CN117325995A - 一种用于水体剖面观测的浮标及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋科学观测技术领域，且公开了一种用于水体剖面观测的浮标及方法，包括浮标本体，所述浮标本体上通过升降机构连接有下沉筒体，所述下沉筒体上设有水体剖面观测机构，所述水体剖面观测机构包括所述下沉筒体内加工的方向调节齿轮腔，所述方向调节齿轮腔端壁间转动连接有方向调节齿轮轴，所述方向调节齿轮轴与方向调节电机动力连接，可以实现对水体剖面进行观测，在观测时可以实现对角度进行调节，而且对观测的方向进行调节，增加了观测的范围，并且在观测时可以同时实现对多个点位的水体剖面进行观测，提高了观测的效率，还可以实现对观测设备进行清洁，防止观测设备表面粘着了杂物，影响观测。
Description
技术领域
本发明属于海洋科学观测技术领域，具体为一种用于水体剖面观测的浮标及方法。
背景技术
海洋科学的发展依赖于海洋观测技术的进步，海洋水体剖面观测技术作为海洋观测技术的一种重要分支在认知海洋方面具有不可替代性。海表观测和海底观测由于其特有的海表浮标和海底床基的天然基础优势均得到了持续关注和长足发展，技术手段较为成熟，已形成的观测系统较为完备，但是处于海表层和海底之间的大面积海洋水体剖面领域的实时观测技术并不多见，尤其是针对近海海域水体剖面的观测技术发展相对滞后，主要原因就是复杂的近海环境特点限制了很多技术手段的实现，比如近海频繁的渔业捕捞作业、生活垃圾和废弃渔网的随意丢弃等。
目前的水体剖面观测的设备基本上都是基于海上的钻井平台，利用观测设备进行观测，位置相对比较固定，不便于在水中进行移动，而且观测时，观测的范围比较小，不便于实现对观测的角度和方向进行调节，导致观测的效率比较低。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于水体剖面观测的浮标及方法，有效的解决了上述背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水体剖面观测的浮标，包括浮标本体，所述浮标本体上通过升降机构连接有下沉筒体，所述下沉筒体上设有水体剖面观测机构，所述水体剖面观测机构包括所述下沉筒体内加工的方向调节齿轮腔，所述方向调节齿轮腔端壁间转动连接有方向调节齿轮轴，所述方向调节齿轮轴与方向调节电机动力连接，所述方向调节电机设在所述下沉筒体内，所述方向调节齿轮轴的外表面固定安装有方向调节齿轮，所述方向调节齿轮与观测环形齿条导轨啮合，所述观测环形齿条导轨转动连接在所述下沉筒体圆周表面，所述观测环形齿条导轨内加工有环形滑槽，所述环形滑槽内转动连接有截面为T形的环形齿条，所述截面为T形的环形齿条与转向齿轮啮合，所述转向齿轮固定安装在观测电动推杆表面，所述观测电动推杆沿所述下沉筒体圆周方向布置，所述观测电动推杆设有多个，所述观测电动推杆远离所述观测环形齿条导轨的末端固定连接有转动架，所述转动架内加工有观测腔，所述观测腔端壁上对称加工有滑槽，所述滑槽端壁间转动连接有辅助观测丝杆，所述辅助观测丝杆与辅助观测电机动力连接，所述辅助观测电机固定安装在所述转动架内，所述辅助观测丝杆与辅助观测螺母板螺纹连接，所述辅助观测螺母板之间连接有安装板，所述安装板下部设有观测设备，所述观测设备沿所述安装板水平轴线方向布置，所述观测设备设有多个，所述观测环形齿条导轨内加工有驱动腔，所述驱动腔端壁间转动连接有驱动齿轮轴，所述驱动齿轮轴与驱动电机动力连接，所述驱动电机固定安装在所述观测环形齿条导轨内，所述驱动齿轮轴的外表面固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述截面为T形的环形齿条之间啮合，所述转动架靠近所述观测环形齿条导轨一侧表面固定安装有稳定盘，且所述稳定盘与所述观测电动推杆之间固定连接，所述观测腔端壁上设有清洁滑槽，所述清洁滑槽端壁间对称转动连接有清洁丝杆，所述清洁丝杆与清洁电机动力连接，所述清洁电机固定安装在所述转动架内，所述清洁丝杆与清洁螺母块螺纹连接，所述清洁螺母块之间固定连接有清洁刷。
优选的，所述升降机构包括所述浮标本体内设有的升降腔，所述升降腔端壁间转动连接有升降转轴，所述升降转轴的外表面固定安装有绞车，所述绞车外表面缠绕连接有升降绳，所述升降绳下侧末端尾部固定连接有所述下沉筒体，所述升降转轴两侧末端分别延伸到升降齿轮腔与制动腔内，所述升降齿轮腔与所述制动腔关于所述升降腔对称设在所述浮标本体内，所述升降齿轮腔的端壁间转动连接有主动齿轮轴，所述主动齿轮轴与升降电机动力连接，所述升降电机固定安装在所述浮标本体内，所述主动齿轮轴的外表面固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮固定安装在所述升降转轴的表面，所述制动腔内的所述升降转轴的表面固定安装有制动盘，所述制动盘上加工有制动槽，所述制动槽沿所述制动盘的圆周方向布置，所述制动槽设有多个，所述制动槽中插入有制动锥，所述制动锥固定安装在制动电动推杆的上侧末端，所述制动电动推杆固定安装在所述制动腔底壁上，所述升降腔底壁上贯穿加工有线绳通道，所述升降绳穿过所述线绳通道，所述线绳通道端壁间固定安装有封闭块，且所述封闭块与所述升降绳之间滑动连接，所述下沉筒体与所述浮标本体之间连接有多个限制滑杆。
优选的，所述浮标本体上设有辅助回收机构，所述辅助回收机构包括所述浮标本体内设有的辅助回收齿轮腔，所述辅助回收齿轮腔端壁间转动连接有辅助回收齿轮轴，所述辅助回收齿轮轴与辅助回收电机动力连接，所述辅助回收电机固定安装在所述浮标本体内，所述辅助回收齿轮轴的外表面固定安装有辅助回收齿轮，所述辅助回收齿轮与辅助回收环形齿条导轨啮合，所述辅助回收环形齿条导轨转动连接所述浮标本体圆周表面，所述辅助回收环形齿条导轨上下表面对称固定连接有固定块，所述固定块内侧表面转动连接有调节转轴，所述调节转轴与调节电机动力连接，所述调节电机固定安装在所述固定块内，所述调节转轴之间固定连接有转动块，所述转动块端壁上转动连接有运动转轴，所述运动转轴与运动电机动力连接，所述运动电机固定安装在所述转动块内，所述运动转轴远离所述运动电机一侧末端圆周阵列固定安装有螺旋桨。
优选的，所述下沉筒体上设有水质取样机构，所述水质取样机构包括所述下沉筒体下端面上设有的采样腔，所述采样腔上端壁上固定连接有采样电机推杆，所述采样电机推杆下侧末端固定连接有采样筒，所述采样筒上均匀加工有水样收集腔，所述水样收集腔端壁上贯穿加工有采样通道，所述采样通道端壁间固定安装有采样压力阀，所述水样收集腔沿所述采样筒圆周表面布置且所述水样收集腔沿所述采样筒的轴线方向设置。
优选的，所述下沉筒体上设有辅助升降机构，所述辅助升降机构包括所述下沉筒体圆周表面上均匀固定安装有卡箍，所述卡箍之间通过锁紧组件锁紧连接，所述卡箍内锁紧连接有环形蓄水罐，所述环形蓄水罐圆周表面下部设有抽水泵与排水泵。
优选的，所述浮标本体上设有防撞机构，所述防撞机构包括所述浮标本体圆周表面均匀滑动连接的防撞滑杆，所述防撞滑杆远离所述下沉筒体一侧末端固定连接有防撞板，所述防撞板与所述浮标本体之间卡接有防撞弹簧，所述防撞弹簧嵌套连接在所述防撞滑杆的外表面。
优选的，所述浮标本体上供电机构，所述供电机构包括所述浮标本体上表面固定安装的光伏板，所述光伏板与蓄电池之间通过导线连接，所述蓄电池固定安装所述光伏板内的所述浮标本体的上部，所述蓄电池与光伏逆变器之间通过所述导线连接，所述光伏逆变器固定安装在所述光伏板内的所述浮标本体的上部。
优选的，所述浮标本体上设有信号传输机构，所述信号传输机构包括所述浮标本体上部固定安装的支撑杆，所述支撑杆上部固定连接有防护罩，所述防护罩内设有信号传输器，所述信号传输器与控制处理器信号连接，所述控制处理器安装在控制台内，所述控制台设在远端的办公室内，所述控制台上固定连接有操作面板，所述操作面板与所述控制处理器信号连接，所述控制处理器与显示面板信号连接，所述显示面板固定安装在所述控制台上。
优选的，所述浮标本体上固定安装有浮板。
本发明提供了一种用于水体剖面观测方法，基于上述所述的一种用于水体剖面观测的浮标，步骤包括：
步骤一：在所述操作面板上输入相应的指令，通过信号传输机构传输，传输给所述浮标本体上相应的部件，使得相应的部件进行运动；
步骤二：所述发电机构利用太阳光进行发电，产生的电能相应的部件进行供电；
步骤三：所述防撞机构在所述浮标本体运动时进行防撞保护，防止受到撞击造成损坏；
步骤四：所述升降机构运动，从而对所述下沉筒体在水下的深度进行调节，便于进行不同的深度层面的观测；
步骤五：所述升降机构运动时，所述辅助升降机构运动，从而使得所述下沉筒体更好的进行升降；
步骤六：所述水体剖面观测机构运动，从而对水体的剖面进行观测，可以实现对垂直面和水平面上的水体剖面进行观测，观测的范围比较广，并且可以实现对观测的角度方向进行调整；
步骤七：水质取样时，所述水质取样机构运动，从而实现对水质进行取样，并且可以实现多个位置的取样；
步骤八：对所述浮标本体回收时，所述辅助回收机构运动，从而实现对所述浮标本体进行辅助回收，便于对所述浮标本体进行回收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明提供了一种用于水体剖面观测的浮标，可以实现对水体剖面进行观测，在观测时可以实现对角度进行调节，而且对观测的方向进行调节，增加了观测的范围，并且在观测时可以同时实现对多个点位的水体剖面进行观测，提高了观测的效率，还可以实现对观测设备进行清洁，防止观测设备表面粘着了杂物，影响观测。
2.本发明提供了一种用于水体剖面观测的浮标，可以实现在水中进行升降，实现对不同的下沉深度的调节，便于对不同深度层面的水体剖面进行观测，并且可以实现对观测的数据进行传输，传输的远端的操作台上，使得人员在办公室中就可以进行远程的操作。
3.本发明提供了一种用于水体剖面观测的浮标，可以实现在水体剖面观测时对水体进行取样，而且在回收时可以实现辅助回收，使得自动运动到海岸附近，便于进行回收。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的整体结构示意图；
图2为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的第一方向结构示意图；
图3为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的第二方向结构示意图；
图4为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的第三方向结构示意图；
图5为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的第四方向结构示意图；
图6为本发明中一种用于水体剖面观测的浮标的第五方向结构示意图
图7为图6中A-A处的剖视结构示意图；
图8为图6中B-B处的剖视结构示意图；
图9为图6中C-C处的剖视结构示意图；
图10为图7中D-D处的剖视结构示意图；
图11为图7中E-E处的剖视结构示意图；
图12为图7中F-F处的剖视结构示意图；
图13为图7中G处的放大结构示意图；
图14为图7中H处的放大结构示意图；
图15为图7中I处的放大结构示意图；
图16为发明中信号控制传输的流程框图。
图中：1-浮标本体、2-防撞板、3-浮板、4-光伏板、5-支撑杆、6-防护罩、7-防撞弹簧、8-转动块、9-运动转轴、10-螺旋桨、11-限制滑杆、12-下沉筒体、13-观测环形齿条导轨、14-转动架、15-环形蓄水罐、16-卡箍、17-观测电动推杆、18-锁紧组件、19-升降绳、20-稳定盘、21-控制台、22-显示面板、23-操作面板、24-辅助回收环形齿条导轨、25-固定块、26-调节转轴、27-抽水泵、28-排水泵、30-观测腔、31-观测设备、34-安装板、35-滑槽、36-采样筒、37-防撞滑杆、38-制动腔、39-制动槽、40-制动盘、41-制动锥、42-制动电动推杆、43-绞车、44-升降腔、45-光伏逆变器、46-蓄电池、47-信号传输器、48-升降齿轮腔、49-主动齿轮、50-主动齿轮轴、51-升降电机、52-从动齿轮、53-升降转轴、54-调节电机、55-运动电机、56-辅助回收电机、57-辅助回收齿轮、58-辅助回收齿轮腔、59-辅助回收齿轮轴、60-线绳通道、61-封闭块、62-方向调节齿轮轴、63-方向调节齿轮腔、64-方向调节齿轮、65-方向调节电机、66-清洁滑槽、67-清洁丝杆、68-清洁刷、69-清洁螺母块、70-环形滑槽、71-截面为T形的环形齿条、72-转向齿轮、73-驱动腔、74-驱动齿轮轴、75-驱动齿轮、76-驱动电机、77-辅助观测螺母板、78-辅助观测电机、79-辅助观测丝杆、80-采样腔、81-水样收集腔、82-采样通道、83-采样压力阀、84-采样电机推杆。
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。
如图1-16所示，本发明提供了一种用于水体剖面观测的浮标，本发明中部件材料采用耐压材料、耐侵蚀材料、耐磨损材料制成，包括浮标本体1，所述浮标本体1上通过升降机构连接有下沉筒体12，所述升降机构用于带动所述下沉筒体12进行升降，便于进行不同深度的水体剖面，所述下沉筒体12上设有水体剖面观测机构，所述水体剖面观测机构用于对水体剖面进行观测，所述水体剖面观测机构包括所述下沉筒体12内加工的方向调节齿轮腔63，所述方向调节齿轮腔63端壁间转动连接有方向调节齿轮轴62，所述方向调节齿轮轴62与方向调节电机65动力连接，所述方向调节电机65固定安装在所述下沉筒体12内，所述方向调节齿轮轴62的外表面固定安装有方向调节齿轮64，所述方向调节齿轮64与观测环形齿条导轨13啮合，所述观测环形齿条导轨13转动连接在所述下沉筒体12圆周表面，所述观测环形齿条导轨13内加工有环形滑槽70，所述环形滑槽70为环形结构，所述环形滑槽70内转动连接有截面为T形的环形齿条71，所述截面为T形的环形齿条71的截面为T形，所述截面为T形的环形齿条71与转向齿轮72啮合，所述转向齿轮72固定安装在观测电动推杆17表面，所述观测电动推杆17沿所述下沉筒体12圆周方向布置，所述观测电动推杆17位于同一水平面，所述观测电动推杆17设有多个，所述观测电动推杆17远离所述观测环形齿条导轨13的末端固定连接有转动架14，所述转动架14内加工有观测腔30，所述观测腔30端壁上对称加工有滑槽35，所述滑槽35端壁间转动连接有辅助观测丝杆79，所述辅助观测丝杆79与辅助观测电机78动力连接，所述辅助观测电机78固定安装在所述转动架14内，所述辅助观测丝杆79与辅助观测螺母板77螺纹连接，所述辅助观测螺母板77之间连接有安装板34，所述安装板34下部设有观测设备31，所述观测设备31沿所述安装板34水平轴线方向布置，所述观测设备31设有多个，所述观测环形齿条导轨13内加工有驱动腔73，所述驱动腔73端壁间转动连接有驱动齿轮轴74，所述驱动齿轮轴74与驱动电机76动力连接，所述驱动电机76固定安装在所述观测环形齿条导轨13内，所述驱动齿轮轴74的外表面固定安装有驱动齿轮75，所述驱动齿轮75与所述截面为T形的环形齿条71之间啮合，所述转动架14靠近所述观测环形齿条导轨13一侧表面固定安装有稳定盘20，且所述稳定盘20与所述观测电动推杆17之间固定连接，所述观测腔30端壁上设有清洁滑槽66，所述清洁滑槽66端壁间对称转动连接有清洁丝杆67，所述清洁丝杆67与清洁电机动力连接，所述清洁电机固定安装在所述转动架14内，所述清洁丝杆67与清洁螺母块69螺纹连接，所述清洁螺母块69之间固定连接有清洁刷68；
从而启动所述辅助观测电机78，从而带动所述辅助观测丝杆79转动，所述辅助观测丝杆79与所述辅助观测螺母板77螺纹连接，从而带动所述安装板34向下运动，从而带动所述观测设备31向下运动出所述观测腔30内，所述观测设备31对水体的剖面进行观测，需要对不同的位置的水体剖面进行观测时，给所述观测电动推杆17进行通电，从而使得所述观测电动推杆17伸长，从而带动所述转动架14运动，从而带动所述观测设备31运动，远离所述观测环形齿条导轨13，运动到相应的位置进行观测，需要对不同的位置进行观测时，启动所述方向调节电机65，从而带动所述方向调节齿轮轴62转动，从而带动所述方向调节齿轮64转动，所述方向调节齿轮64与所述观测环形齿条导轨13啮合，从而带动所述观测环形齿条导轨13转动，从而带动所述观测电动推杆17转动，从而带动所述转动架14进行转动，从而带动所述观测设备31转动到相应的位置进行观测，需要对水平面的水体剖面观测时，启动所述驱动电机76，从而带动所述驱动齿轮轴74转动，从而带动所述驱动齿轮75转动，所述驱动齿轮75与所述截面为T形的环形齿条71啮合，从而带动所述截面为T形的环形齿条71转动，所述截面为T形的环形齿条71与所述转向齿轮72啮合，从而带动所述观测电动推杆17转动，从而带动所述转动架14转动，从而带动所述观测设备31转动到水平方向，所述观测设备31对水平方向的水体剖面进行观测，对所述观测设备31清洁时，启动所述清洁电机，从而带动所述清洁丝杆67转动，所述清洁丝杆67与所述清洁螺母块69螺纹连接，从而带动所述清洁刷68运动，从而对所述观测设备31的表面进行清洁，通过控制所述观测设备31的高度，从而实现对所述观测设备31表面的清洁。
有益地，所述升降机构包括所述浮标本体1内设有的升降腔44，所述升降腔44端壁间转动连接有升降转轴53，所述升降转轴53的外表面固定安装有绞车43，所述绞车43外表面缠绕连接有升降绳19，所述升降绳19下侧末端尾部固定连接有所述下沉筒体12，所述升降绳19内部设有通电导线，所述升降转轴53两侧末端分别延伸到升降齿轮腔48与制动腔38内，所述升降齿轮腔48与所述制动腔38关于所述升降腔44对称设在所述浮标本体1内，所述升降齿轮腔48的端壁间转动连接有主动齿轮轴50，所述主动齿轮轴50与升降电机51动力连接，所述升降电机51固定安装在所述浮标本体1内，所述主动齿轮轴50的外表面固定安装有主动齿轮49，所述主动齿轮49与从动齿轮52啮合，所述从动齿轮52固定安装在所述升降转轴53的表面，所述制动腔38内的所述升降转轴53的表面固定安装有制动盘40，所述制动盘40上加工有制动槽39，所述制动槽39沿所述制动盘40的圆周方向布置，所述制动槽39设有多个，所述制动槽39中插入有制动锥41，所述制动锥41固定安装在制动电动推杆42的上侧末端，所述制动电动推杆42固定安装在所述制动腔38底壁上，所述升降腔44底壁上贯穿加工有线绳通道60，所述升降绳19穿过所述线绳通道60，所述线绳通道60端壁间固定安装有封闭块61，所述封闭块61用于防止水进入到所述升降腔44中，且所述封闭块61与所述升降绳19之间滑动连接，所述下沉筒体12与所述浮标本体1之间连接有多个限制滑杆11，所述限制滑杆11可以自由伸缩，对所述下沉筒体12的位置进行限制，限制所述下沉筒体12始终位于所述浮标本体1的下部；
从而启动所述升降电机51，从而带动所述主动齿轮轴50转动，从而带动所述主动齿轮49转动，所述主动齿轮49与所述从动齿轮52啮合，从而带动所述升降转轴53转动，从而带动所述绞车43转动，从而带动所述升降绳19运动，从而使得所述下沉筒体12向下运动，在水中进行下降，下降到相应的位置后，停止所述升降电机51，给所述制动电动推杆42通电，从而带动所述制动锥41向上运动，从而使得所述制动锥41插入到所述制动槽39中，进行制动，从而对所述升降转轴53进行制动，防止所述升降转轴53发生转动。
有益地，所述浮标本体1上设有辅助回收机构，所述辅助回收机构用于对所述浮标本体1进行辅助回收，便于人员对所述浮标本体1进行回收，所述辅助回收机构包括所述浮标本体1内设有的辅助回收齿轮腔58，所述辅助回收齿轮腔58端壁间转动连接有辅助回收齿轮轴59，所述辅助回收齿轮轴59与辅助回收电机56动力连接，所述辅助回收电机56固定安装在所述浮标本体1内，所述辅助回收齿轮轴59的外表面固定安装有辅助回收齿轮57，所述辅助回收齿轮57与辅助回收环形齿条导轨24啮合，所述辅助回收环形齿条导轨24转动连接所述浮标本体1圆周表面，所述辅助回收环形齿条导轨24上下表面对称固定连接有固定块25，所述固定块25内侧表面转动连接有调节转轴26，所述调节转轴26与调节电机54动力连接，所述调节电机54固定安装在所述固定块25内，所述调节转轴26之间固定连接有转动块8，所述转动块8端壁上转动连接有运动转轴9，所述运动转轴9与运动电机55动力连接，所述运动电机55固定安装在所述转动块8内，所述运动转轴9远离所述运动电机55一侧末端圆周阵列固定安装有螺旋桨10；
从而启动所述运动电机55，从而带动所述运动转轴9转动，从而带动所述螺旋桨10转动，从而推动所述浮标本体1在水中运动，需要对相应的方向进行调节时，启动所述辅助回收电机56，从而带动所述辅助回收齿轮轴59转动，从而带动所述辅助回收齿轮57转动，所述辅助回收齿轮57与所述辅助回收环形齿条导轨24啮合，从而带动所述固定块25转动，同时启动所述调节电机54，从而带动所述调节转轴26转动，从而带动所述转动块8转动到相应的方向，从而使得所述浮标本体1在水中，运动到海岸附近，便于进行回收。
有益地，所述下沉筒体12上设有水质取样机构，所述水质取样机构用于进行水质取样，便于对水质进行研究，所述水质取样机构包括所述下沉筒体12下端面上设有的采样腔80，所述采样腔80上端壁上固定连接有采样电机推杆84，所述采样电机推杆84下侧末端固定连接有采样筒36，所述采样筒36与所述采样腔80之间密封，所述所述采样筒36上均匀加工有水样收集腔81，所述水样收集腔81端壁上贯穿加工有采样通道82，所述采样通道82端壁间固定安装有采样压力阀83，所述水样收集腔81沿所述采样筒36圆周表面布置且所述水样收集腔81沿所述采样筒36的轴线方向设置；
从而给所述采样电机推杆84通电，从而带动所述采样筒36向下运动，使得所述水样收集腔81运动出所述采样腔80内，通过水下的压力，使得水通过所述采样通道82经过所述采样压力阀83进入到所述水样收集腔81中进行收集，每一层的所述水样收集腔81对一个点位进行取样，对不同层的所述水样收集腔81收集时，通过控制所述采样电机推杆84的伸长量，从而使得相应的所述水样收集腔81运动出所述采样腔80内。
有益地，所述下沉筒体12上设有辅助升降机构，所述辅助升降机构用于对所述下沉筒体12进行辅助升降，所述辅助升降机构包括所述下沉筒体12圆周表面上均匀固定安装有卡箍16，所述卡箍16之间通过锁紧组件18锁紧连接，所述卡箍16内锁紧连接有环形蓄水罐15，所述环形蓄水罐15圆周表面下部设有抽水泵27与排水泵28；
从而所述下沉筒体12下降时，开启所述抽水泵27进行抽水，从而使得水通过所述抽水泵27进入到所述环形蓄水罐15中，从而使得所述环形蓄水罐15的重量增加，从而使得所述下沉筒体12下降，所述下沉筒体12上升时，开启所述排水泵28，从而对所述环形蓄水罐15中的水进行排出，从而对所述环形蓄水罐15的重量进行减轻，从而便于所述下沉筒体12进行上升。
有益地，所述浮标本体1上设有防撞机构，所述防撞机构包括所述浮标本体1圆周表面均匀滑动连接的防撞滑杆37，所述防撞滑杆37远离所述下沉筒体12一侧末端固定连接有防撞板2，所述防撞板2与所述浮标本体1之间卡接有防撞弹簧7，所述防撞弹簧7嵌套连接在所述防撞滑杆37的外表面；
从而撞击物碰撞在所述防撞板2上，从而使得所述防撞滑杆37滑动，由于所述防撞弹簧7压缩，减缓撞击，从而实现进行防撞保护。
有益地，所述浮标本体1上供电机构，所述供电机构用于对本发明中的用电部件进行供电，所述供电机构包括所述浮标本体1上表面固定安装的光伏板4，所述光伏板4与蓄电池46之间通过导线连接，所述蓄电池46固定安装所述光伏板4内的所述浮标本体1的上部，所述蓄电池46与光伏逆变器45之间通过所述导线连接，所述光伏逆变器45固定安装在所述光伏板4内的所述浮标本体1的上部，所述光伏逆变器45与所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述信号传输器47、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78、所述观测设备31之间通过导线连接；
从而太阳光照射在所述光伏板4上，所述光伏板4将产生的电能输送到所述蓄电池46中进行储存，经过所述光伏逆变器45逆变后输送给所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述信号传输器47、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78、所述观测设备31进行供电。
有益地，所述浮标本体1上设有信号传输机构，所述信号传输机构用于进行信号的传输，所述信号传输机构包括所述浮标本体1上部固定安装的支撑杆5，所述支撑杆5上部固定连接有防护罩6，所述防护罩6内设有信号传输器47，所述信号传输器47与控制处理器信号连接，所述控制处理器安装在控制台21内，所述控制台21设在远端的办公室内，所述控制台21上固定连接有操作面板23，所述操作面板23与所述控制处理器信号连接，所述控制处理器与显示面板22信号连接，所述显示面板22固定安装在所述控制台21上，所述信号传输器47与所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78、所述观测设备31之间信号连接；
从而工作人员在所述操作面板23上输入相应的操作指令，所述操作面板23将指令传输给所述控制处理器，所述控制处理器发送信号给所述信号传输器47，所述信号传输器47发送相应的信号给所述所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78，使得相应的部件做相应的运动，所述观测设备31将观测的信号传输给所述信号传输器47，所述信号传输器47将信号传输给所述控制处理器，所述控制处理器发送给所述显示面板22在所述显示面板22进行显示。
有益地，所述浮标本体1上固定安装有浮板3，所述浮板3用于增加所述浮标本体1的浮力，使得所述浮标本体1悬浮在水面上。
本发明提供了一种用于水体剖面观测方法，基于上述所述的一种用于水体剖面观测的浮标，步骤包括：
步骤一：在所述操作面板23上输入相应的指令，通过信号传输机构传输，传输给所述浮标本体1上相应的部件，使得相应的部件进行运动；
步骤二：所述发电机构利用太阳光进行发电，产生的电能相应的部件进行供电；
步骤三：所述防撞机构在所述浮标本体1运动时进行防撞保护，防止受到撞击造成损坏；
步骤四：所述升降机构运动，从而对所述下沉筒体12在水下的深度进行调节，便于进行不同的深度层面的观测；
步骤五：所述升降机构运动时，所述辅助升降机构运动，从而使得所述下沉筒体12更好的进行升降；
步骤六：所述水体剖面观测机构运动，从而对水体的剖面进行观测，可以实现对垂直面和水平面上的水体剖面进行观测，观测的范围比较广，并且可以实现对观测的角度方向进行调整；
步骤七：水质取样时，所述水质取样机构运动，从而实现对水质进行取样，并且可以实现多个位置的取样；
步骤八：对所述浮标本体1回收时，所述辅助回收机构运动，从而实现对所述浮标本体1进行辅助回收，便于对所述浮标本体1进行回收。
本发明的工作过程，太阳光照射在所述光伏板4上，所述光伏板4将产生的电能输送到所述蓄电池46中进行储存，经过所述光伏逆变器45逆变后输送给所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述信号传输器47、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78、所述观测设备31进行供电，工作人员在所述操作面板23上输入相应的操作指令，所述操作面板23将指令传输给所述控制处理器，所述控制处理器发送信号给所述信号传输器47，所述信号传输器47发送相应的信号给所述所述升降电机51、所述调节电机54、所述运动电机55、所述制动电动推杆42、所述辅助回收电机56、所述方向调节电机65、所述采样电机推杆84、所述清洁电机、所述抽水泵27、所述排水泵28、所述观测电动推杆17、所述驱动电机76、所述辅助观测电机78，使得相应的部件做相应的运动，所述观测设备31将观测的信号传输给所述信号传输器47，所述信号传输器47将信号传输给所述控制处理器，所述控制处理器发送给所述显示面板22在所述显示面板22进行显示，启动所述升降电机51，从而带动所述主动齿轮轴50转动，从而带动所述主动齿轮49转动，所述主动齿轮49与所述从动齿轮52啮合，从而带动所述升降转轴53转动，从而带动所述绞车43转动，从而带动所述升降绳19运动，从而使得所述下沉筒体12向下运动，在水中进行下降，下降到相应的位置后，停止所述升降电机51，给所述制动电动推杆42通电，从而带动所述制动锥41向上运动，从而使得所述制动锥41插入到所述制动槽39中，进行制动，从而对所述升降转轴53进行制动，防止所述升降转轴53发生转动，所述下沉筒体12下降时，开启所述抽水泵27进行抽水，从而使得水通过所述抽水泵27进入到所述环形蓄水罐15中，从而使得所述环形蓄水罐15的重量增加，从而使得所述下沉筒体12下降，所述下沉筒体12上升时，开启所述排水泵28，从而对所述环形蓄水罐15中的水进行排出，从而对所述环形蓄水罐15的重量进行减轻，从而便于所述下沉筒体12进行上升，启动所述辅助观测电机78，从而带动所述辅助观测丝杆79转动，所述辅助观测丝杆79与所述辅助观测螺母板77螺纹连接，从而带动所述安装板34向下运动，从而带动所述观测设备31向下运动出所述观测腔30内，所述观测设备31对水体的剖面进行观测，需要对不同的位置的水体剖面进行观测时，给所述观测电动推杆17进行通电，从而使得所述观测电动推杆17伸长，从而带动所述转动架14运动，从而带动所述观测设备31运动，远离所述观测环形齿条导轨13，运动到相应的位置进行观测，需要对不同的位置进行观测时，启动所述方向调节电机65，从而带动所述方向调节齿轮轴62转动，从而带动所述方向调节齿轮64转动，所述方向调节齿轮64与所述观测环形齿条导轨13啮合，从而带动所述观测环形齿条导轨13转动，从而带动所述观测电动推杆17转动，从而带动所述转动架14进行转动，从而带动所述观测设备31转动到相应的位置进行观测，需要对水平面的水体剖面观测时，启动所述驱动电机76，从而带动所述驱动齿轮轴74转动，从而带动所述驱动齿轮75转动，所述驱动齿轮75与所述截面为T形的环形齿条71啮合，从而带动所述截面为T形的环形齿条71转动，所述截面为T形的环形齿条71与所述转向齿轮72啮合，从而带动所述观测电动推杆17转动，从而带动所述转动架14转动，从而带动所述观测设备31转动到水平方向，所述观测设备31对水平方向的水体剖面进行观测，对所述观测设备31清洁时，启动所述清洁电机，从而带动所述清洁丝杆67转动，所述清洁丝杆67与所述清洁螺母块69螺纹连接，从而带动所述清洁刷68运动，从而对所述观测设备31的表面进行清洁，通过控制所述观测设备31的高度，从而实现对所述观测设备31表面的清洁，水质取样时，给所述采样电机推杆84通电，从而带动所述采样筒36向下运动，使得所述水样收集腔81运动出所述采样腔80内，通过水下的压力，使得水通过所述采样通道82经过所述采样压力阀83进入到所述水样收集腔81中进行收集，每一层的所述水样收集腔81对一个点位进行取样，对不同层的所述水样收集腔81收集时，通过控制所述采样电机推杆84的伸长量，从而使得相应的所述水样收集腔81运动出所述采样腔80内，对所述浮标本体1进行回收时，启动所述运动电机55，从而带动所述运动转轴9转动，从而带动所述螺旋桨10转动，从而推动所述浮标本体1在水中运动，需要对相应的方向进行调节时，启动所述辅助回收电机56，从而带动所述辅助回收齿轮轴59转动，从而带动所述辅助回收齿轮57转动，所述辅助回收齿轮57与所述辅助回收环形齿条导轨24啮合，从而带动所述固定块25转动，同时启动所述调节电机54，从而带动所述调节转轴26转动，从而带动所述转动块8转动到相应的方向，从而使得所述浮标本体1在水中，运动到海岸附近，便于进行回收。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：包括浮标本体(1)，所述浮标本体(1)上通过升降机构连接有下沉筒体(12)，所述下沉筒体(12)上设有水体剖面观测机构，所述水体剖面观测机构包括所述下沉筒体(12)内加工的方向调节齿轮腔(63)，所述方向调节齿轮腔(63)端壁间转动连接有方向调节齿轮轴(62)，所述方向调节齿轮轴(62)与方向调节电机(65)动力连接，所述方向调节电机(65)设在所述下沉筒体(12)内，所述方向调节齿轮轴(62)的外表面固定安装有方向调节齿轮(64)，所述方向调节齿轮(64)与观测环形齿条导轨(13)啮合，所述观测环形齿条导轨(13)转动连接在所述下沉筒体(12)圆周表面，所述观测环形齿条导轨(13)内加工有环形滑槽(70)，所述环形滑槽(70)内转动连接有截面为T形的环形齿条(71)，所述截面为T形的环形齿条(71)与转向齿轮(72)啮合，所述转向齿轮(72)固定安装在观测电动推杆(17)表面，所述观测电动推杆(17)沿所述下沉筒体(12)圆周方向布置，所述观测电动推杆(17)设有多个，所述观测电动推杆(17)远离所述观测环形齿条导轨(13)的末端固定连接有转动架(14)，所述转动架(14)内加工有观测腔(30)，所述观测腔(30)端壁上对称加工有滑槽(35)，所述滑槽(35)端壁间转动连接有辅助观测丝杆(79)，所述辅助观测丝杆(79)与辅助观测电机(78)动力连接，所述辅助观测电机(78)固定安装在所述转动架(14)内，所述辅助观测丝杆(79)与辅助观测螺母板(77)螺纹连接，所述辅助观测螺母板(77)之间连接有安装板(34)，所述安装板(34)下部设有观测设备(31)，所述观测设备(31)沿所述安装板(34)水平轴线方向布置，所述观测设备(31)设有多个，所述观测环形齿条导轨(13)内加工有驱动腔(73)，所述驱动腔(73)端壁间转动连接有驱动齿轮轴(74)，所述驱动齿轮轴(74)与驱动电机(76)动力连接，所述驱动电机(76)固定安装在所述观测环形齿条导轨(13)内，所述驱动齿轮轴(74)的外表面固定安装有驱动齿轮(75)，所述驱动齿轮(75)与所述截面为T形的环形齿条(71)之间啮合，所述转动架(14)靠近所述观测环形齿条导轨(13)一侧表面固定安装有稳定盘(20)，且所述稳定盘(20)与所述观测电动推杆(17)之间固定连接，所述观测腔(30)端壁上设有清洁滑槽(66)，所述清洁滑槽(66)端壁间对称转动连接有清洁丝杆(67)，所述清洁丝杆(67)与清洁电机动力连接，所述清洁电机固定安装在所述转动架(14)内，所述清洁丝杆(67)与清洁螺母块(69)螺纹连接，所述清洁螺母块(69)之间固定连接有清洁刷(68)。
2.根据权利要求1所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述升降机构包括所述浮标本体(1)内设有的升降腔(44)，所述升降腔(44)端壁间转动连接有升降转轴(53)，所述升降转轴(53)的外表面固定安装有绞车(43)，所述绞车(43)外表面缠绕连接有升降绳(19)，所述升降绳(19)下侧末端尾部固定连接有所述下沉筒体(12)，所述升降转轴(53)两侧末端分别延伸到升降齿轮腔(48)与制动腔(38)内，所述升降齿轮腔(48)与所述制动腔(38)关于所述升降腔(44)对称设在所述浮标本体(1)内，所述升降齿轮腔(48)的端壁间转动连接有主动齿轮轴(50)，所述主动齿轮轴(50)与升降电机(51)动力连接，所述升降电机(51)固定安装在所述浮标本体(1)内，所述主动齿轮轴(50)的外表面固定安装有主动齿轮(49)，所述主动齿轮(49)与从动齿轮(52)啮合，所述从动齿轮(52)固定安装在所述升降转轴(53)的表面，所述制动腔(38)内的所述升降转轴(53)的表面固定安装有制动盘(40)，所述制动盘(40)上加工有制动槽(39)，所述制动槽(39)沿所述制动盘(40)的圆周方向布置，所述制动槽(39)设有多个，所述制动槽(39)中插入有制动锥(41)，所述制动锥(41)固定安装在制动电动推杆(42)的上侧末端，所述制动电动推杆(42)固定安装在所述制动腔(38)底壁上，所述升降腔(44)底壁上贯穿加工有线绳通道(60)，所述升降绳(19)穿过所述线绳通道(60)，所述线绳通道(60)端壁间固定安装有封闭块(61)，且所述封闭块(61)与所述升降绳(19)之间滑动连接，所述下沉筒体(12)与所述浮标本体(1)之间连接有多个限制滑杆(11)。
3.根据权利要求2所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述浮标本体(1)上设有辅助回收机构，所述辅助回收机构包括所述浮标本体(1)内设有的辅助回收齿轮腔(58)，所述辅助回收齿轮腔(58)端壁间转动连接有辅助回收齿轮轴(59)，所述辅助回收齿轮轴(59)与辅助回收电机(56)动力连接，所述辅助回收电机(56)固定安装在所述浮标本体(1)内，所述辅助回收齿轮轴(59)的外表面固定安装有辅助回收齿轮(57)，所述辅助回收齿轮(57)与辅助回收环形齿条导轨(24)啮合，所述辅助回收环形齿条导轨(24)转动连接所述浮标本体(1)圆周表面，所述辅助回收环形齿条导轨(24)上下表面对称固定连接有固定块(25)，所述固定块(25)内侧表面转动连接有调节转轴(26)，所述调节转轴(26)与调节电机(54)动力连接，所述调节电机(54)固定安装在所述固定块(25)内，所述调节转轴(26)之间固定连接有转动块(8)，所述转动块(8)端壁上转动连接有运动转轴(9)，所述运动转轴(9)与运动电机(55)动力连接，所述运动电机(55)固定安装在所述转动块(8)内，所述运动转轴(9)远离所述运动电机(55)一侧末端圆周阵列固定安装有螺旋桨(10)。
4.根据权利要求2所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述下沉筒体(12)上设有水质取样机构，所述水质取样机构包括所述下沉筒体(12)下端面上设有的采样腔(80)，所述采样腔(80)上端壁上固定连接有采样电机推杆(84)，所述采样电机推杆(84)下侧末端固定连接有采样筒(36)，所述采样筒(36)上均匀加工有水样收集腔(81)，所述水样收集腔(81)端壁上贯穿加工有采样通道(82)，所述采样通道(82)端壁间固定安装有采样压力阀(83)，所述水样收集腔(81)沿所述采样筒(36)圆周表面布置且所述水样收集腔(81)沿所述采样筒(36)的轴线方向设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述下沉筒体(12)上设有辅助升降机构，所述辅助升降机构包括所述下沉筒体(12)圆周表面上均匀固定安装有卡箍(16)，所述卡箍(16)之间通过锁紧组件(18)锁紧连接，所述卡箍(16)内锁紧连接有环形蓄水罐(15)，所述环形蓄水罐(15)圆周表面下部设有抽水泵(27)与排水泵(28)。
6.根据权利要求3所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述浮标本体(1)上设有防撞机构，所述防撞机构包括所述浮标本体(1)圆周表面均匀滑动连接的防撞滑杆(37)，所述防撞滑杆(37)远离所述下沉筒体(12)一侧末端固定连接有防撞板(2)，所述防撞板(2)与所述浮标本体(1)之间卡接有防撞弹簧(7)，所述防撞弹簧(7)嵌套连接在所述防撞滑杆(37)的外表面。
7.根据权利要求6所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述浮标本体(1)上供电机构，所述供电机构包括所述浮标本体(1)上表面固定安装的光伏板(4)，所述光伏板(4)与蓄电池(46)之间通过导线连接，所述蓄电池(46)固定安装所述光伏板(4)内的所述浮标本体(1)的上部，所述蓄电池(46)与光伏逆变器(45)之间通过所述导线连接，所述光伏逆变器(45)固定安装在所述光伏板(4)内的所述浮标本体(1)的上部。
8.根据权利要求7所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述浮标本体(1)上设有信号传输机构，所述信号传输机构包括所述浮标本体(1)上部固定安装的支撑杆(5)，所述支撑杆(5)上部固定连接有防护罩(6)，所述防护罩(6)内设有信号传输器(47)，所述信号传输器(47)与控制处理器信号连接，所述控制处理器安装在控制台(21)内，所述控制台(21)设在远端的办公室内，所述控制台(21)上固定连接有操作面板(23)，所述操作面板(23)与所述控制处理器信号连接，所述控制处理器与显示面板(22)信号连接，所述显示面板(22)固定安装在所述控制台(21)上。
9.根据权利要求8所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：所述浮标本体(1)上固定安装有浮板(3)。
10.一种用于水体剖面观测方法，基于上述权利要求1-9任一所述的一种用于水体剖面观测的浮标，其特征在于：步骤包括：
步骤一：在所述操作面板(23)上输入相应的指令，通过信号传输机构传输，传输给所述浮标本体(1)上相应的部件，使得相应的部件进行运动；
步骤二：所述发电机构利用太阳光进行发电，产生的电能相应的部件进行供电；
步骤三：所述防撞机构在所述浮标本体(1)运动时进行防撞保护，防止受到撞击造成损坏；
步骤四：所述升降机构运动，从而对所述下沉筒体(12)在水下的深度进行调节，便于进行不同的深度层面的观测；
步骤五：所述升降机构运动时，所述辅助升降机构运动，从而使得所述下沉筒体(12)更好的进行升降；
步骤六：所述水体剖面观测机构运动，从而对水体的剖面进行观测，可以实现对垂直面和水平面上的水体剖面进行观测，观测的范围比较广，并且可以实现对观测的角度方向进行调整；
步骤七：水质取样时，所述水质取样机构运动，从而实现对水质进行取样，并且可以实现多个位置的取样；
步骤八：对所述浮标本体(1)回收时，所述辅助回收机构运动，从而实现对所述浮标本体(1)进行辅助回收，便于对所述浮标本体(1)进行回收。
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- 2023-12-01 CN CN202311634667.2A patent/CN117325995B/zh active Active
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| CN117325995B (zh) | 2024-02-20 |
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