CN207389467U - 半潜式光学浮标平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半潜式光学浮标平台，包括：用于安装光伏单元的浮标次架；固定在浮标次架底部，用于安装电子舱的浮标主架，该浮标主架底部固定有一个或多个浮力舱；固定在浮标主架底部，用于固定锚系缆的底部连接架；固定在锚系缆底部的锚锭。本实用新型采用绷紧锚系缆，使得平台可以控制在非常小的范围；本实用新型采用低水阻的框架结构设计，具备很强的抗浪涌和海流的能力，使得平台受到浪涌和海流的影响较小，大幅度提高了平台的稳定度；同时，浮标平台采用了上小下大的结构，极大地减少了阳光遮挡率，使其非常适合于海上光学信号监测，可为海洋光学信号探测及其他需要稳定度的场合提供了一种可靠的平台，对海洋环境监测具有重要意义。

Description

半潜式光学浮标平台

技术领域

本实用新型涉及半潜式光学浮标平台，是海洋环境监测尤其是海洋光学信号检测的重要平台。

背景技术

当前，随着海洋资源的开发，海洋环境监测越来越重要，而海洋要素的在线监测的主要手段是通过在浮标平台上搭载监测传感器进行原位数据采集。常规的浮标平台采用的是漂浮式结构，即随波漂流，或者是用松弛的锚链固定在海底，浮标可随浪涌、潮汐、海风的变化而发生一定的移动或晃动。此类浮标虽然为海洋要素监测提供了非常便利的手段。然而，在需要精确位置进行长期连续海洋要素监测的场合，如海洋光学信号监测，要求平台需要极高的定位精度和较小的晃动度，传统的浮标就难以满足应用需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的技术问题，提供了一种具有更高定位能力、受浪涌、潮汐、海风影响较小的类似于不倒翁结构的半潜式浮标平台，可为海洋要素的在线监测提供可靠的平台。

本实用新型提供的半潜式光学浮标平台通过锚系缆连接坐定在海底的锚锭，平台依靠其本身浮力舱所产生的大浮力绷紧锚系缆，同时实现浮标在水中矗立并小部分露在海面，形成一个固定在海洋中，受浪涌、潮汐和海风影响较小的监测平台。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种半潜式光学浮标平台，包括：

用于安装光伏单元的浮标次架；

固定在浮标次架底部，用于安装电子舱的浮标主架，该浮标主架底部固定有一个或多个浮力舱；

固定在浮标主架底部，用于固定锚系缆的底部连接架；

固定在锚系缆底部的锚锭。

本实用新型中，光伏单元位于浮标平台顶部，可实现太阳能电能转化和卫星通信。光伏单元通过较长的水密连接缆连接到电子舱上，光伏单元可将转化太阳能的电能传输到电子舱内，实现电能存储。

本实用新型的平台可根据需要搭载各类小型传感器，根据需求安装在浮标平台上的任意位置，并通过水密连接缆连接到电子舱上，由电子舱为传感器供电、通信和控制。

本实用新型中，浮力舱安装在浮标主架的底部，用于为浮标平台提供主要浮力，采用了多舱组合的方式，降低浮力损失的风险。作为优选，所述浮力舱为3～6个，进一步优选为4个，且沿浮标主架底部中心轴周向均匀设置。所述的浮力舱可根据浮标系统的尺寸、所需浮力的大小需求而选择不同尺寸，以实现所需的稳定度。

作为优选，所述浮标次架包括至少三个第一竖杆以及用于固定第一竖杆的横杆，所述第一竖杆沿一竖直方向中心轴周向均匀设置，且自上而下多个所述第一竖杆围成的空间的横截面面积逐渐减小。采用该技术方案，保证浮标次架顶部的横截面面积较小，进一步降低了浪涌、潮汐和海风对平台整体的影响。

作为优选，所述浮标主架包括至少三个第二竖杆以及用于固定第二竖杆的横杆，所述第二竖杆沿一竖直方向中心轴周向均匀设置，且自上而下多个所述第二竖杆围成的空间的横截面面积逐渐减小。

作为优选，所述底部连接架包括位于上部的竖直段以及位于下部的倒锥段，所述锚系缆固定在倒锥段顶部。

本实用新型中，浮标连接架和浮标主架是整个浮标平台的主要受力部位，其尺寸和强度要求高，浮标次架起到支撑光伏单元的作用，同时其位于海表面，采用了截面积小结构，极大地降低了水流对浮标平台的作用力。同时，浮标次架、浮标主架、底部连接架上下对应，形成一个上下均为锥形结构的，类似不倒翁结构的整体，进一步提高了平台整体的稳定性。

作为优选，所述浮标主架底部设有固定板，固定板上设有多个浮力舱，多个浮力舱沿浮标主架底部中心周向均匀设置。作为进一步优选，所述固定板上设有多个浮力舱固定孔，所述浮力舱固定安装在所述浮力舱固定孔内。

作为优选，所述固定板中心位置设有电子舱固定孔，所述电子舱通过该电子舱固定孔固定在固定板上。

上述浮力舱、电子舱可通过螺栓结构、卡合结构、焊接等实现与固定板之间的固定。

作为优选，所述浮标次架或浮标主架外周固定有两个或者两个以上的悬臂支架，多个悬臂支架沿浮标次架或浮标主架中心轴周向均匀设置。所述的悬臂支架可通过抱箍与法兰的方式固定在浮标主架或浮标次架的竖直边上，其位置和方向可任意调整。

作为优选，所述电子舱上设于多个供电或者信号传输的接口，通过水密连接缆与光伏单元以及其他电器件连接，实现供电和通信。

本实用新型中，浮标底部与低弹性的锚系缆相连，并连接到坐底于海底的锚锭，实现浮标平台固定在任何指定的海域。

本实用新型的半潜式光学浮标平台，是一种可应用在任何海域上的用于进行海洋光学或其它辅助海洋要素原位在线监测的系统。该半潜式光学浮标平台由获取能量的太阳能光伏单元、水气交界的浮标次架、悬臂式横梁架、水下用于支撑浮力舱的浮标主架、用于存储控制的电子舱、连接光伏单元和电子舱的水密连接缆、用于连接浮标锚系缆的底部连接架、低弹性模量的锚系缆和一个锚锭组成。实际应用时，用于海洋光学信号和海洋物理要素监测的传感器可以根据实际需要固定于浮标平台上的任何位置，并用水密连接缆连接至电子舱，由电子舱进行供电、通信和控制，并将浮标投放至指定海域并锚定，通过卫星通信、太阳能供电，可实时或近实时地获取浮标监测点的海洋光学信息和其他海洋物理要素信息。

本实用新型巧妙地利用了不倒翁的设计理念，通过利用锚系缆和锚锭将装备了多个浮力舱的浮标平台固定于海洋指定位置，并使得浮标平台处于半潜状态，依靠其本身的浮力实现浮标平台矗立于海中间，同时由于具有较小的海表面横截面，降低了浪涌、潮汐和海风对浮标平台的作用力，实现较高的稳定度。本实用新型所具有的特点很适合应用在海洋光学信号监测的场合，可促进海洋环境监测领域的发展，具有重大意义。

附图说明

图1是半潜式光学浮标平台整体结构示意图。

图中：1、光伏单元；2、浮标次架；3、悬臂支架；4、浮标主架；5、浮力舱；6、电子舱；7、底部连接架；8、锚系缆；9、锚锭。

图2是浮标次架的结构示意图。

图3是浮标主架的结构示意图。

图4是浮标连接架的结构示意图。

图5是浮标主架安装了电子舱和三个浮力舱的组装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型。

首先说明本实用新型装置的整体结构和应用方式，如图1所示，自上而下，本实用新型的半潜式光学浮标平台包括光伏单元1、浮标次架2、悬臂支架3、浮标主架4、浮力舱5、电子舱6、浮标连接架7、锚系缆8、锚锭9。

光伏单元1通过螺钉等连接件固定于浮标次架2顶部，光伏单元1结构形式不仅限于图中所示结构，光伏单元1可根据实际需要搭载信号灯、雷达反射器等辅助部件，可实现太阳能电能转化和卫星通信。

浮标次架2的下部法兰通过螺栓与浮标主架4的上部法兰固连，实现两个框架的级联。浮标主架4的下部设有固定板10，固定板上设有四个大尺寸浮力舱位槽及周边配套的多个电子舱固定孔，四个浮力舱5通过螺栓固定在浮标主架4的下部固定板上的浮力舱位槽内。浮标主架4的下部设有固定板10，固定板中间位置设有多个固定孔，可通过螺钉将电子舱6固定于浮标主架4的下部固定板中部，光伏单元通过较长的水密连接缆连接到电子舱上，光伏单元可将转化太阳能的电能传输到电子舱内，实现电能存储。

浮标次架2、浮标主架4均由若干竖杆和用于连接竖杆的横杆组成。竖杆一般设置三个以上(本实施例中，为4个)，且沿中心轴周向均匀布置；横杆设置的个数由竖杆数量确定，多个横杆首尾连接构成闭环结构，用于固定各个竖杆(本实施例中，横杆组成正方形结构，四个竖杆分别固定在正方形的四个角部)。浮标次架2、浮标主架4通过对应的法兰结构固定为一个整体结构，且该整体结构自下而上，海表面横截面逐渐减少，形成类似锥形的结构。这样，浮标次架2具有较小的海表面横截面，降低了浪涌、潮汐和海风对浮标平台的作用力，实现较高的稳定度。

两个悬臂支架3则通过抱箍固定于浮标次架2或浮标主架4的竖直杆上，位置和方向可调。

浮标连接架7主要分为两部分，包括上部的竖直段7a和下部的倒锥段7b，竖直段由四个竖杆组成，四个竖杆构成浮标连接架7的四个角。倒锥段由四个倾斜杆组成，在底部收拢形成倒锥形的锥顶。竖直段和倒锥段可采用一体结构，经过弯折加工而成，也可以采用分体结构，可通过焊接连为一体，竖直段和倒锥段连接处通过“十”字布置的加强杆进一步连接固定。

浮标连接架7上部四个脚各自设有法兰盘，通过螺栓固定于浮标主架4的下部固定板底部。浮标连接架7与浮标次架2、浮标主架4连接完成后，浮标连接架7与浮标次架2竖杆部分与浮标主架4竖直段的形成不倒翁的主体结构，浮标连接架7的倒锥段形成不倒翁的底部结构，完成整个不倒翁整体结构搭建，从而形成了平稳的半潜式光学浮标平台。浮标连接架7的倒锥段底部固定有吊环。锚系缆8一端连接在浮标连接架7的吊环上，另一端连接在锚锭9的吊环上。浮标平台可根据应用需求搭载不同的传感器，传感器可固定于光伏单元1、浮标次架2、悬臂支架3、浮标主架4的任意可固定之处，传感器与电子舱的连接通过水密连接缆连接，由电子舱为传感器供电、通信和控制。

本实施例中，浮力舱一般为水密空舱结构，一般为空气舱，也可根据浮力需要冲入其他气体。

实际应用时，将搭载的传感器安装在浮标平台框架预定位置，并通过水面连接缆连接到电子舱上，测定投放点平均水深，调节好锚系缆的长度，使得浮标平台投放完成后，在浮力舱的浮力作用和锚系缆的拉力作用下，浮标平台竖直矗立于海洋表层，仅有浮标次架上部和光伏单元位于水面上方，其他位于水面之下。通过光伏单元获取太阳能转化的电能，为电子舱和传感器供电，同时，通过光伏单元的卫星通信部件实现数据通信和交互。

Claims (9)

1.一种半潜式光学浮标平台，其特征在于，包括：

用于安装光伏单元(1)的浮标次架(2)；

固定在浮标次架(2)底部，用于安装电子舱(6)的浮标主架(4)，该浮标主架(4)底部固定有一个或多个浮力舱(5)；

固定在浮标主架(4)底部，用于固定锚系缆(8)的底部连接架(7)；

固定在锚系缆(8)底部的锚锭(9)。

2.根据权利要求1所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述浮力舱为3～6个，且沿浮标主架(4)底部中心轴周向均匀设置。

3.根据权利要求1所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述浮标次架(2)包括至少三个第一竖杆以及用于固定第一竖杆的横杆，所述第一竖杆沿一竖直方向中心轴周向均匀设置，且自上而下多个所述第一竖杆围成的空间的横截面面积逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述浮标主架(4)包括至少三个第二竖杆以及用于固定第二竖杆的横杆，所述第二竖杆沿一竖直方向中心轴周向均匀设置，且自上而下多个所述第二竖杆围成的空间的横截面面积逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述底部连接架(7)包括位于上部的竖直段以及位于下部的倒锥段，所述锚系缆(8)固定在倒锥段顶部。

6.根据权利要求4所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述浮标主架(4)底部设有固定板，固定板上设有多个浮力舱(5)，多个浮力舱(5)沿浮标主架(4)底部中心周向均匀设置。

7.根据权利要求6所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述固定板中心位置设有电子舱固定孔，所述电子舱(6)通过该电子舱固定孔固定在固定板上。

8.根据权利要求1所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述浮标次架(2)或浮标主架(4)外周固定有两个或者两个以上的悬臂支架(3)，多个悬臂支架(3)沿浮标次架(2)或浮标主架(4)中心轴周向均匀设置。

9.根据权利要求1所述的半潜式光学浮标平台，其特征在于，所述电子舱(6)上设于多个供电或者信号传输的接口，通过水密连接缆与光伏单元(1)以及其他电器件连接，实现供电和通信。