CN111114740A - 一种系留气球***及其供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮空器技术领域，公开了一种系留气球***及其供电方法，其中***包括系留气球；系留气球的外表面设有太阳能发电装置，系留气球通过缆绳连接于锚泊设备，缆绳的内部设有导线，导线的顶部与太阳能发电装置相连，导线的底部与锚泊设备上的蓄电池相连。本发明提供的一种系留气球***及其供电方法，采用特制的缆绳连接系留气球和锚泊设备，使得系留气球和锚泊设备之间不仅可通过缆绳实现系留气球的牵引固定，还可通过缆绳实现电连接；通过设置太阳能发电装置和蓄电池，可实现整体***的能源自给自足；且将蓄电池设置在锚泊设备上，可增大蓄电池的设置容量以保证满足电力需要，同时可减少系留气球的负荷，提高系留气球运行的稳定性。

Description

一种系留气球***及其供电方法

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，特别是涉及一种系留气球***及其供电方法。

背景技术

海洋面积辽阔，资源勘探、环境观测、事故搜救等应用多依赖有人船，近年来无人船虽有长足发展，但在续航时间等方面存在明显不足。同时舰船由于高出水平面距离有限，受地球曲率限制，观测距离有限。

系留气球是一种轻于空气的浮空器，其依靠浮力升至一定高度空中，具有覆盖面积大、能耗低等特点。船基系留气球在海上缉私、空中防御等领域发挥了重要作用。但系留气球需要连接电源进行供电，对系留气球应用环境以及续航时间具有较大限制。

发明内容

本发明实施例提供一种系留气球***及其供电方法，用于解决或部分解决系留气球需要连接电源进行供电，对系留气球应用环境以及续航时间具有较大限制的问题。

本发明实施例提供一种系留气球***，包括：系留气球；所述系留气球的外表面设有太阳能发电装置，所述系留气球通过缆绳连接于锚泊设备，所述缆绳的内部设有导线，所述导线的顶部与所述太阳能发电装置相连，所述导线的底部与锚泊设备上的蓄电池相连。

在上述方案的基础上，所述缆绳包括外护套，所述导线在所述外护套的内部沿外护套的轴向设置，所述外护套的内壁上设有承力纤维层，所述外护套的内部填充设有支撑物。

在上述方案的基础上，所述缆绳的顶部连接于第一滑环的一端，所述第一滑环的另一端对应与第一导线的一端相连，所述第一导线的另一端连接于所述太阳能发电装置。

在上述方案的基础上，所述缆绳的底部连接于第二滑环的一端，所述第二滑环的另一端对应与第二导线的一端相连，所述第二导线的另一端连接于所述锚泊设备上的蓄电池。

在上述方案的基础上，所述第一滑环的另一端固定连接有至少一根第一牵引绳，第一牵引绳与所述系留气球相连。

在上述方案的基础上，至少一根所述第一牵引绳的一端汇总后通过拉力传感器与所述第一滑环的另一端机械连接。

在上述方案的基础上，所述系留气球上设有监测装置，所述太阳能发电装置与所述监测装置相连，所述系留气球和所述锚泊设备上分别设有定位装置和通信装置，所述系留气球上的定位装置、通信装置以及监测装置分别与第一控制器相连，所述锚泊设备上的定位装置、通信装置以及蓄电池分别与第二控制器相连。

在上述方案的基础上，所述缆绳的内部还设有光纤，所述第一控制器通过第一光纤与第一滑环的另一端对应连接，所述第二控制器通过第二光纤与第二滑环的另一端对应连接。

在上述方案的基础上，所述锚泊设备包括无人船。

本发明实施例提供一种基于上述系留气球***的系留气球***供电方法，包括：有太阳光时通过太阳能发电装置对系留气球***进行供电，并将多余的电能输送至蓄电池中进行储存；无太阳光时通过蓄电池对系留气球***进行供电。

本发明实施例提供的一种系留气球***及其供电方法，采用特制的缆绳连接系留气球和锚泊设备，使得系留气球和锚泊设备之间不仅可通过缆绳实现系留气球的牵引固定，还可通过缆绳实现电连接，便于系留气球和蓄电池间进行电力传输；通过设置太阳能发电装置和蓄电池，可实现整体***的能源自给自足；且将蓄电池设置在锚泊设备上，可增大蓄电池的设置容量以保证满足电力需要，同时可减少系留气球的负荷，提高系留气球运行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种系留气球***的示意图；

图2为本发明实施例中缆绳的截面示意图。

附图标记说明：

其中，1、系留气球；2、缆绳；3、太阳能发电装置；4、供气装置；5、锚泊设备；6、拉力传感器；21、外护套；22、气管；23、支撑物；24、承力纤维层；25、导线；26、光纤。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种系留气球***，参考图1，该系留气球***包括：系留气球1；系留气球1的外表面设有太阳能发电装置3，系留气球1通过缆绳2连接于锚泊设备5，缆绳2的内部设有导线25，导线25的顶部与太阳能发电装置3相连，导线25的底部与锚泊设备5上的蓄电池相连。

太阳能发电装置3可为柔性太阳能电池，铺设在系留气球1上。在白天有太阳光时，铺设在系留气球1上的柔性太阳能电池产生的电力，一部分为自身系留气球1***供电，剩余部分通过系留缆绳2内的导线25传输到锚泊设备5上，为蓄电池充电。

在晚上等没有太阳光时，蓄电池可通过缆绳2中的导线25为系留气球1供电，以保证系留气球1的稳定工作。在系留气球1上设置太阳能发电装置3，可有效利用自然资源，为***工作提供所需的电力；设置蓄电池可将太阳能发电装置3多余的电能储存起来，在无太阳光时为***提供电力，可保证***的顺利正常运行；且将蓄电池设置在锚泊设备5上，可增大蓄电池的设置容量以保证满足电力需要，同时可减少系留气球1的负荷，提高系留气球1运行的稳定性。

本实施例提供的一种系留气球***，采用特制的缆绳2连接系留气球1和锚泊设备5，使得系留气球1和锚泊设备5之间不仅可通过缆绳2实现系留气球1的牵引固定，还可通过缆绳2实现电连接，便于系留气球和蓄电池间进行电力传输。

进一步地，锚泊设备5即用于连接缆绳2对系留气球1实现牵引固定的设备。该系留气球***可设置监测装置用作监测***。在该***用于陆地上的监测时，锚泊设备5可为车体、锚泊站等；在该***用于海洋监测时，锚泊设备5可为船体等，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，缆绳2包括外护套21，导线25在外护套21的内部沿外护套21的轴向设置，外护套21的内壁上设有承力纤维层24，外护套21的内部填充设有支撑物23。缆绳2内部设置导线25，可使得缆绳2在具有牵引作用的同时，还能实现电力传输。缆绳2的内部还可设置气管22和/或光纤26，使得缆绳2还具有气体传输和/或信号传输的功能。

在缆绳2的内部同时设有导线25、气管22和光纤26时，参考图1和图2，该缆绳包括：外护套21以及设于外护套21内部的导线25、气管22和光纤26，导线25、气管22和光纤26分别沿外护套21的轴向设置，外护套21的内壁上设有承力纤维层24，外护套21的内部填充设有支撑物23。

该缆绳内部集成设置导线25、气管22以及光纤26，可使得该缆绳2在起到牵引固定作用的同时还可具有导电、通气以及信号传输功能，同时导线25、气管22以及光纤26设置在缆绳2内部还可起到被保护作用，有利于减少导线25、气管22以及光纤26的损坏，增长使用寿命。

进一步地，可根据需要选择在外护套21内部设置导线25、气管22和光纤26。在外护套21的内壁上设有承力纤维层24，承力纤维层24可热熔连接于外护套21的内壁一周。导线25、气管22和光纤26设于承力纤维层24的内部，可减小导线25、气管22和光纤26与外护套21之间的摩擦力以减小损坏，且还可在缆绳2摆动时起到一定缓冲作用，有利于保护导线25、气管22和光纤26。

在外护套21的内部填充设置支撑物23，支撑物23可设置在导线25、气管22和光纤26之间。支撑物23也是承力纤维，是和导线、光纤一起以一定捻距绞在气管外面的，起到承力和填充作用。支撑物23即填充在外护套21内部，导线25、气管22和光纤26之间的间隙中，起到支撑固定的作用，可防止导线25、气管22和光纤26之间碰撞以及相互影响，有利于保护导线25、气管22和光纤26，提高使用寿命。

进一步地，气管22设在外护套21内部的中间部位，气管22的周围均匀分布有支撑物23。支撑物23可对气管实现稳定的支撑，有利于保证气管22的连通，防止气管22弯折造成通气不通畅。

进一步地，承力纤维层24和支撑物23的材质分别可为芳纶，但不限于芳纶。外护套21的材质可为尼龙、聚乙烯、聚氨酯等，不做限定。

进一步地，在缆绳2的内部设置气管时，系留气球和锚泊设备还还可通过缆绳2实现气连接，进而锚泊设备5可通过缆绳2实现对系留气球1进行供气，从而无需系留气球1落到锚泊设备5上即可实现对系留气球1的充气，可降低对锚泊设备5的面积需要，降低对锚泊设备5的要求，提高该***的实用性和适用性。

在上述实施例的基础上，进一步地，缆绳2的顶部连接于第一滑环的一端，第一滑环的另一端对应与第一导线的一端相连，第一导线的另一端连接于太阳能发电装置3。

缆绳2的底部与锚泊设备5相连，顶部与系留气球1相连。缆绳2的顶部与系留气球1之间可设置第一滑环。既可保证导线25线路的连通，又可使得系留气球1和锚泊设备5可发生相对转动，在系留气球1发生转动偏转时，不会导致缆绳2的缠绕打结等，可保证缆绳2的稳定连接。

进一步地，在缆绳2的内部同时设有导线25和气管22时，第一滑环可为电气滑环，既可实现滑环两端的相对转动，且可保证电路和气路的独立连通。此时，第一滑环的另一端对应连接第一导线的一端，第一导线的另一端与系留气球1相连。第一导线的一端与第一滑环的另一端相连，用于与缆绳2内部的导线25连接；第一导线的另一端连接至系留气球1上，实现电力传输。

在缆绳2的内部同时设有导线25和气管22时，设置第一气管的一端与第一滑环的另一端相连，第一气管的另一端连接至系留气球1的进气阀。第一气管用于与缆绳2内部的气管22连接；锚泊设备5可通过缆绳2中的气管22和第一气管向系留气球1中进行充气，以维持系留气球1的浮力。

进一步地，缆绳2的顶部与第一滑环的一端连接时，缆绳2的外护套21和承力纤维层24可与第一滑环的外侧壁胶接连接，外护套21内部的导线25对应与第一滑环的一端的接口相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，缆绳2的底部连接于第二滑环的一端，第二滑环的另一端对应与第二导线的一端相连，第二导线的另一端连接于锚泊设备5上的蓄电池。

缆绳2的底部与锚泊设备5之间可设置第二滑环。既可保证气管22线路的连通，又可使得系留气球1和锚泊设备5可发生相对转动，在锚泊设备5发生转动偏转时，不会导致缆绳2的缠绕打结等，可保证缆绳2的稳定连接。

进一步地，在缆绳2的内部设有导线25和气管22时，第二滑环同样可为电气滑环，既可实现滑环两端的相对转动，且可保证电路和气路的独立连通。此时，第二滑环的另一端对应连接第二导线的一端，第二导线的另一端与锚泊设备5上的供电装置相连。第二导线的一端与第二滑环的另一端相连，用于与缆绳2内部的导线25连接；第二导线的另一端连接至锚泊设备5上，实现电力传输。

在缆绳2的内部设有导线25和气管22时，设置第二气管的一端与第二滑环的另一端相连，第二气管的另一端连接至锚泊设备5上的供气装置4的出气阀。第二气管用于与缆绳2内部的气管22连接；锚泊设备5可通过缆绳2中的气管22和第二气管向系留气球1中进行充气，以维持系留气球1的浮力。

进一步地，缆绳2的底部与第二滑环的一端连接时，缆绳2的外护套21和承力纤维层24可与第二滑环的外侧壁胶接连接，外护套21内部的导线25对应与第二滑环的一端的接口相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一滑环的另一端固定连接有至少一根第一牵引绳，第一牵引绳与系留气球2相连。

第一牵引绳与第一滑环机械连接即可，即第一牵引绳为普通绳子，主要起到牵引作用即可，无需通过滑环实现电或气或信号的连接。可设置多个第一牵引绳与系留气球1的多个部位相连，有利于提高系留气球1的稳定性。

进一步地，通过调节第一牵引绳的长度，使得第一牵引绳为受力绳。而第一导线和第一气管为不受力状态，有利于提高第一导线和第一气管连接的稳定性。

进一步地，第二滑环的另一端与收放缆绳的一端相连，第二导线为位于收放缆绳内部的气管，锚泊设备上设有绞车，所述收放缆绳的另一端在绞车的滚筒上缠绕数圈之后，第二导线的另一端连接于蓄电池。

在上述实施例的基础上，进一步地，至少一根第一牵引绳的一端汇总后通过拉力传感器6与第一滑环的另一端机械连接。机械连接即实现固定连接能够传输作用力即可，没有电力传输等的需要。

设置拉力传感器6可实时监测缆绳2上所受的拉力。进而可通过缆绳2上所受的拉力来判断系留气球1的实时浮力。可根据系留气球1的实时浮力来判断是否需要向系留气球1进行充气。在系留气球1的实时浮力小于预设值时，可打开供气装置4的出气阀和系留气球1上的进气阀，对系留气球1进行充气，直至实时浮力达到预设浮力。可保证系留气球1的浮力在预设浮力范围内，有利于保证系留气球***的长时间顺利运行。

在上述实施例的基础上，进一步地，系留气球1上设有监测装置，太阳能发电装置3与监测装置相连，系留气球1和锚泊设备5上分别设有定位装置和通信装置，系留气球1上的定位装置、通信装置以及监测装置分别与第一控制器相连，锚泊设备5上的定位装置、通信装置以及蓄电池分别与第二控制器相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，缆绳2的内部还设有光纤26，第一控制器通过第一光纤与第一滑环的另一端对应连接，第二控制器通过第二光纤与第二滑环的另一端对应连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，锚泊设备5包括无人船。

进一步地，系留气球1上设有风速传感器，风速传感器、拉力传感器6以及系留气球1的进气阀分别与第一控制器相连，锚泊设备上的供气装置的出气阀与第二控制器相连。缆绳2的内部还设有光纤26，第一控制器通过第一光纤与第一滑环的另一端对应连接，第二控制器通过第二光纤与第二滑环的另一端对应连接。

风速传感器用于实时监测系留气球1所处环境的风力状态。根据系留气球1的实时浮力对系留气球1进行充气可在风力较小的情况下进行，以提高实时浮力监测的准确性。在风力较小时，缆绳2基本处于竖直状态，根据缆绳2上的拉力以及系留气球1自身的重力，可较为便捷的计算出系留气球1的实时浮力；且利用该实时浮力作为判断是否需要对系留气球1进行充气的依据，可较为准确的对系留气球1内部的气量进行判断，操作简单，便于控制。

设置第一控制器对系留气球1自身***进行综合控制调节。第二控制器对锚泊设备5上的各部件进行综合控制调节。拉力传感器6同样可与第一控制器相连。第一控制器可根据风速传感器以及拉力传感器6反馈的实时数据，判断是否需要对系留气球1进行充气。如果需要充气，则第一控制器可通过缆绳2内部的光纤26发送信号至第二控制器，同时控制打开进气阀，第二控制器根据信号控制打开出气阀，进行充气。在充气完成时，再分别控制进气阀和出气阀关闭即可。

进一步地，系留气球1和锚泊设备5上分别设有定位装置和通信装置，系留气球1上的定位装置、通信装置以及监测装置分别与第一控制器相连，锚泊设备5上的定位装置、通信装置、供电装置和出气阀分别与第二控制器相连。在系留气球1和锚泊设备5上分别设置定位装置和通信装置，可确保整个系留气球***与外界通信的可靠性，提高整个***的通信可靠性。

缆绳2的内部可同时设置导线25、气管22和光纤26。第一滑环和第二滑环可分别为具有电、气以及信号三种连接通道的滑环结构，可实现电、气以及信号的独立连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，供气装置4包括压缩氦气瓶、电解水制氢装置以及铝水反应制氢装置中的至少一种。在系留气球1***用于海洋监测时，该监测***一般处于无人环境中且水资源丰富，可设置制氢装置作为供气装置4。供气装置4可选择压缩氦气瓶、电解水制氢装置以及铝水反应制氢装置中的一种，也可同时选择两种或三种，具体不做限定。锚泊设备5包括无人船。在对海洋进行监测时，可选择无人船作为锚泊设备5。

该系留气球1***通过设置太阳能发电装置3和蓄电池，可实现整体***的能源自给自足；设置各传感器部件和控制器，可自动实现对系留气球1的自动充气以长时间维持稳定浮力，保证***的长时间无人状态运行；且该***中系留气球1无需降至锚泊设备5上即可进行充气，对锚泊设备5面积要求小，可降低锚泊设备5规模，提高适用性。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述系留气球***的系留气球***供电方法，该供电方法包括：有太阳光时通过太阳能发电装置3对系留气球***进行供电，并将多余的电能输送至蓄电池中进行储存；无太阳光时通过蓄电池对系留气球***进行供电。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述系留气球***的系留气球供气方法，该系留气球供气方法包括：根据系留气球的自身参数，获得系留气球的理论气体泄漏量；根据系留气球的理论气体泄漏量，对系留气球进行自动充气。

系留气球的自身参数具体为系留气球的材质特性，根据系留气球的材质，可通过试验或根据经验获知该种材质的密封漏气特性，进而可获得系留气球在该种材质下的理论气体泄漏量。可根据系留气球的理论气体泄漏量，定期自动对系留气球进行充气。可通过控制器定期打开供气装置的出气阀和系留气球的进气阀，对系留气球进行充气。每次充气的量可与该段时间内的理论气体泄漏量相同。可通过控制进气阀和/或出气阀的开度以及打开时间控制充气量。

进一步地，出气阀和进气阀分别为电磁阀，便于自动控制启闭。进气阀和出气阀中至少一个开度可调，便于控制充气流量。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种系留气球供气方法还包括：对缆绳上的拉力进行实时监测；在风速小于预设风速值时，根据缆绳上的拉力获得系留气球的实时浮力；根据系留气球的实时浮力与预设浮力的比对结果，对系留气球的充气效果进行核验。

在计算获得的系留气球的实时浮力与预设浮力之间的差值在预设阈值范围内时，表明系留气球内部气量正常，可保证系留气球的正常工作，此时，可不用对系留气球的充气进行调整。在计算获得的系留气球的实时浮力与预设浮力之间的差值超过预设阈值范围时，可根据实时浮力对系留气球的充气进行调整。

具体可为：在实时浮力与预设浮力之间的差值超过预设阈值范围且实时浮力大于预设浮力时，控制暂停对系留气球的充气直至实时浮力与预设浮力之间的差值在预设阈值范围内或者降低每次对系留气球的充气量。

在实时浮力与预设浮力之间的差值超过预设阈值范围且实时浮力小于预设浮力时，对系留气球进行单次充气直至实时浮力与预设浮力之间的差值在预设阈值范围内或者增加每次对系留气球的充气量。

通过对系留气球实时浮力的计算，不仅用于对根据理论气体泄漏量对系留气球进行充气的效果进行核验判断；还用于根据实时浮力来调节对系留气球的充气，以保证系留气球的正常工作。

预设风速值可为5m/s。在风速低于该预设值时，根据缆绳2上的拉力计算系留气球1的实时浮力准确性较高。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种系留气球检测***，包括多个上述实施例所述的系留气球***，多个系留气球***对不同区域进行监测，可提高监测区域覆盖面积。在对海洋进行监测时，可对多个系留气球***设置不同的航行路线，进行区域范围搜索与监测。每个系留气球***还可根据天气预报躲避恶劣天气系留气球***的航行路线通过控制无人船实现。

在对海洋进行监测时，因为船与船之间受地球曲率限制，船与船之间的通信效果不好，因此多个系留气球***之间可通过系留气球1上的通信装置进行通信。多个系留气球***之间的通信，有利于更好的实现在监测区域覆盖面积内多个系留气球***在不同区域进行航行监测。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于无人船的系留气球监测***，很好的弥补了现有技术的不足，能够实现系留气球1的长时间驻空、无人船的长时间航行和对海面的大范围覆盖。

该监测***包括系留气球1、柔性太阳能电池、特制系留缆绳2、拉力传感器6、补气装置和电动无人船。系留气球1通过特制系留缆绳2拴系到电动无人船上，拉力传感器6连接在系留缆绳2与系留气球1之间，用于测量系留缆绳2上拉力。

特制系留缆绳2包括外护套21、外层承力纤维、中间填充承力纤维、铜导体即导线25、光纤26和中间的气管22，其中承力纤维材质可以为芳纶但不限于芳纶。无人船上载有压缩氦气和电解水制氢装置中的一种或两种，通过特制系留缆绳2中间的气管22可以为系留气球1补充氦气或氢气。

系留气球1和系留缆绳2之间连接有拉力传感器6，可以测量系缆上拉力，同时系留气球1上安装有风速传感器，可以测量风速大小，在风速小于预设值时，可计算出系留气球1气动力，从而计算得到系留气球1净浮力大小，当净浮力小于设定值，开始为系留气球1补气。无人船可拖拽系留气球1一起移动，按指定路线进行区域监测，也可沿风场方向移动，尤其是大风天气，减小系留气球1相对风速和系留缆绳2上拉力，提高***抗风能力。

系留气球1上搭载有通信、定位和监测设备，多个系留气球1可以组网，相互之间协调运动，对指定海域进行全覆盖监测。系留气球1和无人船之间通过光纤26进行通讯，数据实时共享。

该***在指定海域可部署多个监测子***，每套子***系留气球1上都搭载有通信、定位和监测设备，相互之间形成组网，对指定海域进行全覆盖监测，系留气球1之间相互通信，可实现大数据量实时传输。系留气球1和无人船上都安装有卫星通信设备，增强***通信可靠性。即系留气球1和无人船均具有通信传送信号的功能，可通过系留气球1和无人船中的至少一个进行信号发送，可提高通信可靠性，确保信号的顺利发送传输。

本实施例提供的监测***，其有益效果主要如下：

系留气球1上铺设有柔性太阳能电池，太阳能电池可以为系留气球1和电动无人船提供能源，实现整体***的能源自给自足；无人船上安装有压缩氦气、电解水制氢装置以及铝水反应制氢装置中的一种或多种，通过特制系留缆绳2中间的气管22可以为系留气球1补充氦气或氢气。

系留气球1始终处于系留状态，不需要降至无人船上进行补气或锚泊，不需要人工干预，对无人船甲板面积要求小，无人船规模可以很小。

系留气球1上安装有拉力传感器6和风速传感器，通过拉力传感器6，通过拉力值和风速，可以实时计算出系留气球1净浮力大小，从而决定是否需要进行补气。

系留气球1和无人船上都安装有卫星通信设备，增强***通信可靠性。无人船可以根据在线或预置指令按照指令线路航行，进行区域范围搜索与监测，也可以根据天气预报躲避恶劣天气。多个无人海洋立体持久监测***可以进行组网作业，提高区域覆盖面积，同时多个系留气球1之间相互通信，实现大数据量数据传输。

本实施例提供的监测***可实现能源自给自足，铺设在系留气球1上的柔性太阳能电池通过系缆中的导体为无人船电池进行充电，无人船通过系缆中气管22为系留气球1补充氦气或氢气，***可在海洋上长时间持久作业，可行性高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种系留气球***，其特征在于，包括：系留气球；所述系留气球的外表面设有太阳能发电装置，所述系留气球通过缆绳连接于锚泊设备，所述缆绳的内部设有导线，所述导线的顶部与所述太阳能发电装置相连，所述导线的底部与锚泊设备上的蓄电池相连。

2.根据权利要求1所述的系留气球***，其特征在于，所述缆绳包括外护套，所述导线在所述外护套的内部沿外护套的轴向设置，所述外护套的内壁上设有承力纤维层，所述外护套的内部填充设有支撑物。

3.根据权利要求1所述的系留气球***，其特征在于，所述缆绳的顶部连接于第一滑环的一端，所述第一滑环的另一端对应与第一导线的一端相连，所述第一导线的另一端连接于所述太阳能发电装置。

4.根据权利要求3所述的系留气球***，其特征在于，所述缆绳的底部连接于第二滑环的一端，所述第二滑环的另一端对应与第二导线的一端相连，所述第二导线的另一端连接于所述锚泊设备上的蓄电池。

5.根据权利要求3所述的系留气球***，其特征在于，所述第一滑环的另一端固定连接有至少一根第一牵引绳，第一牵引绳与所述系留气球相连。

6.根据权利要求5所述的系留气球***，其特征在于，至少一根所述第一牵引绳的一端汇总后通过拉力传感器与所述第一滑环的另一端机械连接。

7.根据权利要求4所述的系留气球***，其特征在于，所述系留气球上设有监测装置，所述太阳能发电装置与所述监测装置相连，所述系留气球和所述锚泊设备上分别设有定位装置和通信装置，所述系留气球上的定位装置、通信装置以及监测装置分别与第一控制器相连，所述锚泊设备上的定位装置、通信装置以及蓄电池分别与第二控制器相连。

8.根据权利要求7所述的系留气球***，其特征在于，所述缆绳的内部还设有光纤，所述第一控制器通过第一光纤与第一滑环的另一端对应连接，所述第二控制器通过第二光纤与第二滑环的另一端对应连接。

9.根据权利要求1所述的系留气球***，其特征在于，所述锚泊设备包括无人船。

10.一种基于上述权利要求1-9任一所述系留气球***的系留气球***供电方法，其特征在于，包括：

有太阳光时通过太阳能发电装置对系留气球***进行供电，并将多余的电能输送至蓄电池中进行储存；

无太阳光时通过蓄电池对系留气球***进行供电。

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