一种座底式观测平台及其布放回收方法与流程

1.本发明属于海洋观测技术领域，具体涉及一种座底式观测平台及其布放回收方法。


背景技术：

2.传统的水下观测手段是声观测技术，为了提高对水下目标和水下特征信号的观测能力，亟需研究光、电、磁、红外、热尾流、地震波、压力场、重力场等非声观测技术。相比于声场和其它非声物理场，水下电磁场是水中目标的重要暴露源，国内外研究表明，水下电磁观测具备不受水文气象条件限制、观测性能稳定可靠、隐蔽性强、识别能力强和定位精度高等优点，不仅可应用于水下远距离的观测，还可应用于对目标信号的定位与识别。20世纪90年代，美国将电磁观测列为继声场观测之后又一有限发展的技术，以作为声观测的有效补充。今年来，在世界各国的研究机构掀起了水下电磁观测的研究浪潮。
3.随着对海洋资源更加广泛深入的开发利用，以及对自身战略安全考虑，研发出一种高性能的水下观测系统可用于海洋地质勘探或观测水中不明悬浮漂移物等用途。以目前形势来看，为精确地在海洋中观测到水面下一定深度的悬浮运行物体、或借助涌浪在海洋中滑行的滑行器或其他用电池驱动的深潜器等，就目前通常所用的水下观测系统难以做到在水下对这些悬浮运行或电池驱动的深潜器进行目标识别。为此我们应投入大量的人力与物力尽快地研发出一种能在水下精确侦探识别的电磁观测系统来铺着在水下运行的目标信息，并进行识别做出正确的判断。然而海洋环境复杂，气候多变，为确保研发出水下电磁侦测系统能精准采集到水下异常信号，有必要开尽快开展并研制出一种能长期设置在水面下放置水下观测平台，同时要求开发出的观测平台能适应海洋恶劣的海洋环境，处于海底长期工作，便于布放与回收平台上设置的重要设备，且能将采集到水下相关数据准确地发送至岸基监控设备。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种座底式观测平台及其布放回收方法，采用模块化与内嵌式相结合的设计思想，能够保证座底式观测平台入水后，使压载锚平稳的将沉入海底，能够适应海洋恶劣的海洋环境，且在完成工作周期后需回收时，将观测平台上的海底观测设备浮出水面。
5.本发明是通过下述技术方案实现的：
6.一种座底式观测平台，包括压载锚组件及安装在压载锚组件上的平台组件；
7.压载锚组件用于在观测平台入水时，将平台组件平稳地带入海床；
8.平台组件包括：海底观测设备、导流体、平台基座、声学释放器及通信浮标；
9.导流体为半球形结构，导流体和平台基座通过内嵌式螺栓固连组成平台主体；导流体采用玻璃微浮体材料；
10.海底观测设备包括主控舱、电池舱和传感器；主控舱和电池舱均内置于平台主体
内，主控舱内设有控制单元；两个以上传感器均位于平台主体内外部，每个传感器均通过电缆与主控舱内的控制单元电性连接，用于采集所处的海洋监测数据，并传输给控制单元；控制单元并将该海洋监测数据传输给通信浮标进行储存；
11.声学释放器和通信浮标均安装在导流体上；通信浮标可在控制单元作用下从导流体脱离并上浮至水面；声学释放器的底部通过解脱索与压载锚组件可拆卸的连接，当解脱索与声学释放器的连接在控制单元的作用下解除时，压载锚组件和平台组件的连接解除，平台组件在导流体的作用下可上浮至水面。
12.进一步的，所述压载锚组件包括：压载锚和可调耳环；
13.所述压载锚采用水泥制作，并加工为圆柱形结构，且圆柱形结构内嵌有不锈钢材料；
14.在压载锚的上端面，即与平台组件相接触表面设有碟形安装槽，碟形安装槽用于在座底观测平台下沉时可限制平台组件的位置；
15.所述压载锚的碟形安装槽的槽底，加工有两个互相平行的燕尾槽导轨，且两个燕尾槽导轨沿压载锚的轴线对称分布；所述燕尾槽导轨与压载锚内不锈钢材料一体成型；
16.每个所述燕尾槽导轨内均安装有一个可调耳环，可调耳环的底部设有一个滑块，该滑块与燕尾槽导轨滑动配合，可调耳环的顶部设有一个连接耳环，所述可调耳环的高度可调。
17.进一步的，可调耳环的具体结构采用螺杆与螺套的配合。
18.进一步的，所述平台组件还包括导流管；
19.所述平台基座为圆柱形结构，导流体的平面与平台基座的顶部同轴对接，平台基座的底部放置于压载锚的碟形安装槽内；
20.所述压载锚上加工有轴向通孔a；
21.所述导流体和平台基座上均加工有轴向通孔b，导流体和平台基座对接后，两个轴向通孔b组成一个轴向通道；所述导流管安装在所述轴向通道内，且该导流管与压载锚的轴向通孔a相通，形成液体流通通道。
22.进一步的，在平台基座的底部与压载锚的碟形安装槽的槽底之间安装有两个以上减振阻尼器。
23.进一步的，所述平台基座的外圆周面加工有沿周向均匀分布的两个以上电缆安装槽，两个以上传感器分别一一对应放置于两个以上电缆安装槽内；传感器与控制单元之间的电缆套入若干段非金属管内，同时相邻的两个非金属管之间通过电缆展开机构连接，进而使得电缆可折叠成小段，并通过电缆展开机构与绳索的配合安装于导流体的电缆安装槽内；
24.电缆展开机构与主控舱内的控制单元电性连接，当座底式观测平台沉入海底时，声学释放器接受到母船控制单元发出的展开指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构，电缆展开机构接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构动作，解脱电缆展开机构与绳索的连接，电缆向导流体外部弹射并展开；展开后的电缆末端的传感器位于导流体外部，采集导流体外部的海洋监测数据。
25.进一步的，所述电缆展开机构采用橡胶联轴器。
26.进一步的，所述导流体的顶部上加工有两个圆柱形沉孔，每个圆柱形沉孔内各放
置有一个声学释放器；且两个声学释放器分别与压载锚上的两个燕尾槽导轨的位置一一相对；
27.所述解脱索的一端与一个声学释放器底部的连接部件连接，解脱索的另一端穿过平台基座，再顺序穿过两个可调耳环顶部的连接耳环后，与另一个声学释放器底部的连接部件连接；其中，解脱索末端设有耳环，通过耳环与声学释放器底部的连接部件连接，该连接部件闭合时，实现解脱索与声学释放器的可靠连接，该连接部件开启时，实现解脱索与声学释放器的连接解除；声学释放器接收到母船控制单元给发出的回收指令后，将该回收指令传输到主控舱内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器的连接部件开启，声学释放器与解脱索解除连接，解脱平台基座与压载锚之间的联系，在导流体浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面。
28.进一步的，所述导流体的顶部上加工有一个以上圆柱形沉孔，每个圆柱形沉孔各放置有一个通信浮标；
29.每个通信浮标的底部中心设有左旋螺母，在通信浮标顶部的外圆周面设有一圈浮力结构，所述浮力结构选用玻璃微浮体材料制作；
30.每个所述通信浮标的正下方均安装有一个电机释放装置，其中，所述电机释放装置安装在平台基座内，电机释放装置的输出轴同轴连接有一个螺杆，所述螺杆与通信浮标底部中心的左旋螺母螺纹配合；所述通信浮标被周向限位，当电机释放装置工作时，螺杆转动，推动左旋螺母与通信浮标上移，进而使得通信浮标与导流体脱离；
31.声学释放器接受到母船控制单元发出的释放通信浮标的指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标的指令给电机释放装置，电机释放装置接收到释放通信浮标的指令后，电机释放装置工作，推动通信浮标脱离导流体，通信浮标在自身浮力的作用下升至水面与岸基控制单元或母船控制单元进行数据传输。
32.一种座底式观测平台的布放回收方法，该方法的具体步骤如下：
33.步骤一，准备阶段：
34.步骤1-1，将船速调节到节以下，逆流航行；
35.步骤1-2，将压载锚上固连的布放绳与布放用途的机械释放器连接，且机械释放器与船载悬臂吊车上的吊钩相连；
36.步骤1-3，缓慢启动船载悬臂吊车，通过吊钩、机械释放器和布放绳吊载座底式观测平台，待座底式观测平台离开地面时，将座底式观测平台放置于在平台放置架上，此时，压载锚朝上；
37.步骤二，布放阶段：
38.步骤2-1，当船航行到指定海域时，由船载悬臂吊车携带着座底式观测平台旋转至后甲板外；
39.步骤2-2，待座底式观测平台稳定后，缓慢的将座底式观测平台放入水中；
40.步骤2-3，由后甲板操作人员观察海面情况符合要求后，通过控制机械释放器释放座底式观测平台；
41.步骤2-4，座底式观测平台入海后，由于压载锚朝上，座底式观测平台浮心在下，重心在上，座底式观测平台自然翻转，使得压载锚朝下并下沉；
42.步骤三，工作及回收阶段：
43.步骤3-1，座底式观测平台到达海床后，母船控制单元给声学释放器发出展开指令，声学释放器接受到该展开指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构，电缆展开机构接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构动作，解脱电缆展开机构与绳索的连接，电缆向导流体外部弹射并展开；展开后的电缆的传感器位于导流体外部，采集导流体外部的海洋监测数据，并传输给主控舱内的控制单元；同时主控舱内的控制单元将接收到的海洋监测数据传输给通信浮标；
44.步骤3-2，达到观测的设定时间后，母船控制单元给声学释放器发出释放通信浮标的指令，声学释放器接受到该释放通信浮标的指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标的指令给任一个电机释放装置，电机释放装置接收到释放通信浮标的指令后，电机释放装置工作，推动对应的一个通信浮标脱离导流体，该通信浮标在自身浮力的作用下升至水面，将采集到的海洋监测数据传输给岸基控制单元或母船控制单元；
45.步骤3-3，重复步骤3-2，直到将所有的通信浮标均释放后，母船控制单元给声学释放器发出回收指令，声学释放器接收到该回收指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器的连接部件开启，声学释放器与解脱索解除连接，解脱平台基座与压载锚之间的联系，在导流体浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面；
46.步骤3-4，船上操作人员借用打捞绳或打捞钩挂接平台组件，将其打捞到船甲板上。
47.有益效果：
48.(1)本发明的座底式观测平台由压载锚组件及安装在压载锚组件上的平台组件两部分模块组成，通过合理的连接方式将两者构成一体，在平台组件与压载锚组件的重力作用下，将平台上携带的海底观测设备带入海底，在完成工作后平台组件能可靠与压载锚组件分离，顺利将平台组件及海底观测设备升至海面，以便母船回收；本发明的导流体采用高强度、低吸水率的浮体料制成，通过内嵌式螺栓与平台基座连接组成平台主体，座底式观测平台可以搭载海底观测设备，其上的设备安全可靠地带入海底，且海底观测设备的主控舱和电池舱均内置于平台主体内，这样即起到主控舱和电池舱在工作时防碰效果，亦可限制主控舱和电池舱的装配位置；使得主控舱和电池舱具备在海底长时间工作的能力，且不产生腐蚀现象；本发明利用在海底铺设的传感器的方式来对水下目标进行观测与识别，并通过平台上携带的通讯浮标，在接受到母船发出的指令后能脱离平台浮出水面与岸基控制系统进行数据传输，传递海洋监测数据；要求回收海底观测设备时，平台组件能携带海底观测设备浮出水面。
49.(2)本发明的的座底式观测平台在压载锚的上端面设有碟形安装槽，碟形安装槽用于在座底观测平台下沉时可限制平台组件的位置，防止外界环境影响而使平台组件与压载锚间产生错位现象。
50.(3)本发明的座底式观测平台还包括导流管；压载锚上加工有轴向通孔a；导流体和平台基座上均加工有轴向通孔b，导流体和平台基座对接后，两个轴向通孔b组成一个轴向通道；所述导流管安装在所述轴向通道内，且该导流管与压载锚的轴向通孔a相通，形成液体流通通道；液体流通通道在座底式观测平台下沉过成中就会产生对流现象，在上部流速的作用下可消除或减小该平台下沉时的位置误差；减小布放入水下沉时座底观测平台产
生较大的漂移，降低了平台座底后的位移偏差，提高平台座底后的位置精度。
51.(4)本发明的座底式观测平台在平台基座的底部与压载锚的碟形安装槽的槽底之间安装有两个以上减振阻尼器，由于所述座底式观测平台重量较重，入水深度较大(入水深度达1500m以上)，在下沉时随然有水阻力对其产生作用，但在沉入水底的瞬间仍会收到地面给其带来的冲击力，为减小这一冲击力，本发明设置两个以上减振阻尼器，达到抵消平台在下降过程中由于速度过快座底时对其上设备造成较大的冲击力而损坏内部的仪器设备。
52.(5)本发明的座底式观测平台的声学释放器通过解脱索与压载锚上的可调耳环连接，解脱索的作用是限制了观测平台在布入水下沉入海底的过程中，受外部环境的影响而造成声学释放器晃动，导致其连接部位的脱落；且本发明采用两个声学释放器提高了平台组件释放的可靠性。
53.(6)本发明的座底式观测平台在通信浮标顶部的外圆周面设有一圈浮力结构，所述浮力结构选用高强度高低吸水率的玻璃微浮体材料制作，其浮力应是通信浮标的三倍，所述浮力结构方便在与导流体分离时，在水的作用下通信浮标上浮到水面。
54.(7)本发明的一种座底式观测平台的布放回收方法，在高海况条件下仅需通用的船载设备就能将该平台安全可靠的布放于海中，并顺利地将其所搭载的海底观测设备平稳带入海底并平稳落入海底；然后在母船控制单元的控制下，平台上的两个以上传感器的电缆能顺利展开；完成工作任务后，需要回收时，平台上携带的海底观测设备能顺利的与压载锚脱离，浮出水面；船上的操作人员借助常用的打捞杆与打捞绳将其回收至船甲板；采用本发明的布放方法，能够确保设备与人员的安全性，无需专门的起吊工装，无论海况如何，借助船载起吊设备均能安全有效的布放座底观测平台，顺利安全可靠布放入水。
附图说明
55.图1为本发明的结构组成图一；
56.图2为本发明的结构组成图二；
57.其中，1-导流管，2-主控舱，3-声学释放器，4-通信浮标，5-导流体，6-解脱索，7-电缆展开机构，8-平台基座，9-可调耳环，10-减振阻尼器，11-电机释放装置，12-布放绳，13-压载锚。
具体实施方式
58.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
59.本实施例提供了一种座底式观测平台，参见附图1-2，包括两个独立模块，两个独立模块分别为压载锚组件及安装在压载锚组件上的平台组件；两个独立模块能够保证在座底式观测平台入水后，压载锚组件平稳的将沉入海底，且在完成工作周期后需回收时，能将平台组件上配置的海底观测设备浮出水面进行回收；
60.所述压载锚组件包括：压载锚13、可调耳环9及布放绳12；
61.所述压载锚13用于在座底式观测平台入水时，能将其上所配置的平台组件平稳地带入海床；由于压载锚13是一次性使用，从经济与使用性考虑，压载锚13采用高标号水泥制作，并加工为圆柱形结构，为增强其整体结构强度，圆柱形结构内嵌有高强度非金属材料或316不锈钢材料；
62.在压载锚13的上端面，即与平台组件相接触表面设有碟形安装槽，碟形安装槽用于在座底观测平台下沉时可限制平台组件的位置，防止外界环境影响而使平台组件与压载锚13间产生错位现象；
63.所述压载锚13的碟形安装槽的槽底，加工有两个互相平行的燕尾槽导轨，且两个燕尾槽导轨沿压载锚13的轴线对称分布；所述燕尾槽导轨与压载锚13内316不锈钢材料一体成型；
64.每个所述燕尾槽导轨内均安装有一个可调耳环9，可调耳环9的底部设有一个滑块，该滑块与燕尾槽导轨滑动配合，可调耳环9的顶部设有一个连接耳环，所述可调耳环9的高度(即轴向长度)可调，可调耳环9的具体结构可采用螺杆与螺套的配合，螺杆相对螺套转动时，可使得可调耳环9的长度发生变化，且所述滑块和所述连接耳环均通过轴承与所述螺杆与螺套连接，当所述螺杆或螺套转动时，所述滑块和所述连接耳环并不会发生转动；
65.所述压载锚13上加工有轴向通孔a，压载锚13上还固连有布放绳12，其中，布放绳12的一端固连于压载锚13内部，布放绳12的另一端从压载锚13的轴向通孔a的下端面伸出，通过机械释放器与船载悬臂吊车上的吊钩连接；
66.所述平台组件包括：平台主体及安装在平台主体上的海底观测设备、导流管1、声学释放器3、通信浮标4、解脱索6、电缆展开机构7、减振阻尼器10及电机释放装置11；
67.所述平台主体由导流体5和平台基座8同轴对接而成；
68.为确保压载锚13能将平台主体所携带的海底观测设备安全可靠沉入海底，并在平台主体脱离压载锚13的约束后，平台主体及其所携带的海底观测设备能顺利浮出水面，本实施例的所述导流体5加工为半球形结构，增加了导流体5下沉时的稳定性，且导流体5的材料选用高强度高低吸水率的玻璃微浮体材料，使其具有足够的剩余浮力将平台主体上将所携带的海底观测设备升至水面；
69.所述平台基座8为圆柱形结构，导流体5的平面与平台基座8的顶部通过内嵌式螺栓同轴对接，平台基座8的底部放置于压载锚13的碟形安装槽内；由于所述座底式观测平台重量较重，入水深度较大(入水深度达1500m以上)，在下沉时随然有水阻力对其产生作用，但在沉入水底的瞬间仍会收到地面给其带来的冲击力，为减小这一冲击力，在平台基座8的底部与压载锚13的碟形安装槽的槽底之间安装有两个以上减振阻尼器10，达到抵消平台在下降过程中由于速度过快座底时对其上设备造成较大的冲击力而损坏内部的仪器设备；由于压载锚13底面面积较大，在其入水下沉时，受到较大水阻力作用，导致座底式观测平台会产生边平移边下沉，这样会导致其沉入海底时出现较大的定位偏差，因此，本实施例的导流体5和平台基座8上均加工有轴向通孔b，导流体5和平台基座8对接后，两个轴向通孔b组成一个轴向通道；所述导流管1安装在所述轴向通道内，且该导流管1与压载锚13的轴向通孔a相通，形成液体流通通道；液体流通通道在座底式观测平台下沉过成中就会产生对流现象，在上部流速的作用下可消除或减小该平台下沉时的位置误差；其中，导流管1与压载锚13的轴向通孔a可依据实际要求均匀设置若干对；
70.所述海底观测设备包括：主控舱2、电池舱和传感器；
71.所述主控舱2和两个电池舱均内置于平台主体内，且主控舱2和两个电池舱沿平台主体的轴线周向分布，使得平台组件的重心和浮心均位于平台主体的轴线上，进而保证座底式观测平台在入水时姿态的稳定性；主控舱2内设有控制单元，用于与传感器、声学释放
器3、通信浮标4、电缆展开机构7及电机释放装置11进行信号交互；
72.所述平台基座8的外圆周面加工有沿周向均匀分布的四个电缆安装槽，每个电缆安装槽内均放置有一个传感器，传感器通过电缆与主控舱2内的控制单元电性连接；位于电缆安装槽内的电缆套入若干段高强度非金属管内，同时相邻的两个非金属管之间通过电缆展开机构7连接，进而使得电缆可折叠成小段，并通过电缆展开机构7与绳索的配合安装于导流体5的电缆安装槽内；其中，所述电缆展开机构7采用高弹性橡胶联轴器；电缆展开机构7与主控舱2内的控制单元电性连接，当座底式观测平台沉入海底时，声学释放器3接受到母船控制单元发出的展开指令后，传输到主控舱2内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构7，电缆展开机构7接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构7动作，解脱电缆展开机构7与绳索的连接，电缆向导流体2外部弹射并展开；展开后的电缆的传感器位于导流体2外部，用于采集导流体2外部的海洋监测数据，并传输给主控舱2内的控制单元；
73.所述导流体5的顶部上加工有若干个圆柱形沉孔，其中两个圆柱形沉孔内各放置有一个声学释放器3；其余圆柱形沉孔各放置有一个通信浮标4；本实施例中采用两个通信浮标4，两个声学释放器3和两个通信浮标4呈十字形分布，且两个声学释放器3相对间隔设置，并分别与压载锚13上的两个燕尾槽导轨的位置一一相对；
74.所述解脱索6的一端与一个声学释放器3底部的连接部件连接，解脱索6的另一端穿过平台基座8，再顺序穿过两个可调耳环9顶部的连接耳环后，与另一个声学释放器3底部的连接部件连接；其中，解脱索6末端设有耳环，通过耳环与声学释放器3底部的连接部件连接，该连接部件闭合时，实现解脱索6与声学释放器3的可靠连接，该连接部件开启时，实现解脱索6与声学释放器3的连接解除；声学释放器3接收到母船控制单元给发出的回收指令后，将该回收指令传输到主控舱2内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器3的连接部件开启，声学释放器3与解脱索6解除连接，解脱平台基座8与压载锚13之间的联系，在导流体5浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面；解脱索6的作用是限制了观测平台在布入水下沉入海底的过程中，受外部环境的影响而造成声学释放器3晃动，导致其连接部位的脱落；采用双声学释放器3提高了释放的可靠性；
75.由于通信浮标4浮至水面传输的较少，内部所容纳的器件较少且体积重量不大，为使其与导流体5分离后能顺利浮出水面，本实施例的每个所述通信浮标4的耐压壳体为圆柱状结构，在通信浮标4的底部中心设有左旋螺母，在通信浮标4顶部的外圆周面设有一圈浮力结构，所述浮力结构选用高强度高低吸水率的玻璃微浮体材料制作，其浮力应是通信浮标4的三倍，所述浮力结构方便在与导流体5分离时，在水的作用下通信浮标4上浮到水面；
76.每个所述通信浮标4的正下方均安装有一个电机释放装置11，其中，所述电机释放装置11安装在平台基座8内，电机释放装置11的输出轴同轴连接有一个螺杆，所述螺杆与通信浮标4底部中心的左旋螺母螺纹配合；所述通信浮标4被周向限位，当电机释放装置11工作时，螺杆转动，推动左旋螺母与通信浮标4上移，进而使得通信浮标4与导流体5脱离；
77.声学释放器3接受到母船控制单元发出的释放通信浮标4的指令后，传输到主控舱2内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标4的指令给电机释放装置11，电机释放装置11接收到释放通信浮标4的指令后，电机释放装置11工作，推动通信浮标4脱离导流体5，通信浮标4在自身浮力的作用下升至水面与岸基控制单元或母船控制单元进行数据传输；
78.由于电极式座底观测平台入水前后是在海洋环境下工作，为保证平台组件上所有设备在工作期间不致受外界因素的影响而损坏或脱落，本实施例的导流体5为分体式结构，并通过组装构成一体，为增加平台基座8的整体强度，在平台基座8底部增设具有一定强度和刚度的整块碳纤维板和316不锈钢加强肋支撑；在导流体5和平台基座8内部预先预埋带螺纹孔的金属预埋件，且在导流体5和平台基座8内部设有布放主控舱2和电池舱的空间，同时还设有各类设备相互连接的缆线通道；在主控舱2、电池舱、声学释放器3、通信浮标4、解脱索6、电缆展开机构7及电机释放装置11在导流体5或平台基座8内装配完成，再将分体式的导流体5和平台基座8组装到位并紧固，最终使得在座底式观测平台工作期间能保证封装在导流体5和平台基座8内的设备不会受到外界环境的影响；
79.在导流体5和平台基座8的所有部件全部安装到位的条件下与压载锚13对接时，平台基座8的下表面与压载锚13上表面间是呈相互贴紧状态，为装配方便且可靠，采取的具体方式为：先将可调耳环9上的与解脱索6相接触的耳环先调到压载锚13上距碟形结构较近的位置，留有足够将解脱索6与声学释放器3连接的操作空间，待两者连接完成后，旋转可调耳环9的螺杆或螺套，调节可调耳环9的高度，即可将平台基座8与压载锚13固接成一体。
80.实施例2：
81.由于座底式观测平台自身重量较重，又携带较精密的海底观测设备，且在海洋环境下水下作业，坏境相当恶劣，为保证工作阶段防止设备受损，又确保人员安全，本实施例在实施例1的基础上，提供了一种座底式观测平台的布放回收方法，该方法的具体步骤如下：
82.步骤一，准备阶段：
83.步骤1-1，将船速调节到3节以下，逆流航行；
84.步骤1-2，将布放绳12与布放用途的机械释放器连接，且机械释放器与船载悬臂吊车上的吊钩相连；
85.步骤1-3，缓慢启动船载悬臂吊车，通过吊钩、机械释放器和布放绳12吊载座底式观测平台，待座底式观测平台离开地面时，将座底式观测平台放置于在平台放置架上，此时，压载锚13朝上；
86.步骤二，布放阶段：
87.步骤2-1，当船航行到指定海域时，由船载悬臂吊车携带着座底式观测平台旋转至后甲板外；
88.步骤2-2，待座底式观测平台稳定后，缓慢的将座底式观测平台放入水中；
89.步骤2-3，由后甲板操作人员观察海面情况符合要求后，通过控制机械释放器释放座底式观测平台；
90.步骤2-4，座底式观测平台入海后，由于压载锚13朝上，座底式观测平台浮心在下，重心在上，座底式观测平台自然翻转，使得压载锚13朝下并下沉；
91.采用上述的布放流程，一不需专门的起吊工装；二是在布放过程中，无认海况如何，通过布放绳12布放不会损伤设备；三是由于压载锚13朝上，座底式观测平台浮心在下，重心在上，座底式观测平台入水后定会自然翻转并下沉。
92.步骤三，工作及回收阶段：
93.步骤3-1，座底式观测平台到达海床后，母船控制单元给声学释放器3发出展开指
令，声学释放器3接受到该展开指令后，传输到主控舱2内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构7，电缆展开机构7接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构7动作，解脱电缆展开机构7与绳索的连接，电缆向导流体2外部弹射并展开；展开后的电缆的传感器位于导流体2外部，采集导流体2外部的海洋监测数据，并传输给主控舱2内的控制单元；同时主控舱2内的控制单元将接收到的海洋监测数据传输给通信浮标4；
94.步骤3-2，达到观测的设定时间后，母船控制单元给声学释放器3发出释放通信浮标4的指令，声学释放器3接受到该释放通信浮标4的指令后，传输到主控舱2内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标4的指令给任一个电机释放装置11，电机释放装置11接收到释放通信浮标4的指令后，电机释放装置11工作，推动对应的一个通信浮标4脱离导流体5，该通信浮标4在自身浮力的作用下升至水面，将采集到的海洋监测数据传输给岸基控制单元或母船控制单元；
95.步骤3-3，重复步骤3-2，直到将所有的通信浮标4均释放后，母船控制单元给声学释放器3发出回收指令，声学释放器3接收到该回收指令后，传输到主控舱2内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器3的连接部件开启，声学释放器3与解脱索6解除连接，解脱平台基座8与压载锚13之间的联系，在导流体5浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面；
96.步骤3-4，船上操作人员借用打捞绳或打捞钩挂接平台组件，将其打捞到船甲板上。
97.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种座底式观测平台，其特征在于，包括压载锚组件及安装在压载锚组件上的平台组件；压载锚组件用于在观测平台入水时，将平台组件平稳地带入海床；平台组件包括：海底观测设备、导流体、平台基座、声学释放器及通信浮标；导流体为半球形结构，导流体和平台基座通过内嵌式螺栓固连组成平台主体；导流体采用玻璃微浮体材料；海底观测设备包括主控舱、电池舱和传感器；主控舱和电池舱均内置于平台主体内，主控舱内设有控制单元；两个以上传感器均位于平台主体内外部，每个传感器均通过电缆与主控舱内的控制单元电性连接，用于采集所处的海洋监测数据，并传输给控制单元；控制单元并将该海洋监测数据传输给通信浮标进行储存；声学释放器和通信浮标均安装在导流体上；通信浮标可在控制单元作用下从导流体脱离并上浮至水面；声学释放器的底部通过解脱索与压载锚组件可拆卸的连接，当解脱索与声学释放器的连接在控制单元的作用下解除时，压载锚组件和平台组件的连接解除，平台组件在导流体的作用下可上浮至水面。2.如权利要求1所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述压载锚组件包括：压载锚和可调耳环；所述压载锚采用水泥制作，并加工为圆柱形结构，且圆柱形结构内嵌有不锈钢材料；在压载锚的上端面，即与平台组件相接触表面设有碟形安装槽，碟形安装槽用于在座底观测平台下沉时可限制平台组件的位置；所述压载锚的碟形安装槽的槽底，加工有两个互相平行的燕尾槽导轨，且两个燕尾槽导轨沿压载锚的轴线对称分布；所述燕尾槽导轨与压载锚内不锈钢材料一体成型；每个所述燕尾槽导轨内均安装有一个可调耳环，可调耳环的底部设有一个滑块，该滑块与燕尾槽导轨滑动配合，可调耳环的顶部设有一个连接耳环，所述可调耳环的高度可调。3.如权利要求2所述的一种座底式观测平台，其特征在于，可调耳环的具体结构采用螺杆与螺套的配合。4.如权利要求2所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述平台组件还包括导流管；所述平台基座为圆柱形结构，导流体的平面与平台基座的顶部同轴对接，平台基座的底部放置于压载锚的碟形安装槽内；所述压载锚上加工有轴向通孔a；所述导流体和平台基座上均加工有轴向通孔b，导流体和平台基座对接后，两个轴向通孔b组成一个轴向通道；所述导流管安装在所述轴向通道内，且该导流管与压载锚的轴向通孔a相通，形成液体流通通道。5.如权利要求4所述的一种座底式观测平台，其特征在于，在平台基座的底部与压载锚的碟形安装槽的槽底之间安装有两个以上减振阻尼器。6.如权利要求1-5任一项所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述平台基座的外圆周面加工有沿周向均匀分布的两个以上电缆安装槽，两个以上传感器分别一一对应放置于两个以上电缆安装槽内；传感器与控制单元之间的电缆套入若干段非金属管内，同时相邻的两个非金属管之间通过电缆展开机构连接，进而使得电缆可折叠成小段，并通过电缆
展开机构与绳索的配合安装于导流体的电缆安装槽内；电缆展开机构与主控舱内的控制单元电性连接，当座底式观测平台沉入海底时，声学释放器接受到母船控制单元发出的展开指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构，电缆展开机构接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构动作，解脱电缆展开机构与绳索的连接，电缆向导流体外部弹射并展开；展开后的电缆末端的传感器位于导流体外部，采集导流体外部的海洋监测数据。7.如权利要求6所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述电缆展开机构采用橡胶联轴器。8.如权利要求2-4任一项所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述导流体的顶部上加工有两个圆柱形沉孔，每个圆柱形沉孔内各放置有一个声学释放器；且两个声学释放器分别与压载锚上的两个燕尾槽导轨的位置一一相对；所述解脱索的一端与一个声学释放器底部的连接部件连接，解脱索的另一端穿过平台基座，再顺序穿过两个可调耳环顶部的连接耳环后，与另一个声学释放器底部的连接部件连接；其中，解脱索末端设有耳环，通过耳环与声学释放器底部的连接部件连接，该连接部件闭合时，实现解脱索与声学释放器的可靠连接，该连接部件开启时，实现解脱索与声学释放器的连接解除；声学释放器接收到母船控制单元给发出的回收指令后，将该回收指令传输到主控舱内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器的连接部件开启，声学释放器与解脱索解除连接，解脱平台基座与压载锚之间的联系，在导流体浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面。9.如权利要求1-5任一项所述的一种座底式观测平台，其特征在于，所述导流体的顶部上加工有一个以上圆柱形沉孔，每个圆柱形沉孔各放置有一个通信浮标；每个通信浮标的底部中心设有左旋螺母，在通信浮标顶部的外圆周面设有一圈浮力结构，所述浮力结构选用玻璃微浮体材料制作；每个所述通信浮标的正下方均安装有一个电机释放装置，其中，所述电机释放装置安装在平台基座内，电机释放装置的输出轴同轴连接有一个螺杆，所述螺杆与通信浮标底部中心的左旋螺母螺纹配合；所述通信浮标被周向限位，当电机释放装置工作时，螺杆转动，推动左旋螺母与通信浮标上移，进而使得通信浮标与导流体脱离；声学释放器接受到母船控制单元发出的释放通信浮标的指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标的指令给电机释放装置，电机释放装置接收到释放通信浮标的指令后，电机释放装置工作，推动通信浮标脱离导流体，通信浮标在自身浮力的作用下升至水面与岸基控制单元或母船控制单元进行数据传输。10.一种座底式观测平台的布放回收方法，基于权利要求1-9任一项的座底式观测平台，其特征在于，该方法的具体步骤如下：步骤一，准备阶段：步骤1-1，将船速调节到节以下，逆流航行；步骤1-2，将压载锚上固连的布放绳与布放用途的机械释放器连接，且机械释放器与船载悬臂吊车上的吊钩相连；步骤1-3，缓慢启动船载悬臂吊车，通过吊钩、机械释放器和布放绳吊载座底式观测平台，待座底式观测平台离开地面时，将座底式观测平台放置于在平台放置架上，此时，压载
锚朝上；步骤二，布放阶段：步骤2-1，当船航行到指定海域时，由船载悬臂吊车携带着座底式观测平台旋转至后甲板外；步骤2-2，待座底式观测平台稳定后，缓慢的将座底式观测平台放入水中；步骤2-3，由后甲板操作人员观察海面情况符合要求后，通过控制机械释放器释放座底式观测平台；步骤2-4，座底式观测平台入海后，由于压载锚朝上，座底式观测平台浮心在下，重心在上，座底式观测平台自然翻转，使得压载锚朝下并下沉；步骤三，工作及回收阶段：步骤3-1，座底式观测平台到达海床后，母船控制单元给声学释放器发出展开指令，声学释放器接受到该展开指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出展开电缆的指令给电缆展开机构，电缆展开机构接收到该展开电缆的指令后，电缆展开机构动作，解脱电缆展开机构与绳索的连接，电缆向导流体外部弹射并展开；展开后的电缆的传感器位于导流体外部，采集导流体外部的海洋监测数据，并传输给主控舱内的控制单元；同时主控舱内的控制单元将接收到的海洋监测数据传输给通信浮标；步骤3-2，达到观测的设定时间后，母船控制单元给声学释放器发出释放通信浮标的指令，声学释放器接受到该释放通信浮标的指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元发出释放通信浮标的指令给任一个电机释放装置，电机释放装置接收到释放通信浮标的指令后，电机释放装置工作，推动对应的一个通信浮标脱离导流体，该通信浮标在自身浮力的作用下升至水面，将采集到的海洋监测数据传输给岸基控制单元或母船控制单元；步骤3-3，重复步骤3-2，直到将所有的通信浮标均释放后，母船控制单元给声学释放器发出回收指令，声学释放器接收到该回收指令后，传输到主控舱内的控制单元，控制单元控制两个声学释放器的连接部件开启，声学释放器与解脱索解除连接，解脱平台基座与压载锚之间的联系，在导流体浮力的作用下，平台组件及其携带的海底观测设备上升至水面；步骤3-4，船上操作人员借用打捞绳或打捞钩挂接平台组件，将其打捞到船甲板上。

技术总结
本发明公开了一种座底式观测平台及其布放回收方法，该观测平台包括压载锚组件及安装在压载锚组件上的平台组件；压载锚组件用于在观测平台入水时，将平台组件平稳地带入海床；平台组件包括：海底观测设备、导流体、平台基座、声学释放器及通信浮标；本发明采用模块化与内嵌式相结合的设计思想，能够保证座底式观测平台入水后，使压载锚平稳的将沉入海底，能够适应海洋恶劣的海洋环境，且在完成工作周期后需回收时，将观测平台上的海底观测设备浮出水面。水面。水面。


技术研发人员：孙畅 赵治平 邵成 段素平 提文猛
受保护的技术使用者：宜昌测试技术研究所
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/5/10