CN108238215A - 一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标 - Google Patents

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刘延俊
薛钢
郭凤翔
吴瀚崚
刘梦超
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Abstract

本发明涉及一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标。该形状记忆合金弹簧驱动的潜标，包括用于固定在海床上的底座，一钢缆的底端固连于底座上部，钢缆的顶端连接有浮球，在钢缆上滑动连接有可沿钢缆长度方向上下移动的潜标浮体，所述潜标浮体内竖向中部固设有一隔板，隔板上部设有海洋数据测量器，隔板下部设有驱动潜标浮体沿钢缆上下移动的驱动结构，因此，该结构设计合理、新颖，采用海洋中蕴藏的温差能驱动弹簧，进而带动潜标浮体沿钢缆上下移动，实现对海洋剖面的综合探测，用温差能驱动弹簧代替电能驱动，有效的避免了潜标电能消耗过快，延长了潜标持续工作的时间。

Description

一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标
技术领域：
本发明涉及一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标。
背景技术：
21世纪，人类对海洋的探测和研究发展到了前所未有的高度。由于陆地资源的逐渐枯竭，几乎所有国家和地区的海洋政策都强调了人类对海洋管理、生命物种保护、海洋经济持续发展和海洋科学研究的迫切需求，因此海洋环境参数的探测变得极为重要。
潜标***是一种系泊在海面以下的长期观测海洋环境要素的***，相对于在陆地上建立的岸边及岛屿海洋观测站，及利用船舶及海洋监测平台进行辅助监测等手段，潜标***具有在恶劣海洋环境下，能无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋剖面海流的温度、盐度和压力等诸多要素进行全面综合探测的特点。
传统的潜标采用电能带动驱动结构完成潜标在海水内的上升和下降，驱动结构电能消耗较大，当电池的电能耗尽后，设备或被抛弃，或顶起补充电能，很大程度上限制了潜标***工作的广度和深度。
发明内容：
本发明提供了一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，该结构设计合理、新颖，采用海洋中蕴藏的温差能驱动弹簧，进而带动潜标浮体沿钢缆上下移动，实现对海洋剖面的综合探测，用温差能驱动弹簧代替电能驱动，有效的避免了潜标电能消耗过快，延长了潜标持续工作的时间，延长了潜标的使用寿命，适于广泛推广使用，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，包括用于固定在海床上的底座，一钢缆的底端固连于底座上部，钢缆的顶端连接有浮球，在钢缆上滑动连接有可沿钢缆长度方向上下移动的潜标浮体，所述潜标浮体内竖向中部固设有一隔板，隔板上部设有海洋数据测量器，隔板下部设有驱动潜标浮体沿钢缆上下移动的驱动结构；所述驱动结构包括垂直固连在隔板下侧的形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧的尾端连接有可沿潜标浮体内壁密闭上下移动的塞体，潜标浮体底端设有进水口。
所述海洋数据测量器包括竖直设在隔板上侧潜标浮体内的若干个电子能支架，隔板上侧电子能支架之间设有一蓄电池，蓄电池上部设有连接蓄电池的控制器，潜标浮体顶部固设有竖直设置的温盐深传感探测器，温盐深传感探测器底端位于潜标浮体内与控制器型连接。
所述潜标浮体的侧部一体连接有若干个沿潜标浮体竖直方向排列设置的固定凸耳，固定凸耳的圆孔内均链接有套连在钢缆上的滑环。
所述潜标浮体外表面沿潜标浮体竖直方向排列固定有若干个横向设置的环形的导流板。
所述浮球有若干个，浮球顶部固连有球顶板，浮球底部均固连有球底板，球顶板的上部一体连接有上连接环，球底板的下部均一体连接有下连接环，上下相邻浮球的下连接环与上连接环之间相链接。
所述钢缆的顶端固连有一连接环，连接环与最底端浮球的下连接环相链接。
所述钢缆的底端固连有一连接环，底座的顶部一体连接有一底座连接环，连接环与底座连接环相链接。
本发明采用上述结构，该结构设计合理、新颖，采用海洋中蕴藏的温差能驱动弹簧，进而带动潜标浮体沿钢缆上下移动，实现对海洋剖面的综合探测，用温差能驱动弹簧代替电能驱动，有效的避免了潜标电能消耗过快，延长了潜标持续工作的时间，延长了潜标的使用寿命，适于广泛推广使用。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明潜标浮体的结构示意图。
图3为本发明潜标浮体的剖面结构示意图。
图4为本发明浮球的连接结构示意图。
图中，1底座，2钢缆，3浮球，4潜标浮体，5隔板，6形状记忆合金弹簧，7塞体，8进水口，9电子能支架，10蓄电池，11温盐深传感探测器，12固定凸耳，13滑环，14导流板，15上连接环，16下连接环。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-4中所示，一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，包括用于固定在海床上的底座1，一钢缆2的底端固连于底座1上部，钢缆2的顶端连接有浮球3，在钢缆2上滑动连接有可沿钢缆2长度方向上下移动的潜标浮体4，所述潜标浮体4内竖向中部固设有一隔板5，隔板5上部设有海洋数据测量器，隔板5下部设有驱动潜标浮体4沿钢缆2上下移动的驱动结构；所述驱动结构包括垂直固连在隔板4下侧的形状记忆合金弹簧6，形状记忆合金弹簧6的尾端连接有可沿潜标浮体4内壁密闭上下移动的塞体7，潜标浮体7底端设有进水口8。
为了保证海洋数据测量器内部元件免受海水压力挤压而损坏，保证潜标浮体4始终保持正常的形状，所述海洋数据测量器包括竖直设在隔板5上侧潜标浮体4内的若干个电子能支架9，隔板5上侧电子能支架9之间设有一蓄电池10，蓄电池10上部设有连接蓄电池10的控制器，潜标浮体4顶部固设有竖直设置的温盐深传感探测器11，温盐深传感探测器11底端位于潜标浮体4内与控制器型连接。
为了保证潜标浮体4能够顺利的沿钢缆2上下滑动，尽可能的减少滑动摩擦，所述潜标浮体4的侧部一体连接有若干个沿潜标浮体4竖直方向排列设置的固定凸耳12，固定凸耳12的圆孔内均链接有套连在钢缆2上的滑环13。
为了减少海水流动对潜标浮体4的冲击，保证潜标浮体4能尽可能的处于竖直状态，所述潜标浮体4外表面沿潜标浮体4竖直方向排列固定有若干个横向设置的环形的导流板14。
为了保证浮球3有足够的浮力，保证钢缆2处于拉直状态，所述浮球3有若干个，浮球3顶部固连有球顶板，浮球3底部均固连有球底板，球顶板的上部一体连接有上连接环15，球底板的下部均一体连接有下连接环16，上下相邻浮球3的下连接环16与上连接环15之间相链接。
所述钢缆2的顶端固连有一连接环，连接环与最底端浮球3的下连接环16相链接。
所述钢缆2的底端固连有一连接环，底座1的顶部一体连接有一底座连接环，连接环与底座连接环相链接。
形状记忆合金具有变形恢复能力，因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相:高温相奥氏体相，低温相马氏体相。该形状合金记忆弹簧定义为温度升高，弹簧收缩回记忆形状，温度降低，弹簧拉长回记忆形状，该形状记忆合金弹簧具有全程记忆效应，加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状。
采用本发明的形状记忆合金弹簧驱动的潜标，使用时，将底座1固定在海床的相应位置，因为浮球3有浮力会将钢缆2拉直，使得潜标整体竖直在海内，海洋内存在温差能，当海内温度上升时，形状记忆记忆合金弹簧6会收缩，这样塞体7会随着形状记忆合金弹簧6上升，会使得潜标浮体4底部由进水口8吸入相对量的海水，这样潜标浮体4会沿钢缆2下降一定的高度，当温度继续上升时，潜标浮体4会继续下降；当海内温度下降时，形状记忆合金弹簧6会拉长，并推动塞体7在潜标浮体4内下移，这样潜标浮体4内塞体7下部的水会排出对应的量，潜标浮体4变轻便会上升一定的高度，当温度继续下将时，形状记忆合金弹簧6会继续拉长，潜标浮体4会继续沿钢缆2上升一定的高度，海水的温度时刻在变化中，这样就实现了潜标浮体4的上下移动，实现了潜标浮体对海洋剖面数据的探测。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，包括用于固定在海床上的底座，一钢缆的底端固连于底座上部，钢缆的顶端连接有浮球，在钢缆上滑动连接有可沿钢缆长度方向上下移动的潜标浮体，其特征在于：所述潜标浮体内竖向中部固设有一隔板，隔板上部设有海洋数据测量器，隔板下部设有驱动潜标浮体沿钢缆上下移动的驱动结构；所述驱动结构包括垂直固连在隔板下侧的形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧的尾端连接有可沿潜标浮体内壁密闭上下移动的塞体，潜标浮体底端设有进水口。
2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述海洋数据测量器包括竖直设在隔板上侧潜标浮体内的若干个电子能支架，隔板上侧电子能支架之间设有一蓄电池，蓄电池上部设有连接蓄电池的控制器，潜标浮体顶部固设有竖直设置的温盐深传感探测器，温盐深传感探测器底端位于潜标浮体内与控制器型连接。
3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述潜标浮体的侧部一体连接有若干个沿潜标浮体竖直方向排列设置的固定凸耳，固定凸耳的圆孔内均链接有套连在钢缆上的滑环。
4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述潜标浮体外表面沿潜标浮体竖直方向排列固定有若干个横向设置的环形的导流板。
5.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述浮球有若干个，浮球顶部固连有球顶板，浮球底部均固连有球底板，球顶板的上部一体连接有上连接环，球底板的下部均一体连接有下连接环，上下相邻浮球的下连接环与上连接环之间相链接。
6.根据权利要求5所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述钢缆的顶端固连有一连接环，连接环与最底端浮球的下连接环相链接。
7.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金弹簧驱动的潜标，其特征在于：所述钢缆的底端固连有一连接环，底座的顶部一体连接有一底座连接环，连接环与底座连接环相链接。
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