[實用新型]基于六維加速度傳感器的海洋波浪浮標

有效

• 申請號: 201920483419.5
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN209938881U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王鑫;劉云平;杜洋濤;劉寶瑩;徐澤
• 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;B63B22/24;G01P15/09;G01W1/02
• 代理公司: 32252 南京鐘山專利代理有限公司
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于六維加速度傳感器的海洋波浪浮標，其特征在于，所述海洋波浪浮標包括浮標體、傳感器系統、控制系統；

所述浮標體包括支架，固定在支架上的航標燈、GPS定位天線和若干個太陽能電池板，浮體，以及設置在浮體內的控制箱、蓄電池組，支架通過緊固部固定在浮體上表面上；

所述傳感器系統包括并聯壓電式六維加速度傳感器、風速傳感器、風向傳感器、信號處理模塊；

所述風速傳感器、風向傳感器固定在支架頂端，分別用于采集海洋波浪浮標所處位置的風速信息、風向信息；

所述并聯壓電式六維加速度傳感器、信號處理模塊設置在控制箱內部，并聯壓電式六維加速度傳感器、信號處理模塊互相電連接；

所述并聯壓電式六維加速度傳感器用于采集海洋波浪浮標所處位置的波浪加速度信息，加速度傳感器輸出為電荷量信號，信號處理模塊用于將采集的電荷量轉換成對應的電壓信號；

所述控制系統設置在控制箱內部，包括FPGA處理器、A/D轉換器、通訊模塊、電子羅盤、SD存儲卡；

所述太陽能電池板經逆變器降壓模塊與蓄電池組電連接，所述蓄電池組與FPGA處理器、A/D轉換器、信號處理模塊電連接；

所述信號處理模塊的數據輸出端、風速傳感器、風向傳感器的輸出端通過A/D轉換器分別與FPGA處理器電連接，信號處理模塊、風速傳感器、風向傳感器分別將波浪加速度信息、風速信息、風向信息發送至A/D轉換器，經A/D轉換器轉換格式后發送至FPGA處理器；

所述SD存儲卡通過串行外設接口與FPGA處理器電連接；

所述通訊模塊、GPS定位天線通過串口與FPGA處理器電連接，GPS定位天線用于探測海洋波浪浮標所處位置的位置信息，并且將探測到的位置信息發送至FPGA處理器；

所述電子羅盤通過集成電路總線與FPGA處理器連接，電子羅盤用于實時探測海洋波浪浮標的方位角信息，將探測到的方位角信息發送至FPGA處理器；

所述FPGA處理器通過通訊模塊與用戶端監測系統之間建立通訊鏈路。

2.根據權利要求1所述的基于六維加速度傳感器的海洋波浪浮標，其特征在于，所述浮標體還包括設置在浮體內的第一容納盒、第二容納盒；

所述浮體包括呈相互連接的倒圓臺狀的第一浮體部、呈圓柱體狀的第二浮體部，第一浮體部安裝在第二浮體部上方，第一浮體部的軸中心線和第二浮體部的軸中心線重疊；

所述第一容納盒呈圓柱體狀，固定在第一浮體部內部，第一容納盒的軸中心線和第一浮體部的軸中心線重疊；

所述控制箱固定在第一容納盒內，其重心位于第一容納盒的軸中心線上；

所述第二容納盒呈圓柱體狀，固定在第二浮體部內部，第二容納盒的軸中心線和第二浮體部的軸中心線重疊；

所述蓄電池組固定在第二容納盒內，其重心位于第二容納盒的軸中心線上。

3.根據權利要求1所述的基于六維加速度傳感器的海洋波浪浮標，其特征在于，所述支架安裝在浮體上方，包括第一支撐部、第二支撐部、圓頂蓋；

所述第一支撐部安裝在浮體上表面，包括與支撐柱、頂部平臺、底部平臺、若干個支撐板；

所述支撐柱垂直安裝在浮體上表面上，所述底部平臺固定在支撐柱臨近浮體一端，所述頂部平臺固定在支撐柱遠離浮體一端，所述頂部平臺、底部平臺均與浮體上表面平行，在豎直方向上，底部平臺的投影完全覆蓋頂部平臺的投影；

所述若干個支撐板均勻分布在頂部平臺、底部平臺之間，其兩端分別與頂部平臺、底部平臺連接；

所述若干個太陽能電池板一一對應地固定在支撐板上；

所述圓頂蓋可拆卸地連接在浮體上表面上，且圓頂蓋完全覆蓋第一支撐部；

所述第二支撐部包括第一支撐桿、第二支撐桿、兩個斜支撐桿；

所述第一支撐桿垂直安裝在第一浮體部上表面上，第二支撐桿垂直安裝在第一支撐桿遠離浮體上表面的一端，兩個斜支撐桿相對地固定在第一支撐桿和第二支撐桿之間。

4.根據權利要求1所述的基于六維加速度傳感器的海洋波浪浮標，其特征在于，所述風速傳感器、風向傳感器分別固定在第二支撐桿的兩端，兩者之間的距離大于等于45cm。