一种矩阵式剖面观测系统

摘要

本发明公开一种矩阵式剖面观测系统，包括岸站系统、母弹系统和若干个子弹系统，岸站系统通过脐带缆与母弹系统连接，若干个子弹系统在释放前由母弹系统所携带；所述母弹系统包括母弹外壳，在母弹外壳的上部设置有系统控制舱，在母弹外壳的底部设置有导流罩，并在导流罩处设置有第一测量传感器，所有子弹系统沿母弹外壳的周圈均匀布置，在母弹外壳的中间部位设置有用于控制所有子弹系统同步释放的释放装置，在母弹外壳上对应设置子弹系统的位置处开设有方便子弹系统伸出母弹外壳的窗口。本发明提供了一种探测全海深空间区域数据的方法和装置，有效解决多个子弹系统同时释放的姿态统一性及同步性，提高了子弹系统测量数据的准确性。

权利要求

1.一种矩阵式剖面观测系统，其特征在于：包括岸站系统、母弹系统和若干个子弹系统，岸站系统通过脐带缆与母弹系统连接，若干个子弹系统在释放前由母弹系统所携带；

所述母弹系统包括母弹外壳，在母弹外壳的上部设置有系统控制舱，在母弹外壳的底部设置有导流罩，并在导流罩处设置有第一测量传感器，所有子弹系统沿母弹外壳的周圈均匀布置，在母弹外壳的中间部位设置有用于控制所有子弹系统同步释放的释放装置，在母弹外壳上对应设置子弹系统的位置处开设有方便子弹系统伸出母弹外壳的窗口；

所述释放装置包括释放电机、螺纹连杆、支撑杆、多连杆组合机构和支架；

释放电机的转轴通过联轴器与螺纹连杆的一端传动连接，螺纹连杆的另一端设置有轴承，所述轴承固定在支撑杆的一端，在螺纹连杆上设置有牵引托盘；

所述支架包括顶板、底板和连接在顶板和底板之间的若干个竖直定位杆，所述支撑杆的另一端与底板固定连接；所述释放电机安装在固定托盘上，竖直定位杆依次从固定托盘和牵引托盘中穿过；

所述多连杆组合机构包括若干个连杆组，每一连杆组对应一个子弹系统的释放；所述连杆组包括连动杆、第一平行杆、第二平行杆和连接杆，连动杆的一端与牵引托盘铰接，连动杆的另一端与第一平行杆的中间位置铰接，第一平行杆的一端铰接在电磁罩上，第一平行杆的另一端铰接在支撑杆上，第二平行杆的一端铰接在固定环上，第二平行杆的另一端铰接在支撑杆上，第一平行杆和第二平行杆相互之间平行布置，子弹系统从固定环中穿过，子弹系统的顶部与电磁罩固定，所述连接杆连接在第一平行杆与电磁罩的铰接点和第二平行杆与固定环的铰接点之间；

所述第一测量传感器、电磁罩和释放电机均与控制舱连接；

所述子弹系统包括子弹壳体，在子弹壳体的中上部设置有观测系统主体段，在子弹壳体的下部设置有多级抛载段；

所述多级抛载段包括一级抛载支架、二级抛载段体和抛载电机，所述一级抛载支架包括第一圆形板体，在第一圆形板体的底部周边间隔设置有连接杆，所有连接杆呈放射状，在所有连接杆的末端连接一固定环，在第一圆形板体的顶部两边设置有定位销柱，在第一圆形板体的中心设置有第一螺纹孔；

所述二级抛载段体包括第一圆形外筒，在第一圆形外筒的底部设置有第二圆形板体，第二圆形板体与第一圆形板体同心设置，在第二圆形板体的中心设置有第二螺纹孔，在第二圆形板体上还设置有与定位销柱相配合的第一定位孔，定位销柱插入第一定位孔中；在第一圆形外筒的内部设置有方形扁平固定块，在方形扁平固定块的两侧设置有圆形套筒，在圆形套筒中设置有第二测量传感器，在方形扁平固定块的中心设置有第一轴孔，在方形扁平固定块的顶部两端设置有第二定位孔；

所述抛载电机包括电机主体和电机转轴，在电机主体的下方设置有定位圆盘，在定位圆盘上且正对第二定位孔的位置处设置有第三定位孔，在第二定位孔和第三定位孔中插入有定位销轴，在定位圆盘的中心且正对第一轴孔处设置有第二轴孔；电机转轴与传动轴套通过花键连接，传动轴套包括一加长轴，加长轴依次穿过第二轴孔和第一轴孔，在加长轴的底端设置有外螺纹，加长轴插入第二螺纹孔和第一螺纹孔中，分别与第二圆形板体和第一圆形板体螺纹连接；在加长轴的顶端设置有托盘，在电机主体和托盘之间设置有缓冲弹簧；

所述抛载电机设置在观测系统主体段的底部，在观测系统主体段上设置有通讯耐压舱、存储控制舱、浮体、阻尼刷和天线，所述第二测量传感器通过光纤连接存储控制舱，存储控制舱分别与通讯耐压舱和抛载电机连接，通讯耐压舱连接天线，所述浮体包裹在通讯耐压舱和存储控制舱的外部，阻尼刷设置在浮体的上部；

所述通讯耐压舱与岸站系统无线通讯连接；

所述第一测量传感器和第二测量传感器均包括CTD传感器、MEMS传感器和海流计；

所述电磁罩设置为凹槽罩形状，电磁罩的内部布设有电磁线圈，电磁罩的中心设置有穿孔，子弹系统的顶部设置有天线，子弹系统的顶部插入电磁罩中，天线从穿孔中穿出，在子弹系统的顶部还设置有与电磁罩相配合的金属段体；

在抛载电机、通讯耐压舱和存储控制舱的外部设置有第二圆形外筒，第二圆形外筒与第一圆形外筒的外径相等；在第二圆形外筒上还设置有深度传感器，深度传感器与存储控制舱连接。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵式剖面观测系统，其特征在于：所述子弹系统共设置四个，所述多连杆组合机构包括四个连杆组，四个连杆组对应四个子弹系统的释放，四个连杆组所包括的连动杆的一端均连接在牵引托盘上，四个连杆组所包括的第一平行杆和第二平行杆的其中一端均连接在支撑杆上。

3.根据权利要求1所述的一种矩阵式剖面观测系统，其特征在于：所述电机转轴的截面呈D字形，所述传动轴套的中心设置有与电机转轴相配合的D形槽，电机转轴插入D形槽中。

4.根据权利要求1所述的一种矩阵式剖面观测系统，其特征在于：所述母弹系统的尾部设置有提拉锁，在脐带缆和提拉锁之间连接有橡皮缆。

说明书

一种矩阵式剖面观测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋观测领域，具体地说是涉及一种全海深矩阵式剖面观测系统。

背景技术

[0002] 目前对海洋的探测不再单一一个系统进行工作，尤其是对海洋垂直剖面探测。传统的剖面仪等设备探测海洋数据都是单一垂直平面，所测量数据无法进行对比分析，会存在偶然数据，对后面数据分析造成较大的误差，所以更多科学家或科研人员更想要得到垂直剖面全海深整个区域范围同时间的数据，这时就需要母体携带子体组成矩阵式剖面观测系统进行探测。子体系统相对母体系统体积较小，上流层海况环境复杂子体系统直接进行矩阵式下抛会造成系统不稳定，所测量数据不准确。因此，目前矩阵式剖面观测系统在进行海洋观测时，上流层多是采用母体系统进行观测，当下潜至上流层以下后，再同步将子体系统释放，通过子体系统继续进行观测。

[0003] 然而现有矩阵式剖面观测系统多存在以下几个方面的问题：

[0004] 1、现有子体系统的释放多是通过机械臂从母体系统的腔室中推出，虽然机械臂的结构比较简单，但是这样结构破坏母体系统整体流线型，会影响母体系统下放稳定性，而且容易造成子体系统抛出后姿态不统一，不同步等一系列问题，进而影响测量数据的准确性，尤其是子弹测量数据时间和空间的同步性。

[0005] 2、子体系统在抵达海底后，子体系统底部部分段体常会插入或陷入泥沙中，此时单靠抛载重物块进行重浮力调节往往并不能实现设备上浮，因此常会存在子体系统不能有效回收的问题。

[0006] 3、现有母体系统常将CTD传感器和海流计等放置在顶部，系统在下潜过程中已经对所经过海域流体产生影响所以CTD传感器和海流计所测量的数据不是原始海域的数据，也就是说母体系统测量的数据是不准确的。

发明内容

[0007] 基于上述技术问题，本发明提供一种矩阵式剖面观测系统。

[0008] 本发明所采用的技术解决方案是：

[0009] 一种矩阵式剖面观测系统，包括岸站系统、母弹系统和若干个子弹系统，岸站系统通过脐带缆与母弹系统连接，若干个子弹系统在释放前由母弹系统所携带；

[0010] 所述母弹系统包括母弹外壳，在母弹外壳的上部设置有系统控制舱，在母弹外壳的底部设置有导流罩，并在导流罩处设置有第一测量传感器，所有子弹系统沿母弹外壳的周圈均匀布置，在母弹外壳的中间部位设置有用于控制所有子弹系统同步释放的释放装置，在母弹外壳上对应设置子弹系统的位置处开设有方便子弹系统伸出母弹外壳的窗口；

[0011] 所述释放装置包括释放电机、螺纹连杆、支撑杆、多连杆组合机构和支架；

[0012] 释放电机的转轴通过联轴器与螺纹连杆的一端传动连接，螺纹连杆的另一端设置有轴承，所述轴承固定在支撑杆的一端，在螺纹连杆上设置有牵引托盘；

[0013] 所述支架包括顶板、底板和连接在顶板和底板之间的若干个竖直定位杆，所述支撑杆的另一端与底板固定连接；所述释放电机安装在固定托盘上，竖直定位杆依次从固定托盘和牵引托盘中穿过；

[0014] 所述多连杆组合机构包括若干个连杆组，每一连杆组对应一个子弹系统的释放；所述连杆组包括连动杆、第一平行杆、第二平行杆和连接杆，连动杆的一端与牵引托盘铰接，连动杆的另一端与第一平行杆的中间位置铰接，第一平行杆的一端铰接在电磁罩上，第一平行杆的另一端铰接在支撑杆上，第二平行杆的一端铰接在固定环上，第二平行杆的另一端铰接在支撑杆上，第一平行杆和第二平行杆相互之间平行布置，子弹系统从固定环中穿过，子弹系统的顶部与电磁罩固定，所述连接杆连接在第一平行杆与电磁罩的铰接点和第二平行杆与固定环的铰接点之间；

[0015] 所述第一测量传感器、电磁罩和释放电机均与控制舱连接；

[0016] 所述子弹系统包括子弹壳体，在子弹壳体的中上部设置有观测系统主体段，在子弹壳体的下部设置有多级抛载段；

[0017] 所述多级抛载段包括一级抛载支架、二级抛载段体和抛载电机，所述一级抛载支架包括第一圆形板体，在第一圆形板体的底部周边间隔设置有连接杆，所有连接杆呈放射状，在所有连接杆的末端连接一固定环，在第一圆形板体的顶部两边设置有定位销柱，在第一圆形板体的中心设置有第一螺纹孔；

[0018] 所述二级抛载段体包括第一圆形外筒，在第一圆形外筒的底部设置有第二圆形板体，第二圆形板体与第一圆形板体同心设置，在第二圆形板体的中心设置有第二螺纹孔，在第二圆形板体上还设置有与定位销柱相配合的第一定位孔，定位销柱插入第一定位孔中；在第一圆形外筒的内部设置有方形扁平固定块，在方形扁平固定块的两侧设置有圆形套筒，在圆形套筒中设置有第二测量传感器，在方形扁平固定块的中心设置有第一轴孔，在方形扁平固定块的顶部两端设置有第二定位孔；

[0019] 所述抛载电机包括电机主体和电机转轴，在电机主体的下方设置有定位圆盘，在定位圆盘上且正对第二定位孔的位置处设置有第三定位孔，在第二定位孔和第三定位孔中插入有定位销轴，在定位圆盘的中心且正对第一轴孔处设置有第二轴孔；电机转轴与传动轴套通过花键连接，传动轴套包括一加长轴，加长轴依次穿过第二轴孔和第一轴孔，在加长轴的底端设置有外螺纹，加长轴插入第二螺纹孔和第一螺纹孔中，分别与第二圆形板体和第一圆形板体螺纹连接；在加长轴的顶端设置有托盘，在电机主体和托盘之间设置有缓冲弹簧；

[0020] 所述抛载电机设置在观测系统主体段的底部，在观测系统主体段上设置有通讯耐压舱、存储控制舱、浮体、阻尼刷和天线，所述第二测量传感器通过光纤连接存储控制舱，存储控制舱分别与通讯耐压舱和抛载电机连接，通讯耐压舱连接天线，所述浮体包裹在通讯耐压舱和存储控制舱的外部，阻尼刷设置在浮体的上部；

[0021] 所述通讯耐压舱与岸站系统无线通讯连接；

[0022] 所述第一测量传感器和第二测量传感器均包括CTD传感器、MEMS传感器和海流计。

[0023] 优选的，所述电磁罩设置为凹槽罩形状，电磁罩的内部布设有电磁线圈，电磁罩的中心设置有穿孔，子弹系统的顶部设置有天线，子弹系统的顶部插入电磁罩中，天线从穿孔中穿出，在子弹系统的顶部还设置有与电磁罩相配合的金属段体。

[0024] 优选的，所述子弹系统共设置四个，所述多连杆组合机构包括四个连杆组，四个连杆组对应四个子弹系统的释放，四个连杆组所包括的连动杆的一端均连接在牵引托盘上，四个连杆组所包括的第一平行杆和第二平行杆的其中一端均连接在支撑杆上。

[0025] 优选的，所述电机转轴的截面呈D字形，所述传动轴套的中心设置有与电机转轴相配合的D形槽，电机转轴插入D形槽中。

[0026] 优选的，在抛载电机、通讯耐压舱和存储控制舱的外部设置有第二圆形外筒，第二圆形外筒与第一圆形外筒的外径相等。

[0027] 优选的，在第二圆形外筒上还设置有深度传感器，深度传感器与存储控制舱连接。

[0028] 优选的，所述母弹系统的尾部设置有提拉锁，在脐带缆和提拉锁之间连接有橡皮缆。

[0029] 本发明的有益技术效果是：

[0030] (1)本发明母弹系统采用伞骨架模型原理组成平行四边形连杆，可保证子弹系统在释放过程中不产生左右摇晃；四组平行四边形固定在同一个牵引托盘上，牵引托盘的上下运动带动四组平行杆结构做相同的伸展和收缩运动保证释放的同步性；有效解决多个子弹系统同时释放的姿态统一性及同步性，提高了子弹系统测量数据的准确性。

[0031] (2)本发明子弹系统采用一个电机实现两级抛载，当遇到水下有泥沙情况防止系统陷入泥沙设计二级抛载，正常情况下系统抛载重物(一级抛载支架)可以上浮，当系统陷入泥沙中时，控制二级抛载，有效解决了抛载可靠性和易实现性，可确保所有释放的子弹系统都能有效回收，防止数据丢失。

[0032] (3)本发明通过子弹系统布放于母弹系统腹腔室内，而且在母弹系统下端放置海流计和湍流传感器等结构布置，既能实现上流层数据观测也能完成上流层以下矩阵式海洋数据观测，而且解决了系统自身的扰流问题，观测数据更加真实可靠。

[0033] (4)本发明采用电磁控制方式，电磁线圈放置在凹槽形的电磁罩内部吸附子弹系统，同一电磁开关控制四路电磁线圈，保证同步释放；采用螺纹连杆控制托盘上下运动，轴承外环固定在支撑杆上，内环固定螺纹连杆，电机与螺纹连杆另一头相连，电机带动螺纹连杆旋转托盘相当于螺母随着电机顺时针和逆时针旋转，控制托盘可上下运动，轴承作用可保证螺纹连杆不产生左右晃动。

[0034] (5)本发明子弹系统中电机转轴和传动轴套通过花键连接并且加上缓冲弹簧可保证设备在下潜过程中因为触底而不至于使电机转轴受力。

[0035] (6)本发明子弹系统中一级抛载部分采用倒梯形圆柱罩作为抛载重物，下潜设备在重力作用下下潜时尽可能防止设备陷入泥沙中。

附图说明

[0036] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

[0037] 图1为本发明的整体结构示意图；

[0038] 图2为本发明中母弹系统在上流层下潜时的状态图，图中子弹系统不完全张开；

[0039] 图3为本发明中母弹系统释放装置的结构原理示意图；

[0040] 图4为本发明中母弹系统释放装置轴测结构原理示意图；

[0041] 图5为母弹系统释放装置省去部分结构的示意图，主要示出连杆组结构；

[0042] 图6为母弹系统释放装置省去部分结构的示意图，主要示出螺纹连杆结构；

[0043] 图7为母弹系统释放装置中电磁罩的结构示意图；

[0044] 图8为本发明子弹系统的结构原理示意图；

[0045] 图9为本发明子弹系统省去第一圆形外筒和第二圆形外筒等部件后的结构示意图；

[0046] 图10为本发明子弹系统中一级抛载支架的结构示意图；

[0047] 图11为本发明子弹系统中传动套筒的结构示意图；

[0048] 图12为本发明子弹系统中传动套筒与一级抛载支架的连接示意图；

[0049] 图13为本发明子弹系统中定位圆盘与方形扁平固定块定位的结构示意图。

具体实施方式

[0050] 结合附图，一种矩阵式剖面观测系统，包括岸站系统3、母弹系统2和若干个子弹系统1，岸站系统3通过脐带缆4与母弹系统2连接，若干个子弹系统1在释放前由母弹系统2所携带。

[0051] 所述母弹系统2包括母弹外壳5，在母弹外壳5的上部设置有系统控制舱201，在母弹外壳的底部设置有导流罩6，并在导流罩6处设置有第一测量传感器7，所有子弹系统1沿母弹外壳5的周圈均匀布置，在母弹外壳的中间部位设置有用于控制所有子弹系统同步释放的释放装置。在母弹外壳上对应设置子弹系统的位置处开设有方便子弹系统伸出母弹外壳的窗口11。

[0052] 所述释放装置包括释放电机202、螺纹连杆203、支撑杆204、多连杆组合机构和支架。释放电机202的转轴通过联轴器205与螺纹连杆203的一端传动连接，螺纹连杆203的另一端设置有轴承206，所述轴承206固定在支撑杆207的顶端，在螺纹连杆上设置有牵引托盘208。所述支架包括顶板209、底板2010和连接在顶板和底板之间的若干个竖直定位杆2011，所述支撑杆的底端与底板2010固定连接。所述电机202安装在固定托盘2012上，系统控制舱
201安装在固定托盘和顶板之间，竖直定位杆依次从固定托盘和牵引托盘中穿过。

[0053] 所述多连杆组合机构包括若干个连杆组，每一连杆组对应一个子弹系统2013的释放。所述连杆组包括连动杆2014、第一平行杆2015、第二平行杆2016和连接杆2017，连动杆2014的一端与牵引托盘208铰接，连动杆的另一端与第一平行杆的中间位置铰接，第一平行杆的一端铰接在电磁罩2019上，第一平行杆的另一端铰接在支撑杆的上部，第二平行杆的一端铰接在固定环2020上，第二平行杆的另一端铰接在支撑杆的中部，第一平行杆2015和第二平行杆2016相互之间平行布置。子弹系统2013从固定环20中穿过，子弹系统的顶部与电磁罩2019固定，所述连接杆连接在第一平行杆与电磁罩的铰接点和第二平行杆与固定环的铰接点之间。所述电磁罩2019和释放电机202均与系统控制舱201连接。

[0054] 所述第一测量传感器7、电磁罩2019和释放电机202均与系统控制舱201连接。

[0055] 所述子弹系统1包括子弹壳体，在子弹壳体的中上部设置有观测系统主体段，在子弹壳体的下部设置有多级抛载段。

[0056] 所述多级抛载段包括一级抛载支架101、二级抛载段体102和抛载电机103，所述一级抛载支架101包括第一圆形板体1101，在第一圆形板体1101的底部周边间隔设置有连接杆1102，所有连接杆呈放射状，在所有连接杆的末端连接一固定环1103，在第一圆形板体的顶部两边设置有定位销柱1104，在第一圆形板体的中心设置有第一螺纹孔1105。

[0057] 所述二级抛载段体102包括第一圆形外筒1201，在第一圆形外筒1201的底部设置有第二圆形板体1202，第二圆形板体1202与第一圆形板体同心设置，在第二圆形板体的中心设置有第二螺纹孔，在第二圆形板体上还设置有与定位销柱相配合的第一定位孔，定位销柱插入第一定位孔中。在第一圆形外筒的内部设置有方形扁平固定块1203，在方形扁平固定块的两侧设置有圆形套筒1204，在圆形套筒中设置有第二测量传感器8，在方形扁平固定块的中心设置有第一轴孔，在方形扁平固定块的顶部两端设置有第二定位孔。

[0058] 所述抛载电机103包括电机主体和电机转轴，在电机主体的下方设置有定位圆盘104，在定位圆盘上且正对第二定位孔的位置处设置有第三定位孔，在第二定位孔和第三定位孔中插入有定位销轴105，在定位圆盘的中心且正对第一轴孔处设置有第二轴孔。电机转轴与传动轴套106通过花键连接，传动轴套106包括一加长轴1601，加长轴1601依次穿过第二轴孔和第一轴孔，在加长轴的底端设置有外螺纹1602，加长轴插入第二螺纹孔和第一螺纹孔中，分别与第二圆形板体1202和第一圆形板体1101螺纹连接。在加长轴的顶端设置有托盘1603，在电机主体和托盘之间设置有缓冲弹簧107。

[0059] 所述抛载电机103设置在观测系统主体段的底部，在观测系统主体段上设置有通讯耐压舱108、存储控制舱109、浮体1010、阻尼刷1011和天线1012，所述测量传感器通过光纤连接存储控制舱，存储控制舱分别与通讯耐压舱和抛载电机连接，通讯耐压舱连接天线。所述浮体包裹在通讯耐压舱和存储控制舱的外部，阻尼刷设置在浮体的上部。

[0060] 所述通讯耐压舱108与岸站系统3无线通讯连接。所述第一测量传感器7和第二测量传感器8均包括CTD传感器、MEMS传感器和海流计等。

[0061] 作为对本发明的进一步设计，所述电磁罩2019设置为凹槽罩形状，电磁罩的内部布设有电磁线圈，电磁罩的中心设置有穿孔2021，子弹系统的顶部设置有天线2022，子弹系统的顶部插入电磁罩中，天线从穿孔中穿出，在子弹系统的顶部还设置有与电磁罩相配合的金属段体。金属段体可为包裹在子弹系统顶部的一段金属壳体。

[0062] 更进一步的，所述电磁罩2019与子弹系统2013的连接方式为，当电磁罩断电时，电磁罩与子弹系统上的金属段体相吸引，当电磁罩通电时，电磁罩与子弹系统上的金属段体相排斥，实现子弹系统的释放。

[0063] 进一步的，所述多连杆组合机构包括四个连杆组，四个连杆组对应四个子弹系统的释放，四个连杆组所包括的连动杆的一端均连接在牵引托盘上，四个连杆组所包括的第一平行杆和第二平行杆的其中一端均连接在支撑杆上。当然，连杆组的数量也可根据海洋观测需要相应增减。

[0064] 更进一步的，所述轴承包括外环和内环，螺纹连杆的端部插入轴承的内环中，轴承的外环和支撑杆固定在一起。

[0065] 进一步的，所述抛载电机转轴的截面呈D字形，所述传动轴套106的中心设置有与电机转轴相配合的D形槽1604，电机转轴插入D形槽1604中，但并未插入到D形槽的底部。该结构方式即保证了电机转轴可带动传动轴套106旋转，又可使得传送轴套106相对于电机转轴沿轴向来回运动。

[0066] 更进一步的，在抛载电机、通讯耐压舱和存储控制舱的外部设置有第二圆形外筒1014，第二圆形外筒1014与第一圆形外筒1201的外径相等。该结构使得系统本体部分和抛载部分外直径一样，也即采取一体化设计，流线性好，同时配合重心在下，浮心在上的设计，使得观测系统能够稳定竖直下潜。

[0067] 进一步的，在第二圆形外筒上还设置有深度传感器，深度传感器与存储控制舱连接。深度传感器可用于实时监测系统所处的深度，其确保了当设备触底且测量传感器损坏后，仍能对设备所处的深度进行监测，从而给抛载电机传输相关信号，控制其停止或运转，即根据所监测到的深度变化情况，确定是否执行二级抛载，并给电机传输信号。

[0068] 进一步的，在第一圆形板体和第二圆形板体上正对圆形套筒的位置处开设有圆形孔1015，测量传感器的测量探头从圆形孔中穿出，并置于一级抛载支架的内部空间中。一级抛载支架还同时起到了对测量探头的保护作用。

[0069] 上述抛载电机103与水密插头1016连接。

[0070] 更进一步的，所述母弹系统2的尾部设置有提拉锁9，在脐带缆4和提拉锁9之间连接有橡皮缆10。

[0071] 上述岸站系统会实时收到母弹系统采集的数据，岸站系统中的电源给母弹系统提供能量，岸站系统通过脐带缆与母弹系统进行通信同时给母弹提供能量。提拉锁在母弹系统下放过程中用于挂在吊钩上。橡皮缆一端固定在脐带缆上另一端固定在提拉锁上，该设计是为了母弹系统在下放到500米水深时使母弹系统停止，如果不做任何处理通过脐带缆上拉使母弹系统停止时会产生一个很大的反作用力，加上橡皮缆后，反作用力会先作用在橡皮缆上使母弹系统稳定停止，而不至于使脐带缆与岸站系统相连一端受到很大作用力。

[0072] 上流层(500米水深以上)采用母弹系统观测，上流层以下采用多个子弹系统同步观测。子弹系统的释放过程大致如下：

[0073] 当下潜至上流层以下后，需要释放子弹系统进行观测，此时控制舱201给释放电机202传递释放信号，电机正转，通过联轴器带动螺纹连杆203转动。在螺纹连杆203的转动过程中，同时通过定位杆2011的限位作用，螺纹连杆203带动牵引托盘206向下运动，同时带动连动杆2014向下运动，并将第一平行杆2015撑开。第一平行杆2015和第二平行杆2016完全撑开后，控制舱201控制电磁罩通电，此时电磁罩2019与子系统上的金属段体相排斥，子系统2013在重力作用下释放下潜。

[0074] 进一步补充说明如下：

[0075] 释放装置用于矩阵式子弹系统水下释放，控制舱201用于放置控制单元和电源等电路元件，定位杆2011用于螺纹连杆203在旋转过程中产生的力不会使牵引托盘208产生水平方向上的旋转。固定托盘2012用于固定释放电机202和控制舱201，释放电机202用于产生转矩带动螺纹连杆203产生旋转，联轴器用于连接电机转轴和螺纹连杆203，牵引托盘208下面有四个铰链，在牵引托盘208上下运动过程可以带动连动杆2014牵扯平行连杆和连接杆2017所组成的平行四边形做伸展和收缩，从而能够使子系统伸缩为矩阵形式，轴承206的外环和支撑杆207固定在一起不产生相对运动，螺纹连杆203插入轴承内径，这样设计既可以让螺纹连杆产生旋转又可以与固定杆组成一个整体支架，电磁罩2019设计为凹槽罩形状，这样设计可以保证子系统不产生水平方向滑动，固定环2020是为了保证子系统下面不产生大幅度摆动使系统不稳，固定环2020不产生垂直方向上的摩擦力，连接杆2017是为了组成一个平行四边形结构，如果不加此结构单纯的用子系统作为平行结构一边所产生的平行四边形结构并不标准，很难达到控制效果，在电磁罩2019释放子系统时很可能会因为电磁罩的分离导致子系统卡在固定环2020上。

[0076] 当系统达到释放条件时，电机控制螺纹连杆顺时针旋转，牵引托盘与螺纹连杆连接部分相当于螺母，这时牵引托盘向下运动带动第一平行杆和第二平行杆展平，系统展开后电磁开关控制电磁罩释放子系统，释放完成后，电机带动螺纹连杆逆时针旋转，牵引托盘向上运动收回平行杆。

[0077] 多个子弹系统从母弹系统的腹腔中释放出后同步进行海洋观测，当到达海洋底部后需要进行多级抛载，然后上浮至水面，进行收集及与岸站系统进行测量信息传输。抛载过程大致如下：

[0078] 采用一个抛载电机实现两级抛载，当遇到水下有泥沙情况防止系统陷入泥沙设计二级抛载，正常情况下系统抛载重物(一级抛载支架)可以上浮，当系统陷入泥沙中时，控制二级抛载，有效解决了抛载可靠性和易实现性。另外，本发明中抛载电机转轴和传动轴套通过花键连接并且加上缓冲弹簧可保证设备在下潜过程中因为触底而不至于使电机转轴受力。

[0079] 采用上述水下多级抛载装置进行抛载的方法，具体包括以下步骤：

[0080] (1)多级抛载装置和观测系统主体段投放到海水中时，在重力作用下竖直下潜，在下潜过程中测量传感器同步测量海水数据，并将数据通过光纤传送至存储控制舱109存储。

[0081] (2)当测量传感器测得多级抛载装置和观测系统主体段的深度不再变化时，判断多级抛载装置和观测系统主体段到达海底，此时给抛载电机103传送抛载信号。

[0082] (3)抛载电机通过电机转轴带动传动轴套106反转，由于定位销柱的定位作用，一级抛载支架101并不随之转动，传动轴套底端的外螺纹逐渐从第一圆形板体的第一螺纹孔中旋出，当完全旋出后，一级抛载支架与二级抛载段体脱离，实现一级抛载。

[0083] (4)一级抛载支架抛载完成后，如果二级抛载段体和观测系统主体段上浮，测量传感器监测到二级抛载段体和观测系统主体段的深度发生变化，此时存储控制舱和/或深度传感器给抛载电机输出停止信号，抛载电机停止转动，不再进行二级抛载。

[0084] (5)一级抛载支架抛载完成后，如果二级抛载段体102和观测系统主体段仍不上浮，测量传感器监测发现二级抛载段体和观测系统主体段的深度并不发生变化，此时存储控制舱给抛载电机输出信号，抛载电机继续转动，抛载电机通过电机转轴带动传动轴套继续反转。由于定位销轴的定位作用，二级抛载段体并不整体随之转动，传动轴套底端的外螺纹逐渐从第二圆形板体的第二螺纹孔中旋出，当完全旋出后，二级抛载段体与观测系统主体段脱离，实现二级抛载。

[0085] (6)二级抛载完成后，观测系统主体段在浮体的浮力作用下迅速上浮，连接测量传感器和存储控制舱109的光纤被扯断，当观测系统主体段上浮到海面后，通讯耐压舱108通过天线1012发送位置信息，观测系统主体段回收。

[0086] 下面对本发明进行补充说明：

[0087] 本发明包括岸站系统、母弹系统和子弹系统，其中母弹系统携带四个子弹系统实现矩阵式剖面观测，可观测海洋整个立体空间的数据包括海流和湍流等，在海洋上流层海况较复杂的区域采用母弹系统来观测，母弹系统体积比较大，在上流层相对更加平稳，观测的数据更加真实可靠。上流层以下通过四个子弹系统进行矩阵式海洋数据同步观测。

[0088] 本发明在岸站释放前，脐带缆通过水密插头插在母弹系统上部，通过水密插头固定罩将光缆插头稳固在母弹系统，不至于在回收拖拽时光缆与母弹系统脱离。本发明在抛下水前通过自检操作可以使四个子弹系统稍微张开组成尾翼如图2所示，海流计、MEMS传感器、CTD传感器采集数据传输到母弹系统舱，再经过脐带缆传输回岸站系统。系统下潜至上流层下时释放电机控制释放机构伸展组成矩阵式结构，控制子弹同步矩阵式释放。释放之后子弹系统矩阵式下潜采集数据当到达海底时先抛载一级抛载支架，如果MEMS传感器或者CTD传感器插入海底则继续抛载二级抛载段体，二级抛载段体与观测系统主体段通过光纤进行数据传输，可实现重力拉断。

[0089] 本发明布局方式分为上中下，上部分布母弹控制系统，用于控制对子弹的释放，中部布置四个子弹系统，用于释放探测上流层以下矩阵式湍流和海流数据，四个子弹系统在未抛载之前收于母弹系统腹部保证整体系统的流线型，母弹下部放置海流计、MEMS传感器和CTD传感器，探测传感器放置在最末端可保证探测数据真实有效，系统下潜运动不会影响到海流和湍流。

[0090] 数据回收采用远距离海上无线通信，大海海况比较复杂，子弹系统又比较小，防止出现子弹系统难以寻找问题优先采用无线数据传输方式把数据传输到岸站系统，传输时采用断网续传，因为波浪作用子弹系统会在海面以上和海面以下运动，当在海面以下时候没有无线信号无法传输，采用断网续传方式，可保证传输数据在断开位置继续传输，防止产生数据重复和数据丢失。

[0091] 在上流层下潜时，四个子弹系统微张开，从母弹外壳的窗口中伸出，作为母弹系统尾翼，类似弓箭中箭翼，如图2所示，在下潜过程中会更加平稳，四个子弹系统可以收于母弹系统腹部(处于母弹外壳内部)，在运输过程中会更加安全、方便。

[0092] 上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

[0093] 需要说明的是，上述实施例只是为了说明本发明的技术思路及特点，其目的是让技术人员能够了解本发明的内容和方法并能够顺利实施，并不限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容做出的等效变化或修饰，都涵盖在本发明的保护范围内。