CN116087452A - 一种海洋生物多样性监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海洋生物多样性监测装置，包括用于在海洋中形成垂直轨道的固定结构、用于利用海浪进行发电的供能组件、用于攀爬垂直轨道的锚链攀爬机构、用于监测海洋生物的监测组件。该监测装置通过设置重物、第一气浮、第一锚链在海洋中形成垂直轨道，并且具有抗洋流干扰的功能，为监测组件形成稳定垂直轨道，配合锚链攀爬机构使监测组件可以沿着锚链进行上浮和下潜，并且在第一气浮的顶端设置有发电装置，通过充放电的方式使监测组件给锚链攀爬组件进行供电，实现海洋中能源自给自足。

Description

一种海洋生物多样性监测装置

技术领域

本发明属于海洋环境科学技术领域，具体涉及一种海洋生物多样性监测装置。

背景技术

水生生物多样性观测是生物多样性观测下的一大分类，水体中的藻类和浮游动物种类、数量、颗粒度分布以及微生物种类是研究水环境的重要依据，通过对水体中的藻类、浮游动物、微生物进行监测，以此来掌握水环境特征和变化规律。

在对海洋进行生物多样性监测的过程中，由于海洋环境复杂，海浪暗流众多，导致现有的监测装置在投放时容易随洋流移动，并且监测装置的能源难以自给自足，还缺少稳定的下潜上浮的功能，探测深度较为单一。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能源自给自足、可以探测海域全深度的海洋生物多样性监测装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种海洋生物多样性监测装置，包括：

固定结构，用于在海洋中形成垂直轨道，包括第一气浮、重物以及用于连接重物和第一气浮的第一锚链；

供能组件，包括设置在第一气浮上方的海浪发电器、设置于第一气浮底端的无接触充电座；

锚链攀爬机构，包括依附在第一锚链表面的基块、贯穿开设在基块表面供第一锚链通行的横槽以及竖槽，所述基块的内部还设置有用于驱动基块攀爬第一锚链的驱动组件、以及用于与无接触充电座对接的无接触充电头；

监测组件，包括设置于基块侧表面的摄像头与闪光灯。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一气浮与海浪发电器之间通过第二锚链连接，所述第一气浮的内部还设置有第一蓄电组件，所述第一蓄电组件与海浪发电器之间通过电缆连接，第一气浮与海浪发电器之间通过第二锚链软性连接，使得海浪发电器可以在海浪的作用下进行发电，对耗能组件进行供能。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一气浮悬浮在水面下方，用于向上拉直第一锚链，所述海浪发电器漂浮在海面，通过设置重物对整个装置进行固定，使其不会随洋流移动，进一步通过第一气浮与重物相互牵拉，使第一气浮悬浮在水面下方，将第一锚链拉直，形成上浮和下潜的轨道，尽管第一气浮在洋流作用下会略有偏移，但是在其自身浮力的作用下，第一气浮的整体范围可控，第一锚链任然为竖直或者接近竖直的绷紧状态。

作为本发明的进一步优化方案，所述基块的内部还设置有第二蓄电组件，用于给驱动组件和监测组件供电，第二蓄电组件用于存储电能，供给驱动组件和监测组件。

作为本发明的进一步优化方案，所述横槽与竖槽的入口端与出口端均设置有倒角，由于第一锚链的链环之间为活动连接，尽管第一锚链被拉直，但是链环之间仍然可能存在角度，通过倒角进行修正，方便链环顺利进入基块内部。

作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件包括设置在基块内部的两个互相垂直的轴杆、设置在轴杆端部的转盘、设置在转盘圆周表面的齿爪，所述齿爪与第一锚链的链环对应设置，其中，两个所述轴杆由电机驱动，并通过斜齿轮保持同步旋转，由于相邻的链环之间互相垂直相扣，因此设置两个轴杆以及对应的齿爪，使两组齿爪可以交替与不同方向的链环对接，形成类似于链条的驱动结构。

作为本发明的进一步优化方案，所述齿爪的端部设置有凹槽，所述第一锚链的链环均设置有加强筋，其中，所述凹槽与加强筋对应设置，加强筋是海洋锚链的常规设置，但是在此处设置加强筋还可以起到方便与齿爪啮合受力的作用。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一锚链与第一气浮连接处还设置有锚链型硬杆，由于无接触充电头与无接触充电座需要对接，因此基块在上浮至第一气浮底端时，需要与第一气浮固定连接，由于第一锚链与第一气浮之间活动连接，为了方便对接，第一锚链与第一气浮的连接处设置了与第一锚链形状相同的硬质杆，使得无接触充电头与无接触充电座对接时不会晃动。

作为本发明的进一步优化方案，所述监测组件还包括与基块固定连接的壳体，所述壳体的内部设置有通信组件，用于向外界传输数据。

本发明的有益效果在于：

本发明通过设置重物、第一气浮、第一锚链在海洋中形成垂直轨道，并且具有抗洋流干扰的功能，为监测组件形成稳定垂直轨道，配合锚链攀爬机构使监测组件可以沿着锚链进行上浮和下潜，并且在第一气浮的顶端设置有发电装置，通过充放电的方式使监测组件给锚链攀爬组件进行供电，实现海洋中能源自给自足。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明图1中A-A向剖视图；

图3是本发明锚链攀爬机构俯视图；

图4是本发明的图3中B-B向剖视图；

图5是本发明的图1中C部分结构放大图；

图中：1、固定结构；11、第一气浮；12、锚链型硬杆；13、第一锚链；131、加强筋；14、重物；2、供能组件；21、第二锚链；22、海浪发电器；23、电缆；24、第一蓄电组件；25、无接触充电座；3、锚链攀爬机构；31、基块；32、横槽；33、竖槽；34、侧腔；35、转盘；36、齿爪；37、电机；38、轴杆；39、倒角；310、凹槽；311、无接触充电头；312、第二蓄电组件；4、监测组件；41、壳体；42、闪光灯；43、摄像头；44、通信组件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-5所示，一种海洋生物多样性监测装置，包括用于在海洋中形成垂直轨道的固定结构1、用于利用海浪进行发电的供能组件2、用于攀爬垂直轨道的锚链攀爬机构3、用于监测海洋生物的监测组件4。

固定结构1包括第一气浮11、重物14以及用于连接重物14和第一气浮11的第一锚链13；

供能组件2包括设置在第一气浮11上方的海浪发电器22、设置于第一气浮11底端的无接触充电座25；

锚链攀爬机构3包括依附在第一锚链13表面的基块31、贯穿开设在基块31表面供第一锚链13通行的横槽32以及竖槽33，基块31的内部还设置有用于驱动基块31攀爬第一锚链13的驱动组件、以及用于与无接触充电座25对接的无接触充电头311，基块31的内部还设置有第二蓄电组件312，用于给驱动组件和监测组件4供电；

监测组件4包括设置于基块31侧表面的摄像头43与闪光灯42，还包括与基块31固定连接的壳体41，壳体41的内部设置有通信组件44，用于向外界传输数据。

第一气浮11与海浪发电器22之间通过第二锚链21连接，第一气浮11的内部还设置有第一蓄电组件24，第一蓄电组件24与海浪发电器22之间通过电缆23连接，第一气浮11与海浪发电器22之间通过第二锚链21软性连接，使得海浪发电器22可以在海浪的作用下进行发电，对耗能组件进行供能。

需要说明的是，海浪发电器22为现有技术，包括浮球和固定体，浮球随海浪起伏摆动，与固定体之间相对摆动进行发电，本申请中海浪发电器22的固定体即是与第二锚链21上端连接的气浮体，该固定体通过浮力拉紧第二锚链21，降低自身随海浪起伏的幅度，而位于固定体两侧的浮球则自由摆动，与固定体之间形成相对摆动，进行发电。

第一气浮11悬浮在水面下方，用于向上拉直第一锚链13，海浪发电器22漂浮在海面，通过设置重物14对整个装置进行固定，使其不会随洋流移动，进一步通过第一气浮11与重物14相互牵拉，使第一气浮11悬浮在水面下方，将第一锚链13拉直，形成上浮和下潜的轨道，尽管第一气浮11在洋流作用下会略有偏移，但是在其自身浮力的作用下，第一气浮11的整体范围可控，第一锚链13任然为竖直或者接近竖直的绷紧状态。

横槽32与竖槽33的入口端与出口端均设置有倒角39，由于第一锚链13的链环之间为活动连接，尽管第一锚链13被拉直，但是链环之间仍然可能存在角度，通过倒角39进行修正，方便链环顺利进入基块31内部。

驱动组件包括设置在基块31内部的两个互相垂直的轴杆38、设置在轴杆38端部的转盘35、设置在转盘35圆周表面的齿爪36，齿爪36与第一锚链13的链环对应设置，其中，两个轴杆38由电机37驱动，并通过斜齿轮保持同步旋转，由于相邻的链环之间互相垂直相扣，因此设置两个轴杆38以及对应的齿爪36，使两组齿爪36可以交替与不同方向的链环对接，形成类似于链条的驱动结构。

为了进一步提高齿爪36与第一锚链13啮合稳定，齿爪36的端部设置有凹槽310，第一锚链13的链环均设置有加强筋131，其中，凹槽310与加强筋131对应设置，加强筋131是海洋锚链的常规设置，但是在此处设置加强筋131还可以起到方便与齿爪36啮合受力的作用。

第一锚链13与第一气浮11连接处还设置有锚链型硬杆12，由于无接触充电头311与无接触充电座25需要对接，因此基块31在上浮至第一气浮11底端时，需要与第一气浮11刚性连接，由于第一锚链13与第一气浮11之间活动连接，为了方便对接，第一锚链13与第一气浮11的连接处设置了与第一锚链13形状相同的硬质杆，使得无接触充电头311与无接触充电座25对接时不会晃动，方便充电。

实施方式具体为：提前测定目标海域的深度，进而选择第一锚链13与第二锚链21的长度，其中，重物14坠入海底进行固定，第一气浮11与重物之间14通过锚链型硬杆12和第一锚链13进行连接，第一气浮11位于水面下方1-3m，海浪发电器22位于海面上，其中，海浪发电器22的固定体通过第二锚链21向下牵拉，处于半潜状态，以此降低固定体上下起伏的幅度，方便发电，在使用时，通过海浪发电，储存在第一蓄电组件24中，锚链攀爬机构3沿着第一锚链13上下移动，对该水域的不同深度进行高清拍摄，并通过通信组件44发送，当第二蓄电组件312电力达到限定值时(电力即将耗尽，但保留基块31上移的电力)，锚链攀爬机构3上移，通过无接触充电头311与无接触充电座25进行充电，闪光灯42与摄像头43相互配合，进行高清摄录，供研究者进行生物分析。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：包括：

固定结构(1)，用于在海洋中形成垂直轨道，包括第一气浮(11)、重物(14)以及用于连接重物(14)和第一气浮(11)的第一锚链(13)；

供能组件(2)，包括设置在第一气浮(11)上方的海浪发电器(22)、设置于第一气浮(11)底端的无接触充电座(25)；

锚链攀爬机构(3)，包括依附在第一锚链(13)表面的基块(31)、贯穿开设在基块(31)表面供第一锚链(13)通行的横槽(32)以及竖槽(33)，所述基块(31)的内部还设置有用于驱动基块(31)攀爬第一锚链(13)的驱动组件、以及用于与无接触充电座(25)对接的无接触充电头(311)；

监测组件(4)，包括设置于基块(31)侧表面的摄像头(43)与闪光灯(42)。

2.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述第一气浮(11)与海浪发电器(22)之间通过第二锚链(21)连接，所述第一气浮(11)的内部还设置有第一蓄电组件(24)，所述第一蓄电组件(24)与海浪发电器(22)之间通过电缆(23)连接。

3.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述第一气浮(11)悬浮在水面下方，用于向上拉直第一锚链(13)，所述海浪发电器(22)漂浮在海面。

4.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述基块(31)的内部还设置有第二蓄电组件(312)，用于给驱动组件和监测组件(4)供电。

5.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述横槽(32)与竖槽(33)的入口端与出口端均设置有倒角(39)。

6.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述驱动组件包括设置在基块(31)内部的两个互相垂直的轴杆(38)、设置在轴杆(38)端部的转盘(35)、设置在转盘(35)圆周表面的齿爪(36)，所述齿爪(36)与第一锚链(13)的链环对应设置，其中，两个所述轴杆(38)由电机(37)驱动，并通过斜齿轮保持同步旋转。

7.根据权利要求6所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述齿爪(36)的端部设置有凹槽(310)，所述第一锚链(13)的链环均设置有加强筋(131)，其中，所述凹槽(310)与加强筋(131)对应设置。

8.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述第一锚链(13)与第一气浮(11)连接处还设置有锚链型硬杆(12)。

9.根据权利要求1所述的一种海洋生物多样性监测装置，其特征在于：所述监测组件(4)还包括与基块(31)固定连接的壳体(41)，所述壳体(41)的内部设置有通信组件(44)。

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