CN112829875B - 一种海洋浮标 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋勘探设备领域，尤其涉及一种海洋浮标，包括壳体组件、固定连接在壳体组件下方的阻力袋；壳体组件包括上壳体、与上壳体固定连接的下壳体，上壳体顶部中心转动连接有第一发电组件，上壳体两侧对称设置有第二发电组件；上壳体、下壳体组成的空腔内设置有控制模块，控制模块的输出端连接有蓝牙模块、定位模块、气象传感器输入端，控制模块的输入端分别与蓝牙模块、定位模块、气象传感器输出端连接；控制模块电性连接有电源，控制模块与第一发电组件、第二发电组件电性连接；控制模块用于控制蓝牙模块、定位模块、气象传感器收发信号并记录信息，控制模块还用于控制电源充放电。本发明提供一种续航能力长的海洋浮标。

Description

一种海洋浮标

技术领域

本发明涉及海洋勘探设备领域，尤其涉及一种海洋浮标。

背景技术

海上浮标通常在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文水质气象自动观测站。它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油(气)开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文水质气象资料，特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。

现有的海洋浮标由于在使用过程中无法对其实现电能的供给，这就导致浮标需要不断的进行更换才能满足正常的探测需求，现有技术中也有对浮标增加太阳能电池板以使浮标实现长续航的能力，但是由于海洋环境复杂，经常会出现大雾，以及海水中藻类的生长，导致太阳能电池板不能为浮标提供良好的电力。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋浮标，以解决上述问题，提供一种续航能力长的海洋浮标。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种海洋浮标，包括壳体组件、固定连接在所述壳体组件下方的阻力袋；所述壳体组件包括上壳体、与所述上壳体固定连接的下壳体，所述上壳体顶部中心转动连接有第一发电组件，所述上壳体两侧对称设置有第二发电组件；

所述上壳体、下壳体组成的空腔内设置有控制模块，所述控制模块的输出端连接有蓝牙模块、定位模块、气象传感器输入端，所述控制模块的输入端分别与所述蓝牙模块、定位模块、气象传感器输出端连接；

所述控制模块电性连接有电源，所述控制模块与所述第一发电组件、第二发电组件电性连接；

所述控制模块用于控制所述蓝牙模块、定位模块、气象传感器收发信号并记录信息，所述控制模块还用于控制所述电源充放电。

优选的，所述控制模块包括数据处理装置、数据储存装置和电路控制装置，所述数据处理装置用于接收所述蓝牙模块、定位模块、气象传感器传递的电信号，并将电信号转换成数字信号，所述数据储存装置用于储存所述数据处理装置转换的数字号；所述定位模块用于定位并将所述数据储存装置内储存的信息进行发送；

所述电路控制装置用于控制所述第一发电组件、第二发电组件对所述电源充电，所述电路控制装置用于控制所述电源放电。

优选的，所述第一发电组件包括风动扇叶，所述风动扇叶底部固定连接有连接轴一端，所述连接轴穿过所述上壳体顶部中心，所述连接轴另一端轴接有第一发电机，所述第一发电机与所述下壳体内壁底部固定连接，所述第一发电机通过所述电路控制装置与所述电源电性连接。

优选的，所述第二发电组件包括叶轮，所述叶轮一侧轴接有齿轮组，所述齿轮组转动连接在所述上壳体内侧，所述齿轮组轴接有第二发电机，所述第二发电机与所述下壳体内壁底部固定连接。

优选的，所述上壳体、下壳体的侧壁为中空结构，所述上壳体、下壳体的对接面设置有密封条。

优选的，所述定位模块设置有发射端，所述定位模块的发射端连接有天线。

优选的，所述定位模块为GPS。

优选的，所述气象传感器包括温度传感器、盐度传感器、水流传感器，所述下壳体侧壁开设有传感器安装孔，所述温度传感器、盐度传感器、水流传感器安装在所述传感器安装孔内。

优选的，所述上壳体内壁设置有三维力传感器，所述三维力传感器与所述数据处理装置连接。

优选的，所述电源为蓄电池，所述蓄电池设置在所述下壳体底部侧壁。

本发明具有如下技术效果：

本发明的装置使用时，将阻力袋同上壳体、下壳体共同放入海水中，此时下壳体位于下方，通过将第一发电组件设置在上壳体的顶部，上壳体外露与海面上，通过海面上方的风吹动第一发电组件实现发电，下壳体浸入至海水中，此时第二发电组件通过海水的流动实现发电，从而通过第一发电组件和第二发电组件对电源进行充电，通过第一发电组件和第二发电组件收集不同的动力源实现对电源的充电，保证了充电的有效性，进而保证海洋浮标的续航能力；

当蓝牙模块、定位模块、气象传感器需要通电时，通过控制模块控制电源的放电，实现对不同零件的供电，从而减小电能的消耗，进一步地增强海洋浮标的续航能力。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明壳体组件结构示意图；

图3为本发明电路连接结构示意图；

图4为风动扇叶俯视结构示意图。

其中，1为上壳体，101为三维力传感器，102为天线，103为蓝牙模块，2为下壳体，201为传感器安装孔，202为定位模块，203为控制模块，204为电源，3为阻力袋，4为连接件，5为风动扇叶，501为连接轴，502为第一发电机，6为叶轮，601为齿轮组，602为第二发电机，7为密封条。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-4所示，本发明提供一种海洋浮标，包括壳体组件、固定连接在壳体组件下方的阻力袋3；壳体组件包括上壳体1、与上壳体1固定连接的下壳体2，上壳体1顶部中心转动连接有第一发电组件，上壳体1两侧对称设置有第二发电组件；

上壳体1、下壳体2组成的空腔内设置有控制模块203，控制模块203的输出端连接有蓝牙模块103、定位模块202、气象传感器输入端，控制模块203的输入端分别与蓝牙模块103、定位模块202、气象传感器输出端连接；

控制模块203电性连接有电源204，控制模块203与第一发电组件、第二发电组件电性连接；

控制模块203用于控制蓝牙模块103、定位模块202、气象传感器收发信号并记录信息，控制模块203还用于控制电源204充放电。

本发明的装置使用时，将阻力袋3同上壳体1、下壳体2共同放入海水中，此时下壳体2位于下方，通过将第一发电组件设置在上壳体1的顶部，上壳体1外露与海面上，通过海面上方的风吹动第一发电组件实现发电，下壳体2浸入至海水中，此时第二发电组件通过海水的流动实现发电，从而通过第一发电组件和第二发电组件对电源204进行充电，通过第一发电组件和第二发电组件收集不同的动力源实现对电源204的充电，保证了充电的有效性，进而保证海洋浮标的续航能力；

当蓝牙模块103、定位模块202、气象传感器需要通电时，通过控制模块203控制电源204的放电，实现对不同零件的供电，从而减小电能的消耗，进一步地增强海洋浮标的续航能力。

进一步优化方案，控制模块203包括数据处理装置、数据储存装置和电路控制装置，数据处理装置用于接收蓝牙模块103、定位模块202、气象传感器传递的电信号，并将电信号转换成数字信号，数据储存装置用于储存数据处理装置转换的数字号；定位模块202用于定位并将数据储存装置内储存的信息进行发送；

电路控制装置用于控制第一发电组件、第二发电组件对电源204充电，电路控制装置用于控制电源204放电。

蓝牙模块103用于连接APP端，通过APP端实现对整个装置的信息读取并设置装置的参数地面接收站ID号、浮标编号、查看北斗信号，并将设置好的参数传递至蓝牙模块103，蓝牙模块103将相关信息传递至数据处理装置，并由数据储存装置进行储存，气象传感器用于检测海水的温度信号、水流速度信号、盐度信号，定位模块202用于接收卫星定位信号，并将卫星定位信号传递至数据处理装置再由数据储存装置进行储存，然后通过数据处理装置调取数据处理装置内储存的气象传感器检测的温度信号、水流流速信号、盐度信号通过定位模块202发送至地面接收站。电源控制装置按照固定周期进行运行，当达到数据采集时间时，电源控制装置，唤醒数据处理装置，数据处理装置开始采集GPS坐标数据，温度数据和盐度数据将采集到的数据进行整理保存到数据处理装置中。而后电源控制装置关掉所有传感器电源。当达到定位数据发送时间时，电源控制装置，唤醒数据处理装置，数据处理装置控制定位模块202开始检测卫星信号强度，当卫星信号强度满足需求时时，数据处理装置开始整理数据储存装置中的数据并发送数据。当完成浮标数据发送后，检测数据储存装置中是否还有未发送数据内容，如果有继续进行下一条数据数据发送工作，如果没有未发送数据，则数据处理装置进入休眠模式。

进一步优化方案，第一发电组件包括风动扇叶5，风动扇叶5底部固定连接有连接轴501一端，连接轴501穿过上壳体1顶部中心，连接轴501另一端轴接有第一发电机502，第一发电机502与下壳体2内壁底部固定连接，第一发电机502通过电路控制装置与电源204电性连接。

当装置放至于海水中时，上壳体1顶部外露于海水上方，当海面上有风吹过时带动风动扇叶5转动，风动扇叶5带动第一发电机502转动，从而第一发电机502对电源204实现充电。

进一步优化方案，第二发电组件包括叶轮6，叶轮6一侧轴接有齿轮组601，齿轮组601转动连接在上壳体1内侧，齿轮组601轴接有第二发电机602，第二发电机602与下壳体2内壁底部固定连接。

当装置放置于海水中时，叶轮6部分浸入至海水中，当海水出现涨潮或退潮时，海浪推动叶轮6转动，叶轮6带动第二发电机602转动，从而实现对电源204的充电。通过第一发电机502和第二发电机602接受不同的动力源进行充电，使电源204的充电效率更高，避免了因海中复杂环境的影响出现无法充电的情况。通过将第一发电机502和第二发电机602设置在第二壳体2的底部，使浮标的中心降低，提升了浮标在海水中的稳定性。

进一步优化方案，上壳体1、下壳体2的侧壁为中空结构，上壳体1、下壳体2的对接面设置有密封条7。

通过设置密封条7可以防止上壳体1、下壳体2进入海水，对上壳体1、下壳体2内的零件实现保护作用。

进一步优化方案，定位模块202设置有发射端，定位模块202的发射端连接有天线102。

进一步优化方案，定位模块202为GPS。

进一步优化方案，气象传感器包括温度传感器、盐度传感器、水流传感器，下壳体2侧壁开设有传感器安装孔201，温度传感器、盐度传感器、水流传感器安装在传感器安装孔201内。

进一步优化方案，上壳体1内壁设置有三维力传感器101，三维力传感器101与数据处理装置连接。通过三维力传感器101检测上壳体1和下壳体2的运动情况，结合温度传感器、盐度传感器、水流传感器总和判断海中的天气情况。

进一步优化方案，电源204为蓄电池，蓄电池设置在下壳体2底部侧壁。将蓄电池设置在壳体2的底部，进一步的降低了浮标的中心，提升浮标在海水中的稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种海洋浮标，其特征在于：包括壳体组件、固定连接在所述壳体组件下方的阻力袋（3）；所述壳体组件包括上壳体（1）、与所述上壳体（1）固定连接的下壳体（2），所述上壳体（1）顶部中心转动连接有第一发电组件，所述上壳体（1）两侧对称设置有第二发电组件；

所述上壳体（1）、下壳体（2）组成的空腔内设置有控制模块（203），所述控制模块（203）的输出端连接有蓝牙模块（103）、定位模块（202）、气象传感器输入端，所述控制模块（203）的输入端分别与所述蓝牙模块（103）、定位模块（202）、气象传感器输出端连接；

所述控制模块（203）电性连接有电源（204），所述电源（204）为蓄电池，所述蓄电池设置在所述下壳体（2）底部侧壁，所述控制模块（203）与所述第一发电组件、第二发电组件电性连接；

所述控制模块（203）用于控制所述蓝牙模块（103）、定位模块（202）、气象传感器收发信号并记录信息，所述控制模块（203）还用于控制所述电源（204）充放电；

所述控制模块（203）包括数据处理装置、数据储存装置和电路控制装置，

所述第一发电组件包括风动扇叶（5），所述风动扇叶（5）截面为弧形结构，所述风动扇叶（5）底部固定连接有连接轴（501）一端，所述连接轴（501）穿过所述上壳体（1）顶部中心，所述连接轴（501）另一端轴接有第一发电机（502），所述第一发电机（502）与所述下壳体（2）内壁底部固定连接，所述第一发电机（502）通过所述电路控制装置与所述电源（204）电性连接；

所述第二发电组件包括叶轮（6），所述叶轮（6）一侧轴接有齿轮组（601），所述齿轮组（601）转动连接在所述上壳体（1）内侧，所述齿轮组（601）轴接有第二发电机（602），所述第二发电机（602）与所述下壳体（2）内壁底部固定连接；

所述数据处理装置用于接收所述蓝牙模块（103）、定位模块（202）、气象传感器传递的电信号，并将电信号转换成数字信号，所述数据储存装置用于储存所述数据处理装置转换的数字信号；所述定位模块（202）用于定位并将所述数据储存装置内储存的信息进行发送；

所述气象传感器包括温度传感器、盐度传感器、水流传感器，所述下壳体（2）侧壁开设有传感器安装孔（201），所述温度传感器、盐度传感器、水流传感器安装在所述传感器安装孔（201）内；

所述上壳体（1）内壁设置有三维力传感器（101），所述三维力传感器（101）与所述数据处理装置连接；

电路控制装置用于控制第一发电组件、第二发电组件对电源（204）充电，电路控制装置用于控制电源（204）放电；

蓝牙模块（103）用于连接APP端，通过APP端实现对整个装置的信息读取并设置装置的参数地面接收站ID号、浮标编号、查看北斗信号，并将设置好的参数传递至蓝牙模块（103），蓝牙模块（103）将相关信息传递至数据处理装置，并由数据储存装置进行储存，气象传感器用于检测海水的温度信号、水流速度信号、盐度信号，定位模块（202）用于接收卫星定位信号，并将卫星定位信号传递至数据处理装置再由数据储存装置进行储存，然后通过数据处理装置调取数据处理装置内储存的气象传感器检测的温度信号、水流流速信号、盐度信号通过定位模块（202）发送至地面接收站；电源控制装置按照固定周期进行运行，当达到数据采集时间时，电源控制装置唤醒数据处理装置，数据处理装置开始采集GPS坐标数据，温度数据和盐度数据将采集到的数据进行整理保存到数据处理装置中；而后电源控制装置关掉所有传感器电源；当达到定位数据发送时间时，电源控制装置唤醒数据处理装置，数据处理装置控制定位模块（202）开始检测卫星信号强度，当卫星信号强度满足需求时，数据处理装置开始整理数据储存装置中的数据并发送数据；当完成浮标数据发送后，检测数据储存装置中是否还有未发送数据内容，如果有继续进行下一条数据发送工作，如果没有未发送数据，则数据处理装置进入休眠模式。

2.根据权利要求1所述的一种海洋浮标，其特征在于：所述上壳体（1）、下壳体（2）的侧壁为中空结构，所述上壳体（1）、下壳体（2）的对接面设置有密封条（7）。

3.根据权利要求1所述的一种海洋浮标，其特征在于：所述定位模块（202）设置有发射端，所述定位模块（202）的发射端连接有天线（102）。

4.根据权利要求1所述的一种海洋浮标，其特征在于：所述定位模块（202）为GPS。

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