本發(fā)明屬于水下測量，具體而言，涉及一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置。
背景技術：
1、海底沉積物的聲學特性對于海底地質構造、沉積物物理特性、海洋聲傳播等方面的研究至關重要，油氣資源的勘探、深海資源的開發(fā)、地質工程的評估等方面發(fā)揮著重要作用。
2、目前，針對海底沉積物聲學特性的測量，主要有兩種，一是實驗室測量，二是原位測量。實驗室測量，即海底取樣后帶回實驗室進行測量，過程中可能會破壞沉積物原有的結構等，實際測量數(shù)據(jù)誤差較大；原位測量直接在海底進行，無需取樣，完整保留了沉積物的自然狀態(tài)，測量結果誤差較小。現(xiàn)有的原位測量儀器通常需要絞纜機或是利用自身重力進行投放，儀器通常較為龐大、沉重，且耗費人力，需要測量敏感海域信息時可能會受到干擾無法完成。
3、基于自主水下航行器（又稱auv）的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，能夠靈活地裝載在各類型號的自主水下航行器（又稱auv）上，在不影響其正常作業(yè)任務的前提下，利用空閑時間完成對海底沉積物的測量，具有使用靈活、安裝便捷等特點。然而目前相關的技術的主要應用，對于海底沉積物聲學原位測量與自主水下航行器（又稱auv）相結合的研究仍較少。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，能夠將海底沉積物聲學原位測量裝置與自主水下航行器結合在一起，體積小，使用靈活便捷。
2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
3、本發(fā)明提供一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其中，包括安裝架和耐壓艙、電動缸和發(fā)射換能器，安裝架頂部用于安裝自主水下航行器，底部用于安裝測量裝置，耐壓艙固定安裝在安裝架的底部，用于為測量裝置供電和與外部通信，電動缸與安裝架的底部固定連接，位于耐壓艙的兩側，用于接收耐壓艙的信號并在自主水下航行器空閑時對需探測的沉積物時深入沉積物內部進行探測，發(fā)射換能器位于安裝架底部，與安裝架固定連接，用于發(fā)射信號。
4、在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置還可以做如下改進:
5、其中，安裝架包括坐底支架、安裝基座和抱箍環(huán)，坐底支架為前后排列的兩個圓環(huán)形結構，用于為測量裝置的整個體結構提供支撐結構，安裝基座為平板形結構，位于坐底支架的內部上方，用于安裝耐壓艙、電動缸和發(fā)射換能器，坐底支架的頂部設有兩個抱箍環(huán)，用于安裝固定自主水下航行器。
6、進一步的，電動缸包括兩組，分別安裝在安裝基座的前后兩側，每個電動缸由兩部分組成，分別包括電機、多級伸縮機構和探針，多級伸縮機構底部的電動缸底座安裝在安裝基座上，與安裝基座固定連接，電動缸底座底部一側固定連接有多級伸縮機構，另一側固定連接有電機，電機用于控制多級伸縮機構的伸縮；探針位于多級伸縮機構的頂端，與多級伸縮機構固定連接。
7、進一步的，多級伸縮機構包括多級套筒和傳動螺桿，多級套筒包括一級套筒和二級套筒，一級套筒固定安裝在電動缸底座上，內部設有二級套筒，二級套筒的外壁通過滑軌與一級套筒活動連接，二級套筒的內壁設有螺紋結構，二級套筒的內部設有傳動螺桿，傳動螺桿包括主動螺桿和從動螺桿，主動螺桿為實心圓柱結構，頂部安裝在電動缸底座上，與電動缸底座轉動連接，主動螺桿通過外壁頂部的齒輪與電機輸出軸的齒輪嚙合，從動螺桿為空心圓柱結構，從動螺桿的內外壁均設有螺紋，從動螺桿內壁的螺紋與主動螺桿外壁的螺紋相契合，外壁的螺紋與二級套筒內壁的螺紋相契合。
8、進一步的，探針位于二級套筒的底部，與二級套筒固定連接，用于對海底沉積物進行探測；探針的底部設有接收換能器，用于接收信號。
9、進一步的，耐壓艙為膠囊狀結構，安裝在安裝基座的底部，包括兩個供電電池和電子組，耐壓艙用于為聲學原位測量裝置供電，電子組內部設有控制模塊和通信模塊，用于接收指令和控制電機轉動。
10、進一步的，坐底支架的內部還設有兩個浮體模塊，兩個浮體模塊左右排列在坐底支架的兩側，與坐底支架固定連接，用于平衡整體的重力與浮力，減少對自主水下航行器正常作業(yè)的影響。
11、進一步的，耐壓艙通過圓環(huán)形連接部件與安裝基座固定連接，耐壓艙的中央與圓環(huán)形連接部件焊接，圓環(huán)形連接部件與安裝基座通過螺栓連接。
12、進一步的，電動缸的底部與直角形連接板的一端焊接，另一端通過螺栓與安裝基座固定連接。
13、進一步的，探針的表面為樹形結構。
14、與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明提供的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置的有益效果是：本發(fā)明的基于自主水下航行器（auv）的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其工作開始前需通過抱箍環(huán)將整個海底沉積物原位測量裝置安裝在自主水下航行器（auv）底部，在其主要任務的空閑時間隨自主水下航行器（auv）潛到海底，在坐底支架的支撐下坐于海底。開始作業(yè)時，數(shù)據(jù)通信模塊接收到自主水下航行器（auv）發(fā)送的指令，接收到指令后，控制模塊對電動缸側壁的電機發(fā)出指令，電機推動馬達開始工作，通過齒輪正向轉動使主動螺桿產生開始轉動，推動從動螺桿轉動并向下移動，二級套筒通過螺紋與從動螺桿同步運動，探針通過螺紋與二級套筒同步運動，從而將探針貫入海底沉積物，同理，待測量完成后，控制模塊再次對電動缸側壁的電機發(fā)出指令，電機推動馬達開始工作，通過齒輪反向轉動使主動螺桿開始轉動，推動從動螺桿轉動并向上移動，二級套筒通過螺紋與從動螺桿同步運動，探針通過螺紋與二級套筒也同步運動，從而將貫入海底沉積物的探針收回，通過數(shù)據(jù)通信模塊進行臨時數(shù)據(jù)處理，測量結束。自主水下航行器（auv）接收到數(shù)據(jù)通信模塊發(fā)送的測量任務完成的指令后，結束坐底，啟動航行繼續(xù)其他作業(yè)任務。這種基于自主水下航行器（auv）的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置可以將原位測量與自主水下航行器（auv）相結合，實現(xiàn)海底沉積物特性的快速、便捷測量。
1.一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，包括安裝架和耐壓艙、電動缸和發(fā)射換能器，安裝架頂部用于安裝自主水下航行器，底部用于安裝測量裝置，耐壓艙固定安裝在安裝架的底部，用于為測量裝置供電和與外部通信，電動缸與安裝架的底部固定連接，位于耐壓艙的兩側，用于接收耐壓艙的信號并在自主水下航行器空閑時對需探測的沉積物時深入沉積物內部進行探測，發(fā)射換能器位于安裝架底部，與安裝架固定連接，用于發(fā)射信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，安裝架包括坐底支架、安裝基座和抱箍環(huán)，坐底支架為前后排列的兩個圓環(huán)形結構，用于為測量裝置的整體結構提供支撐結構，安裝基座為平板形結構，位于坐底支架的內部上方，用于安裝耐壓艙、電動缸和發(fā)射換能器，坐底支架的頂部設有兩個抱箍環(huán)，用于安裝固定自主水下航行器。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，電動缸包括兩組，分別安裝在安裝基座的前后兩側，每個電動缸由兩部分組成，分別包括電機、多級伸縮機構和探針，多級伸縮機構底部的電動缸底座安裝在安裝基座上，與安裝基座固定連接，電動缸底座底部一側固定連接有多級伸縮機構和探針，另一側固定連接有電機，電機用于控制多級伸縮機構的伸縮；探針位于多級伸縮機構的頂端，通過螺紋與多級伸縮機構固定連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，多級伸縮機構包括多級套筒和傳動螺桿，多級套筒包括一級套筒和二級套筒，一級套筒固定安裝在電動缸底座上，內部設有二級套筒，二級套筒的外壁通過滑軌與一級套筒活動連接，二級套筒的內壁設有螺紋結構，二級套筒的內部設有傳動螺桿，傳動螺桿包括主動螺桿和從動螺桿，主動螺桿為實心圓柱結構，頂部安裝在電動缸底座上，與電動缸底座轉動連接，主動螺桿通過外壁頂部的齒輪與電機輸出軸的齒輪嚙合，從動螺桿為空心圓柱結構，從動螺桿的內外壁均設有螺紋，從動螺桿內壁的螺紋與主動螺桿外壁的螺紋相契合，外壁的螺紋與二級套筒內壁的螺紋相契合。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，探針位于二級套筒的底部，與二級套筒固定連接，用于對海底沉積物進行探測；探針的底部設有接收換能器，用于接收信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，耐壓艙為膠囊狀結構，安裝在安裝基座的底部，包括兩個供電電池和電子組，耐壓艙用于為聲學原位測量裝置供電，電子組內部設有控制模塊和通信模塊，用于接收指令和控制電機轉動。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，坐底支架的內部還設有兩個浮體模塊，兩個浮體模塊左右排列在坐底支架的兩側，與坐底支架固定連接，用于平衡整體的重力與浮力，減少對自主水下航行器正常作業(yè)的影響。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，耐壓艙通過圓環(huán)形連接部件與安裝基座固定連接，耐壓艙的中央與圓環(huán)形連接部件焊接，圓環(huán)形連接部件與安裝基座通過螺栓連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，電動缸的底部與直角形連接板的一端焊接，另一端通過螺栓與安裝基座固定連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種基于自主水下航行器的坐底式海底沉積物聲學原位測量裝置，其特征在于，探針的表面為樹形結構。