[發明專利]一種深遠海全自主海洋環境監測浮標

有效

• 申請號: 201310552002.7
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103612723A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 徐海通;楊松林
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63B22/24
• 分類號: B63B22/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及海洋環境監測技術領域，具體涉及一種能自主控制的適用于深海遠海的海洋環境監測浮標。

背景技術

隨著海洋技術的發展和人們對海洋資源的不斷開發，對海浪參數的監測就顯得尤為重要。目前，對近海岸、中遠程海浪的監測多采用測波浮標，測波浮標由錨系系統固定于海底，在海上通過傳感器采集數據，然后把采集到的數據傳送到岸上，在岸上用計算機對數據進行處理，反演海洋參數。這種測波浮標存在的缺陷是：一是由于以錨定方式固定，使得其在深海遠海的測量受到很大的限制，不適用于深海和距離海岸太遠的區域，二是由于受到波浪力作用，很難做到高精度的定點觀測；三是安裝運輸困難，可利用率低，回收困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的深遠海全自主海洋環境監測浮標，該浮標可適用于深海遠海的定點海洋環境監測，能高精度的定點觀測，實現高效、自主、全天候作業的功能。?

本發明通過以下技術方案予以實現：包括浮體、潛體和連接浮體與潛體的垂直的支柱，浮體位于海面之上且靠近海面，潛體位于海面之下且遠離海面，浮體上部布置有風速傳感器、風向傳感器、衛星天線及太陽能電池板；潛體為一個中空的密封腔體，潛體內腔中布置有發電機、一對嚙合齒輪、集控中心、蓄電池、GPS模塊、配電板、主機和集線器；支柱為中空柱體，支柱的中腔中是垂直的齒輪軸，齒輪軸上部分的旁側固定連接位于海面位置的測量面板，測量面板表面分布有波浪測量傳感器，測量面板的運動與支柱不干涉，齒輪軸下端伸進潛體內連接一對嚙合齒輪，一對嚙合齒輪連接發電機；潛體外的四周均勻布置個螺旋槳，每個螺旋槳均通過一個主機軸連接一個主機，太陽能電池板和發電機分別電連接蓄電池，蓄電池通過配電板分別電連接集控中心、GPS模塊、主機、風向傳感器、風速傳感器以供電；波浪測量傳感器、GPS模塊、主機、風向傳感器、風速傳感器分別通過集線器連接集控中心，集控中心通過衛星天線將數據發送到岸基控制中心。

本發明與現有測波浮標相比，具有以下優點：

1、本發明不僅可以利用浮體上面的太陽能電池板采集太陽能，而且還可以利用測量面板與發電機采集波浪能，從而實現了全天候作業，克服現有測波浮標工作區域受限和工作效率低的缺點。

2、基于波浪理論相關知識，波浪的強度是隨著水深成快速下降，基本在0.5倍波長的深度區域波浪強度基本為零，本發明中支柱的長度為當地平均波長的0.5倍，此時潛體處于平靜的水域，能夠有效地減小其受波浪的影響。?

3、本發明中潛體上布置的四個螺旋槳可根據實時的GPS坐標與岸基控制中心提供的需要測量海區的經緯度信息對比，當出現位置偏移時，控制中心向四個電機發送控制信號，通過控制四個螺旋槳的旋轉從而使浮標恢復到預定位置，以實現浮標的高精度定點測量。

4、本發明由于大部分的重量集中在潛體，因此重心低，具有優良的穩性和耐波性，可實現高海況下的作業，具有自扶正功能。

附圖說明

圖1本發明的主視圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖2的A-A剖視圖；

圖4是圖3的B-B剖視圖；

圖5是本發明的電路示意圖；

1—浮體，2—支柱，3—潛體，4—螺旋槳，5—測量面板，6—齒輪軸，7—軸承，8—嚙合齒輪，9—主機軸，10—主機，11—蓄電池，12—發電機，13—GPS模塊，14—集控中心，15—配電板,16—衛星天線，17—風向傳感器，18—風速傳感器，19—波浪測量傳感器，20—集線器，21—太陽能電池板，22—海面。

具體實施方式

參見圖1、圖2、圖3和圖4，本發明包括浮體1和潛體3、連接浮體1和潛體3的支柱2，浮體1位于海面22之上且靠近海面22，浮體1采用縱剖面為弓形或者改良弓形的柱體；潛體3位于海面22之下，遠離海面22，潛體3為一個中空的密封腔體，縱截面為扁平狀，橫截面為圓形。浮體1和潛體3之間垂直連接支柱2，支柱2為中空柱體，在支柱2的中腔中是垂直的齒輪軸6，齒輪軸6上部分的旁側固定連接測量面板5，測量面板5為一平板，位于海面22的位置，在測量面板5表面分布波浪測量傳感器19，可測量各種波浪，海流等信息。可在靠近浮體1處的支柱2側面設有開口，將測量面板5通過開口與支柱2內部的齒輪軸6連接在一起，使測量面板5的運動不受支柱2干涉，測量面板5的運動角度大小為60°-180°。

在支柱2的內部高壓加注黃油等固體潤滑劑，并在支柱2的上部分和下端均安裝軸承7，用橡膠環等密封裝置密封。