CN113291411B - 一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，包括浮体基件、设于浮体基件上的太阳能电池板，还包括调位部件，调位部件通过万向基座设于浮体基件下部，受到洋流作用力时调位部件整体随万向基座同步偏转，调位部件包括用于阻滞减少洋流作用力的阻滞件和反向于洋流作用方向推动浮体基件回位的回调件，阻滞件和回调件整体位于同一作用力方向。本发明在浮体基件受到洋流作用力时，万向基座快速做出作用力方向的反应，以带动两侧起平衡的调位部件同步偏转，并通过阻滞件增加洋流逆流侧的阻力以减少浮体基座随洋流的位移差，同时通过回调件产生回推力快速推动浮体基件回位至试点位，减少浮体基件持续受洋流作用力产生较大偏差后难以快速回位。

Description

一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标
技术领域
本发明涉及海洋浮标技术领域，具体为一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标。
背景技术
海洋监测浮标是一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标现代化的海洋监测手段。采用浮标观测技术，可全天候、连续、定点地观测气象、水文等内容，并实时将数据传输到岸站。作为完整环境监测系统的一部分，水质浮标及其平台主要由浮体、监测仪器组成，可远程实时监测水质、气象、海流等多种海洋监测数据。
国内外的锚系浮标、漂流浮标多数需投放后，经过一段时间的数据采集，人员重新出海对浮标进行打捞，获取数据后再重新投放至预定位置。浮标大都不具备自主运动能力，在洋流的作用下不受控制地漂动，不断偏离预定观测位置。
为了解决上述问题，本案由此而生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，包括浮体基件、设于浮体基件上的太阳能电池板，还包括调位部件，调位部件通过万向基座设于浮体基件下部，受到洋流作用力时调位部件整体随万向基座同步偏转，所述调位部件包括用于阻滞减少洋流作用力的阻滞件和反向于洋流作用方向推动浮体基件回位的回调件，阻滞件和回调件整体位于同一作用力方向。
优选的，所述浮体基座下侧的中部设有限位座，万向基座设于限位座内并采用阻尼连接的方式。
优选的，所述调阻滞件包括位于浮体基件两侧的挡板，所述万向基座的底部连接有平衡杆，平衡杆的两端分别固定有连接杆，所述挡板的两侧分别铰接有延伸杆，延伸杆的内端与连接杆相铰接。
优选的，所述挡板整体为外侧呈弧形状，相对内侧呈水平状。
优选的，所述挡板分为等尺寸的两块，衔接部分通过设于中部的铰链进行铰接，所述挡板的底部铰接一扩板，扩板转动最大角度为与挡板相垂直，进一步增大与洋流的接触面积。
优选的，所述回调件设有多个，分别位于万向基座的两侧，用于在浮体基件受洋流作用力产生位移差后快速回调拨正。
优选的，所述回调件设为两个，其包括支杆，支杆垂直于连接杆并连接于其中部，支杆的外端连接一电机，电机的输出端连接有叶轮。所述电机与太阳能电池板电性连接，电机带动叶轮转动，产生回推力推动浮体基件回位。
(三)有益效果
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，在浮体基件受到洋流作用力时，万向基座快速做出作用力方向的反应，以带动两侧起平衡的调位部件同步偏转，并通过阻滞件增加洋流逆流侧的阻力以减少浮体基座随洋流的位移差，同时通过回调件产生回推力快速推动浮体基件回位至试点位，减少浮体基件持续受洋流作用力产生较大偏差后难以快速回位。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为本发明仰面示意图；
图3为本发明图2中A处局部结构放大图；
图4为本发明万向基座结构处连接示意图。
图中：1浮体基件、2太阳能电池板、3阻滞件、31挡板、32延伸杆、33 扩板、4回调件、41支杆、42电机、43叶轮、5限位座、6万向基座、7平衡杆、8连接杆、9安装架、10北斗卫星、11弹性杆、12限位挡块。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1-4所示：一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，包括太阳能电池板2、浮体基件1、调位部件，其中太阳能设于浮体基件1上侧，调位部件设于浮体基件1底部。
浮体基座下侧的中部设有限位座5，万向基座6设于限位座5内并采用阻尼连接的方式，具有阻尼作用效果避免在常态下转动，进而仅在受到波浪力(洋流和风向结合)作用下产生偏转。万向基座6带动调位部件同步偏转，进而偏转的方向与受到波浪力的方向大致相同。
万向基座6的底部固定连接有平衡杆7，调位部件通过平衡杆7与万向基座6连接。
调位部件包括阻滞件3和回调件4。阻滞件3包括位于浮体基件1两侧的挡板31，且长度远大于浮体基件1的径向长度，使得在受到洋流力时减少浮体基件1的随之大幅度飘移远离测试点位。挡板31整体为外侧呈弧形状。外侧设置呈弧形主要减小与水流的接触面积，能够随万向基座6进行转向，对洋流作用力的方向作出反应更为精确。
进一步的，本方案将挡板31分为等尺寸的两块，衔接部分通过设于中部的铰链进行铰接，使得两块挡板31能够相对往内侧收缩一定的角度，减少对洋流作用力方向的干扰，使得作用力尽可能作用于另一侧挡板31上(内侧为逆流侧)。两块挡板31之间通过弯曲的弹性杆11连接，以便在不受力时挡板31能够快速回正。
挡板31的相对内侧呈水平状，起阻滞作用的主要为该内侧(逆流侧)，通过增大与洋流的接触面积，增加逆流的阻力以减少浮体基座随洋流的位移差，增加稳定性。当然，挡板31的内侧还可以设为波浪形、凹凸阵列等方式增加接触面积。
为了避免受限于挡板31尺寸的限制，因为真正起限制阻滞作用的是其高度，因此在挡板31的底部铰接一扩板33，扩板33转动最大角度为与挡板31 相垂直(可通过固设于挡板底部一侧的限位挡块阻挡其进一步转动)，使得进一步增大与洋流的接触面积。
挡板31的两侧分别铰接有延伸杆32，平衡杆7的两端分别固定有连接杆 8，延伸杆32的内端分别与连接杆8的两端相铰接。使得挡板31能够随万向基座6进行转动或者两侧高低偏移(类似跷跷板一高一低，一般阻滞侧在下)。
其中回调件4可设有多个，分别位于万向基座6的两侧，用于在浮体基件1受洋流作用力产生位移差后快速回调拨正。需注意的是回调件4的整体实力方向与洋流作用力的施力方向需基本一致。
本方案中回调件4仅设置两个，其包括一支杆41，支杆41垂直于连接杆 8并连接于其中部，支杆41的外端连接一电机42，电机42的输出端连接有叶轮43。电机42带动叶轮43转动，产生回推力推动浮体基件1回位。电机42 与太阳能电池板2电性连接，以得到供电。
浮体基件1上部设有设备安装架9，设备安装架9上部设有监控机构和锚灯，监控机构主要为气象传感器和视频监控机构。设备安装架内部设有北斗卫星10和主控制器，监控机构、锚灯、GPS模块分别和主控制器电性连接，监控器、锚灯、北斗卫星10和主控制器等分别与太阳能电池板电性连接以进行供电，本方案中模块、控制器、监控器等采用现有技术的防水设备，不做展开叙述。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，包括浮体基件、设于浮体基件上的太阳能电池板，其特征在于：还包括调位部件，调位部件通过万向基座设于浮体基件下部，受到洋流作用力时调位部件整体随万向基座同步偏转，所述调位部件包括用于阻滞减少洋流作用力的阻滞件和反向于洋流作用方向推动浮体基件回位的回调件，阻滞件和回调件整体位于同一作用力方向；
阻滞件包括位于浮体基件两侧的挡板，所述万向基座的底部连接有平衡杆，平衡杆的两端分别固定有连接杆，所述挡板的两侧分别铰接有延伸杆，延伸杆的内端与连接杆相铰接；所述挡板整体为外侧呈弧形状，相对内侧呈水平状；所述挡板分为等尺寸的两块，衔接部分通过设于中部的铰链进行铰接，所述挡板的底部铰接一扩板，扩板转动最大角度为与挡板相垂直，进一步增大与洋流的接触面积。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，其特征在于：所述浮体基件下侧的中部设有限位座，万向基座设于限位座内并采用阻尼连接的方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，其特征在于：所述回调件设有多个，分别位于万向基座的两侧，用于在浮体基件受洋流作用力产生位移差后快速回调拨正。
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗通信的自动调位的海洋浮标，其特征在于：所述回调件设为两个，其包括支杆，支杆垂直于连接杆并连接于其中部，支杆的外端连接一电机，电机的输出端连接有叶轮，所述电机与太阳能电池板电性连接，电机带动叶轮转动，产生回推力推动浮体基件回位。
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