专利名称：沉船水下综合姿态测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下监测技术，特别是涉及一种沉船水下综合姿态测量仪。
技术背景对沉没船只、失事舰艇水下姿态的准确掌握是制定救援、打捞方案的重要依据，而在 实际打捞作业中，限于水下环境的复杂性，要测量沉船的方向、横倾、纵倾，通常是采用 机械式倾斜仪对沉船水下姿态进行人工测量和大致估算，有时也通过声纳和水下电视等设 备对局部进行观察。利用声纳对目标姿态进行探测时，要求操作人员具有较强的专业知识 和丰富的判断经验，但即使如此也不能对目标方向、横纵倾等数据进行量化。如果需要了 解得更为详实， 一般由潜水员携带机械式倾斜仪下水对被测物体进行探摸。在这种情况下， 潜水员只能进行被测物体静态下的纵横倾测量，而由此根据不完全的测量数据及经验对被 测物体姿态做出的判断，显然是不准确的，并且难以量化，不能直观地反央沉船的监测和 打捞情况。在打捞的过程中，为了使沉船能按照预期的姿态和位置起浮，必须实时对沉船 起浮过程中包括航向、深度、倾斜在内的综合姿态进行测量监控，并以此为依据对水面浮 筒充、放气以及打捞缆等设备进行调节，才能顺利完成打捞任务。然而现有的打捞方式下， 根本无法掌握沉船基本状况，水面救援人员只能根据经验进行打捞，因而难以对打捞设备 进行过程调节，以控制沉船的起浮。另外，在进行大型水下工程施工和某些水下试验的过程中，为了掌握水下吊装物体是 否在其预期的角度位置，或者是否已安放到位，要求水面施工人员实时的对水面吊装设备 进行调节。为对水下吊装物的姿态进行快速反应及下一步施工方案制定和工程评价，也需 要获得其实时量化的水下综合姿态。同样，进行水下施工作业时，以往由于不能获得准确和量化的结构物水下姿态数据， 给施工和工程评价都带来了一定的困难。 发明内容本发明的目的是针对上述现有技术存在问题，提供一种新的沉船水下测量设备，该设 备能够对沉船水下姿态，以及在整个打捞或施工过程中进行全程三维实时监测。本发明因此提出了一种沉船水下综合姿态测量仪。该测量仪采用方向、姿态和深度测 量技术以及特殊的水下操控和安装结构，对沉船或结构物水下姿态以及在整个打捞和施工 过程中进行全程三维实时监测，不仅可以对沉船在水下的方向、深度、纵横倾数据进行测 量记录，也可以通过水下电缆将信号传至水面，通过计算机进行实时显示和记录，以便在 沉船打捞等水下作业过程中，为打捞作业方案的制定和整个过程控制提供依据和记录。本发明主要由水面控制部分和水下部分两部分组成。水上部分包括水面计算机、充电 适配器、信号电缆。水面计算机内置监控软件，通过信号电缆与充电适配器连接；水下部 分包括水下专用电缆、姿态测量仪主机、安装支架及磁吸盘。姿态测量仪主机通过安装支 架及磁吸盘，固定在被测沉船上，通过水下电缆与充电适配器连接。姿态测量仪主机主要 由水密壳体、信号采集及控制电路、传感器和开关组件构成。其中传感器通过信号线与信 号采集及控制电路连接。传感器所釆集的数据送给水密壳体内的信号采集及控制电路进行 处理，处理后的数据一路通过水下电缆传给水面计算机显示和记录， 一路在姿态测量仪主 机显示屏上显示。在进行沉船打捞作业时，将姿态测量仪主机接上水下专用电缆，由潜水员携带至沉船 指定位置，确定沉船的舰艏方向后，调整姿态测量仪主机的零位方向与船艏一致，利用安 装支架和磁吸盘将姿态测量仪主机吸附在沉船的甲板或其他与沉船水线面平行的建筑上， 潜水员开启姿态测量仪主机上的电源开关后即可返回。此时，水面操作人员可通过水面计 算机监控软件对沉船姿态进行实时监测、记录与控制，或将沉船的姿态测量数据作为控制 和反馈信号，接入打捞浮筒的充/放气装置，实现打捞过程的浮筒自动充放气，从而可大 大提高沉船打捞的效率和准确率。用于打捞过程中的姿态测量和记录时，本发明也可以不连接水下电缆，潜水员将姿态 测量仪主机根据沉船舰艏方向固定后，可直接在水下操作、记录和观测，同时还可以进行 时间调节、深度方位校准、显示设置等操作。用作水下吊装、管线布置等水下工程时，可在入水前将姿态测量仪主机接上水下电缆， 而后通过安装支架、吸盘安装在管道等吊装物体上，在施工过程中，水面可根据计算机监 测软件对吊装物体的姿态反馈，做出实时的调节。
图1为本发明沉船水下综合姿态测量仪系统组成原理图 图2为本发明沉船水下综合姿态测量仪系统结构原理图； 图3为本发明沉船水下综合姿态测量仪主机结构示意图。图1中1为安装有监控软件的计算机；2为信号电缆；3为充电适配器；4为水下专用电缆；5为姿态测量仪主机；6水下安装支架；图3中l为防水壳体，2为高亮显示屏，3为电源模块，4为传感器，5为信号采集 及控制电路，6为信号/电源端口， 7为电源开关，8为开关组件，9为状态指示灯。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明.参照图1，安装有监控软件的水面计算机1和姿态测量仪主机5分别通过信号电缆2、 水下电缆4与充电适配器3连接；充电适配器3装有转换器，为姿态测量仪主机5和水面 计算机l提供数据交换，接入外用电源后，可通过水下专用电缆4为姿态测量仪主机5进 行充/供电；安装支架6用于安置姿态测量仪主机5，通过磁吸盘等方式固定在沉船甲板上。参照图2，下位机系统CPU首先对深度传感器进行信号采集，并进行数字滤波、数据 转换等处理，得出实时深度数据；然后提取电子罗盘数据，数据转换后得出航向、横倾、 纵倾数据；进而整合数据，送至显示模块显示实时数据，并可以选择保存到存储器当中， 同时通过水下电缆将数据送至上位机软件，上位机软件进行数据显示，存储，编辑，波形 输出。充电适配器提供数据转换、电池充电及外电功能。参照图3，姿态测量仪主机主要由水密壳体l、高亮显示屏2、电源模块3、传感器4、 信号采集及控制电路5、信号/电源端口6、电源开关7、开关组件8和状态指示灯9组成。 其中水密壳体l由水密壳体上盖、水密壳体下盖及防水玻璃组成；信号采集及控制电路5、 电源模块3及状态指示灯9安装在水密壳体1中；传感器4安装在水密壳体1上，并与水 密壳体1用密封圈进行密封，其信号线与信号采集及控制电路5连接；信号/电源端口 6 接在信号采集及控制电路5上，提供信号交换和电源供给；电源开关7及开关组件8分别 用密封元件进行密封处理后安装在水密壳体1上，高亮显示屏2对应安装在水密壳体1防 水玻璃下面，用于显示姿态数值以及控制菜单等。本发明使用时，首先通信号电缆将水上计算机与充电适配器2连接，将姿态测量仪主 机5固定在安装支架6上，下水后将安装支架6平行吸附在沉船甲板上，使姿态测量仪主 机5方向与沉船方向保持一致，姿态测量仪主机5的横倾、纵倾、方向固定后与沉船保持 一致，再通过水下电缆4将姿态测量仪主机5与充电适配器2连接来。工作时，充电适配 器2将水下电缆4传来的数据通过信号电缆2传送至水面计算机1，水面计算机1上安装 有监控软件，通过监控软件控制姿态测量仪主机5实现存储、波形输出等操作，同时实时 显示姿态测量仪主机的横倾、纵倾、方向、深度等数据。
权利要求
1. 一种沉船水下综合姿态测量仪，包括一台水面计算机，其特征在于它还包括一台姿态测量仪主机、一个充电适配器，一个安装支架和一条水下专用电缆；所述水面计算机安装有监控软件，通过信号电缆与充电适配器连接；姿态测量仪主机通过安装支架固定在被监测沉船上，通过水下专用电缆与充电适配器连接。
2. 根据权利要求1所述综合姿态测量仪，其特征在于所述姿态测量仪主机主要由水密 壳体、信号采集及控制电路，传感器和开关组件构成，所述传感器通过信号线与信号采集及 控制电路连接。
3. 根据权利要求1所述综合姿态测量仪，其特征在于所述安装支架可通过磁吸盘固定 在被测沉船甲板上。
全文摘要
本发明公开了一种沉船水下综合姿态测量仪，用于沉船等水下全姿态测量。它主要由水面监控计算机、充电适配器、水下姿态测量仪主机、水下安装支架及水下专用电缆组成。水面计算机安装有监控软件，通过信号电缆与充电适配器连接；姿态测量仪主机通过安装支架固定在被测物体上，通过水下专用电缆与充电适配器连接。采用本发明可对沉船等的水下打捞过程进行动态监测，监测其水下姿态和所处水下深度，以控制打捞浮筒的充放气及吊放缆的调整，保证打捞工作的安全顺利进行。
文档编号B63C7/00GK101209749SQ20061016734
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者杨景华, 赵浩泉, 韦献宝, 黄明辉 申请人:中国船舶重工集团公司七五○试验场