性拉杆一端固定于所述眼板上，另一端固
定于船舶科考平台上。
16.优选地，所述刚性拉杆的长度能够调节，包括连接眼板、短管、长管、螺纹调节杆、套筒、套筒锁紧销，其中所述短管与所述长管通过所述螺纹调节杆连接以进行长度调节，所述连接眼板固定于所述短管、所述长管的端部，所述套筒套于所述螺纹调节杆上并通过所述套筒锁紧销进行固定。
17.本发明还提供一种船用探测设备收放装置的使用方法，所述使用方法至少包括如下步骤：
18.解除对船用探测设备收放装置收藏状态的固定；
19.控制绞车将向下折叠的伸缩臂抬起成水平状态；
20.控制电动回转机构旋转所述伸缩臂至船舶科考平台上；
21.于探测设备底座上安装探测设备，展开所述伸缩臂；
22.控制所述电动回转机构旋转所述伸缩臂至设定位置进行科考作业。
23.优选地，控制所述电动回转机构旋转所述伸缩臂至设定位置前，先于所述伸缩臂上安装刚性拉杆，旋转至设定位置后将所述刚性拉杆另一端固定于船舶科考平台边沿。
24.如上所述，本发明的一种船用探测设备收放装置及使用方法，具有以下有益效果：所述船用探测设备收放装置为折臂伸缩式装置，至少包括底座、回转折叠单元、伸缩单元与探测设备底座，可完成回转，折叠和伸缩三种动作，无需每次拆装探测设备，缩短收放时间、提高探测设备收放效率，减少人员在科学桅上进行作业时间，保护人员安全，使用方法简单，操作便利。伸缩单元收缩时，探测设备底座位于科考平台范围内，方便探测设备安装，保证人员作业安全；作业状态下伸缩单元展开，回转折叠单元带动探测设备进行小于360
°
的旋转运动，使探测设备能够放置在任何需要的位置，操作便利；结束作业后，伸缩单元将探测设备收回科考平台，回转折叠单元将探测设备向下折叠并隐藏固定于桅体后方，使探测设备免受艏部上浪拍击，保护设备安全，折叠后装置尺寸小且不影响船舶整体美观。
25.设置水平状态及垂直状态锁紧销，使装置无论处于工作状态还是收藏状态都能够机械锁紧，确保作业与设备安全；设置刚性拉杆用于辅助支撑伸缩单元，提高装置在工作状态下的结构强度和稳定性，确保作业与设备安全，提高探测的准确性；探测设备底座由框架及安装法兰盘组成，具备搭载多种探测设备的功能，具备较强的拓展改装特性。
附图说明
26.图1显示为本发明实施例中船用探测设备收放装置的结构示意图。
27.图2显示为本发明实施例中船用探测设备收放装置俯视结构示意图。
28.图3显示为本发明实施例中船用探测设备收放装置收藏时结构示意图。
29.图4显示为本发明实施例中船用探测设备收放装置收藏时俯视结构示意图。
30.图5显示为本发明实施例中船用探测设备收放装置使用方法结构示意图。
31.图6显示为本发明实施例中刚性拉杆的结构示意图。
32.元件标号说明
33.110
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桅体
34.120
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科考平台
35.130
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栏杆
36.140
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前桅
37.200
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底座
38.210
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支撑板
39.220
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流水孔
40.310
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电动回转机构
41.311
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回转手摇手柄
42.320
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立柱
43.330
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固定臂
44.340
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绞车
45.341
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钢丝绳
46.410
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第一节臂
47.420
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第二节臂
48.430
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第三节臂
49.440
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眼环
50.450
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齿条
51.460
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伸缩绞车
52.470
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一级伸缩绞车安装接口
53.480
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二级伸缩绞车安装接口
54.490
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眼板
55.500
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探测设备底座
56.600
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水平状态锁紧销
57.700
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刚性拉杆
58.710
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连接眼板
59.720
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短管
60.730
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长管
61.740
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螺纹调节杆
62.750
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套筒
63.760
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套筒锁紧销
具体实施方式
64.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
65.如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
66.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解
到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。
67.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
68.如图3、图4，科考船首部科学桅通常由桅体110、科考平台120、栏杆130、前桅140组成，船用探测设备收放装置位于科考平台120上。探测设备在采集数据时需要远离船体，因此收放装置工作状态时应当朝向船首部，但应避开船中线处的前桅140。由于科考平台120宽度有限，为确保人员能够站在科考平台120上安全的进行伸缩、回转与折叠的操作，底座200固定于科考平台120上时，优选偏向一舷侧安装，并校核相应的操作空间；为保护科考设备，防止艏部上浪拍击，在科考作业结束之后，收放装置应能收回、折叠、固定在桅体110后部，达到安全隐藏的效果。
69.回转折叠单元，包括电动回转机构310、立柱320、绞车340及固定臂330，电动回转机构310固定于底座200顶部，且能够相对于底座200进行旋转运动。由于需要避开船中线处的前桅140，回转角度小于360
°
。回转机构为电机驱动，能够带动收放装置匀速进行回转，提高装置操作的便利性与装置稳定性。在一实施方式中，电动回转机构310通过法兰连接于底座200上，回转功率0.75kw，回转速度0.5r/min。为防止突然失电无法进行回转操作，电动回转机构310配备有回转手摇手柄311，手动回转，保护设备，如图2。
70.立柱320固定于电动回转机构310上，用于固定绞车340与固定臂330。绞车340集成于立柱320侧壁上，通过钢丝绳341与后续的伸缩单元连接，以带动伸缩单元进行上下折臂动作。绞车340可以为电动绞车，也可以为手动绞车，亦或电动与手动组合绞车，此处不做限制。在一实施方式中，绞车340为手摇绞车，钢丝绳自手摇绞车伸出，经立柱320顶端的滑轮与伸缩单元上的滑轮后，固定于伸缩单元的眼板490上，在手摇绞车的作用下，稳定地进行上下折臂动作。
71.固定臂330一端焊接在立柱320上，另一端与伸缩单元通过铰链进行铰连接，以方便伸缩单元上下折臂动作。为了方便电动回转机构310带动固定臂330及伸缩单元在科考平台上无障碍进行回转，固定臂330距离科考平台120的高度，需大于科考平台120边沿栏杆130的高度；为了方便后续进行探测设备的安装，固定臂330距离科考平台120的高度优选人体工程学所需求的范围内。在一实施方式中，固定臂330与手摇绞车位于立柱320的相对侧壁上，均距离科考平台120高度为1250mm，如此方便进行探测设备的安装及手摇绞车的手摇操作。
72.伸缩单元，包括伸缩臂，与固定臂330铰连接，与绞车340固定连接。装置结束作业伸缩臂完全收缩后，随绞车340放松钢丝绳341，伸缩臂自铰连接处向下折叠，与固定臂330呈垂直状态，折叠后尺寸小便于收藏且不影响船舶整体美观；装置开始作业时，随绞车340收紧钢丝绳341，伸缩臂向上抬起至与固定臂330呈水平状态，然后展开并在电动回转机构310带动下回转至需要的位置。优选地，伸缩臂和固定臂330上均设置水平状态锁紧销及垂直状态锁紧销，用于两个状态的机械锁紧，保证作业及探测设备的安全。伸缩臂可以为电动伸缩臂也可为手动伸缩臂，亦或电动与手动组合，具体根据需求进行设置。
73.探测设备底座500，固定于伸缩臂的端部，用于安装各种探测设备。随伸缩臂完全收缩后，探测设备底座500相对位于科考平台120上方，以方便人员能够在科考平台120上进行探测设备的安装，保证人员安全。在一实施方式中，探测设备底座500由方形框架及安装法兰盘组成，具备搭载多种探测设备系统的功能，并且具备较强的拓展改装特性。以上示例为非限制性示例，并不用于限制本发明，根据实际需求，也可采用其他形式。
74.作为示例，还设置有控制单元910和/或遥控单元920，控制单元910、遥控单元920与回转折叠单元电连接。可以通过控制单元910直接与电动回转机构310电连接，以控制回转的启动、停止与回转的方向。也可以通过遥控单元920与电动回转机构310通信以进行相关控制，亦或遥控单元920结合控制单元910一起与电动回转机构310电连接以进行相关控制，此处不做限制。如若绞车340、伸缩臂也采用电动控制，控制单元910、遥控单元920也可以与绞车340、伸缩臂电连接，以进行自动控制。本实施例中，如图1，控制单元910为电制箱、遥控单元920为遥控按钮盒，电制箱与遥控按钮盒存放箱一起固定于底座200侧壁上。为了提供足够的结构强度及足够的放置空间，底座200为圆柱形，高度700mm、直径200mm，且底座200的四周设置由支撑板210。优选地，支撑板210底部上设置有流水孔220，以便于及时排除科考平台120上的积水。
75.作为示例，伸缩臂为n级伸缩臂，其中，n≥2，第二节臂至第n节臂上设置有齿条450，对应于齿条450伸缩臂上设置有伸缩绞车460。
76.具体的，如图1、图2，本实施例中，伸缩臂为手动伸缩臂，由三段方钢管组成三级伸缩臂，第一节臂410管径为180mm为固定体，其余第二节臂420管径为160mm、第三节臂430管径为120mm都是移动体，收缩后所有的移动体都装在固定体内。第二节臂420、第三节臂430上设置有齿条450，且第一节臂410与第二节臂420连接处设置一级伸缩绞车安装接口470、第二节臂420与第三节臂430连接处设置二级伸缩绞车安装接口480。展开时，伸缩绞车460先插入二级伸缩绞车安装接口480与第三节臂430上的齿条450连接以使第三节臂430伸出；取出伸缩绞车460插入一级伸缩绞车安装接口470中与第二节臂420上的齿条450连接以使第二节臂420伸出。收缩时，伸缩绞车460先将第二节臂420收装进第一节臂410内，再将第三节臂430收装进第一节臂410、第二节臂420内。以上示例为非限制性示例，伸缩臂可以为2级、4级等伸缩臂，根据需求进行设置，此处不做限制。
77.作为示例，于伸缩臂的关节处设置有水平状态锁紧销600，确保作业状态下伸缩臂机械锁紧。伸缩臂为若干节臂连接形成，为了保持伸缩臂稳定不受外部风力等影响，于伸缩臂的连接关节处设置水平状态锁紧销600，确保作业状态下伸缩臂处于机械锁紧，保护探测设备安全及探测准确性。
78.作为示例，伸缩臂下部设置有若干眼环440，用于系固探测设备的电缆、控制线及信号线。眼环440安装于伸缩臂下方，能够有效防止线缆的雨淋、日晒，提高电缆、控制线及信号线的使用寿命。
79.作为示例，伸缩臂侧面设置有眼板490，刚性拉杆700一端固定于眼板490上，另一端固定于船舶科考平台上。伸缩臂伸展开后长达数米，为了提高装置在工作状态下的结构强度和稳定性，增设刚性拉杆700用于辅助支撑伸缩臂。本实施例中，如图2，于伸缩臂的两侧设置眼板490，每侧固定一根刚性拉杆700。刚性拉杆700一端固定于眼板490上，另一端固定于船舶科考平台120上，两侧刚性拉杆700呈三角状稳定地固定伸缩臂，使船用探测设备
收放装置能够在最大工作负荷50kg、作业海况5级、工作环境温度-20℃～+50℃状态下正常工作。当然，根据实际需要，刚性拉杆700可以为1个、4个乃至更多个，此处不做限制。伸缩臂收缩不需要加强固定时，去除刚性拉杆700并放置于科考平台120合适位置。
80.作为示例，刚性拉杆700的长度能够调节，包括连接眼板710、短管720、长管730、螺纹调节杆740、套筒750、套筒锁紧销760组成，其中短管720与长管730通过螺纹调节杆740连接以进行长度调节，连接眼板710固定于短管720、长管730的端部，套筒750套于螺纹调节杆740上并通过套筒锁紧销760进行固定。
81.具体的，如图6，刚性拉杆700由连接眼板710、短管720、长管730、螺纹调节杆740、套筒750、套筒锁紧销760组成，螺纹调节杆740连接在长管730与短管720之间，并能够调节长管730与短管720之间的总长度，从而使刚性拉杆700的长度可调，根据实际需要固定至科考平台120合适的位置，增大刚性拉杆700的适用性及利用率。套筒750用于覆盖保护螺纹调节杆740，使其免受外部环境影响，保持调节功能的稳定性。套筒750通过其与长管730连接处的套筒锁紧销760进行固定，如果短管720的长度允许，套筒锁紧销760也可以位于套筒750与短管720的连接处，此处不做限制。连接眼板710位于短管720的端部及长管730的端部，用于刚性拉杆700与伸缩臂、科考平台120的固定，本实施例中，每端连接眼板710的数量为2个，伸缩臂眼板、科考平台眼板插入两连接眼板710之间，如此连接处受力均匀不宜断裂，保证作业与设备安全。
82.本发明还提供一种船用探测设备收放装置的使用方法，如图5，至少包括如下步骤：
83.步骤1，解除对船用探测设备收放装置的固定。船用探测设备收放装置在收藏状态下隐藏在桅体110后方，通过索具螺旋扣等固定结构固定在科考平台120边缘栏杆130上。接到作业任务后，解除索具螺旋扣等固定结构，打开伸缩单元与固定臂330之间垂直状态锁紧销，解除对船用探测设备收放装置的固定。
84.步骤2，控制绞车340将向下折叠的伸缩臂抬起成水平状态。操作绞车340，拉紧钢丝绳341将伸缩臂抬起至与固定臂330呈水平状态。优选地，插入水平状态锁紧销600锁定伸缩臂与固定臂，以使其处于机械锁紧的状态，保证作业安全。
85.步骤3，控制电动回转机构310旋转伸缩臂至船舶科考平台120上。通过电动回转机构310顺时针或逆时针旋转伸缩臂，使得其垂直于船中线，使其端部的探测设备底座500相对位于科考平台120的上方，方便安装探测设备。
86.步骤4，于探测设备底座500安装探测设备，展开伸缩臂。人员站立于科考平台上，在探测设备底座500上安装科考探测设备后，展开伸缩臂。在一实施方式中，先于二级伸缩绞车安装接口480插入并转动伸缩绞车460，伸出第三节臂430并于关节处插入水平状态锁紧销600进行机械锁紧；同样伸出第二节臂420并于关节处插入水平状态锁紧销600进行机械锁紧，以完全展开伸缩臂，保证设备与作业安全。
87.步骤5，控制电动回转机构310旋转伸缩臂至设定位置进行科考探测。旋转时注意避开船中线处的前桅140。优选地，展开伸缩臂后或前，将刚性拉杆700固定在伸缩臂侧面的眼板490上，操作电动回转机构将伸缩臂指向船艏方向预定的科考位置。完成后，将刚性拉杆700另一端固定在科考平台120的眼板上，为了确保刚性拉杆700的安装，在收放装置工作位置附件的栏杆130横档应使用钢丝绳及索具螺旋扣代替。
88.以上为船用探测设备收放装置进入作业状态时的使用方法，结束作业进入收藏状态时反向操作上述方法即可，此处不再赘述。
89.综上所述，本发明提供一种船用探测设备收放装置及使用方法，所述船用探测设备收放装置为折臂伸缩式装置，至少包括底座、回转折叠单元、伸缩单元与探测设备底座，可完成回转，折叠和伸缩三种动作，无需每次拆装探测设备，缩短收放时间、提高探测设备收放效率，减少人员在科学桅上进行作业时间，保护人员安全，使用方法简单，操作便利。伸缩单元收缩时，探测设备底座位于科考平台范围内，方便探测设备安装，保证人员作业安全；作业状态下伸缩单元展开，回转折叠单元带动探测设备进行小于360
°
的旋转运动，使探测设备能够放置在任何需要的位置，操作便利；结束作业后，伸缩单元将探测设备收回科考平台，回转折叠单元将探测设备向下折叠并隐藏固定于桅体后方，使探测设备免受艏部上浪拍击，保护设备安全，折叠后装置尺寸小且不影响船舶整体美观。
90.设置水平状态及垂直状态锁紧销，使装置无论处于工作状态还是收藏状态都能够机械锁紧，确保作业与设备安全；设置刚性拉杆用于辅助支撑伸缩单元，提高装置在工作状态下的结构强度和稳定性，确保作业与设备安全，提高探测的准确性；探测设备底座由框架及安装法兰盘组成，具备搭载多种探测设备的功能，具备较强的拓展改装特性。
91.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种船用探测设备收放装置，其特征在于，所述船用探测设备收放装置至少包括：底座，固定于船舶科考平台上；回转折叠单元，包括电动回转机构、立柱、绞车及固定臂，所述电动回转机构固定于所述底座顶部且能够相对于所述底座进行旋转运动，所述立柱固定于所述电动回转机构上，所述绞车集成于所述立柱侧壁上，所述固定臂固定于所述立柱上；伸缩单元，包括伸缩臂，所述伸缩臂与所述固定臂铰连接，且与所述绞车固定连接并在所述绞车的带动下进行上下折臂动作；探测设备底座，固定于所述伸缩臂的端部，且随所述伸缩臂收缩后所述探测设备底座相对位于船舶科考平台范围内。2.根据权利要求1所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：还设置有控制单元和/或遥控单元，所述控制单元、所述遥控单元与所述回转折叠单元电连接。3.根据权利要求1所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：所述伸缩臂为n级伸缩臂，其中，n≥2，第二节臂至第n节臂上设置有齿条，对应于所述齿条所述伸缩臂上设置有伸缩绞车。4.根据权利要求3所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：于所述伸缩臂的关节处设置水平状态锁紧销，确保作业状态下所述伸缩臂机械锁紧。5.根据权利要求1所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：所述伸缩臂和所述固定臂上均设置水平状态锁紧销及垂直状态锁紧销，用于两个状态的机械锁紧。6.根据权利要求1所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：所述伸缩臂下部设置有若干眼环。7.根据权利要求1所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：所述伸缩臂侧面设置有眼板，刚性拉杆一端固定于所述眼板上，另一端固定于船舶科考平台上。8.根据权利要求7所述的船用探测设备收放装置，其特征在于：所述刚性拉杆的长度能够调节，包括连接眼板、短管、长管、螺纹调节杆、套筒、套筒锁紧销，其中所述短管与所述长管通过所述螺纹调节杆连接以进行长度调节，所述连接眼板固定于所述短管、所述长管的端部，所述套筒套于所述螺纹调节杆上并通过所述套筒锁紧销进行固定。9.一种船用探测设备收放装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：解除对船用探测设备收放装置收藏状态的固定；控制绞车将向下折叠的伸缩臂抬起成水平状态；控制电动回转机构旋转所述伸缩臂至船舶科考平台上；于探测设备底座上安装探测设备，展开所述伸缩臂；控制所述电动回转机构旋转所述伸缩臂至设定位置进行科考作业。10.根据权利要求9所述的船用探测设备收放装置的使用方法，其特征在于：控制所述电动回转机构旋转所述伸缩臂至设定位置前，先于所述伸缩臂上安装刚性拉杆，旋转至设定位置后将所述刚性拉杆另一端固定于船舶科考平台边沿。

技术总结
本发明提供一种船用探测设备收放装置及使用方法，至少包括底座、回转折叠单元、伸缩单元与探测设备底座，能完成回转、折叠和伸缩动作，无需拆装探测设备，节约收放时间，提高收放效率，保护人员安全。收缩后探测设备底座位于科考平台范围内，方便安装，保证作业安全；回转折叠单元电动旋转，操作便利；结束作业后，探测设备折叠并隐藏固定于桅体后方，保护设备安全，使装置尺寸小且不影响船舶整体美观。设置水平状态及垂直状态锁紧销，设置刚性拉杆用于辅助支撑伸缩单元，确保作业与设备安全，提高探测的准确性；探测设备底座由框架及安装法兰盘组成，具备搭载多种探测设备的功能，具备较强的拓展改装特性。强的拓展改装特性。强的拓展改装特性。


技术研发人员：刘东 姚建 乐美鑫 杨宇超
受保护的技术使用者：江阴市澄江船舶设备配件有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/6/26