CN117775190B - 一种海洋环境监测浮标 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮标技术领域，具体说是一种海洋环境监测浮标；包括浮体以及所述浮体内部的海水监测器；所述浮体上方设有活动盘；所述活动盘上方连接着信号发射器、风速监测器、太阳能发电板以及信号灯；所述浮体为环形，且上表面固连着保护筒；所述保护筒上端为开口；所述活动盘活动连接在所述保护筒内侧；所述活动盘下表面与保护筒筒底之间通过第一弹簧连接；所述保护筒中心贯穿且活动密封连接着拉杆；本发明通过保护筒内壁的作用对活动盘上方的零件进行保护，在海浪冲击到监测浮标的情况下，保护筒能够将海浪隔开，提高监测浮标的保护范围，避免海浪的直接冲击造成监测浮标的损伤，提高监测浮标的使用寿命。

Description

一种海洋环境监测浮标

技术领域

本发明涉及浮标技术领域，具体说是一种海洋环境监测浮标。

背景技术

监测浮标是海洋环境监测的常用平台，是海洋监测仪器布放的载体。现有的监测浮标大多结构简单，靠锚链系扣加以定位，稳定性差，如遇海上风浪较大的情况无法很好的对浮标进行应急保护，浮标易损坏，为此我们提出了公告号为CN110962994B，专利主题名称为一种海洋环境监测用浮标机构的专利，该浮标在遇到风浪过大的情况下，海浪会推动浮标机构中的底座上移，从而使得气囊被拉动贴靠底座外表面，实现对浮标中底座的保护。

但是在实际使用过程中我们发现，该技术中的气囊只能够对浮标机构中的底座局部外侧壁进行保护，并不能够对底座外侧壁整体以及底座上方的其他零件进行保护，即气囊的保护范围有限，造成浮标机构中底座部分外侧壁以及其他零件在风浪较大的情况下受到巨浪冲击下仍会造成损伤，影响浮标的使用寿命。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种海洋环境监测浮标，本发明通过保护筒内壁的作用对活动盘上方的零件进行保护，在海浪冲击到监测浮标的情况下，保护筒能够将海浪隔开，提高监测浮标的保护范围，避免海浪的直接冲击造成监测浮标的损伤，提高监测浮标的使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种海洋环境监测浮标，包括浮体以及所述浮体内部的海水监测器；所述浮体上方设有活动盘；所述活动盘上方连接着信号发射器、风速监测器、太阳能发电板以及信号灯；

所述浮体为环形，且上表面固连着保护筒；所述保护筒上端为开口；所述活动盘活动连接在所述保护筒内侧；所述活动盘下表面与保护筒筒底之间通过第一弹簧连接；所述保护筒中心贯穿且活动密封连接着拉杆；所述拉杆靠上一端固连在活动盘下表面，靠下一端固连着拉钩；所述拉钩通过铁链连接着锚块；所述活动盘上表面与拉钩上表面之间的距离等于保护筒高度；所述拉杆在拉动下带动活动盘缩回至保护筒内侧；保护筒能够对移入保护筒内侧的活动盘上方零件进行保护；监测浮标的重心在活动盘带动上方零件露出保护筒后下移。

优选的，所述保护筒上表面靠近外边缘位置设置有环形槽；所述环形槽内活动密封连接着环形板；所述拉杆与保护筒筒底活动密封连接；所述活动盘与保护筒内壁活动密封连接；

所述活动盘在拉杆拉动靠近保护筒底壁过程中会驱动环形板伸出；环形板的伸缩扩大监测浮标的保护高度和范围，使得保护筒的设置高度得到有效降低，使得监测浮标设计更加轻便。

优选的，所述保护筒内壁均匀设置有保护槽；所述保护槽贯穿保护筒内壁与环形槽靠内槽壁；所述保护槽内设有保护囊；所述保护囊能够在环形槽内部气压增大过程中朝着活动盘上方中心位置膨胀；膨胀的所述保护囊能够填充活动盘上方零件与保护筒内壁之间的活动间隙，使得活动盘上方零件不易晃动。

优选的，所述保护筒内壁竖直设置有竖槽；所述活动盘外壁固连着滑块；所述滑块滑动连接在所述竖槽内；所述活动盘在拉杆以及第一弹簧的配合下在保护筒内侧上下滑动；活动盘带动滑块在竖槽内上下活动，使得活动盘带动上方零件与保护筒不会产生相对运动，减小膨胀的保护囊与活动盘上方零件的摩擦。

优选的，所述保护筒内壁横向设置有弧形槽；所述弧形槽一端与竖槽靠下一端连通；所述滑块能够在竖槽靠下一端进入弧形槽内；所述活动盘带动滑块进入弧形槽后，能够将活动盘锁定至保护筒内侧靠近底壁位置。

优选的，所述环形板下表面与环形槽槽底之间通过第二弹簧连接；所述保护囊由弹性材料制成，例如橡胶；所述保护囊的自身弹力小于第二弹簧的弹力；所述保护囊在环形板上移后膨胀；膨胀的保护囊在环形板下移前完成干瘪工作；所述第一弹簧弹力大于第二弹簧弹力。

优选的，所述保护筒内侧绕着拉杆设置有环形的驱动囊；所述驱动囊材质与保护囊相同；所述驱动囊内部与环形槽槽底之间通过气管连通；所述第一弹簧位于驱动囊内侧，第一弹簧靠上一端抵在驱动囊靠上内壁；所述第一弹簧靠下一端抵在驱动囊靠下内壁；第一弹簧能够带动驱动囊复位；驱动囊的设置，避免活动盘与保护筒内壁之间的密封泄漏造成监测浮标保护失效的情况出现，通过驱动囊的设置，使得环形板的伸出以及保护囊的膨胀更加稳定。

优选的，所述环形板内侧沿着周向均匀设置有封槽；所述封槽靠下槽壁通过扭簧转动连接着封板；所述封板在环形板露出环形槽的过程中朝着活动盘中心方向翻转；所述封板在环形板缩回至环形槽内部过程中缩回至对应的封槽内；所述封板能够对膨胀后的保护囊进行限位和挤压；所述封板也能够对环形板上方开口空间进行遮挡。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过保护筒内壁的作用对活动盘上方的零件进行保护，在海浪冲击到监测浮标的情况下，保护筒能够将海浪隔开，提高监测浮标的保护范围，避免海浪的直接冲击造成监测浮标的损伤，提高监测浮标的使用寿命。

2.本发明中气压会使得活动盘上方的保护囊朝着保护盘上方中心膨胀，膨胀后的保护囊填充保护筒内壁与活动盘上方零件的间隙，进而形成弹性缓冲，减小海浪冲击监测浮标造成活动盘上方零件的晃动，更进一步降低活动盘上方零件的损伤，使得监测浮标的损伤进一步得到降低。

3.本发明中封板在扭簧的扭力作用下朝着活动盘上方中心翻转，一方面对活动盘上方空间进行遮挡，更进一步避免海浪的冲击，另一方面封板的翻转起到对保护筒内侧膨胀后的保护囊进行限位，使得保护囊被限制在活动盘上方零件与保护筒内壁之间间隙之间，保证活动盘上方零件与保护筒内壁之间间隙的填充效果，保护囊在封板的挤压下也会进一步膨胀，使得活动盘上方零件与保护筒内壁之间间隙更进一步得到填充，减小活动盘上方零件在保护筒内侧的活动间隙，使得活动盘上方零件在海浪冲击下在保护筒以及环形板保护的同时不易晃动，使得监测浮标进一步得到保护。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本发明中活动盘以及拉杆的连接图；

图4是本发明中驱动囊的位置图；

图5是本发明中保护槽的位置图；

图6是本发明中弧形槽的位置图；

图7是本发明中环形板的立体图；

图8是本发明中封板的立体图；

图9是本发明未保护状态下的剖视图；

图10是本发明保护状态下的剖视图；

图11是图10中B处的放大图。

图中：浮体1、海水监测器11、活动盘2、信号发射器21、风速监测器22、太阳能发电板23、信号灯24、滑块25、保护筒3、第一弹簧31、环形槽32、保护槽33、保护囊34、竖槽35、弧形槽36、拉杆4、拉钩41、铁链42、锚块43、环形板5、第二弹簧51、封槽52、扭簧53、封板54、驱动囊6、气管61。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图11所示，本发明所述的一种海洋环境监测浮标，包括浮体1以及所述浮体1内部的海水监测器11；所述浮体1上方设有活动盘2；所述活动盘2上方连接着信号发射器21、风速监测器22、太阳能发电板23以及信号灯24；

所述浮体1为环形，且上表面固连着保护筒3；所述保护筒3上端为开口；所述活动盘2活动连接在所述保护筒3内侧；所述活动盘2下表面与保护筒3筒底之间通过第一弹簧31连接；所述保护筒3中心贯穿且活动密封连接着拉杆4；所述拉杆4靠上一端固连在活动盘2下表面，靠下一端固连着拉钩41；所述拉钩41通过铁链42连接着锚块43；所述活动盘2上表面与拉钩41上表面之间的距离等于保护筒3高度；所述拉杆4在拉动下带动活动盘2缩回至保护筒3内侧；保护筒3能够对移入保护筒3内侧的活动盘2上方零件进行保护；监测浮标的重心在活动盘2带动上方零件露出保护筒3后下移。

作为本发明的一种实施方式，所述保护筒3上表面靠近外边缘位置设置有环形槽32；所述环形槽32内活动密封连接着环形板5；所述拉杆4与保护筒3筒底活动密封连接；所述活动盘2与保护筒3内壁活动密封连接；所述活动盘2在拉杆4拉动靠近保护筒3底壁过程中会驱动环形板5伸出；环形板5的伸缩扩大监测浮标的保护高度和范围，使得保护筒3的设置高度得到有效降低，使得监测浮标设计更加轻便。

作为本发明的一种实施方式，所述保护筒3内壁均匀设置有保护槽33；所述保护槽33贯穿保护筒3内壁与环形槽32靠内槽壁；所述保护槽33内设有保护囊34；所述保护囊34能够在环形槽32内部气压增大过程中朝着活动盘2上方中心位置膨胀；膨胀的所述保护囊34能够填充活动盘2上方零件与保护筒3内壁之间的活动间隙，使得活动盘2上方零件不易晃动。

作为本发明的一种实施方式，所述保护筒3内壁竖直设置有竖槽35；所述活动盘2外壁固连着滑块25；所述滑块25滑动连接在所述竖槽35内；所述活动盘2在拉杆4以及第一弹簧31的配合下在保护筒3内侧上下滑动；活动盘2带动滑块25在竖槽35内上下活动，使得活动盘2带动上方零件与保护筒3不会产生相对运动，减小膨胀的保护囊34与活动盘2上方零件的摩擦。

作为本发明的一种实施方式，所述保护筒3内壁横向设置有弧形槽36；所述弧形槽36一端与竖槽35靠下一端连通；所述滑块25能够在竖槽35靠下一端进入弧形槽36内；所述活动盘2带动滑块25进入弧形槽36后，能够将活动盘2锁定至保护筒3内侧靠近底壁位置。

作为本发明的一种实施方式，所述环形板5下表面与环形槽32槽底之间通过第二弹簧51连接；所述保护囊34由弹性材料制成，例如橡胶；所述保护囊34的自身弹力小于第二弹簧51的弹力；所述保护囊34在环形板5上移后膨胀；膨胀的保护囊34在环形板5下移前完成干瘪工作；所述第一弹簧31弹力大于第二弹簧51弹力。

作为本发明的一种实施方式，所述保护筒3内侧绕着拉杆4设置有环形的驱动囊6；所述驱动囊6材质与保护囊34相同；所述驱动囊6内部与环形槽32槽底之间通过气管61连通；所述第一弹簧31位于驱动囊6内侧，第一弹簧31靠上一端抵在驱动囊6靠上内壁；所述第一弹簧31靠下一端抵在驱动囊6靠下内壁；第一弹簧31能够带动驱动囊6复位；驱动囊6的设置，避免活动盘2与保护筒3内壁之间的密封泄漏造成监测浮标保护失效的情况出现，通过驱动囊6的设置，使得环形板5的伸出以及保护囊34的膨胀更加稳定。

作为本发明的一种实施方式，所述环形板5内侧沿着周向均匀设置有封槽52；所述封槽52靠下槽壁通过扭簧53转动连接着封板54；所述封板54在环形板5露出环形槽32的过程中朝着活动盘2中心方向翻转；所述封板54在环形板5缩回至环形槽32内部过程中缩回至对应的封槽52内；所述封板54能够对膨胀后的保护囊34进行限位和挤压；所述封板54也能够对环形板5上方开口空间进行遮挡。

具体工作流程如下：

本发明根据监测浮标的使用场景划分成风浪较大的情况、风浪较小的情况以及运输情况，并根据使用场景的划分分别进行阐述，具体见下文；

第一种，风浪较大的场景下：

在监测浮标进行检查无故障的情况下，将监测浮标投入使用，将锚块43投入海中，使得锚块43沉入海底，使得监测浮标的位置被限制，监测浮标中的浮体1起到将监测浮标浮起的作用，在海洋中的风浪过大的情况下，海浪推动浮体1上移，从而使得锚块43通过铁链42和拉钩41拉动拉杆4与保护筒3产生相对移动，拉杆4会带动活动盘2靠近保护筒3底壁运动，活动盘2会带动滑块25沿着竖槽35滑动，活动盘2会带动上表面的信号发射器21、风速监测器22、太阳能发电板23以及信号灯24移动至保护筒3的内侧，从而通过保护筒3内壁的作用对活动盘2上方的零件进行保护，在海浪冲击到监测浮标的情况下，保护筒3能够将海浪隔开，提高监测浮标的保护范围，避免海浪的直接冲击造成监测浮标的损伤，提高监测浮标的使用寿命；

下移的活动盘2会克服第一弹簧31的弹力并挤压驱动囊6，驱动囊6内部气体受到活动盘2的挤压会沿着气管61进入至环形槽32内侧，从而推动环形板5从环形槽32内伸出，环形板5在远离环形槽32槽底的过程中会克服第二弹簧51弹力，环形板5伸出环形槽32后会使得保护槽33与环形槽32连通，位于活动盘2下方的保护囊34由于两侧具有相同的挤压力，故不会产生膨胀，而位于活动盘2上方的保护囊34，即活动盘2下移后会使得保护筒3内壁上的保护槽33露出，如此使得活动盘2继续挤压驱动囊6的情况下，驱动囊6内部气体沿着气管61进入环形槽32，使得环形槽32内部气压进一步增大，气压会使得活动盘2上方的保护囊34朝着保护盘上方中心膨胀，膨胀后的保护囊34填充保护筒3内壁与活动盘2上方零件的间隙，进而形成弹性缓冲，减小海浪冲击监测浮标造成活动盘2上方零件的晃动，更进一步降低活动盘2上方零件的损伤，使得监测浮标的损伤进一步得到降低；

环形板5从环形槽32内伸出后，环形板5内侧上的封槽52也随之露出，封槽52内靠下位置通过扭簧53转动连接着封板54，故封板54在扭簧53的扭力作用下朝着活动盘2上方中心翻转，一方面对活动盘2上方空间进行遮挡，更进一步避免海浪的冲击，另一方面封板54的翻转起到对保护筒3内侧膨胀后的保护囊34进行限位，使得保护囊34被限制在活动盘2上方零件与保护筒3内壁之间间隙之间，保证活动盘2上方零件与保护筒3内壁之间间隙的填充效果，保护囊34在封板54的挤压下也会进一步膨胀，使得活动盘2上方零件与保护筒3内壁之间间隙更进一步得到填充，减小活动盘2上方零件在保护筒3内侧的活动间隙，使得活动盘2上方零件在海浪冲击下在保护筒3以及环形板5保护的同时不易晃动，使得监测浮标进一步得到保护；

在海浪恢复平静的情况下，第一弹簧31会推动活动盘2远离保护筒3底壁，活动盘2带动滑块25沿着竖槽35滑动，第一弹簧31会带动干瘪的驱动囊6撑开复位，驱动囊6撑开过程中形成负压，活动盘2上移过程中也会挤压膨胀的保护囊34，保护囊34内部气体受压活动盘2挤压以及驱动囊6的负压双重作用下沿着保护槽33、环形槽32、气管61进入至驱动囊6内侧，如此使得驱动囊6复原的同时保护囊34干瘪，在保护槽33内部且位于保护囊34外侧设置滤网，使得保护囊34只能够朝着保护筒3中心膨胀，在驱动囊6继续复原过程中，环形槽32会形成负压，使得环形板5在负压作用下克服第二弹簧51缩回至环形槽32内，在环形板5缩回至环形槽32的过程中会使得封板54受到环形槽32槽口的挤压克服扭簧53翻转至封槽52内，封板54会随着环形板5移动至环形槽32内，活动盘2带动上方零件上移以及环形板5缩回环形槽32过程中，使得活动盘2上方零件露出，活动盘2上方的信号发射器21、风速监测器22、太阳能发电板23以及信号灯24根据需求受到控制器控制而工作；由于检测浮标的主要重力集中在保护筒3上，在活动盘2带动上方零件上移后，会使得检测浮标的整体重心靠下，如此使得监测浮标在海面运行过程中更加稳定；

保护盘在下次遇到海浪较大的情况下，会再次受到拉杆4的拉动而缩回至保护筒3内侧；

第二种，风浪较小的场景下：

监测浮标在漂浮在海面过程中，监测浮标中的海水监测器11会将进水管插入海水中，并对海水进行实时监测，监测浮标中的信号发射器21、风速监测器22、太阳能发电板23以及信号灯24根据需求受到控制器控制而工作；在风浪较小的情况下，拉杆4受到铁链42的拉扯而带动活动盘2在保护筒3内侧轻微上下活动，活动盘2会带动滑块25在竖槽35内上下活动，活动盘2下移过程中会挤压驱动囊6并克服第一弹簧31弹力，如此第一弹簧31的弹力以及驱动囊6内侧气压能够对活动盘2的下移产生缓冲力，如此使得活动盘2受到震动下在缓冲作用下完成卸力动作，活动盘2在缓冲下降低上方零件的震动，降低损伤；

第三种，运输场景下：

在运输监测浮标前，会拉动拉钩41带动拉杆4与保护筒3产生相对运动，拉杆4会拉动活动盘2克服第一弹簧31靠近保护筒3底壁运动，活动盘2会挤压驱动囊6使得环形板5从环形槽32内伸出，在活动盘2带动滑块25沿着竖槽35滑动至靠下一端后，活动盘2会带动上方零件移入保护筒3内侧，并被保护筒3内壁上的保护囊34所填充活动间隙，随后转动拉钩41带动拉杆4以及活动盘2转动，由于活动盘2外截面与保护筒3内截面相适应，如此使得活动盘2随着拉杆4转动下带动滑块25从竖槽35靠下一端进入至弧形槽36内，随后松开拉钩41，由于弧形槽36横向且周向设置在保护筒3内壁上，故在活动盘2带动滑块25进入弧形槽36内后，会使得活动盘2被锁定至保护筒3靠近底壁位置，如此使得活动盘2带动上方零件锁定在保护筒3内侧位置，如此在运输过程中，由于活动盘2上方零件被保护筒3以及环形板5保护，故不会受到外界物体的碰撞造成损伤，同时在运输过程中产生的震动也会被保护囊34进行吸收，保护囊34填充活动盘2上方零件与保护筒3内侧之间的活动间隙，使得活动盘2上方零件不易在运输过程中产生晃动，进一步实现监测浮标在运输过程中的保护。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种海洋环境监测浮标，包括浮体以及所述浮体内部的海水监测器；所述浮体上方设有活动盘；所述活动盘上方连接着信号发射器、风速监测器、太阳能发电板以及信号灯；其特征在于：

所述浮体为环形，且上表面固连着保护筒；所述保护筒上端为开口；所述活动盘活动连接在所述保护筒内侧；所述活动盘下表面与保护筒筒底之间通过第一弹簧连接；所述保护筒中心贯穿且活动密封连接着拉杆；所述拉杆靠上一端固连在活动盘下表面，靠下一端固连着拉钩；所述拉钩通过铁链连接着锚块；所述拉杆在拉动下带动活动盘缩回至保护筒内侧；

所述保护筒上表面靠近外边缘位置设置有环形槽；所述环形槽内活动密封连接着环形板；所述拉杆与保护筒筒底活动密封连接；所述活动盘与保护筒内壁活动密封连接；所述活动盘在拉杆拉动靠近保护筒底壁过程中会驱动环形板上移；

所述保护筒内壁均匀设置有保护槽；所述保护槽贯穿保护筒内壁，并延伸至环形槽内；所述保护槽内设有保护囊；所述保护囊能够在环形槽内部气压增大过程中朝着活动盘上方中心位置膨胀；

所述保护筒内侧绕着拉杆设置有环形的驱动囊；所述驱动囊材质与保护囊相同；所述驱动囊内部与环形槽槽底之间通过气管连通；所述第一弹簧位于驱动囊内侧，第一弹簧靠上一端抵在驱动囊靠上内壁；所述第一弹簧靠下一端抵在驱动囊靠下内壁；第一弹簧能够带动驱动囊复位。

2.根据权利要求1所述的一种海洋环境监测浮标，其特征在于：所述保护筒内壁竖直设置有竖槽；所述活动盘外壁固连着滑块；所述滑块滑动连接在所述竖槽内；所述活动盘在拉杆以及第一弹簧的配合下在保护筒内侧上下滑动。

3.根据权利要求2所述的一种海洋环境监测浮标，其特征在于：所述保护筒内壁横向设置有弧形槽；所述弧形槽一端与竖槽靠下一端连通；所述滑块能够在竖槽靠下一端进入弧形槽内。

4.根据权利要求3所述的一种海洋环境监测浮标，其特征在于：所述环形板下表面与环形槽槽底之间通过第二弹簧连接；所述保护囊由弹性材料制成；所述保护囊的自身弹力小于第二弹簧的弹力；所述保护囊在环形板上移后膨胀；膨胀的保护囊在环形板下移前完成干瘪工作；所述第一弹簧弹力大于第二弹簧弹力。

5.根据权利要求4所述的一种海洋环境监测浮标，其特征在于：所述环形板内侧沿着周向均匀设置有封槽；所述封槽靠下槽壁通过扭簧转动连接着封板；所述封板在环形板露出环形槽的过程中朝着活动盘中心方向翻转；所述封板在环形板缩回至环形槽内部过程中缩回至对应的封槽内。