CN110758647B - 浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮标技术领域，且公开了浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，当浮标平台受到风浪旋转时，会通过卸扣带动线缆保护安装支架转动，固定在线缆保护安装支架上的感应传输磁环装置、通信传输电缆线、钢缆保护套，也会随着浮标平台以相同的角速度转动，保证通信传输电缆线不会缠绕到包塑钢缆上，减小通信传输电缆线损坏的可能性，当浮标平台遇到风浪倾斜时，线缆保护安装支架会随着浮标发生倾斜，钢缆会在钢缆保护套的位置扭折。钢缆保护套采用工程塑料PTFE制作，能起到较好的缓冲作用，避免包塑钢缆与线缆保护安装支架硬接触。此外，钢缆保护套能有效的保护感应传输磁环装置，避免包塑钢缆在磁环处发生扭折，挤压感应传输磁环装置，造成磁环的损坏。

Description

浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置

技术领域

本发明涉及浮标技术领域，具体为浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置。

背景技术

海洋浮标平台是以锚定在海上的观测浮标为主体，搭载各种气象、水文、水质传感器，长期、连续的检测海洋环境的自动观测站。在对海洋的实时监测中，各个传感器将收集到的数据传输到浮标平台，平台将收集到的数据编译、汇总，通过卫星传输到海岸基站，基站再将得到的数据进行处理分析，得到对生产、生活具有指导性意义的信息。

其中，关键步骤在于将水下的各个传感器收集的数据传输到浮标平台。在监测水下几千米深的海洋垂直剖面时，采用有线传输，需要几千米电缆线，成本较高，可操作性不强；无线电传输在海水中衰减比较大，难以进行远距离传输；声通讯的功耗比较大，浮标平台一般采用电池供电，功耗太大难以维持长期通信；感应耦合传输系统成本不高、传输距离可控、功耗较低，可长期运行，是最为经济可靠有效的监测手段。

海洋浮标平台与水下传感器通过感应耦合传输系统进行通信，通常采用的连接方式是直接连接，即浮标平台与包塑钢缆通过卸扣、转环直接连接。这种连接方式简单、直接、易操作，但在面对恶劣的海洋环境（如风暴、台风、巨浪等）时，可能会存在以下两个问题：

第一，海洋浮标平台在海面上面对狂风巨浪，可能会发生浮标平台倾斜时，会带动包塑钢缆发生弯折。由于浮标系统会长时间放置于海中，反复弯折会影响包塑钢缆的寿命。此外，感应传输磁环装置固定在包塑钢缆上部，在包塑钢缆弯折时，会挤压到磁环，对感应传输系统造成不良影响。

第二，浮标平台在海面上面对狂风巨浪，可能会发生浮标平台发生旋转，会带动包塑钢缆转动。无转环连接时，浮标平台旋转会使钢缆在较强的扭转力下缠绕、打结，不能正常工作。由于感应传输磁环装置靠近包塑钢缆上部，在钢缆打结时，也会对感应传输磁环装置造成损伤。使用转环连接时，由于转环的作用以及钢缆自身抵抗扭转的力，钢缆不会发生转动，或转动的角速度比浮标平台小得多。数据传输电缆线一端固定在浮标平台上随浮标转动，另一端固定在感应耦合磁环上随钢缆运动。当浮标平台转动的角速度与包塑钢缆相差太多时（浮标平台转动角速度大，钢缆转动角速度小），电缆线就会缠绕在钢缆上。数据传输电缆线可能因此会产生磨损、断裂，导致数据传输中断，整个感应耦合传输系统无法工作的问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，具备感应耦合传输系统在风浪天气能稳定正常工作等优点，解决了整个感应耦合传输系统风浪天气无法工作的问题。

（二）技术方案

为实现上述感应耦合传输系统在风浪天气能稳定正常工作的目的，本发明提供如下技术方案：

浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，包括浮标平台、卸扣一、线缆保护安装支架、转环、卸扣二、通信传输电缆线、感应传输磁环装置、包塑钢缆、钢缆保护套和水下传感器，所述浮标平台的下方设置感应传输磁环装置，所述浮标平台的输入端与通信传输电缆线固定连接，所述感应传输磁环装置的输出端与通信传输电缆线固定连接，所述水下传感器设置在感应传输磁环装置的下方，所述浮标平台的下方活动安装有卸扣一，浮标平台通过卸扣一与线缆保护安装支架的上端连接；线缆保护安装支架的下端与转环连接，转环的下端通过卸扣二与包塑钢缆连接在一起；感应传输磁环装置固定在线缆保护安装支架上，包塑钢缆穿过感应传输磁环装置，且包塑钢缆能在感应传输磁环装置中自由转动；钢缆保护套固定在线缆保护安装支架上，包塑钢缆从其中穿过，能在其中自由转动；所述包塑钢缆上固定连接有若干水下传感器，所述水下传感器分布于钢缆保护套下方。

优选的，所述卸扣一包括有转轴一，所述转轴一活动安装在浮标平台的下端，所述浮标平台的下端面设置有凸起块，所述转轴一贯穿浮标平台下端的凸起块能在凸起块内自由转动，所述转轴一的两端设置有六角螺母，所述转轴一的两端设置有螺纹与六角螺母相啮合，所述转轴一上固定有吊杆，所述吊杆为一个U型杆，所述浮标平台的凸起块放置在吊杆的U型槽内且浮标平台通过转轴一与凸起块的活动效果使得浮标平台能在吊杆内自由活动。

优选的，所述线缆保护安装支架包括有安装平板，所述安装平板的上下端面的中心边缘处均设置有两个对称的挡板，所述安装平板的四个挡板上均开设有通孔，在下上两个相对应的通孔内活动安装有限位杆且限位杆能在通孔内自由转动，所述吊杆卡合在安装平板上方挡板、上方限位杆与安装平板上表面之间且吊杆能在安装平板上方挡板、上方限位杆与安装平板上表面之间自由活动。

优选的，所述线缆保护安装支架的左右两端均固定安装有固定杆，所述固定杆贯穿安装平板且固定杆的顶端与浮标平台不接触，所述固定杆的下端从安装平板贯穿并延伸到安装平板的下方且与钢缆保护套的位置相适配。

优选的，所述转环包括有轴承一，所述轴承一的内圈上端面和内圈的下端面均固定安装有活动块，两个所述活动块上均固定安装有活动杆，上方所述活动杆与下方的限位杆安装且上方活动杆在下方限位杆上能自由转动，所述轴承一通过上方活动杆和下方限位杆的活动效果使轴承一能在安装平板上自由转动和摆动。

优选的，下方所述活动杆活动安装卸扣二，下方所述活动杆与卸扣二的安装方式与浮标平台与卸扣一的安装方式相同，所述卸扣二通过与活动杆的活动安装效果使得卸扣二能在活动杆上自由转动和摆动。

优选的，所述卸扣二的下端通过包塑钢缆和冷链端子活动安装在感应传输磁环装置的外壳上，所述感应传输磁环装置在卸扣二上自由转动和摆动角度，所述感应传输磁环装置的外壳左右两端固定安装到固定杆上；

两个所述固定杆上与感应传输磁环装置相适配的位置固定安装有支撑杆，两个所述支撑杆与感应传输磁环装置的外壳固定连接，所述感应传输磁环装置通过支撑杆的固定效果保证感应传输磁环装置与支撑杆的位置相对固定。

优选的，所述钢缆保护套的两端同样利用支撑杆固定连接到固定杆上。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，具备以下有益效果：

1、该浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，当浮标平台受到风浪旋转时，会通过卸扣带动线缆保护安装支架转动，固定在线缆保护安装支架上的感应传输磁环装置、通信传输电缆线和钢缆保护套，也会随着浮标平台以相同的角速度转动。由于转环的作用、卸扣和包塑钢缆不会转动。如此，能在确保正常通信的同时，保证通信传输电缆线不会缠绕到包塑钢缆上，减小通信传输电缆线损坏的可能性。

2、该浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，浮标平台会因为海面风浪而发生倾斜，此装置可保护感应传输磁环装置在包塑钢缆弯折时，不会受到挤压而损坏。由于钢缆保护套的存在，可使包塑钢缆不会硬接触线缆保护安装金属架，减少磨损。在浮标平台发生倾斜时，线缆保护支架可使钢缆发生大角度的弯曲，在钢缆上部无明显弯曲现象，保护了钢缆和磁环。

3、该浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，解决海洋浮标平台与感应耦合传输系统的连接问题，针对浮标平台与感应耦合传输系统直接连接会造成线缆损坏和电转环连接造价高昂，难以普及等问题，利用普通转环连接，既能有效的保护通信线缆，又经济实惠，节约成本。

4、该浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，此连接装置适应性较强，能应用于浮标和潜标等各种需要感应耦合传输的场景，在浮标平台发生大角度倾斜时，此装置可以通过钢缆保护套保护包塑钢缆和磁环不会受到破坏，整个装置采用普通转环，造价不高，可有效节约成本，与造价高昂的电转环相比，可大范围推广使用。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明正视结构示意图。

图中：1浮标平台、2卸扣一、201转轴一、202六角螺母、203吊杆、3线缆保护安装支架、301安装平板、302限位杆、303固定杆、304支撑杆、4转环、401轴承一、402活动块、403活动杆、5卸扣二、6通信传输电缆线、7感应传输磁环装置、8包塑钢缆、9钢缆保护套、10水下传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，包括浮标平台1、卸扣一2、线缆保护安装支架3、转环4、卸扣二5、通信传输电缆线6、感应传输磁环装置7、包塑钢缆8、钢缆保护套9和水下传感器10，浮标平台1的下方设置感应传输磁环装置7，感应传输磁7环为现有机构，感应传输磁环装置7内固定安装有感应传输磁环，感应传输磁环利用感应耦合传输技术基于电磁感应原理，使钢缆的两端裸露在海水中作为电极，巧妙的利用海水的导电特性，将钢缆和海水构成一个完成的闭合回路，最为水下传感器和水面接收器之间的单匝耦合线圈，成为数据通信的信道。水下传感器磁环T的初级绕组被载测量数据的载波信号Ei所激励，则在钢缆与海水串联构成的单匝回路中感应出电流。该电流在水上终端磁环T的次级绕组上感应出电动势Eo，Eo送到水上终端进行解调，获得水下仪器传输数据，浮标平台1的输入端与通信传输电缆线6固定连接，感应传输磁环装置7的输出端与通信传输电缆线6固定连接，水下传感器10设置在感应传输磁环装置7的下方，所述浮标平台1的下方活动安装有卸扣一2，卸扣一2包括有转轴一201，转轴一201活动安装在浮标平台1的下端，浮标平台1的下端面设置有凸起块，转轴一201贯穿浮标平台1下端的凸起块能在凸起块内自由转动，转轴一201的两端设置有六角螺母202，转轴一201的两端设置有螺纹与六角螺母202相啮合，转轴一201上固定有吊杆203，吊杆203为一个U型杆，浮标平台1的凸起块放置在吊杆203的U型槽内且浮标平台1通过转轴一201与凸起块的活动效果使得浮标平台1能在吊杆203内自由活动。

浮标平台1通过卸扣一2与线缆保护安装支架3的上端连接，线缆保护安装支架3包括有安装平板301，安装平板301的上下端面的中心边缘处均设置有两个对称的挡板，安装平板301的四个挡板上均开设有通孔，在下上两个相对应的通孔内活动安装有限位杆302且限位杆302能在通孔内自由转动，吊杆203卡合在安装平板301上方挡板、上方限位杆302与安装平板301上表面之间且吊杆203能在安装平板301上方挡板、上方限位杆302与安装平板301上表面之间自由活动，线缆保护安装支架3的左右两端均固定安装有固定杆303，固定杆303贯穿安装平板301且固定杆303的顶端与浮标平台1不接触，固定杆303的下端从安装平板301贯穿并延伸到安装平板301的下方且与钢缆保护套9的位置相适配。

线缆保护安装支架3的下方活动安装有卸扣二5，卸扣二5的形状与卸扣一2的形状、结构和功能相同，线缆保护安装支架3的下端与转环4连接，下方固定杆303活动安装有转环4，转环4包括有轴承一401，轴承一401的内圈上端面和内圈的下端面均固定安装有活动块402，两个活动块402上均固定安装有活动杆403，上方活动杆403与下方的限位杆302安装且上方活动杆403在下方限位杆302上能自由转动，轴承一401通过上方活动杆403和下方限位杆302的活动效果使轴承一401能在安装平板301上自由转动和摆动，转环4的下端通过卸扣二5与包塑钢缆8连接在一起，下方活动杆403与卸扣二5的安装方式与浮标平台1与卸扣一2的安装方式相同，卸扣二5通过与活动杆403的活动安装效果使得卸扣二5能在活动杆403上自由转动和摆动。

卸扣二5的下端通过包塑钢缆8和冷链端子活动安装在感应传输磁环装置7的外壳上，包塑钢缆8从感应传输磁环装置7的外壳穿过并延伸到感应传输磁环装置7的外壳的下方，且包塑钢缆8能在感应传输磁环装置7中自由转动，冷链端子上的圆孔活动套接在卸扣二5下方吊杆203上，感应传输磁环装置7在卸扣二5上自由转动和摆动，感应传输磁环装置7固定在线缆保护安装支架3上，感应传输磁环装置7的外壳左右两端固定安装到固定杆303上，两个固定杆303上与感应传输磁环装置7相适配的位置固定安装有支撑杆304，两个支撑杆304与感应传输磁环装置7的外壳固定连接，感应传输磁环装置7通过支撑杆304的固定效果保证感应传输磁环装置7与支撑杆304的位置相对固定。

包塑钢缆8穿过感应传输磁环装置7，且包塑钢缆8能在感应传输磁环装置7中自由转动；钢缆保护套9固定在线缆保护安装支架3上，钢缆保护套9的两端同样利用支撑杆304固定连接到固定杆303上，包塑钢缆8从其中穿过，能在其中自由转动，所述包塑钢缆8上固定安装有若干水下传感器10，若干水下传感器10分布于钢缆保护套9下方。

在使用时，当浮标平台1受到风浪旋转时，会通过卸扣2带动线缆保护安装支架3转动，固定在线缆保护安装支架3上的感应传输磁环装置7、通信传输电缆线6和钢缆保护套9，也会随着浮标平台以相同的角速度转动。由于转环4的作用、卸扣5和包塑钢缆8不会转动。如此，能在确保正常通信的同时，保证通信传输电缆线6不会缠绕到包塑钢缆8上，减小通信传输电缆线6损坏的可能性。

当浮标平台1遇到风浪倾斜时，线缆保护安装支架3会随着浮标发生倾斜，钢缆会在钢缆保护套9的位置扭折。钢缆保护套9采用工程塑料PTFE制作，能起到较好的缓冲作用，避免包塑钢缆8与线缆保护安装支架3硬接触。此外，钢缆保护套9能有效的保护感应传输磁环装置7，避免包塑钢缆8在磁环处发生扭折，挤压感应传输磁环装置，造成磁环的损坏。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，包括浮标平台（1）、通信传输电缆线（6）、卸扣一（2）、线缆保护安装支架（3）、转环（4）、卸扣二（5）、通信传输电缆线（6）、感应传输磁环装置（7）、包塑钢缆（8）、钢缆保护套（9）和水下传感器（10），所述浮标平台（1）的下方设置感应传输磁环装置（7），所述浮标平台（1）的输入端与通信传输电缆线（6）固定连接，所述感应传输磁环装置（7）的输出端与通信传输电缆线（6）固定连接，所述水下传感器（10）设置在感应传输磁环装置（7）的下方，其特征在于：所述浮标平台（1）的下方活动安装有卸扣一（2），浮标平台（1）通过卸扣一（2）与线缆保护安装支架（3）的上端连接；线缆保护安装支架（3）的下端与转环（4）连接，转环（4）的下端通过卸扣二（5）与包塑钢缆（8）连接在一起；感应传输磁环装置（7）固定在线缆保护安装支架（3）上，包塑钢缆（8）穿过感应传输磁环装置（7），且包塑钢缆（8）能在感应传输磁环装置（7）中自由转动；钢缆保护套（9）固定在线缆保护安装支架（3）上，包塑钢缆（8）从其中穿过，能在其中自由转动；所述包塑钢缆（8）上固定连接有若干水下传感器（10），所述水下传感器（10）分布于钢缆保护套（9）下方；

所述卸扣一（2）包括有转轴一（201），所述转轴一（201）活动安装在浮标平台（1）的下端，所述浮标平台（1）的下端面设置有凸起块，所述转轴一（201）贯穿浮标平台（1）下端的凸起块能在凸起块内自由转动，所述转轴一（201）的两端设置有六角螺母（202），所述转轴一（201）的两端设置有螺纹与六角螺母（202）相啮合，所述转轴一（201）上固定有吊杆（203），所述吊杆（203）为一个U型杆，所述浮标平台（1）的凸起块放置在吊杆（203）的U型槽内且浮标平台（1）通过转轴一（201）与凸起块的活动效果使得浮标平台（1）能在吊杆（203）内自由活动；

所述线缆保护安装支架（3）包括有安装平板（301），所述安装平板（301）的上下端面的中心边缘处均设置有两个对称的挡板，所述安装平板（301）的四个挡板上均开设有通孔，在下上两个相对应的通孔内活动安装有限位杆（302）且限位杆（302）能在通孔内自由转动；

所述吊杆（203）卡合在安装平板（301）上方挡板、上方限位杆（302）与安装平板（301）上表面之间且吊杆（203）能在安装平板（301）上方挡板、上方限位杆（302）与安装平板（301）上表面之间自由活动；

所述线缆保护安装支架（3）的左右两端均固定安装有固定杆（303），所述固定杆（303）贯穿安装平板（301）且固定杆（303）的顶端与浮标平台（1）不接触，所述固定杆（303）的下端从安装平板（301）贯穿并延伸到安装平板（301）的下方且与钢缆保护套（9）的位置相适配。

2.根据权利要求1所述的浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，其特征在于：下方所述固定杆（303）活动安装有转环（4），所述转环（4）包括有轴承一（401），所述轴承一（401）的内圈上端面和内圈的下端面均固定安装有活动块（402），两个所述活动块（402）上均固定安装有活动杆（403），上方所述活动杆（403）与下方的限位杆（302）活动安装且上方活动杆（403）在下方限位杆（302）上能自由转动，所述轴承一（401）通过上方活动杆（403）和下方限位杆（302）的活动效果使轴承一（401）能在安装平板（301）上自由转动和摆动。

3.根据权利要求2所述的浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，其特征在于：下方所述活动杆（403）活动安装卸扣二（5），下方所述活动杆（403）与卸扣二（5）的安装方式与浮标平台（1）与卸扣一（2）的安装方式相同，所述卸扣二（5）通过与活动杆（403）的活动安装效果使得卸扣二（5）能在活动杆（403）上自由转动和摆动。

4.根据权利要求1所述的浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，其特征在于：所述卸扣二（5）的下端通过包塑钢缆（8）和冷链端子活动安装在感应传输磁环装置（7）的外壳上；所述感应传输磁环装置（7）的外壳左右两端固定安装到固定杆（303）上；

两个所述固定杆（303）上与感应传输磁环装置（7）相适配的位置固定安装有支撑杆（304），两个所述支撑杆（304）与感应传输磁环装置（7）的外壳固定连接，所述感应传输磁环装置（7）通过支撑杆（304）的固定效果保证感应传输磁环装置（7）与支撑杆（304）的位置相对固定。

5.根据权利要求4所述的浮标平台与感应耦合传输系统驳接装置，其特征在于：所述钢缆保护套（9）的两端同样利用支撑杆（304）固定连接到固定杆（303）上。

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