[0001] 本发明涉及一种用于搭载侧扫声纳的连接装置 及其工作方法， 可用于造船、 航海 和海洋探测等工程， 属于船舶与海洋工程技术领域。

背景技术

[0002] 侧扫声纳在水中工作时， 通常都需要安装在某种支架上， 通过支架的运动来携带侧 扫声纳进行探测工作。 侧扫声纳在水中会受到风、 浪、 流等环境因素干扰， 使侧扫声纳的工 作姿态发生变化， 从而影响侧扫声纳探测精度和测量效果。 如何确保侧扫声纳在水中处在最 佳探测角度， 如何固定或调整侧扫声纳的工作姿态， 是关键技术问题。

[0003] 目前尚缺乏能够有效地搭载侧扫声纳的机构或 装置， 还是采用软绳、 钢丝绳或链条 来连接侧扫声纳， 侧扫声纳自由漂浮在水中， 有绳牵引着运动。 这样的连接方式问题在于对 侧扫声纳工作姿态约束弱， 在海洋环境干扰下， 侧扫声纳的位置姿态会随机发生变化， 使得 侧扫声纳在水中不能保持最佳的探测角度， 造成探测精度和测量效果失真。 所以， 采用现有 的连接侧扫声纳方式不能满足实际工程测量要 求， 需要一种新的有效搭载装置来连接侧扫声 纳， 以确保侧扫声纳能有效地抵御海上环境干扰， 侧扫声纳能始终保持在最佳的测量工作角 度和位置姿态上， 提高侧扫声纳的探测精度。

[0004] 因此， 本发明是针对这种特殊海洋测量工程需求， 发明研制了搭载侧扫声纳的装置 和方法。 本装置能方便、 快速搭载或卸载侧扫声纳； 机构设计巧妙， 具有万向调节功能， 能 够有效地控制侧扫声纳姿态位置； 本搭载装置充分考虑了侧扫声纳的重量， 以及海上风、 浪、 流等环境力的荷载， 采用了特殊的断面结构形式和多种加强技术， 确保搭载装置具有足 够的强度、 刚度和抗扭性能； 本搭载装置可以悬挂在岸边、 船体舷侧或船尾部， 可以随船舶 航行牵引侧扫声纳在最佳工作姿态进行探测测 量。

发明内容

[0005] 本发明提供一种用于搭载侧扫声纳的连接装置 及其工作方法， 它可以简便地安装或 卸载侧扫声纳， 有效地抵御海上风、 浪、 流荷载作用， 自动补偿船舶运动对侧扫声纳影响， 既可以静止悬挂在码头岸边， 也可以悬挂在船舶舷边或船尾封板处， 随船舶航行牵引运动， 能够自适应调整侧扫声纳测量角度， 始终保持侧扫声纳处在最佳的位置姿态， 提高侧扫声纳 探测精度和测量效果。

[0006] 本发明采用的技术方案是： 一种用于搭载侧扫声纳的连接装置， 它主要包括吊架和 侧扫声纳， 所述吊架采用一个悬杆机构与一个挂架机构连 接， 所述侧扫声纳固定连接在挂架 机构的下部； 所述悬杆机构采用铰链连接依次把一个吊点单 元、 一个万向节和一个拉杆连接 在一起， 在拉杆的下端设有一个法兰盘； 所述挂架机构采用一个 z形横梁， 在 Z形横梁的二 端各设有一个支撑侧扫声纳的 u形钩， 在二个 U形钩的内侧各设有一个挂住侧扫声纳的垂向 倾斜拉钩； 所述法兰盘固定连接在 z形横梁的中央位置。

[0007] 所述吊点单元用一块三角形吊耳板和二块梨形 侧板采用工字形结构焊接在一块矩形 底板上， 在矩形底板的下部焊接二块眼板。

[0008] 所述万向节的二端设有互为 90度角的叉形结构。

[0009] 所述 Z形横梁由两块宽边板和两块窄边板构成， 两块宽边板折成 70 度角， 两块窄边 板分别与宽边板折成 90度角。

[0010] 所述 u形钩内底处设有支撑侧扫声纳底部的锥台形� �顶。

[0011] 本发明的有益效果是： 这种用于搭载侧扫声纳的连接装置包括悬杆机 构和挂架机构； 悬杆机构由吊点部件、 万向节、 垂直拉杆和法兰盘等组成； 挂架机构由 z形横梁、 抗扭抗弯 部件、 垂向紧固侧扫声纳部件、 轴向限位部件等组成。 侧扫声纳紧固在挂架机构上， 挂架机 构与悬杆机构通过六个装配螺孔螺栓紧固连接 。 整个装置设计巧妙， 结构简单， 安装与卸载 方便， 强度刚度高， 重量轻， 维护简单， 操作可靠度高， 能够有效地抵御海上风、 浪、 流荷 载干扰， 既可以悬挂在码头岸边， 也可以悬挂在船舶舷边或船尾封板处， 随船舶航行牵引运 动， 能够自适应调整侧扫声纳测量角度， 始终保持侧扫声纳处在最佳的位置姿态， 提高侧扫 声纳探测精度和测量效果。

附图说明

[0012 图 1是用于搭载侧扫声纳的连接装置的结构主视� �,

[0013 图 2是用于搭载侧扫声纳的连接装置的结构俯视� �,

[0014 图 3是用于搭载侧扫声纳的连接装置的结构侧视� �,

[0015 图 4是图 1中的 A1-A1视图。

[0016 图 5是图 1中的 B 1-B1视图。

[0017 图 6是图 1中的 C 1-C1视图。

[0018 图 7是图 2中的 A2-A2视图。

[0019 图 8是图 2中的 B2-B2视图。

[0020 图 9是图 2中的 C2-C2视图。

[0021 图 10是图 2中的 D2-D2视图。 [0022] 图 11是图 2中的 K2-K2视图。

[0023] 图 12是图 9中的 E2-E2视图。

[0024] 图 13是图 9中的 F向视图。

[0025] 图 14是图 10中的 M向视图。

[0026] 图中： 1、 吊耳板， 2、 侧板， 3、 底板， 4、 眼板， 5a、 第一螺栓， 5b、 第一螺母， 5c、 第一垫圈， 6、 万向节， 7a、 第二螺栓， 7 b、 第螺母， 7c、 第二垫圈， 8、 拉杆， 9、 法 兰盘， 9a、 法兰螺孔， 10、 侧扫声纳， 11、 Z 形横架， 12、 挂架螺孔， 13、 吊点眼板， 14、 大肘板， 15、 抗扭板， 16、 小肘板， 17、 拉钩， 18、 折边眼板， 19、 第三螺杆， 20、 第三螺 母， 21、 凹形导向板， 22、 U形钩， 23、 水平眼板， 24、 第四螺杆， 25、 第四螺母， 26、 垂 向止板， 27、 挡块， 28、 长方形幵口。

具体实施方式

[0027] 以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。

[0028] 图 1、 2、 3 示出了用于搭载侧扫声纳的连接装置的结构图 。 图中， 用于搭载侧扫声 纳的连接装置是由悬杆机构和挂架机构组成， 悬杆机构底部的法兰盘 9与挂架机构中线处对 应的挂架螺孔 12用螺栓紧固连接。

[0029] 悬杆机构由如下部件组成： 悬杆机构上端是吊点单元， 包括三角形吊耳板 1、 两块中 间扣掉减轻孔的梨形侧板 2和矩形底板 3， 它们焊接在一起形成吊点单元。 在矩形底板 3下 面垂直焊接两块矩形眼板 4， 它们连接一个空心管形万向节 6， 采用第一螺栓 5a、 第一螺母 5b和第一垫圈 5c方式连接 （图 4 )。 空心管形拉杆 8连接在空心管形万向节 6下方， 同样采 用第二螺栓 7a、 第二螺母 7b和第二螺垫圈 7c方式连接 （图 5 )。 法兰盘 9上有六个法兰螺 孔 9a (图 6 )， 法兰盘 9焊接在空心管形拉杆 8下端， 法兰盘 9上的六个法兰螺孔 9a与下述 挂架机构中的六个挂架螺孔 12对应。 空心管形拉杆 8的长度要根据侧扫声纳 10入水深度和 吊点位置来确定； 空心管形万向节 6能够提供两个方向角度旋转， 起到自适应调整空间角度 作用； 所有零件尖角处均需倒圆角。

[0030] 挂架机构 如下部件组成： Ζ形主横梁 11 由两块宽边板和两块窄边板构成， 两块宽 边板折成 70度角， 两块窄边板分别与宽边板折成 90度角， 70度折角是使侧扫声纳 10的工 作面达到最佳角度 （图 7 )。 在 Ζ形横梁 1 1水平面板的中心线处， 有六个挂架螺孔 12， 它们 与悬杆下端法兰盘 9上的六个法兰螺孔 9a对接， 并用螺栓紧固连接。 吊点眼板 13焊接在 Z 形横梁 11 中心线处的斜边面上， 吊点眼板 13上开圆形孔， 用作挂架机构与悬杆机构连接安 装时的辅助吊起点， 同时也可以作为系固挂架机构的用途 （图 10 )。 在挂架螺孔 12 两端的 Z形横梁 11下， 焊接两块垂直大肘板 14 (图 10 ) ; 在 Z形横梁 11下， 以中心线对称位置焊 接一定宽度的抗扭板 15 (图 11 ) ; 在 160度折边眼板 16处的 Z形横梁 1 1下， 悍接两块垂直 小肘板 16 (图 9 ) ; 大肘板 14、 抗扭板 15和小肘板 16组成抗扭、 抗弯或局部加强部件。 折 边眼板 16焊接在 Z形横梁 11上， 并开有螺栓孔； 垂向倾斜拉钩 17与第三螺杆 19焊接， 第 三螺杆 19穿过折边眼板 16的螺栓孔， 通过第三螺母 20调节拉钩 17的垂向位置； 凹形导向 板 21扣卡在拉钩 17臂上， 垂直于 Z形横梁 11斜边焊接， 凹形导向板 21对拉钩 17上下移 动， 起到导向作用； 侧扫声纳 10安装在挂架机构上的第一步是先挂在斜拉钩 17上； 在 Z形 横梁 11两端各设一个 U形钩 22， U形钩 22内底处有锥台形凸顶， 起支撑侧扫声纳 10底部 作用机构 （图 8 ) ; 水平眼板 23焊接在 Z形横梁 11两端的水平面板上， 水平眼板 23两端开 螺栓孔； U形钩 22上端各焊接第四螺杆 24, 第四螺杆 24穿过水平眼板 23的螺栓孔； 旋调 第四螺母 25 来调节 U形钩 22的垂向位置， 即调节侧扫声纳 10垂向高度位置 （图 8 ) ; 垂向 止板 26 又称端面板， 焊接在 Z形横梁 11 两端， 它与 U形钩 22 共同作用， 夹紧侧扫声纳 10； 拉钩 17、 U形钩 22和垂向止板 26等组成垂向紧固构件。 两块挡块 27卡住侧扫声纳 10 提环， 起到水平 （轴向） 限位侧扫声纳 10作用 （图 12、 13 )。 在 Z形横梁 11 中心线处， 下 直角窄折边处， 开一个长方形开口 28， 让侧扫声纳 10中心提环穿过 （图 14)。

[0031] 所述的一种用于搭载侧扫声纳的连接装置及其 工作方法采用的步骤如下：

( a ) 确定侧扫声纳 10工作水深；

( b ) 在码头岸边或船体侧面选择悬挂点位置， 确定悬杆机构上端吊点高度位置；

( c ) 组装悬杆机构， 调整万向节 6转角灵敏度， 用起吊设备把悬杆机构吊起成竖直状态；

( d ) 组装挂架机构， U形钩 22暂时不安装；

( e ) 用起吊设备， 钩住吊点眼板 13， 把挂架机构吊起略高于侧扫声纳 10断面高度即可；

( f ) 把侧扫声纳 10提环置于拉钩 17上， 通过第三螺母 20适当调节拉钩 17的垂向位置， 使拉钩 17能有效钩住侧扫声纳 10即可；

( g ) 在 Z形横梁 11 两端套上 U形钩 22， 通过第四螺杆 24提拉侧扫声纳 10， 直到侧扫声 纳 10断面上缘卡住垂向止板 26为止；

( h ) 再通过第三螺母 20继续调节拉钩 17的垂向位置， 使拉钩 17能购钩紧侧扫声纳 10拉 环；

( i ) 悬杆下端法兰盘 9上的六个法兰螺孔 9a与挂架机构中的六个挂架螺孔 12对齐， 并用 螺栓紧固连接；

( j ) 用起吊设备， 吊起搭载有侧扫声纳 10装置， 缓慢垂直放入测量水体中； ( k ) 卸载过程与上述装载过程相反， 不再赘述

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