CN111703566A - 一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器 - Google Patents

一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，包括：潜水器、浮游船体、第一负载模块、通信模块、太阳能板和远程控制端，潜水器中部设置为长条潜水板，长条潜水板的两侧对称旋转连接有多片翼板，尾部的下端垂直摆动安装有方向舵，底部固设有第一负载模块；长条潜水板的顶部通过船用脐带缆连接浮游船体的底部；浮游船体上固设有太阳能板，内部安装有通信模块；通信模块与远程控制端无线连接。本发明公开的可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，无需外接电源，可利用海水或其他水域的自身波浪产生的动能而游动，并可同时负载多种探测仪器，一次探测带来众多物理数据，给探测带来了极大的便利。

Description

一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器
技术领域
本发明涉及海洋探测设备技术领域，更具体的说是涉及一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器。
背景技术
海洋探测，是利用各种现代化技术及传感器对海洋环境进行侦查与探测。海洋探测工程与装备是进行海洋开发、控制、综合管理的基础。目前用于海洋研究的传感器主要有：海色传感器、声纳传感器、惯性传感器、红外传感器、微波高度计等。
但是，目前众多海洋探测器需要外接电源，需要大型补给船跟随以及大量人员跟踪式服务，而且各个探测器相互独立使用和工作，给数据记录带来了大量繁重的工作，从而给越来越多的海洋物理探测和河流湖泊物理探测带来了困难。
因此，如何提供一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，无需外接电源，利用海水或其他水域的自身波浪产生的动能而游动，由于波浪的动能差而前进，能量取之不尽用之不竭，并可同时负载多种探测仪器、探测模块或探测传感，一次探测带来众多需要的物理数据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，包括：潜水器、浮游船体、可负载各种探测器的第一负载模块、通信模块、太阳能板和远程控制端，所述潜水器中部设置为长条潜水板，所述长条潜水板的两侧对称旋转连接有多片翼板，其尾部的下端竖直摆动安装有方向舵，其底部固设有所述第一负载模块；所述长条潜水板的顶部通过船用脐带缆连接所述浮游船体的底部；所述浮游船体上固设有所述太阳能板，内部安装有所述通信模块；所述通信模块、所述第一负载模块均与所述太阳能板电连接；所述通信模块上固定连接有AIS天线，且与所述远程控制端无线连接。
本发明公开的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，浮游船体放入海面，潜水器因为重力作用沉入水中，由于水面的波浪动能最大，水面地下的波浪动能逐渐减弱，波浪动能向上时，浮游船体因为动能向上的力而快速上升，随之产生一个向上的大的拉力，而翼板因为反作用力而逆时针转动，转动推出水流产生反作用力，产生前进的动力，翼板同时转动产生前进的动力，使得整个潜水探测器前进，与之相反，波浪动能向下时，浮游船体失去上升力快速下降，潜水器因为失去上升的牵引力，和重力的作用，随之迅速下降，翼板因为重力的反作用力，水的反作用力，翼板顺时针转动，推出水流产生反作用力，产生前进的动力，如此循环作用，潜水探测器由于波浪的动能差而前进，能量取之不尽用之不竭！
本发明利用海面波浪自身产生的能量差产生的动力，潜水器特殊的翼板结构来驱动整个潜水探测器游弋，不仅节省了动力，而且设置太阳能板，无需外接电源和大型补给船跟随以及大量人员跟踪；同时，第一负载模块中可根据实际需要放置探测仪、探测模块或探测传感器，一次探测带来众多需要的物理数据，并传回无线控制端，给探测者的工作带来了极大的便利。
优选的，所述浮游船体的顶部开设有模块放置腔，所述模块放置腔内放置所述通信模块。通信模块为全部探测模块提供人机数据交换，人员通过远程无线遥控监控整个潜水探测器的工作情况。通信模块装有信号接收机、数据传输其、工作指令发生器，装有蓄电模块，储存太阳能带来的电力，备用。
优选的，所述模块放置腔为3个，中间所述模块放置腔内放置所述通信模块，两端所述模块放置腔内均放置有可放置各种探测器的第二负载模块；所述第二负载模块与所述通信模块通信连接，与所述太阳能板电连接；所述太阳能板覆盖所述模块放置腔并固定于所述浮游船体的顶部。第二负载模块可安装GPS运动传感器，记录波高和流向；可安装光波测定传感器或洋流测定传感器等。此外，第二负载模块里还装有蓄电池，能够存储备用电能，蓄电池与第二负载模块和太阳能板均电连接。
优选的，所述浮游船体的船头或/和船尾的顶部安装有手柄，用于搬运船体。
优选的，所述翼板通过一根轴与所述长条潜水板单点旋转连接，保证翼板能够360度逆时针或顺时针转动。
优选的，所述方向舵的摆动角度向左向右各45度，便于方向舵对方向进行控制。
优选的，还包括重心滑水板，所述重心滑水板的两端分别固定在所述长条潜水板的两端，所述第一负载模块固定在所述重心滑水板上，所述重心滑水板上还设置有减震结构。重心滑水板保持潜水器的水中平衡，同时可为第一负载模块中的探测模块提供安装固定点，根据需要的工作环境来确定，减震结构能够消弱潜水器的震动，保证潜水探测器顺畅滑行。
优选的，还包括船用微型气象站，所述船用微型气象站通过支撑杆固定设置于所述船体上，且与所述太阳能板电连接，所述通信模块通信连接。船用微型气象站集大气温度、大气湿度、大气压力、风力、风向、降水类型、降水强度监测于一体，将相关监测数据通过通信模块传送至远程控制端。
优选的，所述船用脐带缆为套有电缆、通信缆、钢丝绳三合一的线缆，所述第一负载模块通过所述电缆与所述太阳能板电连接，电缆提供电力，通过所述通信缆与所述通信模块连接，第一负载模块的数据通过通信缆传到船体上的通信模块，所述长条潜水板通过所述钢丝绳与所述浮游船体牵引连接。
优选的，所述潜水器的尾部安装有摆动电机，所述摆动电机与所述方向舵连接，且通过所述远程控制端控制开关，在需要的时候，摆动电机驱动控制方向舵左右移动，人为控制潜水器的移动方向。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，无需外接电源，可利用海水或其他水域的自身波浪产生的动能而游动，并可同时负载多种探测仪器、探测模块或探测传感，一次探测带来众多需要的物理数据，探测者在远程控制端即可得到相关数据，给探测带来了极大的便利。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的结构示意图。
图2附图为本发明提供的工作原理图。
其中，各附图标记为：
1-潜水器，2-浮游船体，3-警示灯，4-通信模块，5-太阳能板，6-船用脐带缆，7-船用微型气象站，11-长条潜水板，12-翼板，13-方向舵，21-模块放置腔，22-第二负载模块，23-手柄。
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。
本发明实施例公开了一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，包括：潜水器1、浮游船体2、通信模块4、太阳能板5和远程控制端，长条潜水板11的顶部通过船用脐带缆6连接浮游船体2的底部；浮游船体2上固设有太阳能板5，内部安装有通信模块4；通信模块4、可放置各种探测器的第一负载模块均与太阳能板5电连接；通信模块4上固定连接有AIS天线，且与远程控制端无线连接。
潜水器1始终潜入在海水或淡水中，游弋在水中。中部设置为长条潜水板11，长条潜水板11的两侧对称旋转连接有多片翼板12，翼板12通过一根轴与长条潜水板11单点旋转连接，以便每片翼板12均能够实现360度逆时针或顺时针转动，翼板12为潜水器1提供前进动力，将波浪动能转化为潜水器1前进的动力；尾部的下端垂直摆动安装有方向舵13，方向舵13摆动角度向左向右各45度。底部固设有第一负载模块；第一负载模块与通信模块4通信连接，与太阳能板5电连接，通信模块4将第一负载模块探测到的数据传送至远程控制端，太阳能板5为第一负载模块和通信模块4提供电力。
其中，第一负载模块安装在潜水器1底部的中间位置，可根据探测者需要安装相应的探测仪或探测器或传感器，如安装声呐检测接收以，CTD仪器、温度盐度探测仪和多普勒流体仪等。
潜水器1还包括重心滑水板，重心滑水板的两端分别固定在长条潜水板11的头部和尾部的前端，第一负载模块固定在重心滑水板上，重心滑水板上还设置有减震结构。第一负载模块的设置保证潜水器1的水中平衡，减震结构能够消弱潜水器1的震动，同时可以为第一负载模块提供安装固定点。
长条潜水板11的尾部安装有摆动电机，摆动电机与方向舵13连接，且通过远程控制端控制开关，在需要的时候，摆动电机驱动控制方向舵13左右移动，人为控制潜水器1的移动方向。
远程控制端包括显示界面，第一负载模块检测到的数据回传后的数据统一显示到一个显示器系统软件界面，便于探测者观测与分析，避免独立、各个分析的繁琐。
浮游船体2始终漂浮在水面，搭载太阳能板5，各种模块的第二负载模块22，同时为潜水器1提供波浪动能，将波浪的起落能量传递给潜水器1。浮游船体2的顶部开设有模块放置腔21，模块放置腔21为3个，中间模块放置腔21内放置通信模块4，为全部探测器提供人机数据交换，人员通过远程控制端监测整个潜水探测器的工作情况，必要时无线遥控潜水器1方向舵13开机移动。两端模块放置腔21内放置有第二负载模块22，且保证平衡安装方式；第二负载模块22与通信模块4通信连接，与太阳能板5电连接；太阳能板5覆盖模块放置腔21并固定于浮游船体2的顶部，为全部探测器需要电力的部件提供电源。第二负载模块22要求始终尽量保持干燥，可以装配传感仪器，如波浪检测仪、洋流检测仪等。
浮游船体2的船头或/和船尾的顶部安装有手柄23，便于搬运浮游船体2。
进一步地，还包括船用微型气象站7，船用微型气象站7通过支撑杆固定设置于浮游船体2上，且与太阳能板5电连接，与通信模块4通信连接。船用微型气象站7集大气温度、大气湿度、大气压力、风力、风向、降水类型、降水强度监测于一体，将相关监测数据通过通信模块4和AIS天线传送至远程控制端。且船用微型气象站7底部的支撑杆上还设置有警示灯3，起到警示作用。
船用脐带缆6为套有电缆、通信缆、钢丝绳三合一的线缆，第一负载模块通过电缆与太阳能板电连接，电缆提供电力，第一负载模块通过通信缆与通信模块4连接，长条潜水板11通过钢丝绳与浮游船体2牵引连接。
工作时，第二负载模块22和通信模块4都装在浮游船体2的模块放置腔21里，太阳能板5装在船头和船尾的第二负载模块22的上方，覆盖第二负载模块22并固定，船用微型气象站7固定在浮游船体2的中间，警示灯3固定在船用微型气象站的支撑杆上，AIS天线固定在通信模块4上。浮游船体12放入海面，潜水器1因为重力作用自然沉入水中，根据波浪自身产生的能量差产生的动力的，潜水器1上的翼板12逆时针或顺时针运动，从而推动潜水器移动，潜水器1拖动浮游船体2移动。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，包括：潜水器(1)、浮游船体(2)、可负载各种探测器的第一负载模块、通信模块(4)、太阳能板(5)和远程控制端，所述潜水器(1)中部设置为长条潜水板(11)，所述长条潜水板(11)的两侧对称旋转连接有多片翼板(12)，其尾部的下端竖直摆动安装有方向舵(13)，其底部固设有所述第一负载模块；所述长条潜水板(11)的顶部通过船用脐带缆(6)连接所述浮游船体(2)的底部；所述浮游船体(2)上固设有所述太阳能板(5)，内部安装有所述通信模块(4)；所述通信模块(4)、所述第一负载模块均与所述太阳能板(5)电连接；所述通信模块(4)上固定连接有AIS天线，且与所述远程控制端无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述浮游船体(2)的顶部开设有模块放置腔(21)，所述模块放置腔(21)内放置所述通信模块(4)。
3.根据权利要求2所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述模块放置腔(21)为3个，中间所述模块放置腔(21)内放置所述通信模块(4)，两端所述模块放置腔(21)内放置有可放置各种探测器的第二负载模块(22)；所述第二负载模块(22)与所述通信模块(4)通信连接，与所述太阳能板(5)电连接；所述太阳能板(5)覆盖所述模块放置腔(21)并固定于所述浮游船体(2)的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述浮游船体(2)的船头和船尾的顶部均安装有手柄(23)。
5.根据权利要求4所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述翼板(12)通过一根轴与所述长条潜水板(11)单点旋转连接。
6.根据权利要求5所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述方向舵(13)摆动角度向左向右各45度。
7.根据权利要求1-6任一项所述一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，还包括重心滑水板，所述重心滑水板的两端分别固定在所述长条潜水板(11)的两端，所述第一负载模块固定在所述重心滑水板上，所述重心滑水板上还设置有减震结构。
8.根据权利要求7所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，还包括船用微型气象站(7)，所述船用微型气象站(7)通过支撑杆固定设置于所述浮游船体(2)上，且与所述太阳能板(5)电连接，与所述通信模块(4)通信连接。
9.根据权利要求8所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述船用脐带缆(6)为套有电缆、通信缆、钢丝绳三合一的线缆，所述第一负载模块通过所述电缆与所述太阳能板(5)电连接，通过所述通信缆与所述通信模块(4)连接，所述长条潜水板(11)通过所述钢丝绳与所述浮游船体(2)牵引连接。
10.根据权利要求9所述的一种可利用波浪动能自游弋的潜水探测器，其特征在于，所述长条潜水板(11)的尾部安装有摆动电机，所述摆动电机与所述方向舵(13)连接，且通过所述远程控制端控制开关。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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