CN115320787A - 一种便于维修的海洋监测用电子浮标 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋监测设备领域，尤其涉及一种便于维修的海洋监测用电子浮标。本文描述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，包括有安装架和环形气垫等；安装架连接环形气垫。本文描述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，将电子浮标沉入海面以下航行，即使该海域上的气候环境很恶劣，电子浮标在海面以下航行受到的阻力将大幅下降，密封组件配合半球壳对监测模组进行密封隔离，防止海水灌入本电子浮标内部，对监测模组提供有效保护，减小后期人工对浮标的维修工作难度。解决了浮标需要自行返厂维修过程中，不能针对恶劣的海域环境提供保护措施，导致监测设备的故障范围扩大，增大后期人工对浮标的维修难度的技术问题。

Description

一种便于维修的海洋监测用电子浮标

技术领域

本发明涉及海洋监测设备领域，尤其涉及一种便于维修的海洋监测用电子浮标。

背景技术

电子浮标常用于广水域的环境检测工作，特别是在海洋监测工作中广泛应用，通过在人造浮岛上安装监测模组，监测模组上集成有各种监测模块，让电子浮标能够在无人活动的水域，对周边环境时刻进行监测工作。

专利CN114194335A公布了一种带动力装置的智能型漂流浮标，该专利所述的浮标自身具备动力装置，让浮标能够直行移动至指定海域进行环境监测工作，另外当该类搭载有动力装置的智能型漂流浮标的监测设备出现故障时，还能够通过动力装置自行返回至修理厂，减少人工前往对其回收的时间，并且若浮标处于恶劣海域中时，浮标能够航行离开恶劣海域，降低人工对浮标的维修难度。

但如上述专利所诉的该类带动力装置的智能型漂流浮标，存在以下缺点：

浮标上安装的监测模组是暴露海面上的，当浮标的监测设备出现故障，需要自行返厂维修时，若海域上出现恶劣的气候环境，如大风大浪天气以及暴雨天气，都将对在海面上航行的浮标造成极大的阻力，导致浮标受海面上的恶劣条件影响，不能有效的按指定方向前行，影响浮标的航行效率，另外浮标在航行期间，出现故障的监测设备在经过长途颠簸后，极易扩大监测设备的故障范围，增大后期人工对浮标的维修难度。

发明内容

为了克服浮标的监测设备出现故障需要自行返厂维修过程中，不能针对恶劣的海域环境提供相应的保护措施，影响浮标的航行效率，并容易导致监测设备的故障范围扩大，增大后期人工对浮标的维修难度的缺点，本发明提供一种便于维修的海洋监测用电子浮标。

本文描述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，包括有安装架、外环板、底壳、环形气垫、内环板、监测模组和高压气泵；安装架的外表面固接有外环板；外环板的下侧滑动连接有底壳；安装架的上侧边沿固接有环形气垫；

安装架的中部连接有带动底壳旋转的旋转组件；环形气垫的内部固接有若干个紧急收紧的拉簧，并且拉簧的两端分别连接环形气垫靠近安装架的一侧和环形气垫远离安装架的一侧；安装架的内侧固接有内环板；内环板的内部放置有半球壳；内环板的前侧固接有第一电机；第一电机的输出轴固接半球壳；半球壳的上侧安装有监测模组；监测模组的上侧安装有太阳能模组；安装架的右侧安装有高压气泵；高压气泵的出气端安装有电动阀门；电动阀门通过充气管接通环形气垫；高压气泵的进气端通过导气管连接有防止海水倒灌的吸气组件；底壳的左侧和右侧各安装有一个驱动组件；安装架的内部连接有为监测模组提供紧急保护的密封组件；密封组件连接半球壳。

进一步的是，外环板的外表面固接有第二平衡环。

进一步的是，第二平衡环的底部开设有浮槽结构。

进一步的是，底壳的左侧和右侧各开设有若干个导流槽结构。

进一步的是，吸气组件包括有环形浮板和出气管；

安装架外设有环形浮板；环形浮板的内部开设有一圈环形槽结构；环形浮板的内侧开设有若干个接通环形槽的进气孔结构；环形浮板的下侧固接有接通环形槽的出气管；出气管接通导气管。

进一步的是，环形浮板的外表面固接有第一平衡环。

进一步的是，驱动组件包括有侧翼和电动螺旋桨；

底壳上固接有侧翼；侧翼的下侧安装有电动螺旋桨。

进一步的是，旋转组件包括有第二电机、直齿轮和齿环；

安装架的左侧固接有第二电机；第二电机的输出轴固接有直齿轮；底壳的上侧固接有齿环；直齿轮与齿环相啮合。

进一步的是，密封组件包括有弹簧伸缩杆和密封环；

环绕安装架的内部固接有若干个弹簧伸缩杆；所有弹簧伸缩杆的伸缩端之间共同固接有密封环；密封环紧贴半球壳外表面。

进一步的是，密封环的内侧开设有与半球壳上表面边沿结构相适应的密封槽结构。

有益效果：本文描述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，将监测模组安装在半球壳内，当监测模组中的部件出现故障时，本电子浮标自行返厂进行维修，本电子浮标在自行返厂前，先由电动阀门将环形气垫内充入的高压气体放出，使本电子浮标除吸气组件以外的所有组件均沉入海面以下，接着由驱动组件带动本电子浮标在海面以下向修理厂方向航行，由于电子浮标位于海面以下，即使该海域上的气候环境很恶劣，电子浮标在海面以下航行受到的阻力将大幅下降，同时环形气垫内设有的拉簧，将环形气垫向中间收拢，减少电子浮标在海面以下的航行阻力，缩减电子浮标返厂维修的航行时间；

在此期间，由第一电机带动半球壳上的监测模组向下翻入底壳内，并由密封组件配合半球壳对监测模组进行密封隔离，防止海水灌入本电子浮标内部，避免监测模组中故障区域的部件因出现破损而被海水腐蚀现象发生，对监测模组提供有效保护，减小后期人工对浮标的维修工作难度；

实现浮标的监测设备出现故障需要自行返厂维修过程中，能够有效针对恶劣的海域环境提供相应的保护措施，提高浮标在海域中的航行效率，减少监测设备中故障范围扩大的现象发生，为后期人工对浮标的维修工作提供便捷。

附图说明

图1为根据实施例描述本申请的第一种立体结构示意图；

图2为根据实施例描述本申请的第二种立体结构示意图；

图3为根据实施例描述本申请的第一种局部剖面图；

图4为根据实施例描述本申请的第二种局部剖面图；

图5为根据实施例描述本申请的高压气泵安装结构示意图；

图6为根据实施例描述本申请的旋转组件立体结构示意图；

图7为根据实施例描述本申请的密封组件与半球壳立体结构示意图；

图8为根据实施例描述本申请的密封组件立体结构示意图；

图9为根据实施例描述本申请的环形浮板剖面图；

图10为根据实施例描述本申请的监测模组内部模块示意图。

附图标记：1-安装架，2-外环板，3-底壳，31-导流槽，4-环形气垫，41-拉簧，51-内环板，52-半球壳，53-第一电机，6-监测模组，61-太阳能模组，71-高压气泵，72-电动阀门，73-充气管，74-导气管，75-环形浮板，751-环形槽，752-进气孔，753-出气管，76-第一平衡环，81-侧翼，82-电动螺旋桨，9-第二平衡环，91-浮槽，101-第二电机，102-直齿轮，103-齿环，201-弹簧伸缩杆，202-密封环，2021-密封槽。

具体实施方式

尽管可关于特定应用或行业来描述本发明，但是本领域的技术人员将会认识到本发明的更广阔的适用性。本领域的普通技术人员将会认识到诸如：在上面、在下面、向上、向下等之类的术语是用于描述附图，而非表示对由所附权利要求限定的本发明范围的限制。诸如：第一或第二之类的任何数字标号仅为例示性的，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。

实施例

本文描述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，以下简称电子浮标，如图1-图9所示，包括有安装架1、外环板2、底壳3、环形气垫4、内环板51、半球壳52、第一电机53、监测模组6、高压气泵71、电动阀门72、充气管73、导气管74、吸气组件、驱动组件、旋转组件和密封组件；安装架1的外表面螺栓连接有外环板2；外环板2的下侧滑动连接有底壳3；底壳3的左侧和右侧各开设有若干个导流槽31结构；安装架1与底壳3之间连接有旋转组件；安装架1的上侧边沿固接有环形气垫4；环形气垫4的内部固接有若干个拉簧41，并且拉簧41的两端分别连接环形气垫4靠近安装架1的一侧和环形气垫4远离安装架1的一侧；安装架1的内侧螺栓连接有内环板51；内环板51的内部放置有半球壳52；内环板51的前侧螺栓连接有第一电机53；第一电机53的输出轴固接半球壳52；半球壳52的上侧安装有监测模组6；安装架1的右侧安装有高压气泵71；高压气泵71的出气端安装有电动阀门72；电动阀门72通过充气管73接通环形气垫4；高压气泵71的进气端通过导气管74连接有吸气组件；底壳3的左侧和右侧各安装有一个驱动组件；安装架1的内部连接有密封组件；密封组件连接半球壳52；外环板2的外表面固接有第二平衡环9；第二平衡环9为空心的环形塑料。

如图3和图9所示，吸气组件包括有环形浮板75、出气管753和第一平衡环76；安装架1外设有环形浮板75；环形浮板75的内部开设有一圈环形槽751结构；环形浮板75的内侧开设有若干个接通环形槽751的进气孔752结构；环形浮板75的下侧固接有接通环形槽751的出气管753；出气管753接通导气管74；环形浮板75的外表面固接有第一平衡环76；第一平衡环76为空心的环形塑料。

如图2所示，驱动组件包括有侧翼81和电动螺旋桨82；底壳3上螺栓连接有侧翼81；侧翼81的下侧安装有电动螺旋桨82。

如图6所示，旋转组件包括有第二电机101、直齿轮102和齿环103；安装架1的左侧螺栓连接有第二电机101；第二电机101的输出轴固接有直齿轮102；底壳3的上侧螺栓连接有齿环103；直齿轮102与齿环103相啮合。

如图6-图8所示，密封组件包括有弹簧伸缩杆201和密封环202；环绕安装架1的内部固接有若干个弹簧伸缩杆201；所有弹簧伸缩杆201的伸缩端之间共同固接有密封环202；密封环202紧贴半球壳52外表面；密封环202的内侧开设有与半球壳52上表面边沿结构相适应的密封槽2021结构。

本电子浮标的海洋监测工作原理：

环形气垫4的内部充入有高压气体，本电子浮标的安装架1受环形气垫4支撑浮在海面上，本电子浮标位于环形气垫4以下的部件则沉入海面以下。

如图10所示，本电子浮标的监测模组6内集成有控制中心模块、电子罗盘模块、通信定位模块、温度传感模块、气压传感模块和光照传感模块，其中温度传感模块、气压传感模块和光照传感模块对所处的海域，分别进行温度、气压和光照监测工作。

监测模组6的上侧安装有太阳能模组61，太阳能模组61内置有储电箱，太阳能模组61将太阳光照转化为电能充入储电箱内，储电箱根据需求为监测模组6内的各个部件提供电能。

储电箱电连接电动螺旋桨82。

本电子浮标的返厂维修工作原理：

当本电子浮标的监测模组6上的部件出现故障时，需要通过电子罗盘模块和通信定位模块的引导，返回修理厂进行人工维修工作。

首先初始呈关闭状态的电动阀门72开启，让高压气泵71的进气端通过电动阀门72和充气管73，直接与环形气垫4相连通，环形气垫4内的高压气体先后通过充气管73、电动阀门72、高压气泵71、导气管74和吸气组件向外排出，使环形气垫4内部不再充满气体，随后电动阀门72关闭，同时由于环形气垫4内的气体含量不足，环形气垫4对安装架1提供的浮力不足，则本电子浮标除吸气组件外的所有部件均沉入海面以下，由储电箱对电动螺旋桨82进行供电，电动螺旋桨82带动本电子浮标在海面以下向修理厂方向航行，同时第二电机101的输出轴带动直齿轮102转动，直齿轮102啮合齿环103带动底壳3旋转，使底壳3带动两个侧翼81和电动螺旋桨82旋转，调节两个电动螺旋桨82的方向，调节本电子浮标的航行方向。

本电子浮标在沉入海面前，第一电机53的输出轴带动半球壳52旋转一百八十度，半球壳52带动监测模组6和太阳能模组61翻转进入底壳3内部，半球壳52在离开密封环202同时，初始呈被压缩状态的弹簧伸缩杆201推动密封环202向上移动，使密封环202的密封槽2021紧贴半球壳52的边沿，实现密封环202配合半球壳52对监测模组6和太阳能模组61进行隔离，防止海水灌入本电子浮标内部，避免监测模组6中故障区域的部件因出现破损而被海水腐蚀现象发生，对监测模组6提供有效保护，减小后期人工对浮标的维修工作难度。

本电子浮标沉入海面以下后，即使该海域上的气候环境很恶劣，电子浮标在海面以下航行受到的阻力将大幅下降，同时环形气垫4内设有初始呈被拉伸状态的拉簧41，环形气垫4泄气后，拉簧41收缩，实现拉簧41将环形气垫4向中间收拢，减少电子浮标在海面以下的航行阻力，并且底壳3的两侧均设有导流槽31，进一步减少电子浮标在海面以下的航行阻力，缩减本电子浮标返厂维修的航行时间。

本电子浮标在海面以下航行期间，第二平衡环9的底部开设有向上凹陷的浮槽91结构，增大海水对第二平衡环9提供的支撑可靠性，实现本电子浮标在海面以下航行过程中，减少受洋流影响带来的颠簸，降低本电子浮标的晃动幅度，提高对监测模组6提供保护的效果。

本电子浮标在到达维修厂附近海域之后，电动阀门72开启，让高压气泵71的进气端通过电动阀门72和充气管73，再次与环形气垫4相连通，随后高压气泵71通过导气管74从海面上的吸气组件吸入空气，海面上的空气先后通过进气孔752、环形槽751、出气管753、导气管74、高压气泵71、电动阀门72和充气管73充入环形气垫4内，使环形气垫4内部再次充满高压气体而向上浮起，让本电子浮标再次浮出水面，等待人工将其回收进行维修。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种便于维修的海洋监测用电子浮标，包括有：安装架（1）、外环板（2）和环形气垫（4）；安装架（1）的外表面固接有外环板（2）；安装架（1）的上侧边沿固接有环形气垫（4）；

其特征是：还包括有底壳（3）、内环板（51）和监测模组（6）；

外环板（2）的下侧滑动连接有底壳（3）；安装架（1）的中部连接有带动底壳（3）旋转的旋转组件；环形气垫（4）的内部固接有若干个拉簧（41），并且拉簧（41）的两端分别连接环形气垫（4）靠近安装架（1）的一侧和环形气垫（4）远离安装架（1）的一侧；安装架（1）的内侧固接有内环板（51）；内环板（51）的内部放置有半球壳（52）；内环板（51）的前侧固接有第一电机（53）；第一电机（53）的输出轴固接半球壳（52）；半球壳（52）的上侧安装有监测模组（6）；监测模组（6）的上侧安装有太阳能模组（61）；安装架（1）的右侧安装有高压气泵（71）；高压气泵（71）的出气端安装有电动阀门（72）；电动阀门（72）通过充气管（73）接通环形气垫（4）；高压气泵（71）的进气端通过导气管（74）连接有防止海水倒灌的吸气组件；底壳（3）的左侧和右侧各安装有一个驱动组件；安装架（1）的内部连接有为监测模组（6）提供紧急保护的密封组件；密封组件连接半球壳（52）。

2.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：外环板（2）的外表面固接有第二平衡环（9）。

3.按照权利要求2所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：第二平衡环（9）的底部开设有浮槽（91）结构。

4.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：底壳（3）的左侧和右侧各开设有若干个导流槽（31）结构。

5.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：吸气组件包括有环形浮板（75）和出气管（753）；

安装架（1）外设有环形浮板（75）；环形浮板（75）的内部开设有一圈环形槽（751）结构；环形浮板（75）的内侧开设有若干个接通环形槽（751）的进气孔（752）结构；环形浮板（75）的下侧固接有接通环形槽（751）的出气管（753）；出气管（753）接通导气管（74）。

6.按照权利要求5所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：环形浮板（75）的外表面固接有第一平衡环（76）。

7.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：驱动组件包括有侧翼（81）和电动螺旋桨（82）；

底壳（3）上固接有侧翼（81）；侧翼（81）的下侧安装有电动螺旋桨（82）。

8.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：旋转组件包括有第二电机（101）、直齿轮（102）和齿环（103）；

安装架（1）的左侧固接有第二电机（101）；第二电机（101）的输出轴固接有直齿轮（102）；底壳（3）的上侧固接有齿环（103）；直齿轮（102）与齿环（103）相啮合。

9.按照权利要求1所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：密封组件包括有弹簧伸缩杆（201）和密封环（202）；

环绕安装架（1）的内部固接有若干个弹簧伸缩杆（201）；所有弹簧伸缩杆（201）的伸缩端之间共同固接有密封环（202）；密封环（202）紧贴半球壳（52）外表面。

10.按照权利要求9所述的一种便于维修的海洋监测用电子浮标，其特征是：密封环（202）的内侧开设有与半球壳（52）上表面边沿结构相适应的密封槽（2021）结构。

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