CN111846111A

CN111846111A - 一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置

Info

Publication number: CN111846111A
Application number: CN202010666599.8A
Authority: CN
Inventors: 吕友飞
Original assignee: Anhui Yingdong Culture Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Soao Testing Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: CN111846111B

Abstract

本发明公开了一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，包括浮标座、环境监测器、双向涡轮发电机和蓄电池，所述浮标座的内侧设置有浮力腔，所述环境监测器的下方绳索连接有限位锚，所述浮标座的内侧设置有活塞筒，所述双向涡轮发电机两端的输出端均安装有涡轮叶片，所述活塞筒的内侧设置有活塞杆，所述控制箱的外侧设置有侧架，所述侧架的下表面铰接有限位钩，所述限位钩的内部开设有暗槽。该可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置可以对浮标装置的外侧进行实时自动清理，有效防止浮标装置的表面吸附海洋生物导致装置表面腐蚀，有效延长了装置的使用寿命，同时可以利用波浪和阳光进行自发电，环保节能。

Description

一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置

技术领域

本发明涉及海洋环境监测技术领域，具体为一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置。

背景技术

随着社会、科技的不断发展，人们对资源的需求量也原来越大，随着陆地资源日益减少，人们逐渐将目光投向海洋资源，海洋覆盖了地球表面超过70％的面积，蕴含着极其丰富的资源，随着人们对海洋资源的不断开采，海洋生态环境也被严重污染和破坏，因此对海洋环境实时的动态监测十分必要，因此需要使用到带有监测设备的浮标装置来对海洋环境进行实时监测，从而实时获取海洋污染情况，便于对海洋污染进行迅速、及时治理，但是目前现有的海洋环境监测用浮标装置仍然存在着一些不足，比如：

1、由于海洋环境监测用浮标装置需要长期漂浮在海面上，因此其浸泡在水中的部分表面会吸附大量的甲壳类和海藻类等动植物，导致海洋环境监测用浮标装置的表面容易发生侵蚀，同时还会增加海洋环境监测用浮标装置的整体重量，但是目前现有的海洋环境监测用浮标装置不便对其表面进行清理、防护，使得海洋环境监测用浮标装置的使用寿命受到了严重影响；

2、由于海洋环境监测用浮标装置需要实时对海水环境进行监测，因此需要持续消耗电能，但是目前市场上的海洋环境监测用浮标装置不便进行有效的自发电，存在着一定的使用缺陷。

所以我们提出了一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，以解决上述背景技术提出的目前市场上的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，包括浮标座、环境监测器、双向涡轮发电机和蓄电池，所述浮标座的内侧设置有浮力腔，且浮标座的外侧螺栓固定有支撑管，并且支撑管的下端螺栓固定有环境监测器，所述环境监测器的下方绳索连接有限位锚，所述浮标座的内部轴承连接有转轴，且转轴的上端外侧螺栓固定有连接块，并且连接块的下端设置有配重块，所述转轴的下端外侧螺栓固定有刮片，所述浮标座的内侧设置有活塞筒，且活塞筒的外侧连接有输气管，并且输气管的内侧设置有双向涡轮发电机，所述双向涡轮发电机两端的输出端均安装有涡轮叶片，所述活塞筒的内侧设置有活塞杆，所述浮标座的外侧铰接有旋转杆，且旋转杆与活塞杆之间连接有连接杆，并且旋转杆的外侧焊接有吊环，所述旋转杆的下端铰接有振荡浮子，且振荡浮子的外侧轴连接有滚柱，所述浮标座的上方设置有控制箱，且控制箱的内部安装有蓄电池和控制模组，并且控制箱的上端螺栓固定有支撑杆，所述支撑杆的外侧安装有太阳能光伏板，且支撑杆的上端安装有信号灯，并且支撑杆的上端外侧安装有信号发射器，所述控制箱的外侧设置有侧架，且侧架的内部开设有滑槽，并且滑槽的内侧装嵌有电磁铁，所述滑槽的内侧设置有卡块，且卡块与滑槽的内壁之间连接有第一复位弹簧，所述侧架的下表面铰接有限位钩，且限位钩与侧架之间连接有扭力弹簧，并且限位钩的表面开设有限位孔，所述限位钩的内部开设有暗槽，且暗槽的内侧设置有活动块，并且活动块与暗槽的内壁之间连接有第二复位弹簧。

优选的，所述浮标座的内侧等角度设置有5个浮力腔，且相邻浮力腔之间相互不连通。

优选的，所述配重块与连接块为一体化结构，且配重块呈倾斜状结构，并且配重块与输气管相互不接触。

优选的，所述刮片贴合于浮标座的底部和侧面，且刮片等角度分布于转轴的下端外侧，并且刮片的剖面呈等腰三角形结构。

优选的，所述活塞筒靠近涡轮叶片的一端的内径逐渐减小，且活塞筒内侧设置的活塞杆与连接杆构成旋转结构，并且连接杆与旋转杆构成旋转结构，同时旋转杆等角度分布于浮标座的外侧。

优选的，所述振荡浮子等角度分布于浮标座的外侧，且浮标座的外侧等角度轴承连接有滚柱，并且滚柱为空心结构。

优选的，所述控制箱与输气管相连通，且控制箱与浮标座两者的中心线重合。

优选的，所述卡块与滑槽构成卡合滑动结构，且卡块为金属材质，并且卡块通过第一复位弹簧与侧架构成弹性伸缩结构，同时卡块与限位孔构成卡合结构。

优选的，所述活动块与暗槽构成卡合滑动结构，且活动块的下表面呈斜面结构，并且活动块通过第二复位弹簧与限位钩构成弹性伸缩结构，同时限位钩通过扭力弹簧与侧架构成弹性伸缩结构，且限位钩与吊环的位置相对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置；

1、设置有配重块和刮片，当浮标座在海浪作用下进行起伏晃动时，会使得配重块在其自身重力作用下带动转轴进行无规律旋转，此时转轴会带动刮片进行同步旋转，使得刮片可以实时对浮标座的外侧进行清理，通过该结构使得装置可以利用波浪能带动刮片进行旋转，从而可以对浮标装置的外侧进行实时自动清理，有效防止浮标装置的表面吸附海洋生物导致装置表面腐蚀，有效延长了装置的使用寿命；

2、设置有双向涡轮发电机、振荡浮子和太阳能光伏板，通过波浪的作用可以带动振荡浮子进行上下起伏，振荡浮子起伏过程中会推动旋转杆进旋转，此时旋转杆会通过连接杆拉动活塞杆，使得活塞筒中的气体压缩吹向涡轮叶片，从而通过双向涡轮发电机进行自动发电，同时太阳能光伏板也可在白天进行光伏发电，通过该结构使得装置可以利用波浪和阳光进行自发电，环保节能；

3、设置有限位钩和吊环，当海面产生风暴时，振荡浮子会带动旋转杆进行大角度旋转，使得吊环可以自动卡入限位钩中，从而对旋转杆进行限位、悬吊，通过该结构使得装置可以在恶劣天气对旋转杆进行自动悬吊、限位，避免装置的发电机构受到较大冲击力发生松动、损坏。

附图说明

图1为本发明主剖视结构示意图；

图2为本发明浮标座主剖视结构示意图；

图3为本发明振荡浮子主视结构示意图；

图4为本发明配重块侧视结构示意图；

图5为本发明振荡浮子俯剖视结构示意图；

图6为本发明浮标座俯剖视结构示意图；

图7为本发明限位钩主剖视结构示意图；

图8为本发明限位钩仰视结构示意图；

图9为本发明刮片立体结构示意图。

图中：1、浮标座；2、浮力腔；3、支撑管；4、环境监测器；5、限位锚；6、转轴；7、连接块；8、配重块；9、刮片；10、活塞筒；11、输气管；12、双向涡轮发电机；13、涡轮叶片；14、活塞杆；15、旋转杆；16、连接杆；17、吊环；18、振荡浮子；19、滚柱；20、控制箱；21、蓄电池；22、控制模组；23、支撑杆；24、太阳能光伏板；25、信号灯；26、信号发射器；27、侧架；28、滑槽；29、电磁铁；30、卡块；31、第一复位弹簧；32、限位钩；33、扭力弹簧；34、暗槽；35、活动块；36、第二复位弹簧；37、限位孔。

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1-9，本发明提供一种技术方案：一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，包括浮标座1、浮力腔2、支撑管3、环境监测器4、限位锚5、转轴6、连接块7、配重块8、刮片9、活塞筒10、输气管11、双向涡轮发电机12、涡轮叶片13、活塞杆14、旋转杆15、连接杆16、吊环17、振荡浮子18、滚柱19、控制箱20、蓄电池21、控制模组22、支撑杆23、太阳能光伏板24、信号灯25、信号发射器26、侧架27、滑槽28、电磁铁29、卡块30、第一复位弹簧31、限位钩32、扭力弹簧33、暗槽34、活动块35、第二复位弹簧36和限位孔37，浮标座1的内侧设置有浮力腔2，且浮标座1的外侧螺栓固定有支撑管3，并且支撑管3的下端螺栓固定有环境监测器4，环境监测器4的下方绳索连接有限位锚5，浮标座1的内部轴承连接有转轴6，且转轴6的上端外侧螺栓固定有连接块7，并且连接块7的下端设置有配重块8，转轴6的下端外侧螺栓固定有刮片9，浮标座1的内侧设置有活塞筒10，且活塞筒10的外侧连接有输气管11，并且输气管11的内侧设置有双向涡轮发电机12，双向涡轮发电机12两端的输出端均安装有涡轮叶片13，活塞筒10的内侧设置有活塞杆14，浮标座1的外侧铰接有旋转杆15，且旋转杆15与活塞杆14之间连接有连接杆16，并且旋转杆15的外侧焊接有吊环17，旋转杆15的下端铰接有振荡浮子18，且振荡浮子18的外侧轴连接有滚柱19，浮标座1的上方设置有控制箱20，且控制箱20的内部安装有蓄电池21和控制模组22，并且控制箱20的上端螺栓固定有支撑杆23，支撑杆23的外侧安装有太阳能光伏板24，且支撑杆23的上端安装有信号灯25，并且支撑杆23的上端外侧安装有信号发射器26，控制箱20的外侧设置有侧架27，且侧架27的内部开设有滑槽28，并且滑槽28的内侧装嵌有电磁铁29，滑槽28的内侧设置有卡块30，且卡块30与滑槽28的内壁之间连接有第一复位弹簧31，侧架27的下表面铰接有限位钩32，且限位钩32与侧架27之间连接有扭力弹簧33，并且限位钩32的表面开设有限位孔37，限位钩32的内部开设有暗槽34，且暗槽34的内侧设置有活动块35，并且活动块35与暗槽34的内壁之间连接有第二复位弹簧36；

浮标座1的内侧等角度设置有5个浮力腔2，且相邻浮力腔2之间相互不连通，通过均匀设置的多个浮力腔2，可以有效提高浮标装置的使用安全性，当单个浮力腔2出现漏洞进水时，整个装置不会进行沉底，便于后期对浮标装置进行回收、维修；

配重块8与连接块7为一体化结构，且配重块8呈倾斜状结构，并且配重块8与输气管11相互不接触，当浮标座1在波浪作用下进行浮动、晃动时，倾斜状的配重块8会进行同步晃动旋转，从而自动带动转轴6进行无规律旋转；

刮片9贴合于浮标座1的底部和侧面，且刮片9等角度分布于转轴6的下端外侧，并且刮片9的剖面呈等腰三角形结构，通过配重块8的作用可以带动转轴6进行无规则旋转，从而使得转轴6带动刮片9进行同步旋转，此时刮片9可以对浮标座1的外侧进行清理，有效防止海洋生物吸附于浮标座1的外侧，避免浮标座1受到侵蚀，从而延长了浮标座1的使用寿命；

活塞筒10靠近涡轮叶片13的一端的内径逐渐减小，且活塞筒10内侧设置的活塞杆14与连接杆16构成旋转结构，并且连接杆16与旋转杆15构成旋转结构，同时旋转杆15等角度分布于浮标座1的外侧，通过波浪的推动可以使得振荡浮子18进行上下浮动，使得振荡浮子18带动旋转杆15进行旋转，此时旋转杆15会通过连接杆16拉动活塞杆14，此时活塞杆14可以将活塞筒10内部的空气压缩推向涡轮叶片13，使得涡轮叶片13进行旋转，从而带动双向涡轮发电机12进行发电，同时当活塞杆14复位时，活塞筒10内部会形成负压，从而使得空气从输气管11吹向双向涡轮发电机12另一端的涡轮叶片13，从而二次发电；

振荡浮子18等角度分布于浮标座1的外侧，且浮标座1的外侧等角度轴承连接有滚柱19，并且滚柱19为空心结构，当振荡浮子18受到漂浮物撞击时，滚柱19会首先接触到撞击物，从而发生旋转，此时可以对撞击物进行引导，达到卸力的作用，有效防止浮标座1受到撞击损坏；

控制箱20与输气管11相连通，且控制箱20与浮标座1两者的中心线重合，通过该结构可以使得输气管11排气时可以对控制箱20的内部进行散热，有效降低蓄电池21和控制模组22的工作温度；

卡块30与滑槽28构成卡合滑动结构，且卡块30为金属材质，并且卡块30通过第一复位弹簧31与侧架27构成弹性伸缩结构，同时卡块30与限位孔37构成卡合结构，通过第一复位弹簧31的弹力作用，可以使得卡块30自动卡入限位孔37中，从而对限位钩32进行限位，当接通电磁铁29时，可以对卡块30进行吸附，从而自动解除对限位钩32的限位；

活动块35与暗槽34构成卡合滑动结构，且活动块35的下表面呈斜面结构，并且活动块35通过第二复位弹簧36与限位钩32构成弹性伸缩结构，同时限位钩32通过扭力弹簧33与侧架27构成弹性伸缩结构，且限位钩32与吊环17的位置相对应，当海面发生风暴时，波浪较大，会使得旋转杆15进行较大角度旋转，此时吊环17会推动活动块35，使得活动块35收入暗槽34中，当吊环17运动至活动块35上方时，活动块35会在第二复位弹簧36的弹力作用下自动复位，从而对吊环17进行限位、悬吊，从而避免旋转杆15继续旋转，有效防止旋转杆15在风暴作用下结构发生损坏。

工作原理：在使用该可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置时，首先，如图1所示，将浮标装置投放在海洋中，并通过限位锚5进行限位、固定，如图1-3和图5-6所示，当海面产生波浪时，振荡浮子18会在浮力作用下进行上下浮动、振荡，从而可以带动旋转杆15进行旋转，旋转杆15旋转过程中会通过连接杆16往复拉、推活塞杆14，使得活塞杆14将活塞筒10中的气体压缩吹向双向涡轮发电机12一侧的涡轮叶片13，从而使得涡轮叶片13进行旋转从而带动双向涡轮发电机12进行发电，当活塞杆14拉动时，会使得活塞筒10内产生负压，从而通过输气管11进行吸气，此时可以吹动双向涡轮发电机12另一侧的涡轮叶片13，使得双向涡轮发电机12可以进行持续发电，同时太阳能光伏板24也可进行同步发电，两者发出的电能储存在蓄电池21中，并为控制模组22等电子器件提供电能，当振荡浮子18受到外物撞击时，滚柱19会进行自转，从而对撞击力进行导向、卸去，避免振荡浮子18发生损坏，此时环境监测器4可以实时对海水环境进行监测，并通过信号发射器26进行数据传输；

如图2、图4和图9所示，当浮标座1在海浪作用下发生晃动时，配重块8会进行同步晃动、旋转，从而带动转轴6进行同步旋转，此时转轴6可以带动刮片9进行旋转，此时刮片9可以对浮标座1的表面进行清理，有效防止海洋生物附着在浮标座1的外侧造成浮标座1表面腐蚀，从而有效延长了装置的使用寿命；

如图2和图7-8所示，当海面发生风暴时，波浪较大，使得振荡浮子18带动旋转杆15进行大角度旋转，使得吊环17接触、挤压活动块35，使得活动块35自动收入暗槽34中，当吊环17运动至活动块35上方时，活动块35会在第二复位弹簧36的弹力作用下自动弹出，从而对吊环17和旋转杆15进行悬吊、限位，避免旋转杆15受到海浪大力拍击导致结构损坏，当风暴结束后，只需远程操控控制模组22，使得电磁铁29通电，可以使得卡块30与限位钩32脱离卡合状态，此时限位钩32会在旋转杆15的重力作用下旋转打开，此时可以接触对旋转杆15的悬吊，然后限位钩32会在扭力弹簧33的弹力作用下自动旋转复位，从而完成一系列工作。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，包括浮标座（1）、环境监测器（4）、双向涡轮发电机（12）和蓄电池（21），其特征在于：所述浮标座（1）的内侧设置有浮力腔（2），且浮标座（1）的外侧螺栓固定有支撑管（3），并且支撑管（3）的下端螺栓固定有环境监测器（4），所述环境监测器（4）的下方绳索连接有限位锚（5），所述浮标座（1）的内部轴承连接有转轴（6），且转轴（6）的上端外侧螺栓固定有连接块（7），并且连接块（7）的下端设置有配重块（8），所述转轴（6）的下端外侧螺栓固定有刮片（9），所述浮标座（1）的内侧设置有活塞筒（10），且活塞筒（10）的外侧连接有输气管（11），并且输气管（11）的内侧设置有双向涡轮发电机（12），所述双向涡轮发电机（12）两端的输出端均安装有涡轮叶片（13），所述活塞筒（10）的内侧设置有活塞杆（14），所述浮标座（1）的外侧铰接有旋转杆（15），且旋转杆（15）与活塞杆（14）之间连接有连接杆（16），并且旋转杆（15）的外侧焊接有吊环（17），所述旋转杆（15）的下端铰接有振荡浮子（18），且振荡浮子（18）的外侧轴连接有滚柱（19），所述浮标座（1）的上方设置有控制箱（20），且控制箱（20）的内部安装有蓄电池（21）和控制模组（22），并且控制箱（20）的上端螺栓固定有支撑杆（23），所述支撑杆（23）的外侧安装有太阳能光伏板（24），且支撑杆（23）的上端安装有信号灯（25），并且支撑杆（23）的上端外侧安装有信号发射器（26），所述控制箱（20）的外侧设置有侧架（27），且侧架（27）的内部开设有滑槽（28），并且滑槽（28）的内侧装嵌有电磁铁（29），所述滑槽（28）的内侧设置有卡块（30），且卡块（30）与滑槽（28）的内壁之间连接有第一复位弹簧（31），所述侧架（27）的下表面铰接有限位钩（32），且限位钩（32）与侧架（27）之间连接有扭力弹簧（33），并且限位钩（32）的表面开设有限位孔（37），所述限位钩（32）的内部开设有暗槽（34），且暗槽（34）的内侧设置有活动块（35），并且活动块（35）与暗槽（34）的内壁之间连接有第二复位弹簧（36）。

2.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述浮标座（1）的内侧等角度设置有5个浮力腔（2），且相邻浮力腔（2）之间相互不连通。

3.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述配重块（8）与连接块（7）为一体化结构，且配重块（8）呈倾斜状结构，并且配重块（8）与输气管（11）相互不接触。

4.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述刮片（9）贴合于浮标座（1）的底部和侧面，且刮片（9）等角度分布于转轴（6）的下端外侧，并且刮片（9）的剖面呈等腰三角形结构。

5.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述活塞筒（10）靠近涡轮叶片（13）的一端的内径逐渐减小，且活塞筒（10）内侧设置的活塞杆（14）与连接杆（16）构成旋转结构，并且连接杆（16）与旋转杆（15）构成旋转结构，同时旋转杆（15）等角度分布于浮标座（1）的外侧。

6.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述振荡浮子（18）等角度分布于浮标座（1）的外侧，且浮标座（1）的外侧等角度轴承连接有滚柱（19），并且滚柱（19）为空心结构。

7.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述控制箱（20）与输气管（11）相连通，且控制箱（20）与浮标座（1）两者的中心线重合。

8.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述卡块（30）与滑槽（28）构成卡合滑动结构，且卡块（30）为金属材质，并且卡块（30）通过第一复位弹簧（31）与侧架（27）构成弹性伸缩结构，同时卡块（30）与限位孔（37）构成卡合结构。

9.根据权利要求1所述的一种可防止生物吸附的海洋环境监测用自发电式浮标装置，其特征在于：所述活动块（35）与暗槽（34）构成卡合滑动结构，且活动块（35）的下表面呈斜面结构，并且活动块（35）通过第二复位弹簧（36）与限位钩（32）构成弹性伸缩结构，同时限位钩（32）通过扭力弹簧（33）与侧架（27）构成弹性伸缩结构，且限位钩（32）与吊环（17）的位置相对应。