CN111674506A - 一种浮标装置及航线测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮标装置及航线测量系统，涉及航海领域，其中，浮标装置包括：运载体和浮标，运载体可与浮标分离，浮标包括光电探测器、第一腔室、第二腔室和第三腔室；其中，光电探测器头部设置扣合部；第一腔室设有一开口，在开口处设置有第一弹力部件；第一腔室内壁设置有与扣合部相适配的卡环；卡环与扣合部卡接，以使光电探测器与第一腔室扣合；第二腔室分别与第一腔室和第三腔室连通，用于容置光电探测器底部；在第二腔室外壁设置有气囊，气囊充气时，其浮力可使浮标上浮；第三腔室内设置有控制器，控制器用于控制浮标浮动速度。本发明的浮标装置具有作业灵活及测量精准的优点。本发明的航线测量系统应用浮标装置。

Description

一种浮标装置及航线测量系统

技术领域

本发明涉及航海领域，具体涉及一种浮标装置及航线测量系统。

背景技术

浮标是在海面上作为标志物，用来导航、标志航道、指示危及航行安全的障碍物等，它们通常被锚固定，防止水流将其移动。在水下无人作业，无人运载等领域使用的浮标，通常是连接在运载体上，随着运载体一起移动，给运载体定时发送探测、追踪等信号，使其在设定航线航行。

现有浮标的运载体探测器是共同运动的，无法进行分离，使得测量的航行轨迹不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮标及航线测量工具，以解决现有技术中航行轨迹不精确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种浮标装置，包括：运载体和浮标，运载体可与浮标分离，浮标包括光电探测器、第一腔室、第二腔室和第三腔室；其中，光电探测器头部设置扣合部；第一腔室设有一开口，在开口处设置有第一弹力部件；第一腔室内壁设置有与扣合部相适配的卡环；卡环与扣合部卡接，以使光电探测器与第一腔室扣合；第二腔室分别与第一腔室和第三腔室连通，用于容置光电探测器底部；在第二腔室外壁设置有气囊，气囊充气时，其浮力可使浮标上浮；第三腔室内设置有控制器，控制器用于控制浮标浮动速度。

与现有技术相比，本发明实施例提供的浮标装置中，本发明的浮标和运载体之间可进行分离，保证了可以在特定地点进行投放浮标装置，实现特定地点的航迹测量或目标跟踪。浮标内设置有光电探测器，用于实现目标跟踪或航迹测量。由于在第二腔室外壁设置有气囊，该气囊会带动浮标进行上浮；由于光电探测器的头部设置有扣和部，当光电探测器上浮至第一腔室内时，与第一腔室内的卡环扣合，有效保护了光电探测器，避免光电探测器与第一腔室发生碰撞而发生损坏，使得后续测量更加精准。同时，通过对设置在第二腔室外的气囊进行充气，将运载体和浮标进行分离，并在浮力的作用下浮标上浮至水平面，启动光电探测器进行航线测量及目标跟踪等工作。本发明的浮标装置，具有作业灵活、测试准确的优点。

可选的，光电探测器还包括锁紧部，锁紧部设置在光电探测器底部，用于将光电探测器与第二腔室固定连接。

可选的，第一弹力部件为弹力网。

可选的，弹力网上设有至少一个弹力带，至少一个弹力带的一端与弹力网连接，另一端与第一腔室固定连接。

可选的，第三腔室内还设有电源和气源，电源用于为光电探测器提供电能，气源用于为气囊和第二腔室提供气源。

可选的，气囊外壁设置有可分离壳体，可分离壳体通过第二弹力部件与第二腔室可拆卸连接。

可选的，第二弹力部件为弹簧弹珠。

可选的，第二腔室与第三腔室通过梯形导轨连接，梯形导轨的一端设置在第二腔室内壁上，另一端设置在第三腔室的内壁上。

可选的，第三腔室内还设置有通信模块，光电探测器和控制器通过通信模块通信连接。

本发明还提供一种航线测量系统，包括上述浮标装置。

与现有技术相比，本发明的航线测量系统的有益效果与本发明的浮标装置的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的浮标装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的浮标装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一腔室的结构示意图。

附图标记：

1.浮标、10.第一腔室、100.第一弹力部件、1001.弹力带、1002.弹力网、11.第二腔室、110.气囊、111.内圆筒、12.第三腔室、13.光电探测器。

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。

现有浮标在进行航线测量时，由于运载体与浮标不可分离，存在测量轨迹不精确。

针对上述技术问题，本发明实施例提供一种浮标装置，如图1至3所示，包括：运载体2和浮标1，运载体可与浮标1分离，浮标1包括第一腔室10、第二腔室11、第三腔室12和光电探测器13；其中，光电探测器13头部设置扣合部；第一腔室10设有一开口，在开口处设置有第一弹力部件100；第一腔室10内壁设置有与扣合部相适配的卡环；卡环与扣合部卡接，以使光电探测器13与第一腔室10扣合；第二腔室11分别与第一腔室10和内圆筒111连通，用于容置光电探测器13底部；在第二腔室11外壁设置有气囊110，气囊110充气时，其浮力可使浮标1上浮；内圆筒111内设置有控制器，控制器用于控制浮标1浮动速度。

需要说明的是，本实施例中的浮标装置的运载体与浮标1是可分离的，具体应用时，浮标装置被投入水中后，靠浮标装置气源提供的动力向上浮动，当浮标装置上升至预设高度时，控制器发送控制信号，将运载体与浮标1分离。

在本实施例中，通过压力传感器感知浮标装置在水中的位置。当浮标装置下降至水下10米时，将运载体与浮标1进行分离。

在一种可选的方式，如图2所示，第一腔室10采用双密封圈结构与第二腔室11连接。

采用上述连接方式，第一腔室10用于保护光电探测器13，防止光电探测器13在非工作状态下受到海水侵蚀损坏。

在一种可选的方式，如图2所示，第二腔室11内置有内圆筒111，在内圆筒111下端和内端盖装配在一起，形成密封腔体，上端与光电探测器13通过双密封圈滑动密封结构与内圆筒111连接。

采用上述连接方式，第二腔室11兼具密封性以及工作时光电探测器13的可移动性，光电探测器13头部漏出内圆筒111外，在与第一腔室10分离前，处于第一腔室10密封腔体内。

在一种可选的方式，如图2所示，内圆筒111外侧用环箍固定气囊110，气囊110外壁设置两个半圆形分离壳体。

采用上述技术方案，采用半圆形分离壳体，可以保证浮标装置在水中的流线结构，减少水的阻力；同时，气囊110在未使用时呈折叠状态，半圆形可分离壳体可对气囊110进行保护。除此之外，囊110在未使用时的折叠状态可减少浮标装置的整体体积。

在一种可选的方式，如图2所示，第二腔室11和内圆筒111之间采用梯形导轨进行连接。

采用上述技术方案，梯形导轨可实现第二腔室11与内圆筒111之间相对滑动，当第二腔室11内的内圆筒111向上移动时，梯形导轨会起到导向作用，也使浮标1上浮时质心降低，解决了上浮姿态稳定问题。

本发明实施例提供的浮标装置中，本发明的浮标1和运载体之间可进行分离，保证了可以在特定地点进行投放浮标装置，实现特定地点的航迹测量或目标跟踪。浮标1内设置有光电探测器13，用于实现目标跟踪或航迹测量。由于在第二腔室11外壁设置有气囊110，该气囊110会带动浮标1进行上浮；由于光电探测器13的头部设置有扣和部，当光电探测器13上浮至第一腔室10内时，与第一腔室10内的卡环扣合，有效保护了光电探测器13，避免光电探测器13与第一腔室10发生碰撞而发生损坏，使得后续测量更加精准。同时，通过对设置在第二腔室11外的气囊110进行充气，将运载体和浮标1进行分离，并在浮力的作用下浮标1上浮至水平面，启动光电探测器13进行航线测量及目标跟踪等工作。本发明的浮标装置，具有作业灵活、测试准确的优点。

作为一种可能的实现方式，如图1至3所示，光电探测器13还包括锁紧部，锁紧部设置在光电探测器13底部，用于将光电探测器13与第二腔室11固定连接。

在一种可选的方式中，锁紧部安装于光电探测器13底部，通过锁头卡紧在内圆筒111的锁紧槽中。

具体应用时，气源对第二腔室11进行充气，使得第二腔室11处于上浮状态，当光电探测器13上升至标定高度时能够机械自锁，光电探测器13停止上升，开始工作。采用锁紧部能够有效防止光电探测器13下沉。

作为一种可能的实现方式，如图1至3所示，第一弹力部件100为弹力网1002。

为保证浮标1上浮至水面时光电探测器13能顺利工作，第一腔室10内部通过螺钉紧固加装弹力网1002。

通过弹力网1002的弹力作用，解决第一腔室10与第二腔室11的可靠分离，而且有效地避免了光电探测器13上升时与第一腔室10的碰撞。

光电探测器13上升至第一腔室10内时，会触碰弹力网1002，弹力网1002发生形变，当光电探测器13上升至弹力网1002的最大形变处后，弹力网1002会将第一腔室10弹出水面，光电探测器13进行工作。

作为一种可能的实现方式，如图3所示，弹力网1002上设有至少一个弹力带1001，至少一个弹力带1001的一端与弹力网10021002连接，另一端与第一腔室10固定连接。

在本实施例中，弹力网1002可向任意方向拉伸，保证光电探测器13向任意方向接触到弹力网1002时，弹力网1002的弹性会对光电探测器13进行缓冲，对光电探测器13进行保护。

作为一种可能的实现方式，如图1至2所示，内圆筒111内还设有电源和气源，电源用于为光电探测器13提供电能，气源用于为气囊110和第二腔室11提供气源。

在本实施例中，内圆筒111设置有电池舱壳体，其中电池舱壳体分为两个密封腔体，上下端面通过两个密封端盖用螺钉紧固，并且具有密封作用，上腔体环形槽装配电源，具体应用时，采用电池进行供电。在内圆筒111内还通过两个支座支撑固定两层控制板；中间部分还有一个非密封腔体，用于放置气源和控制器，气源上的气嘴通过气路与第二腔室11接通，一路气体与第二腔室11上的内端盖直接接入内圆筒111，另一路气体通过内端盖、气路接入气囊110。

作为一种可能的实现方式，如图1至2所示，气囊110外壁设置有可分离壳体，可分离壳体通过第二弹力部件与第二腔室11可拆卸连接。

在一种可选的方式中，分离壳体一端卡在内圆筒111槽内，另一端卡在内圆筒111中的底部壳体的槽内，并且与槽垂直方向通过第二弹力部件顶紧，使得分离壳体与内圆筒111紧固在一起，分离壳体对第二腔室11与内圆筒111起到了连接作用。气囊110充气打开膨胀时，两个分离壳体通过克服第二弹力部件顶紧力，从而与主体分离。具体应用中，分离壳体为两个，分别设置在气囊110外侧，第二弹力部件采用弹簧弹珠。

作为一种可能的实现方式，如图1至2所示，内圆筒111内还设置有通信模块，光电探测器13和控制器通过通信模块通信连接。

通信模块设置在内圆筒111的底部，通过螺钉紧固在电池舱壳体下端面。具体应用中，通信模块采用光纤，光纤一端与运载体连接，一端与控制器连接。当浮标1与运载体分离时，通过光纤进行通信。

本发明实施例还提供一种航线测量系统，包括上述浮标装置。

本发明的浮标装置的工作过程如下：

第一阶段：当浮标装置在运载体的拖拽下到达水下一定设定深度时，一般为水下10米，控制器上设置的的压力传感器感知，通过电池舱下腔体控制器将信号传送到运载体，浮标1与运载体分离，同时接通浮标1电源。

第二阶段：电源自动接通气源，通过第二腔室11气路给气囊110充气，气源控制气压设定值并保持压力稳定。充气压力达到设定值后，电磁阀关闭，停止充气。中途若气囊110漏气，压力变送器把信号反馈到控制器，电池阀随时开启进行补充气体。

第三阶段：气囊110充气过程中，在气压的作用下体积膨胀，产生的径向力将气囊110外挂的分离壳体向直径增大的方向顶开，实现分离壳体与浮标1的脱离。

第四阶段：浮标1浮力增加，第二腔室11带动第一腔室10一同开始上升，第二腔室11上固定的梯形导轨沿着内圆筒111上梯形导轨向上移动，确保上升过程的平稳。

第五阶段：当第一腔室10和第二腔室11上升到限定位置时，即内端盖的端面接触到内圆筒111上端面内侧，第一腔室10和第二腔室11相对内圆筒111的上升停止，浮标1整体，包括第一腔室10、第二腔室11和艉段继续上升。

第六阶段：浮标1到达水平面时，通过压力传感器向控制器发送控制信号，控制器给气源发出信号，并启动气源，通过第二腔室11的内端盖上的进气口向内圆筒111充气，达到设定值并保压。在充气过程中，当充气压力超过光电探测器13与内圆筒111的摩擦力时，光电探测器13沿着内圆筒111内孔上升，内孔采用双滑动密封，既要保证内圆筒111内部的密封性，又要进行上下滑动。

第七阶段：当光电探测器13上升一定高度时，光电探测器13接触第一腔室10，当推力超过第一腔室10与内圆筒111的摩擦力时，第一腔室10沿着内圆筒111外圆上升，直至与内圆筒111脱离开，通过第一腔室10上的弹力网1002的弹力将第一腔室10抛到水中，第一腔室10与弹力网1002整体与浮标1脱离。

第八阶段：光电探测器13上升到位时，通过锁紧部带弹簧的锁头的伸缩，最后卡在内圆筒111的锁紧槽内，这时光电探测器13停止上升。

最后阶段：光电探测器13漏出水面，进行对目标的跟踪、探测等工作，并将信号反馈到控制器。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮标装置，其特征在于，包括：运载体和浮标，所述运载体可与所述浮标分离，

所述浮标包括光电探测器、第一腔室、第二腔室和第三腔室；其中，

所述光电探测器头部设置扣合部；

所述第一腔室设有一开口，在所述开口处设置有第一弹力部件；所述第一腔室内壁设置有与所述扣合部相适配的卡环；

所述卡环与所述扣合部卡接，以使所述光电探测器与所述第一腔室扣合；

所述第二腔室分别与所述第一腔室和所述第三腔室连通，用于容置所述光电探测器底部；在所述第二腔室外壁设置有气囊，所述气囊充气时，其浮力可使所述浮标上浮；

所述第三腔室内设置有控制器，所述控制器用于控制所述浮标浮动速度。

2.根据权利要求1所述的浮标装置，其特征在于，所述光电探测器还包括锁紧部，所述锁紧部设置在所述光电探测器底部，用于将所述光电探测器与所述第二腔室固定连接。

3.根据权利要求1所述的浮标装置，其特征在于，所述第一弹力部件为弹力网。

4.根据权利要求3所述的浮标装置，其特征在于，所述弹力网上设有至少一个弹力带，所述至少一个弹力带的一端与所述弹力网连接，另一端与所述第一腔室固定连接。

5.根据权利要求1所述的浮标装置，其特征在于，所述第三腔室内还设有电源和气源，所述电源用于为所述光电探测器提供电能，所述气源用于为所述气囊和所述第二腔室提供气源。

6.根据权利要求1所述的浮标装置，其特征在于，所述气囊外壁设置有可分离壳体，所述可分离壳体通过第二弹力部件与所述第二腔室可拆卸连接。

7.根据权利要求所述浮标装置，其特征在于，所述第二弹力部件为弹簧弹珠。

8.根据权利要求1所述的浮标装置，其特征在于，所述第二腔室与所述第三腔室通过梯形导轨连接，所述梯形导轨的一端设置在所述第二腔室内壁上，另一端设置在所述第三腔室的内壁上。

9.根据权利要求1至任一项所述的浮标装置，其特征在于，所述第三腔室内还设置有通信模块，所述光电探测器和所述控制器通过所述通信模块通信连接。

10.一种航线测量系统，其特征在于，包括权利要求1至权利要求9所述的浮标装置。

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