本實用新型涉及一種深海攝像系統(tǒng)，具體涉及一種深海拖曳式攝像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的深海攝像拖曳式系統(tǒng)完全無動力源，行走主要是通過科考船進行牽引，拖曳體的速度與船速相近。此種結(jié)構(gòu)無法觀測到海底地形全貌，經(jīng)常與海底發(fā)生撞擊而損壞系統(tǒng)。與此同時，當(dāng)拖曳體觀測具有科學(xué)考察價值的地形、礦物質(zhì)、微生物時，無法讓拖曳式系統(tǒng)靜止停留，作進一步更加細致的觀測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種即可自主行走調(diào)整避免與障礙物發(fā)生碰撞，又可懸停進行觀測的深海拖曳式攝像系統(tǒng)。

本實用新型提供的這種深海拖曳式攝像系統(tǒng)，包括拖曳體及安裝于其上的攝像頭、深海照相機及深海照明燈和高度計。所述拖曳體上還布置有液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)和動力執(zhí)行元件，動力執(zhí)行元件使整個系統(tǒng)可自主行走調(diào)整位置和懸停。

所述拖曳體包括上下依次布置的承重頭、連接架和安裝平臺，連接架包括連接圈及連接于其上的若干上連接構(gòu)件和下連接構(gòu)件，承重頭、連接圈和安裝平臺平行布置，連接圈的尺寸依次大于安裝平臺和承重頭的尺寸，上連接構(gòu)件和下連接構(gòu)件的另一端分別與承重頭和安裝平臺連為一體。所述承重頭、連接圈和安裝平臺的形狀均為圓形，三者共軸線中心線布置，承重頭與連接圈之間的距離大于連接圈與安裝平臺之間的距離，這樣利于拖曳體更好的沉入海底。

所述下連接構(gòu)件包括四組連接板，均布于所述安裝平臺和連接圈的周向之間，每組連接板有兩塊分別連接于所述連接圈的厚度方向內(nèi)側(cè)和外側(cè)；所述上連接構(gòu)件包括四組與下連接構(gòu)件相同的連接板和四根圓桿，連接板在連接圈上的連接位置與下連接構(gòu)件對應(yīng)，四根圓桿布置于相鄰的兩組連接板之間。下連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及布置一方面可保證安裝平臺的受力性能，另一方面便于在其上安裝固定攝像頭和深海照明燈。上連接構(gòu)件的整體受力大于下連接構(gòu)件，所以將上連接構(gòu)件再增加圓桿以滿足其受力性能。

所述液壓系統(tǒng)包括油箱、電機-泵系裝配體、閥箱、液壓馬達、油缸；電機-泵系裝配體作為液壓系統(tǒng)的驅(qū)動元件，液壓馬達和油缸分別作為液壓系統(tǒng)的動力輸出元件，閥箱內(nèi)布置有液壓閥；所述控制系統(tǒng)的電子元器件布置于控制桶內(nèi)，液壓閥的不同工作方式通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)，通過液壓閥的不同工作方式來實現(xiàn)液壓馬達和油缸的不同工作狀態(tài)。

所述動力執(zhí)行元件為螺旋槳，其動力提供為所述液壓馬達，所述連接圈的周向外側(cè)均布有若干用于布置螺旋槳的安裝座。

所述連接圈的周向外側(cè)均布有四個所述安裝座。四個螺旋槳的均布使整個系統(tǒng)可穩(wěn)定的懸停及快捷的自主上下前后左右調(diào)整位置。

所述下連接構(gòu)件的每組連接板上分別布置有一組攝像頭和深海照明燈，攝像頭與水平面之間的夾角為45度；各組攝像頭和深海照明燈的布置沿順時鐘或者逆時鐘方向，以利于觀察比較寬區(qū)域的海底地形與地貌及發(fā)現(xiàn)較寬區(qū)域內(nèi)的障礙物。

所述深海照相機安裝于所述油缸的活塞桿頭部，使深海照相機可上下運動，這樣在拖行時照相機處于系統(tǒng)內(nèi)部免于與障礙物發(fā)生碰撞意外，在懸停拍攝時能伸出系統(tǒng)外做更細致的觀測。深海照相機的附近布置有深海照明燈，以使照相機能有更清晰的觀測效果。

本系統(tǒng)還包括壓力補償器，所述閥箱、油箱和控制桶內(nèi)分別充滿液壓油，閥箱和油箱分別與壓力補償器連通以避免箱體因受擠壓而變形，控制桶的桶壁連接有彈簧復(fù)位油缸用于控制桶補償，控制桶內(nèi)的電子元器件要求均有耐壓能力。

本實用新型在拖曳體上安裝液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)和動力執(zhí)行元件，通過液壓系統(tǒng)給動力執(zhí)行元件提供動力，動力執(zhí)行元件工作使整個系統(tǒng)實現(xiàn)自主行走調(diào)整位置和懸停。自主行走調(diào)整位置可在拖行過程中避開障礙物，避免發(fā)生碰撞意外而損壞設(shè)備，懸停配合自主行走調(diào)整位置可對懸停處周圍進行細致的觀測。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例提供的這種深海拖曳式攝像系統(tǒng)，包括拖曳體1、電機-泵系裝配體2、閥箱3、壓力補償器4、液壓馬達5、螺旋漿6、油缸7、攝像頭8、深海照明燈9、高度計10、控制桶KZT、深海照相機ZXJ。

拖曳體1包括上下依次布置的承重頭11、安裝平臺12和由連接圈13及連接于其上的上連接構(gòu)件14和下連接構(gòu)件15圍成的連接架。承重頭11、連接圈13和安裝平臺12平行布置，連接圈13的尺寸依次大于安裝平臺12和承重頭11的尺寸，上連接構(gòu)件14和下連接構(gòu)件15的另一端分別與承重頭11和安裝平臺12連為一體。承重頭11、連接圈13和安裝平臺12的形狀均為圓形，三者共軸線中心線布置，承重頭11與連接圈13之間的距離大于連接圈13與安裝平臺12之間的距離。

下連接構(gòu)件15包括四組連接板，均布于安裝平臺12和連接圈3的周向之間，每組連接板有兩塊分別連接于連接圈13的厚度方向內(nèi)側(cè)和外側(cè)。上連接構(gòu)件14包括四組與下連接構(gòu)件15相同的連接板和四根圓桿，連接板在連接圈13上的連接位置與下連接構(gòu)件15對應(yīng)，四根圓桿布置于相鄰的兩組連接板之間。下連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及布置一方面可保證安裝平臺的受力性能，另一方面便于在其上安裝固定攝像頭和深海照明燈。上連接構(gòu)件的整體受力大于下連接構(gòu)件，所以將上連接構(gòu)件再增加圓桿以滿足其受力性能。

拖曳體的上述結(jié)構(gòu)使其外形類似于飛碟，在保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和受力性能的同時可減小其在海水中運動的阻力。

電機-泵系裝配體2、閥箱3、液壓馬達5、油缸7和油箱（圖中未單獨示意出，包含在電機-泵裝配體中）組成液壓系統(tǒng)。電機-泵系裝配體2作為液壓系統(tǒng)的驅(qū)動元件，液壓馬達5和油缸7分別作為液壓系統(tǒng)的動力輸出元件，閥箱3內(nèi)布置有液壓閥，控制桶KZT內(nèi)布置有用于控制液壓閥不同工作方式的控制系統(tǒng)，通過液壓閥的不同工作方式來實現(xiàn)液壓馬達和油缸的不同工作狀態(tài)。

閥箱3和油箱分別與壓力補償器4連通以避免箱體因受擠壓而變形，控制桶KZT的桶壁連接有彈簧復(fù)位油缸用于壓力補償（圖中未示意出），控制桶內(nèi)的電子元器件要求均有耐壓能力。

螺旋槳6作為動力執(zhí)行元件，其動力提供為液壓馬達5，在連接圈13的周向外側(cè)均布有四個用于安裝螺旋槳6的安裝座。四個螺旋槳的均布使整個系統(tǒng)可穩(wěn)定的懸停及快速的自主上下前后左右調(diào)整位置。

下連接構(gòu)件15的每組連接板上分別布置有一組攝像頭8和深海照明燈9，攝像頭8與水平面之間的夾角為45度，各組攝像頭8和深海照明燈9的布置沿順時鐘或者逆時鐘方向，以利于觀察比較寬區(qū)域的海底地形與地貌及發(fā)現(xiàn)較寬區(qū)域內(nèi)的障礙物。

深海照相機ZXJ安裝于油缸7的活塞桿頭部，使深海照相機可上下運動，這樣在拖行時照相機處于系統(tǒng)內(nèi)部免于與障礙物發(fā)生碰撞意外，在懸停拍攝時能伸出系統(tǒng)外做更細致的觀測。深海照相機ZXJ的附近也布置有深海照明燈9，以使深海照相機ZXJ能有更清晰的觀測效果。

攝像系統(tǒng)的拖曳體通過承重頭與科考船船體絞車上的光電復(fù)合纜相連接，通過科考船甲板布放設(shè)備專用的A架下放至深海底，當(dāng)高度計10感應(yīng)到攝像系統(tǒng)與海底距離在10米左右時停止下放。光電復(fù)合電纜既能承受拉力又能進行通訊和電力傳輸。

具體原理如下：在攝像系統(tǒng)被科考船拖行的過程中，液壓系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，深海照相機處于拖曳體內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況時，甲板操作員需啟動拖曳體液壓系統(tǒng)：當(dāng)拖行中觀測到有障礙物時，操控員啟動液壓系統(tǒng)，通過螺旋槳的工作使攝像系統(tǒng)上下左右前后自主行走調(diào)整位置以避開障礙物；當(dāng)遇到有價值的觀測數(shù)據(jù)時，操作人員在啟動液壓系統(tǒng)的同時使科考船停止前行，螺旋槳開始工作，使整個攝像系統(tǒng)處于懸停狀態(tài)對周圍進行觀測，根據(jù)需要可通過油缸活塞桿的運動來使深海照相機的高度位置發(fā)生變化，還可以通過螺旋槳的運動改變整個攝像系統(tǒng)的懸停方位，以便更清晰的觀測周圍環(huán)境，記錄觀測數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)還可以根據(jù)需要搭載深海探測裝置，如CTD等。