CN117419692A - 模块化海洋环境集成测量装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了海洋环境测量技术领域一种模块化海洋环境集成测量装置及使用方法，包括主体框架、收放***以及液压控制***。本发明通过设置GPS定位天线和压力传感器，可实现对测量装置实时运行状态的全面感知和控制，保证了测量装置工作的安全性，解决了传统海洋环境测量装置无法获取实时水深位置信息、工作姿态不明确的问题。通过在旋转臂上设置加速度传感器，检测旋转臂是否受力发生震动，并通过液压油缸控制旋转臂使其稳定工作。

Description

模块化海洋环境集成测量装置及使用方法

技术领域

本发明涉及海洋环境测量技术领域，具体地，涉及一种模块化海洋环境集成测量装置及使用方法。

背景技术

海洋环境测量装置通常用于获取海洋环境数据，如水深、水温、水质、海底地形等信息，以支持海洋研究、导航、港口运营和其他海洋应用。传统的海洋环境测量装置布放有以下几种：底部吊放式传感器被安装在船体的底部，通常是通过绳索、电缆或支架悬挂在水下，适用于需要测量水深、海底地形和水质等参数的情况。船体侧壁挂载传感器被安装在船体的侧壁上，通常位于水线以下，适用于需要测量水温、水质和水下声纳等参数的情况，传感器的位置和角度根据具体测量任务进行调整。在一些较大的船只上，可以采用井式布设传感器的方式，传感器被放置在船体内的固定井中，这样可以在船体内部进行测量，减少了外部扰动的影响。这些传统安装方式在特定应用情境下具有优势，但也存在一些限制。它们可能需要人工操作，难以适应不同船体类型，对维护和维修具有挑战性，并可能受到外部扰动的影响。

不同类型的船体具有不同的结构和布局，因此将海洋环境测量装置连接和安装到这些船体上可能会面临挑战。传感器的位置、角度和安装方法需要根据船体的特点进行调整，需要花费更多的时间和劳动力。传感器的固定安装可能导致维护和更换变得困难，例如其中一个传感器需要维修或更换，可能需要将整个装置提升出水，这可能会导致停机时间增加和维护成本上升。海洋环境中存在各种扰动因素，如海浪、水流等，这些扰动可能会对传感器的工作造成干扰。传感器的位置和固定方式若是不足以应对这些扰动，便会影响数据的准确性。另外，传统的海洋环境测量装置通常包括固定式传感器，其类型和数量通常受到物理布局的限制，这可能会导致无法灵活地配置不同类型的传感器以满足不同的测量需求。

针对海洋环境测量装置布放与更换困难、工作效率低的问题，现有技术中例如专利CN116357867A公开了一种多波束测深***船体安装装置及其使用方法，包括多组中空接管、第一集成单元、第二集成单元、船体安装架以及旋转架，解决了每次开始测量前量取***位置坐标和进行角度校正的问题，同时提高***的集成性，减少出错的可能性。

例如专利CN108861964B公开了一种用于船舶井式安装的多波束测量装置的升降***，包括升降绞车总成、船舱围井、导轨、升降平台、拖链总成以及电控***，可以通过升降装置实现多波束换能器在围井中的上下移动，延长换能器使用寿命。

例如专利CN114132450A公开了一种安装便捷适应性强的多波束测深仪安装架，包括船体安装架和测量杆固定架，结构上模块化、通用化，安装适应性强，降低了设计、制造成本。

例如专利CN116215744A公开了一种无人船多波束设备升降装置，包括多波束安装管和固定架，结构原理简单、成本低，通过推杆的伸缩可实现多波束设备的升降并得到升降距离，避免了多波束设备的频繁拆卸、测试时和运输途中的磕碰发生。

例如专利CN209567040U公开了一种用于多波束测量的船体结构，包括船体、GPS装置、月池、运动传感器、控制器、无线收发装置、多波束设备，减少风浪对测量的影响，保证测量质量，工作水深区间更广，对测量设备形成有效保护。

例如专利CN212290199U公开了一种多波束测量设备翻转装置，包括连接组件以及安装组件，便于测量设置的收放和拆卸，且对船体在航行时的稳性影响较小，保证船体航行中的安全性和操作性。

例如专利CN215794310U公开了一种无人船多功能换能器固定架，包括无人船水面固定平台、传感器固定座、连接口及设备锁紧环，解决了传统测深仪无法固定在无人船上作业的问题。

但上述专利仍存在部分尚未解决的难题，如不能同时布置多组多用途传感器，对不同船体的适应性受限制，安装布放存在困难；对水深位置信息与工作姿态的获取不及时；旋转臂工作时受力易发生抖动，导致其工作状态不稳定。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种模块化海洋环境集成测量装置及使用方法。

根据本发明提供的一种模块化海洋环境集成测量装置，包括主体框架、收放***和液压控制***，收放***包括旋转臂，旋转臂设置在主体框架内，旋转臂上设置加速度传感器，加速度传感器用于检测旋转臂是否受力发生震动；

主体框架内横杆一上还设置旋转臂限位装置，旋转臂臂身卡设在旋转臂限位装置内，旋转臂限位装置用于在旋转臂受力发生抖动时提供支点，防止旋转臂剧烈抖动；

主体框架顶部设置GPS定位天线，收放***还包括压力传感器和转接法兰，压力传感器设置在转接法兰上，且转接法兰连接在旋转臂一端；

压力传感器和GPS定位天线用于实时获取模块化海洋环境集成测量装置的水深位置信息和工作姿态。

一些实施方式中，所述主体框架由多个长杆和多个短杆相互连接组成，且所述主体框架包括长方形主体框架；

所述主体框架底部所述横杆一上设置多个所述旋转臂限位装置，所述旋转臂限位装置包括半圆环形旋转臂限位装置，且所述旋转臂限位装置内侧设置多个限位橡胶块，所述限位橡胶块包括圆弧形限位橡胶块。

一些实施方式中，所述主体框架顶部四角设置起吊装置，且所述起吊装置均设置在主体框架顶部两侧所述长杆上，多个所述起吊装置用于连接吊缆吊起所述模块化海洋环境集成测量装置安放至船体内。

一些实施方式中，所述起吊装置下端面连接在所述主体框架上，且所述起吊装置上环形孔设置为吊点，多个所述吊点用于连接所述吊缆一端。

一些实施方式中，所述主体框架顶部两侧所述短杆一和所述短杆二上设置所述GPS定位天线，两侧所述GPS定位天线构成双天线定位***，所述双天线定位***用于提供所述模块化海洋环境集成测量装置在海洋上位置与航向；

所述主体框架顶部还设置短杆三，所述短杆三相对设置在所述短杆一和所述短杆二之间，且所述短杆三上设置IMU传感器，所述IMU传感器用于测量所述模块化海洋环境集成测量装置在六轴方向上的速度和加速度。

一些实施方式中，所述主体框架上还设置顶板，所述顶板连接在所述主体框架顶部所述长杆和所述短杆组成的长方体框架***；

且所述顶板周边均开设多个螺栓孔，所述顶板通过多个所述螺栓孔与所述船体可拆卸连接。

一些实施方式中，所述收放***中还包括液压油缸，所述液压油缸一端连接在所述主体框架上，所述旋转臂臂身一侧卡设在所述旋转臂限位装置内，且所述旋转臂臂身另一侧连接所述液压油缸另一端液压杆；

当处于收藏状态时，所述旋转臂与所述主体框架的水平面平行设置，夹角为0度；

当处于工作状态时，所述液压油缸上所述液压杆伸长并推动所述旋转臂，使所述旋转臂与所述主体框架的水平面呈夹角90度设置。

一些实施方式中，所述转接法兰一端连接所述旋转臂，且所述转接法兰另一端连接测量传感器；

且所述转接法兰上设置所述压力传感器，通过所述压力传感器测量所述模块化海洋环境集成测量装置所受水压并获取水深信息；

且所述转接法兰侧面还开设小孔，所述小孔内穿过吊索一端，且所述吊索另一端连接在所述主体框架内横杆二上。

一些实施方式中，所述液压控制***包括液压泵站和液压控制箱，所述液压泵站和所述液压控制箱设置在所述主体框架内；

且所述模块化海洋环境集成测量装置未开始工作时，所述主体框架内并列设置多个管路，多个所述液压油缸、多个所述旋转臂以及多个所述测量传感器，所述液压泵站通过所述管路连接所述液压油缸，所述旋转臂一端连接所述液压油缸，且所述旋转臂另一端通过所述转接法兰连接所述测量传感器；

且所述旋转臂臂身与所述主体框架内部相连接的销轴处设置角度传感器，通过所述角度传感器感知所述旋转臂旋转角度来判断工作状态；

且通过所述液压控制箱和所述液压泵站对所述旋转臂旋转角度进行实时调整。

一种使用方法，应用于上述的模块化海洋环境集成测量装置，步骤如下：

1、调试安装阶段

1-1：将所述转接法兰一端连接在所述旋转臂上，且所述转接法兰另一端连接所述测量传感器；

1-2：检查所述GPS定位天线、所述IMU传感器、所述加速度传感器以及所述压力传感器的连接和功能是否正常，检查所述液压控制箱、所述液压泵站以及所述液压油缸功能是否正常；

2、起吊阶段

2-1：由工人将所述吊缆固定在多个起吊装置上，由起重机缓慢回收所述吊缆，直至所述吊缆拉直并承受所述模块化海洋环境集成测量装置的全部重力，并将所述模块化海洋环境集成测量装置吊起至合适高度；

2-2：所述起重机将所述模块化海洋环境集成测量装置吊入船舱内，直至所述模块化海洋环境集成测量装置进入所述船舱内，所述吊缆不再受力时，解开所述起吊装置上所述吊缆；

所述主体框架通过所述顶板上所述螺栓孔螺栓连接所述船体；

2-3：解开所述吊索使所述旋转臂收到控制指令后可以自由布放；

3、布放阶段

3-1：船舶与所述模块化海洋环境集成测量装置共同下水，通过所述GPS定位天线和所述IMU传感器获取定位信息，判断是否到达指定作业水域位置；

3-2：通过所述船舶自身传感器判断所述船舶吃水水位是否满足作业需求，且当所述旋转臂旋转到位后，所述测量传感器距离水面大于500毫米时则满足布放要求，可以进行所述测量传感器布放；

3-3：水位满足要求后，选择布放所述模块化海洋环境集成测量装置所携带的其中一个所述测量传感器，且由所述液压控制箱发出控制指令，所述液压泵站通过相对应的所述管路传递动力到相对应的所述液压油缸上，相对应的所述液压油缸将其所述液压杆推出伸长并推动相对应的所述旋转臂绕轴旋转；

3-4：在此过程中，所述角度传感器实时工作监测所述旋转臂旋转状态，当旋转角度达到90度时即为布放完成，所述液压油缸停止工作；

3-5：所述旋转臂限位装置限制所述旋转臂运动角度，且所述限位橡胶块与所述旋转臂相接触，起到缓冲和固定作用；

4、工作阶段

4-1：工作阶段，所述测量传感器布放完成后开始运转工作；

4-2：工作过程中，所述角度传感器实时工作监测所述旋转臂状态，当角度不足90度时，所述液压泵站控制所述液压油缸进行补偿推动所述旋转臂，直到满足角度要求；

4-3：工作过程中，所述加速度传感器实时工作监测所述旋转臂状态，当船舶行驶方向如横向和纵向的加速度变化幅值过大或变化频率过快时，通过所述液压油缸施加更大力度到所述旋转臂上，利用所述限位橡胶块使所述旋转臂保持状态稳定，或适当降低船舶航速；

4-4：工作过程中，所述压力传感器实时工作监测水深状态，检测到水位过低时，即时报警处理；

5、回收阶段

5-1：所述测量传感器停止运转。由所述液压控制箱发出控制指令，所述液压泵站通过相对应的所述管路传递动力到相对应的所述液压油缸上，相对应的所述液压油缸将其所述液压杆收回，所述液压杆通过缩短自身长度收回所述旋转臂，直至所述角度传感器感应为0度为止；

5-2：所述船舶回港后，通过所述吊索穿过所述转接法兰上所述小孔将所述旋转臂吊起绑在所述主体框架内所述横杆二上，用于所述模块化海洋环境集成测量装置在不工作时的锁定，防止所述液压油缸压力变化导致所述旋转臂发生旋转造成意外事故；

5-3：卸下所述顶板上所述螺栓孔内螺栓使所述主体框架与所述船体分离，由工人将所述吊缆固定在多个所述起吊装置上，由所述起重机缓慢回收所述吊缆，直至所述吊缆拉直并承受所述模块化海洋环境集成测量装置的全部重力；

起吊至合适高度，将所述模块化海洋环境集成测量装置吊离所述船舱并回收，可继续用于下一次海洋环境测量工作。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过设置GPS定位天线和压力传感器，可实现对测量装置实时运行状态的全面感知和控制，保证了测量装置工作的安全性，解决了传统海洋环境测量装置无法获取实时水深位置信息、工作姿态不明确的问题；

2、本发明通过在旋转臂上设置加速度传感器，检测旋转臂是否受力发生震动，并通过液压油缸控制旋转臂使其稳定工作；

同时通过在主体框架上设置旋转臂限位装置，当旋转臂受力发生抖动时提供支点，解决了旋转臂受力抖动、控制困难，工作状态不稳定、材料易疲劳受损的问题；

3、本发明通过采用模块化的载荷舱设计，可在主体框架上同时设置多组多用途传感器，实现海洋环境集成测量装置的自由、快速换装与布放，提高了工作效率，对不同测量船的适应性强，解决了海洋环境测量装置布放与更换繁琐，对不同船体适应性不足的问题；

同时可实现高效便捷的设备维护，解决了现有海洋环境测量装置维修检修困难的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明模块化海洋环境集成测量装置的三维结构示意图；

图2为本发明模块化海洋环境集成测量装置的侧视结构示意图；

图3为本发明模块化海洋环境集成测量装置的正视结构示意图；

图4为本发明模块化海洋环境集成测量装置的俯视结构示意图；

图5为本发明模块化海洋环境集成测量装置的局部结构示意图；

图6为本发明模块化海洋环境集成测量装置的起吊阶段示意图；

图7为本发明模块化海洋环境集成测量装置的工作阶段示意图。

附图标记：

主体框架1吊点401测量传感器11

长杆101顶板5加速度传感器12

短杆102螺栓孔501压力传感器13

短杆一1021 GPS定位天线6吊索14

短杆二1022 IMU传感器7液压泵站15

短杆三1023液压油缸8管路16

长方体框架103液压杆801液压控制箱17

旋转臂限位装置2旋转臂9角度传感器18

限位橡胶块3转接法兰10横杆一19

起吊装置4小孔1001横杆二20

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1-图5所示，本发明包括主体框架1、收放***和液压控制***，收放***包括旋转臂9，旋转臂9设置在主体框架1内，旋转臂9上设置加速度传感器12，加速度传感器12用于检测旋转臂9是否受力发生震动。主体框架1内横杆一19上还设置旋转臂限位装置2，旋转臂9臂身卡设在旋转臂限位装置2内，旋转臂限位装置2用于在旋转臂9受力发生抖动时提供支点，防止旋转臂9剧烈抖动。主体框架1顶部设置GPS定位天线6，收放***还包括压力传感器13和转接法兰10，压力传感器13设置在转接法兰10上，且转接法兰10连接在旋转臂9一端。压力传感器13和GPS定位天线6用于实时获取模块化海洋环境集成测量装置的水深位置信息和工作姿态。

主体框架1由多个长杆101和多个短杆102相互连接组成，且主体框架1包括长方形主体框架。长杆101为纵骨，短杆102为横梁，功能在于承载设备和结构，主体框架1外形与测量作业船的船舱相吻合。主体框架1底部横杆一19上设置2个旋转臂限位装置2，旋转臂限位装置2包括半圆环形旋转臂限位装置，且旋转臂限位装置2内侧设置多个限位橡胶块3，限位橡胶块3包括圆弧形限位橡胶块。限位橡胶块3的外形和材料可选择多种型式。在本实施例中采用的是适应旋转臂9外形的圆弧状防滑垫，防滑材料优选为橡胶材料，可提供足够的摩擦力并保证其与旋转臂9表面接触面积足够大，使得圆弧状防滑垫带来的压强不至于损坏旋转臂9的结构。主体框架1顶部四角设置起吊装置4，且起吊装置4均设置在主体框架1顶部两侧长杆101上，4个起吊装置4用于连接吊缆吊起模块化海洋环境集成测量装置安放至船体内。起吊装置4下端面连接在主体框架1上，且起吊装置4上环形孔设置为吊点401，4个吊点401用于连接吊缆一端。主体框架1顶部两侧短杆一1021和短杆二1022上设置GPS定位天线6，两侧GPS定位天线6构成双天线定位***，双天线定位***用于提供模块化海洋环境集成测量装置在海洋上位置与航向。主体框架1顶部还设置短杆三1023，短杆三1023相对设置在短杆一1021和短杆二1022之间，且短杆三1023上设置IMU传感器7，IMU传感器7用于测量模块化海洋环境集成测量装置在六轴方向上的速度和加速度。主体框架1上还设置顶板5，顶板5连接在主体框架1顶部长杆101和短杆102组成的长方体框架103***。顶板5周边均开设多个螺栓孔501，顶板5通过多个螺栓孔501与船体可拆卸连接。

收放***中还包括液压油缸8，液压油缸8一端连接在主体框架1上，旋转臂9臂身一侧卡设在旋转臂限位装置2内，且旋转臂9臂身另一侧连接液压油缸8另一端液压杆801。当处于收藏状态时，旋转臂9与主体框架1的水平面平行设置，夹角为0度。当处于工作状态时，液压油缸8上液压杆801伸长并推动旋转臂9，使旋转臂9与主体框架1的水平面呈夹角90度设置。转接法兰10一端连接旋转臂9，且转接法兰10另一端连接测量传感器11。转接法兰10侧面还开设小孔1001，小孔1001内穿过吊索14一端，且吊索14另一端连接在主体框架1内横杆上。

液压控制***包括液压泵站15和液压控制箱17，液压泵站15和液压控制箱17设置在主体框架1内。模块化海洋环境集成测量装置未开始工作时，主体框架1内并列设置2个管路16，2个液压油缸8、2个旋转臂9以及2个测量传感器11，液压泵站15通过管路16连接液压油缸8，旋转臂9一端连接液压油缸8，且旋转臂9另一端通过转接法兰10连接测量传感器11。旋转臂9臂身与主体框架1内部相连接的销轴处设置角度传感器18，通过角度传感器18感知旋转臂9旋转角度来判断工作状态。通过液压控制箱17和液压泵站15对旋转臂9旋转角度进行实时调整。

具体的，在本实施例中，主体框架1上竖直的四根框架边均做了侧面局部削斜处理，避免安装时与船体发生干涉，方便安装。

具体的，在本实施例中，液压控制箱17中包含主控模块、信号收发器、手动控制器、紧急停机装置等设备，以及各类信号线、电缆等设备。其中主控模块为单片机或电脑，负责接收远程和手动控制设备的信号，以及装置上各类传感器的信号，并转化为相关的油缸伸缩控制信号、以及监控信息输出，从而控制装置上各类设备运作以及提供监控信息给操作人员。液压控制箱17可根据实际情况自动控制，也可用于操作人员现场或远程控制液压泵站15的运作，从而控制液压油缸8，达到控制旋转臂9的作用。

实施例2

如图6-7所示，一种使用方法，应用于实施例1的模块化海洋环境集成测量装置，步骤如下：

1、调试安装阶段

1-1：将转接法兰10一端连接在旋转臂9上，且转接法兰10另一端连接测量传感器11。

1-2：检查GPS定位天线6、IMU传感器7、加速度传感器12以及压力传感器13的连接和功能是否正常，检查液压控制箱17、液压泵站15以及液压油缸8功能是否正常。

2、起吊阶段

2-1：由工人将吊缆固定在4个起吊装置4上，由起重机缓慢回收吊缆，直至吊缆拉直并承受模块化海洋环境集成测量装置的全部重力，并将模块化海洋环境集成测量装置吊起至合适高度。

2-2：起重机将模块化海洋环境集成测量装置吊入船舱内，直至模块化海洋环境集成测量装置进入船舱内，吊缆不再受力时，解开起吊装置4上吊缆。主体框架1通过顶板5上螺栓孔501螺栓连接船体。

2-3：解开吊索14使旋转臂9收到控制指令后可以自由布放。

3、布放阶段

3-1：船舶与模块化海洋环境集成测量装置共同下水，通过GPS定位天线6和IMU传感器7获取定位信息，判断是否到达指定作业水域位置。

3-2：通过船舶自身传感器判断船舶吃水水位是否满足作业需求，且当旋转臂9旋转到位后，测量传感器11距离水面大于500毫米时则满足布放要求，可以进行测量传感器11布放。

3-3：水位满足要求后，选择布放模块化海洋环境集成测量装置所携带的其中一个测量传感器11，且由液压控制箱17发出控制指令，液压泵站15通过相对应的管路16传递动力到相对应的液压油缸8上，相对应的液压油缸8将其液压杆801推出伸长并推动相对应的旋转臂9绕轴旋转。

3-4：在此过程中，角度传感器18实时工作监测旋转臂9旋转状态，当旋转角度达到90度时即为布放完成，液压油缸8停止工作。

3-5：旋转臂限位装置2限制旋转臂9运动角度，且限位橡胶块3与旋转臂9相接触，起到缓冲和固定作用。

4、工作阶段

4-1：工作阶段，测量传感器11布放完成后开始运转工作。

4-2：工作过程中，角度传感器18实时工作监测旋转臂9状态，当角度不足90度时，液压泵站15控制液压油缸8进行补偿推动旋转臂9，直到满足角度要求。

4-3：工作过程中，加速度传感器12实时工作监测旋转臂9状态，当船舶行驶方向如横向和纵向的加速度变化幅值过大或变化频率过快时，通过液压油缸8施加更大力度到旋转臂9上，利用限位橡胶块3使旋转臂9保持状态稳定，或适当降低船舶航速。

4-4：工作过程中，压力传感器13实时工作监测水深状态，检测到水位过低时，即时报警处理。

5、回收阶段

5-1：测量传感器11停止运转。由液压控制箱17发出控制指令，液压泵站15通过相对应的管路16传递动力到相对应的液压油缸8上，相对应的液压油缸8将其液压杆801收回，液压杆801通过缩短自身长度收回旋转臂9，直至角度传感器18感应为0度为止。

5-2：船舶回港后，通过吊索14穿过转接法兰10上小孔1001将旋转臂9吊起绑在主体框架1内横杆二20上，用于模块化海洋环境集成测量装置在不工作时的锁定，防止液压油缸8压力变化导致旋转臂9发生旋转造成意外事故。

5-3：卸下顶板5上螺栓孔501内螺栓使主体框架1与船体分离，由工人将吊缆固定在4个起吊装置4上，由起重机缓慢回收吊缆，直至吊缆拉直并承受模块化海洋环境集成测量装置的全部重力。起吊至合适高度，将模块化海洋环境集成测量装置吊离船舱并回收，可继续用于下一次海洋环境测量工作。

本发明通过应用上述使用方法，可实现海洋环境集成测量装置布放、工作与回收过程平稳、精确完成，大大提高了测量装置的布放回收效率，降低了对于不同测量船的安装难度和船型要求，解决了海洋环境测量装置适应性不足、安装布放难、工作效率低、稳定性控制差的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，包括主体框架(1)、收放***和液压控制***，所述收放***包括旋转臂(9)，所述旋转臂(9)设置在所述所述主体框架(1)内，所述旋转臂(9)上设置加速度传感器(12)，所述加速度传感器(12)用于检测所述旋转臂(9)是否受力发生震动；

所述主体框架(1)内横杆一(19)上还设置旋转臂限位装置(2)，所述旋转臂(9)臂身卡设在所述旋转臂限位装置(2)内，所述旋转臂限位装置(2)用于在所述旋转臂(9)受力发生抖动时提供支点，防止所述旋转臂(9)剧烈抖动；

所述主体框架(1)顶部设置GPS定位天线(6)，所述收放***还包括压力传感器(13)和转接法兰(10)，所述压力传感器(13)设置在所述转接法兰(10)上，且所述转接法兰(10)连接在所述旋转臂(9)一端；

所述压力传感器(13)和所述GPS定位天线(6)用于实时获取所述模块化海洋环境集成测量装置的水深位置信息和工作姿态。

2.根据权利要求1所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述主体框架(1)由多个长杆(101)和多个短杆(102)相互连接组成，且所述主体框架(1)包括长方形主体框架；

所述主体框架(1)底部所述横杆一(19)上设置多个所述旋转臂限位装置(2)，所述旋转臂限位装置(2)包括半圆环形旋转臂限位装置，且所述旋转臂限位装置(2)内侧设置多个限位橡胶块(3)，所述限位橡胶块(3)包括圆弧形限位橡胶块。

3.根据权利要求2所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述主体框架(1)顶部四角设置起吊装置(4)，且所述起吊装置(4)均设置在主体框架(1)顶部两侧所述长杆(101)上，多个所述起吊装置(4)用于连接吊缆吊起所述模块化海洋环境集成测量装置安放至船体内。

4.根据权利要求3所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述起吊装置(4)下端面连接在所述主体框架(1)上，且所述起吊装置(4)上环形孔设置为吊点(401)，多个所述吊点(401)用于连接所述吊缆一端。

5.根据权利要求4所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述主体框架(1)顶部两侧所述短杆一(1021)和所述短杆二(1022)上设置所述GPS定位天线(6)，两侧所述GPS定位天线(6)构成双天线定位***，所述双天线定位***用于提供所述模块化海洋环境集成测量装置在海洋上位置与航向；

所述主体框架(1)顶部还设置短杆三(1023)，所述短杆三(1023)相对设置在所述短杆一(1021)和所述短杆二(1022)之间，且所述短杆三(1023)上设置IMU传感器(7)，所述IMU传感器(7)用于测量所述模块化海洋环境集成测量装置在六轴方向上的速度和加速度。

6.根据权利要求5所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述主体框架(1)上还设置顶板(5)，所述顶板(5)连接在所述主体框架(1)顶部所述长杆(101)和所述短杆(102)组成的长方体框架(103)***；

且所述顶板(5)周边均开设多个螺栓孔(501)，所述顶板(5)通过多个所述螺栓孔(501)与所述船体可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述收放***中还包括液压油缸(8)，所述液压油缸(8)一端连接在所述主体框架(1)上，所述旋转臂(9)臂身一侧卡设在所述旋转臂限位装置(2)内，且所述旋转臂(9)臂身另一侧连接所述液压油缸(8)另一端液压杆(801)；

当处于收藏状态时，所述旋转臂(9)与所述主体框架(1)的水平面平行设置，夹角为0度；

当处于工作状态时，所述液压油缸(8)上所述液压杆(801)伸长并推动所述旋转臂(9)，使所述旋转臂(9)与所述主体框架(1)的水平面呈夹角90度设置。

8.根据权利要求7所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述转接法兰(10)一端连接所述旋转臂(9)，且所述转接法兰(10)另一端连接测量传感器(11)；

且所述转接法兰(10)侧面还开设小孔(1001)，所述小孔(1001)内穿过吊索(14)一端，且所述吊索(14)另一端连接在所述主体框架(1)内所述横杆二(20)上。

9.根据权利要求8所述的模块化海洋环境集成测量装置，其特征在于，所述液压控制***包括液压泵站(15)和液压控制箱(17)，所述液压泵站(15)和所述液压控制箱(17)设置在所述主体框架(1)内；

所述主体框架(1)内并列设置多个管路(16)，多个所述液压油缸(8)、多个所述旋转臂(9)以及多个所述测量传感器(11)，所述液压泵站(15)通过所述管路(16)连接所述液压油缸(8)，所述旋转臂(9)一端连接所述液压油缸(8)，且所述旋转臂(9)另一端通过所述转接法兰(10)连接所述测量传感器(11)；

且所述旋转臂(9)臂身与所述主体框架(1)内部相连接的销轴处设置角度传感器(18)，通过所述角度传感器(18)感知所述旋转臂(9)旋转角度来判断工作状态；

且通过所述液压控制箱(17)和所述液压泵站(15)对所述旋转臂(9)旋转角度进行实时调整。

10.一种使用方法，其特征在于，应用于根据权利要求1-9任一所述的模块化海洋环境集成测量装置，步骤如下：

1、调试安装阶段

1-1：将所述转接法兰(10)一端连接在所述旋转臂(9)上，且所述转接法兰(10)另一端连接所述测量传感器(11)；

1-2：检查所述GPS定位天线(6)、所述IMU传感器(7)、所述加速度传感器(12)以及所述压力传感器(13)的连接和功能是否正常，检查所述液压控制箱(17)、所述液压泵站(15)以及所述液压油缸(8)功能是否正常；

2、起吊阶段

2-1：由工人将所述吊缆固定在多个起吊装置(4)上，由起重机缓慢回收所述吊缆，直至所述吊缆拉直并承受所述模块化海洋环境集成测量装置的全部重力，并将所述模块化海洋环境集成测量装置吊起至合适高度；

2-2：所述起重机将所述模块化海洋环境集成测量装置吊入船舱内，直至所述模块化海洋环境集成测量装置进入所述船舱内，所述吊缆不再受力时，解开所述起吊装置(4)上所述吊缆；

所述主体框架(1)通过所述顶板(5)上所述螺栓孔(501)螺栓连接所述船体；

2-3：解开所述吊索(14)使所述旋转臂(9)收到控制指令后自由布放；

3、布放阶段

3-1：船舶与所述模块化海洋环境集成测量装置共同下水，通过所述GPS定位天线(6)和所述IMU传感器(7)获取定位信息，判断是否到达指定作业水域位置；

3-2：通过所述船舶自身传感器判断所述船舶吃水水位是否满足作业需求，且当所述旋转臂(9)旋转到位后，所述测量传感器(11)距离水面大于500毫米时则满足布放要求，进行所述测量传感器(11)布放；

3-3：水位满足要求后，选择布放所述模块化海洋环境集成测量装置所携带的其中一个所述测量传感器(11)，且由所述液压控制箱(17)发出控制指令，所述液压泵站(15)通过相对应的所述管路(16)传递动力到相对应的所述液压油缸(8)上，相对应的所述液压油缸(8)将其所述液压杆(801)推出伸长并推动相对应的所述旋转臂(9)绕轴旋转；

3-4：在此过程中，所述角度传感器(18)实时工作监测所述旋转臂(9)旋转状态，当旋转角度达到90度时即为布放完成，所述液压油缸(8)停止工作；

3-5：所述旋转臂限位装置(2)限制所述旋转臂(9)运动角度，且所述限位橡胶块(3)与所述旋转臂(9)相接触，起到缓冲和固定作用；

4、工作阶段

4-1：工作阶段，所述测量传感器(11)布放完成后开始运转工作；

4-2：工作过程中，所述角度传感器(18)实时工作监测所述旋转臂(9)状态，当角度不足90度时，所述液压泵站(15)控制所述液压油缸(8)进行补偿推动所述旋转臂(9)，直到满足角度要求；

4-3：工作过程中，所述加速度传感器(12)实时工作监测所述旋转臂(9)状态，当船舶行驶方向如横向和纵向的加速度变化幅值过大或变化频率过快时，通过所述液压油缸(8)施加更大力度到所述旋转臂(9)上，利用所述限位橡胶块(3)使所述旋转臂(9)保持状态稳定，或降低船舶航速；

4-4：工作过程中，所述压力传感器(13)实时工作监测水深状态，检测到水位过低时，即时报警处理；

5、回收阶段

5-1：所述测量传感器(11)停止运转。由所述液压控制箱(17)发出控制指令，所述液压泵站(15)通过相对应的所述管路(16)传递动力到相对应的所述液压油缸(8)上，相对应的所述液压油缸(8)将其所述液压杆(801)收回，所述液压杆(801)通过缩短自身长度收回所述旋转臂(9)，直至所述角度传感器(18)感应为0度为止；

5-2：所述船舶回港后，通过所述吊索(14)穿过所述转接法兰(10)上所述小孔(1001)将所述旋转臂(9)吊起绑在所述主体框架(1)内所述横杆二(20)上，用于所述模块化海洋环境集成测量装置在不工作时的锁定，防止所述液压油缸(8)压力变化导致所述旋转臂(9)发生旋转造成意外事故；

5-3：卸下所述顶板(5)上所述螺栓孔(501)内螺栓使所述主体框架(1)与所述船体分离，由工人将所述吊缆固定在多个所述起吊装置(4)上，由所述起重机缓慢回收所述吊缆，直至所述吊缆拉直并承受所述模块化海洋环境集成测量装置的全部重力；

起吊至预设高度，将所述模块化海洋环境集成测量装置吊离所述船舱并回收。