CN111252195A - 浮球组件及漂流浮标 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浮球组件及漂流浮标，浮球组件包括：第一浮球、第二浮球、通信模块、电池组、传感器、控制电路；第一浮球与第二浮球连接，通信模块、电池组、传感器、控制电路设置在第一浮球内。本发明提供的浮球组件，第二浮球位于海水里，第一浮球至多一半位于海水里，两个浮球的浮力较大，一方面，能够保证漂流浮标在海水中漂流的稳定性，避免了因较大海流对浮球组件内的电器件进行损坏，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性；另一方面，能够使漂流浮标承载更多的检测元件，从而能够检测并得到更多海水的数据，大幅度扩展了漂流浮标的功能，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

Description

浮球组件及漂流浮标

技术领域

本发明涉及海洋监测技术领域领域，具体而言，涉及一种浮球组件及具有该浮球组件的漂流浮标。

背景技术

本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的申请内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

目前，海洋表层漂流浮标是一种随流漂移，利用卫星***定位，同步测量盐度、气压、海流、污染等海洋参数，同时具有实时数据传输功能的海洋水文观测仪器。

现有的浮标结构可靠性、完整性和稳定性比较差。会影响漂流浮标的测量精度，导致检测结果不精准。

发明内容

本发明提供了一种浮球组件及漂流浮标，漂流浮标在海水中漂流的稳定性好，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性。

本发明第一方面的实施例提供了一种漂流浮标的浮球组件，包括：第一浮球、第二浮球、通信模块、电池组、传感器、控制电路；所述第一浮球与所述第二浮球连接，所述通信模块、所述电池组、所述传感器、所述控制电路设置在所述第一浮球内；所述传感器与所述控制电路连接，所述控制电路与所述通信模块连接，所述电池组分别为所述通信模块、所述传感器、所述控制电路供电。

本发明提供的浮球组件，第二浮球位于海水里，第一浮球至多一半位于海水里，两个浮球的浮力较大，一方面，能够保证漂流浮标在海水中漂流的稳定性，避免了因较大海流对浮球组件内的电器件进行损坏，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性；另一方面，能够使漂流浮标承载更多的检测元件，从而能够检测并得到更多海水的数据，大幅度扩展了漂流浮标的功能，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

优选地，所述第一浮球包括第一半球以及第二半球，所述第一半球与所述第二半球通过第一锁合组件固定连接；所述第一锁合组件包括：第一锁扣，所述第一锁扣设置在所述第一半球上；第一锁定件，所述第一锁定件设置在所述第二半球上，所述第一锁定件与所述第一锁扣相锁合，以将所述第一半球与所述第二半球固定连接：以及第一感控件，所述第一感控件与所述第一锁定件连接，用于收到根据收到的第一信号控制第一锁定件与所述第二锁定件相分离。

优选地，所述第二浮球内设置有备用电池组。

优选地，所述第二浮球内设置有备用通信模块、备用传感器、备用控制电路。

优选地，所述第二浮球包括第三半球以及第四半球，所述第三半球与所述第四半球通过第二锁合组件固定连接；所述第二锁合组件包括：第二锁扣，所述第二锁扣设置在所述第三半球上；第二锁定件，所述第二锁定件设置在所述第四半球上，所述第二锁定件与所述第二锁扣相锁合，以将所述第三半球与所述第四半球固定连接：以及第二感控件，所述第二感控件与所述第二锁定件连接，用于根据收到的第二信号控制第二锁定件与所述第二锁定件相分离。

本发明第二方面实施例提供了一种漂流浮标，包括：浮球组件，所述浮球组件为上述任一项所述浮球组件；连接链，所述连接链的一端与所述浮球组件的第二浮球连接；以及水动力***，所述水动力***与所述连接链的另一端连接。

本发明提供的漂流浮标，浮球组件具有两个浮球，两个浮球的浮力较大，一方面，能够保证漂流浮标在海水中漂流的稳定性，避免了因较大海流对漂流浮标内的电器件进行损坏，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性；另一方面，能够使漂流浮标承载更多的检测元件，从而能够检测并得到更多海水的数据，大幅度扩展了漂流浮标的功能，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

优选地，所述连接链上沿所述连接链的长度方向设置有多个测量传感器；多个所述测量传感器与所述浮球组件的控制电路连接。

优选地，所述水动力***包括：支架和外罩，所述外罩设置在所述支架上，所述外罩上设置有多个通孔。

优选地，所述外罩对称的侧壁上设置有所述通孔，对称设置的两个所述通孔构成通道。

优选地，相邻所述通道的轴线相交叉设置。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明所述浮球组件一实施例的结构示意图；

图2是本发明所述第一浮球的第一种实施例的剖视结构示意图；

图3是本发明所述第一浮球的第二种实施例的剖视结构示意图；

图4是本发明所述漂流浮标第一种实施例的结构示意图；

图5是本发明所述漂流浮标第二种实施例的结构示意图；

图6是本发明所述漂流浮标第三种实施例的结构示意图；

图7是中国科学院遥感与数字地球研究所利用该漂流浮标对南海海洋环流研究，所得到的某一时间段内的浮标漂流轨迹路线；

图8是基于通信卫星通讯的海洋漂流浮标***应用示意图。

其中，图1至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

浮球组件100，第一浮球10，第一半球11，第二半球12，第二浮球 20，通信模块30，电池组40，传感器50，控制电路60，天线70，第一锁合组件80，第一锁扣81，第一锁定件82，第一感控件83，磁性开关90，连接链200，水动力***300，通孔301，测量传感器400。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下述讨论提供了本发明的多个实施例。虽然每个实施例代表了申请的单一组合，但是本发明不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本发明也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含A、B、C，另一个实施例包含B和D的组合，那么本发明也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

图8是基于通信卫星通讯的海洋漂流浮标***应用示意图。而本申请就是针对该海洋漂流浮标***推出的针对海洋研究与应用而推出的一款漂流浮标1#……N#，专门设计用于海洋中无人值守的海洋环境参数实时测量。该设备跟踪海表面的洋流，测量海洋表层的动力环境参数，并通过通信卫星发回陆基数据采集中心。基于通信卫星的海洋漂流浮标通过多***多频率高性能的SoC芯片、北斗/GPS组合定位、北斗/铱星短报文通讯，能够采集并实时传输上报浮标当前的位置信息和海洋环境参数。

本发明中，如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供了一种漂流浮标的浮球组件100，包括：第一浮球10、第二浮球20、通信模块 30、电池组40、传感器50、控制电路60。

第一浮球10与第二浮球20直接连接或者通过连接件连接。

通信模块30通过天线70与卫星导航***或者全球定位***保持通信，传输位置信息。通信模块30通过天线70通信模块30与卫星导航***或者通讯的人造卫星保持短报文通信，用于传输测量数据。以方便实时了解漂流浮标检测的数据。

所述通信模块30可以自主上报位置信息：支持自主上报位置信息；

位置信息可以设定每1小时，每半小时等，与北斗卫星通信，发送位置信息，把时间、经纬度信息发送给卫星。

通讯***性能(以北斗为例，可用铱星或argos替换)

传感器50可以包括海水温度传感器、海水盐度传感器、海浪测量传感器，也可以加装多类型传感器，本领域的技术人员应该具体的情况选择相应的传感器。

如图1和图2所示，第一浮球10与第二浮球20连接，通信模块30、电池组40、传感器50、控制电路60设置在第一浮球10内。

传感器50与控制电路60连接，控制电路60与通信模块30连接，电池组40分别为通信模块30、传感器50、控制电路60供电。

本发明提供的浮球组件100，第二浮球20位于海水里，第一浮球10至多一半位于海水里，两个浮球的浮力较大，一方面，能够保证漂流浮标在海水中漂流的稳定性，避免了因较大海流对浮球组件100内的电器件进行损坏，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性；另一方面，能够使漂流浮标承载更多的检测元件，从而能够检测并得到更多海水的数据，大幅度扩展了漂流浮标的功能，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

控制电路60是实现控制搭载的传感器50测量数据，给传感器50发送指令(预先设定指令，比如每20分钟采集一次数据)，通过控制电路60 经过数字化处理，将信息传输给通信模块30。

如图2所示，在本发明的有一个实施例中，浮球组件100还包括磁性开关90，磁性开关90在漂流浮标投放前，保证漂流浮标处于“静默”状态 (未通电状态)。在投放的时候，打开磁性开关90，整个漂流浮标通电，开始工作。

如图3所示，在本发明的有一个实施例中，第一浮球10包括第一半球 11以及第二半球12，第一半球11与第二半球12通过第一锁合组件80固定连接。

第一锁合组件80包括：第一锁扣81、第一锁定件82以及第一感控件 83。

第一锁扣81设置在第一半球11上。

第一锁定件82设置在第二半球12上，第一锁定件82与第一锁扣81 相锁合，以将第一半球11与第二半球12固定连接。

第一感控件83与第一锁定件82连接，用于根据收到第一信号控制第一锁定件82与第二锁定件相分离。

在该实施例中，第一锁合组件80可为电磁结构，第一锁扣81为磁铁或铁，第一锁定件82为电磁铁，电磁铁一直处于通电状态，第一锁扣81 与第一锁定件82一直处于锁合状态，通过控制器向第一感控件83发送第一信号，电磁铁断电使第一锁扣81与第一锁定件82分离，这样避免了第一浮球10在受到外力被打开的概率，从而保证了浮球组件100的使用可靠性。

在本发明的有一个实施例中，第二浮球内设置有备用电池组。

在该实施例中，备用电池组的设置增加了浮球组件电量的容量，当电池组的电量用尽或者损坏不能提供电能的使用，备用电池组能够继续提供电能，能够使漂流浮标的续航时间更长，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品时间和数据测量范围。

在本发明的有一个实施例中，第二浮球内设置有备用通信模块、备用传感器、备用控制电路。

在该实施例中，当通信模块、传感器、控制电路中的任意一个失效后，备用通信模块、备用传感器、备用控制电路可以立即启动，从而使能够使漂流浮标的使用更长时间，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品时间和数据测量范围。

在本发明的有一个实施例中，第二浮球包括第三半球以及第四半球，第三半球与第四半球通过第二锁合组件固定连接。

第二锁合组件包括：第二锁扣、第二锁定件以及第二感控件。

第二锁扣设置在第三半球上。

第二锁定件设置在第四半球上，第二锁定件与第二锁扣相锁合，以将第二半球与第二半球固定连接。

第二感控件与第二锁定件连接，用于收到根据收到额第二信号控制第二锁定件与第二锁定件相分离。

在该实施例中，第二锁合组件可为电磁结构，第二锁扣为磁铁或铁，第二锁定件为电磁铁，电磁铁一直处于通电状态，第二锁扣与第二锁定件一直处于锁合状态，通过控制器向第二感控件发送第二信号，电磁铁断电使第二锁扣与第二锁定件分离，这样避免了第二浮球在受到外力被打开的概率，从而保证了浮球组件的使用可靠性。

如图4所示，本发明第二方面实施例提供了一种漂流浮标，包括：浮球组件100、连接链200以及水动力***300。

浮球组件100为上述任一项浮球组件100。

连接链200的一端与浮球组件100的第二浮球20连接。

水动力***300与连接链200的另一端连接。

本发明提供的漂流浮标，浮球组件100具有两个浮球，两个浮球的浮力较大，一方面，能够保证漂流浮标在海水中漂流的稳定性，避免了因较大海流对漂流浮标内的电器件进行损坏，从而保证了电器件的使用寿命，即提高了产品的使用可靠性；另一方面，能够使漂流浮标承载更多的检测元件，从而能够检测并得到更多海水的数据，大幅度扩展了漂流浮标的功能，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

如图5所示，在本发明的有一个实施例中，连接链200上沿连接链200 的长度方向设置有多个测量传感器400；多个测量传感器400与浮球组件 100的控制电路60连接。

在该实施例中，连接链200可选用缆绳或包塑承重通讯缆，连接***的同时，进行信号传输。测量传感器400根据用户需要确定，可以搭载水温或温盐等传感器，并且根据用户需求确定传感器数量。连接链200非常粗，里面有通信线。同时作为通信缆所用。连接链200是在一定长度(10 米以上)的承重通信缆上集成不少于10个的测量传感器400，并采用编址和单总线通信的方式，实现多水层温度、盐度的观测和传输，从而扩展了漂流浮标的使用范围，增加了产品的市场竞争力。

如图6所示，在本发明的有一个实施例中，水动力***300包括：支架和外罩。外罩设置在支架上，外罩上设置有多个通孔301。

在该实施例中，外罩上多个通孔301的设置，既可以水动力***300 保证随流飘动，又不至于水动力***300受流作用力过大，使水动力*** 300变形过大。

在本发明的有一个实施例中，外罩对称的侧壁上设置有通孔301，对称设置的两个通孔301构成通道。

在该实施例中，对称设置的两个通孔301形成供海流通过的通道，使水动力***300可以根据海流的方向运动，能够更好的检测海水的各个参数。

在本发明的有一个实施例中，相邻通道的轴线相交叉设置。

在该实施例中，相邻通道的轴线相交叉设置，能够构成多个方向的供海流通过的通道，使水动力***300适应不同方向的海流，能够更好的检测海水的各个参数。相邻通道的轴线之间可呈任意角度。

图7是中国科学院遥感与数字地球研究所利用该漂流浮标对南海海洋环流研究，截取在某一时间段内的浮标漂流轨迹路线。根据浮标每一小时发送的位置信息，绘制轨迹图。其中横纵坐标分别为经度和纬度，曲线表示海水深度线。海洋漂流浮标运行轨迹(部分)如图7所示。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种漂流浮标的浮球组件，其特征在于，包括：第一浮球、第二浮球、通信模块、电池组、传感器、控制电路；

所述第一浮球与所述第二浮球连接，所述通信模块、所述电池组、所述传感器、所述控制电路设置在所述第一浮球内；

所述传感器与所述控制电路连接，所述控制电路与所述通信模块连接，所述电池组分别为所述通信模块、所述传感器、所述控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的浮球组件，其特征在于，

所述第一浮球包括第一半球以及第二半球，所述第一半球与所述第二半球通过第一锁合组件固定连接；

所述第一锁合组件包括：第一锁扣，所述第一锁扣设置在所述第一半球上；

第一锁定件，所述第一锁定件设置在所述第二半球上，所述第一锁定件与所述第一锁扣相锁合，以将所述第一半球与所述第二半球固定连接：以及

第一感控件，所述第一感控件与所述第一锁定件连接，用于根据收到的第一信号控制第一锁定件与所述第二锁定件相分离。

3.根据权利要求1所述的浮球组件，其特征在于，

所述第二浮球内设置有备用电池组。

4.根据权利要求3所述的浮球组件，其特征在于，

所述第二浮球内设置有备用通信模块、备用传感器、备用控制电路。

5.根据权利要求4所述的浮球组件，其特征在于，

所述第二浮球包括第三半球以及第四半球，所述第三半球与所述第四半球通过第二锁合组件固定连接；

所述第二锁合组件包括：第二锁扣，所述第二锁扣设置在所述第三半球上；

第二锁定件，所述第二锁定件设置在所述第四半球上，所述第二锁定件与所述第二锁扣相锁合，以将所述第三半球与所述第四半球固定连接：以及

第二感控件，所述第二感控件与所述第二锁定件连接，用于根据收到的第二信号控制第二锁定件与所述第二锁定件相分离。

6.一种漂流浮标，其特征在于，包括：

浮球组件，所述浮球组件为权利要求1至5中任一项所述浮球组件；

连接链，所述连接链的一端与所述浮球组件的第二浮球连接；以及

水动力***，所述水动力***与所述连接链的另一端连接。

7.根据权利要求6所述的漂流浮标，其特征在于，

所述连接链上沿所述连接链的长度方向设置有多个测量传感器；多个所述测量传感器与所述浮球组件的控制电路连接。

8.根据权利要求6所述的漂流浮标，其特征在于，

所述水动力***包括：支架和外罩，所述外罩设置在所述支架上，所述外罩上设置有多个通孔。

9.根据权利要求8所述的漂流浮标，其特征在于，

所述外罩对称的侧壁上设置有所述通孔，对称设置的两个所述通孔构成通道。

10.根据权利要求8所述的漂流浮标，其特征在于，

相邻所述通道的轴线相交叉设置。

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