[發明專利]極地冰基海冰監測浮標和極地冰基海冰參數監測方法

有效

• 申請號: 201711201170.6
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107933832B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 竇銀科;常曉敏;雷瑞波;陳燕;左廣宇;張虎嘯
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B63B22/26
• 分類號: B63B22/26;G01D21/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，包括：監測器械保護倉、控制器倉、蓄電池倉及伸縮支架；

其中，所述監測器械保護倉包括支撐圓盤和覆蓋所述支撐圓盤第一表面的保護罩；所述支撐圓盤上設置飛行器停放臺，用以固定飛行器，所述飛行器上設置飛行控制器、水上聲納傳感器、風速風向傳感器及紅外攝像頭，所述支撐圓盤內部設置用于控制所述保護罩閉啟的啟動裝置；

所述控制器倉連接所述支撐圓盤的第二表面，用以固定放置主控制器，所述主控制器用以向所述飛行器發出飛行指令，以及控制保護罩閉啟的啟動裝置開啟和關閉所述保護罩；

所述蓄電池倉連接所述控制器倉，倉內存儲蓄電池，用以為所述飛行器及所述主控制器提供電能；

所述伸縮支架包括固定桿和伸縮桿，所述固定桿一端連接所述蓄電池倉，另一端連接所述伸縮桿的首端，所述伸縮桿長度可變，且垂直所述固定桿延伸方向設置，伸縮桿尾端設置一水下聲納傳感器。

2.根據權利要求1所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述啟動裝置包括驅動電機、螺紋連桿及兩個推動支架，所述驅動電機連接所述主控制器和所述螺紋連桿的中部，每一推動支架一端連接螺紋連桿，另一端固定連接所述保護罩。

3.根據權利要求2所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述保護罩為兩個1/4球形罩體，所述推動支架與所述保護罩的連接點連線為保護罩的球形的直徑，所述主控制器發送控制指令，控制所述驅動電機帶動所述螺紋連桿轉動，從而使所述推動支架帶動兩個1/4球形罩體移動，實現保護罩的閉啟。

4.根據權利要求1所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述飛行器停放臺上設置飛行器卡扣，包括折疊鋼片、鋼絲和卡扣電機，所述折疊鋼片呈90°折疊，一端連接所述卡扣電機，所述卡扣電機設置于所述飛行器停放臺內部，以使所述折疊鋼片一端固定于所述飛行器停放臺上，所述鋼絲一端連接所述卡扣電機，另一端固定于所述折疊鋼片上，通過卡扣電機和鋼絲控制所述折疊鋼片彎折，以將所述飛行器固定于飛行器停放臺上。

5.根據權利要求1所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述監測器械保護倉中還設置無線充電裝置，所述無線充電裝置連接飛行器和所述蓄電池倉中的蓄電池，用以為所述飛行器充電。

6.根據權利要求1所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述飛行器上設置有飛行控制器，飛行控制器與控制器倉內的主控制器及所述伸縮桿上設置的水下聲納傳感器通過無線方式連接所述主控制器，所述主控制器中包括無線網絡通信裝置，以將傳感器采集到的監測數據傳輸到網絡。

7.根據權利要求4所述的極地冰基海冰監測浮標，其特征在于，所述伸縮桿通過一伸縮控制電機控制，以進行伸縮運動。

8.一種極地冰基海冰參數監測方法，其特征在于，使用如權利要求7所述的極地冰基海冰監測浮標進行監測，所述海冰參數監測方法包括：

設置于控制器倉中的主控制器定時啟動，控制驅動電機轉動，使保護罩開啟；同時控制卡扣電機轉動，以使飛行器解扣；

主控制器控制所述伸縮控制電機，使所述伸縮桿伸長至最大長度，以使所述水下聲納傳感器測量冰面下界面的距離變化；同時控制所述飛行器起飛至至少一個預設的指定位置，使聲納傳感器、水上聲納傳感器及風速風向傳感器采集所在位置的監測數據；

數據采集完成后，通過紅外攝像頭連續拍攝圖片，回傳到飛行控制器，計算飛行器的回航路徑及降落位置，以使飛行器降落；

飛行器降落后，主控制器控制卡扣電機反轉，以將飛行器固定在飛行器停放臺上；控制驅動電機反轉，以將保護罩閉合；控制伸縮控制電機反轉，使伸縮桿收縮，將水下聲納傳感器收回。

9.根據權利要求8所述的極地冰基海冰參數監測方法，其特征在于，所述監測器械保護倉中的無線充電裝置在所述飛行器降落后即對所述飛行器進行充電。

10.根據權利要求8所述的極地冰基海冰參數監測方法，其特征在于，傳感器采集的數據經主控制器處理，結合GPS定位信息后發送到網絡。