[發明專利]一種遠程控制的海洋波浪浮標

在審

• 申請號: 201711174652.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107878681A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉云平;晏醒醒;劉佳;嚴飛;王皖東;郭強強
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B63B22/00
• 分類號: B63B22/00;G01C13/00;G05B19/042
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種遠程控制的海洋波浪浮標,包括波浪浮標框架(1)以及配合該波浪浮標框架(1)安裝的波浪浮標控制系統，其特征是：所述的波浪浮標控制系統由用于檢測海洋波浪特征值的波浪數據檢測系統、用于使海洋波浪浮標在復雜的海洋環境下保持穩定工作狀態的波浪浮標穩定系統和利用波浪能及太陽能發電為海洋波浪浮標內所有用電單位提供電力所需的波浪浮標供電系統組成；所述的波浪浮標控制系統連接有波浪浮標控制系統分機，所述的波浪浮標控制系統分機采用有起系統程序運算處理功能的浮標姿態解算處理器，該波浪浮標控制系統分機連接有利用北斗衛星與波浪監測平臺主機實現雙向網絡通信的遠程控制系統，所述的遠程控制系統將經浮標姿態解算處理器處理后輸出的海洋波浪特征值以及海洋波浪浮標的工作狀態和海洋波浪浮標所處的坐標位置上傳報告給波浪監測平臺主機，所述的波浪監測平臺主機通過遠程控制系統發送指令信號給浮標姿態解算處理器實現對海洋波浪浮標的遠程控制，對海洋波浪浮標的遠程控制至少包括對波浪浮標控制系統的維護和升級以及指令波浪浮標控制系統進行海洋波浪特征值檢測、海洋波浪要素數據的存儲和傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種遠程控制的海洋波浪浮標，其特征是：所述的波浪數據檢測系統包括整合9軸的浮標姿態傳感器；所述的浮標姿態傳感器包括用于檢測三個方向角速度參數的三軸陀螺儀、用于檢測三個方向加速度參數的三軸加速度計和用于檢測三軸磁感應強度參數的三軸磁力計；所述的三軸陀螺儀和三軸加速度計均經A/D轉換模塊將采集到的參數反饋至浮標姿態解算處理器，所述的三軸磁力計直接將采集的三軸磁感應強度參數反饋至浮標姿態解算處理器；所述的波浪浮標控制系統分機安裝有與浮標姿態解算處理器相連的數據存儲模塊；所述的浮標姿態解算處理器將三軸陀螺儀、三軸加速度計和三軸磁力計反饋的參數經內部姿態解算處理后得到海洋波浪特征值，并且浮標姿態解算處理器能將得到海洋波浪特征值寫入到數據存儲模塊中保存，并按波浪監測平臺主機的指令信號要求按設定時間將保存的海洋波浪特征值通過遠程控制系統上傳至波浪監測平臺主機。

3.根據權利要求2所述的一種遠程控制的海洋波浪浮標，其特征是：所述的波浪浮標穩定系統包括安裝在波浪浮標框架(1)下方與波浪浮標框架(1)一起組成海洋波浪浮標外殼的浮體(2)以及設置在該浮體(2)四周用于固定海洋波浪浮標的固定鏈(3)和受浮標姿態解算處理器智能程序控制根據波浪數據檢測系統檢測的風浪等級執行使海洋波浪浮標增強穩定動作的執行機構。

4.根據權利要求3所述的一種遠程控制的海洋波浪浮標，其特征是：所述的浮體(2)的中心設計有向下貫通的拋錨通道(2a)以及環繞該拋錨通道(2a)成型的浮標穩定倉；所述的浮標穩定倉由下層的下層浮標穩定倉(21)、中層的中層浮標穩定倉(22)和上層的上層浮標穩定倉(23)組成；所述的波浪浮標框架(1)的內部上方設置有控制倉(1a)，該控制倉(1a)的下部成型有連通拋錨通道(2a)的容錨腔(1b)。

5.根據權利要求4所述的一種遠程控制的海洋波浪浮標，其特征是：所述的執行機構包括通過使浮標穩定倉進水保持海洋波浪浮標穩定的電磁閥門和驅動智能錨(4)收放保持海洋波浪浮標穩定的駐錨伺服電機(5)以及用于將浮標穩定倉中的水排出的排水泵(6)；所述的智能錨(4)位于容錨腔(1b)中且通過錨鏈與駐錨伺服電機(5)相連接，所述的排水泵(6)和駐錨伺服電機(5)均安裝在浮體(2)的上環形板面上且位于波浪浮標框架(1)中。

6.根據權利要求5所述的一種遠程控制的海洋波浪浮標，其特征是：所述的電磁閥門包括安裝在下層浮標穩定倉(21)的下層電磁閥門(71)、安裝在中層浮標穩定倉(22)的中層電磁閥門(72)和安裝在上層浮標穩定倉(23)的上層電磁閥門(73)；當風浪等級在4級以下時，所述的浮標姿態解算處理器控制下層電磁閥門(71)打開使下層浮標穩定倉(21)進水配合固定鏈(3)的四周固定保持海洋波浪浮標的穩定；當風浪等級在5級至7級時，所述的浮標姿態解算處理器增加控制中層電磁閥門(72)打開使中層浮標穩定倉(22)進水，當風浪等級在8級以上時，所述的浮標姿態解算處理器再增加控制駐錨伺服電機(5)驅動智能錨(4)穿過拋錨通道(2a)下移固定到海底和控制上層電磁閥門(73)打開使上層浮標穩定倉(23)進水。