[發明專利]一種基于波浪滑翔器作為移動平臺的海洋內波預警裝置

在審

• 申請號: 202110166315.3
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN114194339A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 陳道毅
• 申請（專利權）人: 深圳市弘毅海洋智能裝備有限公司
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63C11/34;B63G8/00;B63G8/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明適用于海洋觀測，海上作業安全保障，以及其它需要針對海洋特定現象采取措施的應用問題，比如海上作業所需要的內波預警。涉及海洋科考、海洋運載器、海洋儀器設備開發和海洋通訊等。提供一種基于用直升飛機或者無人機投放和回收的波浪滑翔器的海洋內波預警裝置。其中，移動平臺單元，改造和升級波浪滑翔器，使其能夠在投放和回收時卷纜成折疊狀態，入海后才把纜展開正常工作；水面內波檢測單元安裝在波浪滑翔器上，通過對于內波通過時海洋表層的形態(包括但不限于流速，湍流度，海表面光學性質等)改變來檢測內波，控制和通訊部分在水面的船體里，內波預警信息也可以通過衛星實時傳送到海上作業方。

技術領域

本發明屬于海洋觀測，海上作業安全保障，以及其它需要針對海洋特定現象采取措施的應用，比如海上作業所需要的內波預警。涉及海洋科考、海洋運載器、海洋儀器設備開發和海洋通訊等領域。尤其涉及提供一種基于波浪滑翔器作為移動平臺的內波預警裝置。

背景技術

海洋內波是一種發生在海水密度層結的海洋中的波動，是常見的災害性海洋環境之一，威脅半潛式及錨定石油平臺穩定性，影響鉆井、立管安裝等海上作業的操控。因此，內波的實時在線預警對于海洋工程的實施有非常重要的意義，能在降低作業風險的同時盡可能拓寬作業窗口期。由于內波到達前后流速或溫度會突然變化，通過觀測這些變化以檢測內波的技術已經比較成熟。一般來說，相應的檢測儀器和信號處理及通訊系統需要搭載到一個海上平臺，浮標或潛標是目前最為通用的搭載平臺。浮標或潛標及其所帶的幾百米長的海纜通過船舶下放和回收是一件比較費力的任務，而且只能固定在海域里某個固定位置。只能定點開展預警。而且，一般需要一艘船值守在旁，帶來很高的成本。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種自主動力和柔性的管路巡檢智能機器人裝置，其旨在提供較長管路巡檢的方便性和降低成本。

本發明提供一種基于波浪滑翔器作為移動平臺的海洋內波預警裝置(后面簡稱內波預警裝置)，包括：

移動平臺單元，使用波浪滑翔器，這是一種無人海洋探測平臺，利用浮體-臍帶-潛體結構將海洋波浪能轉化為自身的前進動力，實現一個浮動平臺在海域進行長期巡航，其移動軌跡可以通過衛星遙控；移動平臺單元所用的波浪滑翔器可以簡化省去衛星通訊功能，與拖體共享一套通訊系統；其衛星導航及控制電路也可以整合到拖體里，從而形成一種非常廉價的波浪滑翔器。

拖體單元，是內波檢測單元和海洋通訊單元的搭載平臺，用纜連接到波浪滑翔器，靠波浪滑翔器拖動航行。拖體單元的控制電路特別考慮低能耗設計，通過布在拖體和波浪滑翔器上的太陽能電池供電，實現長期在海上巡檢。拖體單元上設有安保系統，通過傳感器檢測到惡意攻擊時，可以自主啟動保護結構，沉入海底。隨后可以通過聲學釋放器，打開氣袋上浮水面。拖體單元上設有位置傳感器和衛星導航系統，可以精確確定拖體的運動姿態，用于矢量類傳感器或儀器的校正。

內波檢測單元，其觀測儀器安裝在拖體底部，控制電路部分在中間的腔體里。內波檢測單元還包括基于電阻，電容、電感、磁學、聲學、光學、射線和影像等單種或多種物理和化學原理組合，結合信息處理形成的綜合觀測能力。

海洋通訊單元，4G或者衛星通訊的天線安裝在頂部，內波預警信息也可以通過衛星實時傳送到海上作業方。集成4G，5G等手機網絡和衛星通訊功能，實現移動平臺控制信息、觀測預警信息和安保信息的實時傳輸。

鏈接波浪滑翔器浮體和推進器的纜，以及波浪滑翔器和拖體之間的纜，都設計成自收縮功能，便于整套裝置的下放和回收。通過在拖體內的控制電路里預裝的分析軟件，自動檢測到海洋異常現象，如孤立子內波，通過衛星或其它渠道向相關方預警。該軟件具有遙控修改和重裝的功能。

本裝置能夠實現方便和快速的下放和回收，長時間海上自主巡航(不依賴于船舶支撐)，可以提高內波預警水平，大大節省成本。初內波預警外，該裝置可以擴展到其它需要觀測特定現象，實時報告的應用場景。

附圖說明