CN115303418A - 一种海洋波浪观测浮标 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种海洋波浪观测浮标,属于海洋观测设备技术的领域。其包括浮标本体以及设置在浮标本体上的太阳能电池板,所述太阳能电池板上设置有清理结构,所述清理机构用于对太阳能电池板表面进行清理,所述浮标本体上设置有第一驱动组件,所述第一驱动组件与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力,所述浮标本体上还设置有第二驱动组件,所述第二驱动组件也与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力。本申请具有便于对海洋浮标上的太阳能电池板进行清理的效果。
Description
技术领域
本申请涉及海洋观测设备技术的领域,尤其是涉及一种海洋波浪观测浮标。
背景技术
海浪是海水运动形式之一,它是外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。研究海洋波浪对海洋工程建设、海洋开发、交通航运、海洋捕捞与养殖等活动均具有重大意义。
海洋波浪观测通常通过海洋浮标进行,海洋浮标是一种现代化海洋观测设备,它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。锚定型海洋浮标一般通过锚链固定在海底,在其水上部分安装有多重气象要素传感器,分别测量风速、风向、气温、气压和温度等气象要素;其水下部分安装有多种水文要素传感器,分别测量波浪、海流、潮位、海温和盐度等海洋水文要素。在海洋浮标上一般设置有太阳能电池板和蓄电池为各种实验仪器进行供电。
针对上述中的相关技术,在太阳能板使用过程中,海浪会涌上太阳能电池板,日间气温较高时,海水会在太阳能板上蒸发成盐霜,盐霜会对太阳能板造成腐蚀,同时由于大海中的海洋浮标是海鸟的理想休憩之所,海鸟的排泄物也会附着在太阳能电池板的表面,由于海洋浮标无法进行频繁清洗,附着在太阳能电池板上的杂物会影响太阳能电池板的正常运行。
发明内容
为了便于对海洋浮标上的太阳能电池板进行清理,本申请提供一种海洋波浪观测浮标。
本申请提供的一种海洋波浪观测浮标采用如下的技术方案:
一种海洋波浪观测浮标,包括浮标本体以及设置在浮标本体上的太阳能电池板,所述太阳能电池板上设置有清理结构,所述清理机构用于对太阳能电池板表面进行清理,所述浮标本体上设置有第一驱动组件,所述第一驱动组件与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力,所述浮标本体上还设置有第二驱动组件,所述第二驱动组件也与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力。
通过采取上述技术方案,第一驱动组件与第二驱动组件共同驱动清理结构对太阳能电池板进行清理,改善了浮标本体放置在大海上不便于通过人工进行清理的问题。
可选的,所述清理机构包括安装板、双向丝杠、滑块以及刮板,所述太阳能电池板的两侧均安装有安装板,两块所述安装板相对的一侧均开设有滑槽,所述滑块滑动设置在滑槽内,所述双向丝杠转动有转动设置在安装板上且位于滑槽内,所述双向丝杠在两块安装板上均有设置,两根所述双向丝杠均螺纹穿设过滑块,所述刮板设置在两块滑块之间,所述第一驱动组件与其中一侧的双向丝杠相连接并用于驱动双向丝杠转动,所述第二驱动组件与另一侧的双向丝杠相连接并用于驱动双向丝杠转动。
通过采取上述技术方案,第一驱动组件与第二驱动组件分别驱动两个双向丝杠进行转动,双向丝杠转动时螺纹套设在其上的滑块沿双向丝杠进行往复运动,从而带动刮板在太阳能电池板的表面进行移动,刮板移动过程中对太阳能电池板表面的盐霜、鸟类排泄物等杂物进行清理刷除,达到对太阳能电池板进行清理的效果。
可选的,所述刮板包括套杆以及移动杆,所述套杆有两根且套杆的截面均为C形,两根所述套杆分别与两个滑块铰接,所述套杆的内壁上开设有卡接槽,所述移动杆上设置有卡接板,所述卡接板与卡接槽相适配,所述移动杆套设在两根套杆之间。
通过采取上述技术方案,刮板包括两根套杆以及安装在两根套杆之间的移动杆,两块套杆能够在移动杆外进行移动,从而调节刮板的长度,刮板的两端分别与两块滑块铰接,从而使得当两块滑块不同步运动时,刮板能够进行相应的移动并对太阳能电池板进行清理。
可选的,所述套杆以及移动杆朝向太阳能电池板的一侧上均设置有刷毛。
通过采取上述技术方案,套杆与移动杆朝向太阳能电池板的一侧均安装有刷毛,刷毛在刮板移动时对太阳能电池板进行清理,刷毛对太阳能电池板上的杂物进行刷动,提升了刮板的清理效果。
可选的,所述第一驱动组件包括第一支撑杆、风轮以及第一传输组件,所述第一支撑杆竖直设置在浮标本体的顶部,所述风轮转动设置在第一支撑杆上,所述第一传输组件用于将风轮的转动传递至其中一根双向丝杠并驱动双向丝杠转动。
通过采取上述技术方案,海面上由于没有阻挡物进行阻挡,海面一直有风存在,这是一种优质的清洁能源,海面上的风吹动风轮进行转动,第一传输组件与其中一根双向丝杠相连并将风轮的转动传递至双向丝杠,进而达到驱动双向丝杠进行转动的效果。
可选的,所述第一传输组件包括第一转轴、第一皮带轮以及第二皮带轮,所述第一转轴转动设置在第一支撑杆内,所述风轮转动设置在第一支撑杆远离浮标本体的一端,所述第一皮带轮同轴线设置在第一转轴上,所述第二皮带轮转动设置在太阳能电池板上,所述第二皮带轮与其中一根双向丝杠之间设置有万向节,所述第一皮带轮与第二皮带轮之间绕设有皮带,所述第一支撑杆上开设有供皮带出入的开口。
通过采取上述技术方案,风轮带动第一转轴进行转动,第一转轴带动其上的第一皮带轮进行转动,第一皮带轮通过皮带带动第二皮带轮进行转动,第二皮带轮通过万向节与双向丝杠相连接并驱动双向丝杠进行转动,从而达到便于驱动双向丝杠进行转动的效果。
可选的,所述第二驱动组件包括第二支撑杆、桨叶以及第二传输组件,所述第二支撑杆竖直设置在浮标本体的底部,所述桨叶转动设置在第二支撑杆上,所述第二传输组件用于将桨叶的转动传递至远离第二皮带轮的双向丝杠并驱动双向丝杠转动。
通过采取上述技术方案,海浪驱动桨叶在第二支撑杆上进行转动,桨叶的转动通过第二传输组件传递至另一根双向丝杠,从而达到便于驱动双向丝杠进行转动的效果。
可选的,所述第二传输组件包括第二转轴、第三皮带轮以及第四皮带轮,所述第二转轴转动设置在第二支撑杆内所述桨叶设置在第二支撑杆远离浮标本体的一端,所述第三皮带轮同轴线设置在第二转轴上,所述第四皮带轮转动设置在太阳能电池板上,所述第四皮带轮转动设置在太阳能电池板上,所述第四皮带轮与双向丝杠之间设置有万向节,所述第三皮带轮与第四皮带轮之间绕设有皮带。
通过采取上述技术方案,桨叶带动第二转轴进行转动,第二转轴上的第三皮带轮同步进行转动,第三皮带轮通过皮带带动第四皮带轮进行转动,第四皮带轮通过万向节与双向丝杠连接,从而达到便于驱动双向丝杠进行转动的效果。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.刮板包括两根套杆以及安装在两根套杆之间的移动杆,两块套杆能够在移动杆外进行移动,从而调节刮板的长度,刮板的两端分别与两块滑块铰接,从而使得当两块滑块不同步运动时,刮板能够进行相应的移动并对太阳能电池板进行清理;
2.第一支撑杆安装在浮标本体的顶部,风轮转动安装在第一支撑杆上,通过画面上的风吹动风轮进行转动,风轮通过第一传输组件与其中一根双向丝杠相连接,从而环保且节能的驱动其中一根双向丝杠转动;
3.第二支撑杆安装在浮标本体的底部,桨叶转动安装在第二支撑杆上,海浪驱动桨叶进行转动,桨叶通过第二传输组件与另一根双向丝杠相连接,环保、节能的驱动另一根双向丝杠进行转动。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图。
图2是用于展示本申请实施例中太阳能电池板的结构示意图。
图3是用于展示本申请实施例中刮板的结构示意图。
图4是用于展示本申请实施例中第一驱动组件的结构示意图。
图5是用于展示本申请实施例中第二驱动组件的结构示意图。
附图标记说明:
1、浮标本体;2、太阳能电池板;31、安装板;311、滑槽;32、双向丝杠;33、滑块;34、刮板;341、套杆;3411、卡接槽;342、移动杆;3421、卡接板;343、刷毛;41、第一支撑杆;42、风轮;51、第一转轴;52、第一皮带轮;53、第二皮带轮;54、万向节;61、第二支撑杆;62、桨叶;71、第二转轴;72、第三皮带轮;73、第四皮带轮;81、底座;82、锚链;83、连接杆;84、绕线轮。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种海洋波浪观测浮标,参照图1,一种海洋波浪观测浮标包括漂浮在海面上的浮标本体1以及安装在浮标本体1上的太阳能电池板2,在本实施例中,太阳能电池板2在浮标本体1上安装有两块,在其他实施例中,太阳能电池板2在浮标本体1上间隔安装有多块。在太阳能电池板2上安装有清理机构,清理机构用于对太阳能表面凝结的盐霜、鸟类排泄物进行清理。在浮标本体1上安装有第一驱动组件与第二驱动组件,第一驱动组件与第二驱动组件均与清理结构相连接并为清理机构提供动力。
由于浮标本体1位于海面上,无法通过人工频繁对太阳能电池板2表面进行清理。通过第一驱动组件与第二驱动组件为清理机构提供动力,清理机构对太阳能电池板2表面进行清理。使得太阳能电池板2的表面不会被遮挡,确保太阳能电池板2的正常运行,使得太阳能电池板2能够正常为各种观测设备进行供电。
参照图1,在浮标本体1的底部连接安装有锚链82,锚链82延伸至海底,在锚链82的底部固定连接有底座81,底座81为密度较大的块体,通过底座81与锚链82对浮标本体1进行定位固定,防止浮标本体1随海浪飘走。
参照图2,清理机构包括安装板31、双向丝杠32、滑块33以及刮板34,太阳能电池板2通过支架固定安装在浮标本体1上,在太阳能电池板2的两侧边缘均安装有安装板31,两块安装板31相互平行,在两块安装板31相正对的一侧侧面上均开设有滑槽311,滑槽311的长度方向沿安装板31的长度方向。滑块33在两个滑槽311内均有安装,且滑块33与滑槽311相适配。双向丝杠32转动安装在安装板31上且位于滑槽311内,双向丝杠32在两块安装板31上也均有安装。两根双向丝杠32分别螺纹穿设过两块安装板31上的滑块33。刮板34连接安装在两块滑块33之间。第一驱动组件与其中一侧的双向丝杠32相连接并用于驱动双向丝杠32进行转动,第二驱动组件与另一侧的双向丝杠32相连接并用于驱动双向丝杠32转动。双向丝杠32转动时,滑块33沿滑槽311进行移动,进而带动刮板34在太阳能电池板2上进行移动,对太阳能电池板2上的盐霜、鸟类排泄物等杂物进行清理。
参照图3,刮板34包括套杆341以及移动杆342,套杆341有两根且相对安装,套杆341为截面形状为C形的中空杆体。两根套杆341分别铰接连接在太阳能电池板2两侧的滑块33上。移动杆342安装在两根套杆341之间且卡接在两根套杆341内,在套杆341的两侧内壁上均开设有卡接槽3411,卡接槽3411沿套杆341的长度方向开设,在移动杆342的两侧均固定连接有卡接板3421,卡接板3421沿移动杆342的长度方向安装,且卡接板3421滑动安装在卡接槽3411内。
参照图3,在套杆341以及移动杆342朝向太阳能电池板2的一侧均安装有刷毛343。
太阳能电池板2两侧的滑块33进行移动时,滑块33带动刮板34在太阳能电池板2的表面进行移动。当两块滑块33不同步移动时,套杆341与滑块33之间的角度可以发生改变,同时套杆341沿移动杆342进行滑动,根据两块滑块33的不同位置,调节刮板34的长度。刮板34在太阳能电池板2上进行移动时,刷毛343对太阳能电池板2表面的杂物进行刷动清理。
参照图4,第一驱动组件包括第一支撑杆41、风轮42以及第一传输组件,第一支撑杆41为圆柱杆体,第一支撑杆41竖直固定安装在浮标本体1的顶部,风轮42转动安装在第一支撑杆41的顶端,第一传输组件与风轮42、其中一根双向丝杠32相连接,第一传输组件将风轮42的转动传递至双向丝杠32并驱动双向丝杠32转动。
参照图4,第一传输组件包括第一转轴51、第一皮带轮52以及第二皮带轮53,第一转轴51同轴线转动安装在第一支撑杆41内,第一转轴51的顶端延伸至第一支撑杆41外,风轮42安装在第一转轴51的顶端。在第一支撑杆41内开设有安装腔,第第一皮带轮52同轴线固定安装在第一转轴51上且位于安装腔内,第一皮带轮52的个数与太阳能电池板2的个数相同,在太阳能电池板2其中一侧转动安装有第二皮带轮53,第二皮带轮53通过安装架转动安装在太阳能电池板2上。第二皮带轮53与第一皮带轮52位于同一水平面上且两者的轴心线相互平行。在第一皮带轮52与第二皮带轮53之间绕设有皮带,在第一支撑杆41上开设有供皮带出入的开口。在第二皮带轮53与靠近第二皮带轮53的双向丝杠32之间安装有万向节54,万向节54的一端与第二皮带轮53同轴线固定连接、万向节54的另一端与双向丝杠32同轴线固定连接。
海面上由于没有遮挡物,海面上长期有海风吹拂,海风吹动风轮42转动,风轮42带动第一转轴51进行转动,第一转轴51带动第一皮带轮52进行转动,第一皮带轮52通过皮带带动第二皮带轮53进行转动,第二皮带轮53再通过万向节54带动双向丝杠32转动,从而带动太阳能电池板2其中一侧的滑块33进行移动。
参照图5,第二驱动组件包括第二支撑杆61、桨叶62以及第二传输组件,第二支撑杆61为圆柱杆体,第二支撑杆61固定安装在浮标本体1的底部,且第二支撑杆61与第一支撑杆41在竖直方向上相正对,第二支撑杆61在穿过浮标本体1后与第一支撑杆41固定连接。桨叶62转动安装在第二支撑杆61的底部,第二传输组件与桨叶62、太阳能电池板2上远离第二皮带轮53的双向丝杠32相连接,第二传输组件将桨叶62的转动传递至双向丝杠32并驱动双向丝杠32转动。
参照图5,第二传输组件包括第二转轴71、第三皮带轮72以及第四皮带轮73,第二转轴71同轴线转动安装在第二支撑杆61内,第二转轴71底部与桨叶62的轴体固定连接。第二转轴71的顶部延伸至第一支撑杆41内,第三皮带轮72同轴线固定安装在第二转轴71的顶端,在第一支撑杆41内且位于第三皮带轮72处也开设有安装腔,第四皮带轮73通过安装座转动安装在太阳能电池板2上,第四皮带轮73与第三皮带轮72位于同一水平面上且两者的轴心线相互平行,在第三皮带轮72上与第四皮带轮73之间绕设有皮带。在太阳能电池板2上远离第二皮带轮53的双向丝杠32上连接安装有万向节54,双向丝杠32与第四皮带轮73之间通过万向节54连接。
海浪驱动桨叶62转动,桨叶62带动第二转轴71进行转动,第二转轴71带动第三皮带轮72进行转动,第三皮带轮72通过皮带带动第四皮带轮73进行转动,第四皮带轮73通过万向节54驱动双向丝杠32进行转动,进而驱动滑块33进行移动。
由于海浪和海风的不确定性,第一转轴51与第二转轴71转动不同步,因此太阳能电池板2两侧的滑块33运动不同步,两个滑块33的移动速度、移动方向均可能不同。两个滑块33在移动时刮板34的长度、角度随之进行改变,刮板34在太阳能电池板2做不规则运动,刮板34运动时对太阳能电池板2表面进行清理。
参照图1和图5,在桨叶62轴体的底部固定安装有凸块,在这个凸块上卡接安装有连接杆83,连接杆83的底部转动安装有绕线轮84,锚链82绕设在绕线轮84上,在绕线轮84的转轴上固定安装有涡卷弹簧,涡卷弹簧使得绕线轮84始终具有收线的趋势。浮标本体1漂浮在海面上,当海面由于潮汐作用而变化时,浮标本体1距离海底的距离也会发生改变,在涡卷弹簧的作用下,锚链82始终处于拉直状态,使得浮标本体1始终位于底座81上方。避免潮落时浮标本体1漂浮至远离底座81。
本申请实施例一种海洋波浪观测浮标的实施原理为:海风驱动风轮42进行转动,风轮42带动第一转轴51转动,进而通过第一皮带轮52与第二皮带轮53带动太阳能电池板2上一侧的双向丝杠32转动;海浪驱动桨叶62转动,桨叶62带动第二转轴71转动,进而通过第三皮带轮72与第四皮带轮73带动太阳能电池板2上另一侧的双向丝杠32转动;从而驱动太阳能电池板2两侧的滑块33进行移动,两块滑块33移动时,刮板34的角度、长度发生改变,同时刮板34在太阳能电池板2表面做不规则运动,刮板34在移动时对太阳能电池板2表面的盐霜、鸟类排泄物等杂物进行清理。
最后应说明的是:在本申请的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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申请和简化描述,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申请的限制。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海洋波浪观测浮标,包括浮标本体(1)以及设置在浮标本体(1)上的太阳能电池板(2),其特征在于:所述太阳能电池板(2)上设置有清理结构,所述清理机构用于对太阳能电池板(2)表面进行清理,所述浮标上设置有第一驱动组件,所述第一驱动组件与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力,所述浮标本体(1)上还设置有第二驱动组件,所述第二驱动组件也与清理机构相连接并用于为清理机构提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述清理机构包括安装板(31)、双向丝杠(32)、滑块(33)以及刮板(34),所述太阳能电池板(2)的两侧均安装有安装板(31),两块所述安装板(31)相对的一侧均开设有滑槽(311),所述滑块(33)滑动设置在滑槽(311)内,所述双向丝杠(32)转动有转动设置在安装板(31)上且位于滑槽(311)内,所述双向丝杠(32)在两块安装板(31)上均有设置,两根所述双向丝杠(32)均螺纹穿设过滑块(33),所述刮板(34)设置在两块滑块(33)之间,所述第一驱动组件与其中一侧的双向丝杠(32)相连接并用于驱动双向丝杠(32)转动,所述第二驱动组件与另一侧的双向丝杠(32)相连接并用于驱动双向丝杠(32)转动。
3.根据权利要求2所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述刮板(34)包括套杆(341)以及移动杆(342),所述套杆(341)有两根且套杆(341)的截面均为C形,两根所述套杆(341)分别与两个滑块(33)铰接,所述套杆(341)的内壁上开设有卡接槽(3411),所述移动杆(342)上设置有卡接板(3421),所述卡接板(3421)与卡接槽(3411)相适配,所述移动杆(342)套设在两根套杆(341)之间。
4.根据权利要求3所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述套杆(341)以及移动杆(342)朝向太阳能电池板(2)的一侧上均设置有刷毛(343)。
5.根据权利要求2所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述第一驱动组件包括第一支撑杆(41)、风轮(42)以及第一传输组件,所述第一支撑杆(41)竖直设置在浮标本体(1)的顶部,所述风轮(42)转动设置在第一支撑杆(41)上,所述第一传输组件用于将风轮(42)的转动传递至其中一根双向丝杠(32)并驱动双向丝杠(32)转动。
6.根据权利要求5所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述第一传输组件包括第一转轴(51)、第一皮带轮(52)以及第二皮带轮(53),所述第一转轴(51)转动设置在第一支撑杆(41)内,所述风轮(42)转动设置在第一支撑杆(41)远离浮标本体(1)的一端,所述第一皮带轮(52)同轴线设置在第一转轴(51)上,所述第二皮带轮(53)转动设置在太阳能电池板(2)上,所述第二皮带轮(53)与其中一根双向丝杠(32)之间设置有万向节(54),所述第一皮带轮(52)与第二皮带轮(53)之间绕设有皮带,所述第一支撑杆(41)上开设有供皮带出入的开口。
7.根据权利要求6所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述第二驱动组件包括第二支撑杆(61)、桨叶(62)以及第二传输组件,所述第二支撑杆(61)竖直设置在浮标本体(1)的底部,所述桨叶(62)转动设置在第二支撑杆(61)上,所述第二传输组件用于将桨叶(62)的转动传递至远离第二皮带轮(53)的双向丝杠(32)并驱动双向丝杠(32)转动。
8.根据权利要求7所述的一种海洋波浪观测浮标,其特征在于:所述第二传输组件包括第二转轴(71)、第三皮带轮(72)以及第四皮带轮(73),所述第二转轴(71)转动设置在第二支撑杆(61)内所述桨叶(62)设置在第二支撑杆(61)远离浮标本体(1)的一端,所述第三皮带轮(72)同轴线设置在第二转轴(71)上,所述第四皮带轮(73)转动设置在太阳能电池板(2)上,所述第四皮带轮(73)转动设置在太阳能电池板(2)上,所述第四皮带轮(73)与双向丝杠(32)之间设置有万向节(54),所述第三皮带轮(72)与第四皮带轮(73)之间绕设有皮带。
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