一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构及浮标系统技术方案

技术编号:22342800 阅读:17 留言:0更新日期:2019-10-19 15:50
本实用新型专利技术涉及海洋检测设备领域,尤其是一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构及浮标系统。剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构包括:杠杆、杠杆架、转轴和连接块,杠杆与连接块相固接,杠杆架的两端分别与两主支撑板转动连接,所述转轴连接于杠杆架上,杠杆的两端开设有安装通孔,安装通孔的孔径大于转轴的直径,转轴穿过杠杆的安装通孔。它一方面解决了小驱动力作用下单/双向状态无法正常切换的问题,即具有高灵敏性;再一方面解决了高频次剖面连续工作的严重磨损问题,即具有防磨损设计。布放/回收方便、搭载(负载)能力强、不消耗电源、既可锚定也可漂流工作、工作深度从几米至几百米、且能获取长时间序列、超时空高分辨率剖面信息。

A highly sensitive lever mechanism and buoy system for profile buoy system

【技术实现步骤摘要】
一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构及浮标系统
本技术涉及海洋检测设备领域,尤其是一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构及浮标系统。
技术介绍
海洋参数信息的有效获取是我们认知海洋进而经略海洋的基本前提。而利用剖面观测平台搭载相应传感器进行海洋剖面三维观测是获取海洋信息的重要手段。目前常用的剖面观测平台包括潜标、Glider、Argo浮标等。其中,潜标为获取不同深度的海洋参数信息,往往需要在不同深度的钢缆上挂载相应传感器,导致其成本极高(达上千万元),且一般只能锚定工作,更不易布放和回收;Glider、Argo浮标虽具备一定的海洋剖面参数高分辨获取能力,但搭载(负载)能力十分有限,面对海洋多参数(水文、生化、动力等参数)同步观测的应用需求时存在局限,同时在开展海洋上混合层时变化或日变化研究时也无法满足对剖面参数超高时空分辨的观测要求,而且在近海海域几十米甚至更浅水深工作时也会遇到困难。
技术实现思路
本技术旨在解决上述问题,提供了一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构及浮标系统,它一方面解决了小驱动力作用下单/双向状态无法正常切换的问题,即具有高灵敏性;再一方面解决了高频次剖面连续工作的严重磨损问题,即具有防磨损设计。可以在波浪的作用下,浮标平台沿钢缆上下运动,往复不断,可搭载不同类型的传感器,完成海洋三维剖面参数测量,布放/回收方便、搭载(负载)能力强、不消耗电源、既可锚定也可漂流工作、工作深度从几米至几百米、且能获取长时间序列、超时空高分辨率剖面信息,其采用的技术方案如下:一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于,包括:杠杆、杠杆架、转轴和连接块,所述杠杆与连接块相固接,所述杠杆架的两端分别与两主支撑板转动连接,所述转轴连接于杠杆架上,所述杠杆的两端开设有安装通孔,所述安装通孔的孔径大于转轴的直径,所述转轴穿过杠杆的安装通孔,所述杠杆架和转轴均为两个,两杠杆架分设于杠杆的上下两端处。在上述技术方案基础上,所述杠杆架由左横杆部、右横杆部和U形臂一体构成,所述左横杆部与左侧主支撑板转动连接,所述右横杆部与右侧主支撑板转动连接,转轴连接于U形臂上,所述左横杆部和右横杆部的轴线重合,所述转轴的轴线与左横杆部的轴线平行但不重合。在上述技术方案基础上,还包括同心限位单元,所述同心限位单元为两个,两同心限位单元固定设置于两主支撑板之间且一个位于杠杆的上方,另一个位于杠杆的下方;所述同心限位单元包括:上安装框、下安装框、支撑块、固定板、第一销轴、第一滚筒、第二销轴和第二滚筒,所述上安装框、下安装框、支撑块通过螺栓由上至下依次固接于一起,所述支撑块与主支撑板相固接,所述第一销轴固定安装于上安装框上,所述第一销轴为两条,平行布设;所述第一滚筒套装于第一销轴上,所述第二销轴固定安装于下安装框上,所述第二销轴为两条,平行布设;所述第二滚筒套装于第二销轴上,所述第一销轴的轴线与第二销轴的轴线相垂直,所述固定板的底部通过螺栓与下安装框相固接,固定板的头端与上安装框相卡接,所述钢缆穿于两第一滚筒之间及两第二滚筒之间,所述支撑块通过螺栓与主支撑板相固接。在上述技术方案基础上,还包括调节浮块,所述调节浮块固定安装于杠杆上,所述调节浮块密度小于水,所述调节浮块在水中提供的净浮力F净(浮块)与杠杆架在水中的净重力G净(杠杆架)及杠杆在水中的净重力G净(杠杆)三者之间的关系为:F净(浮块)=G净(杠杆)+2G净(杠杆架)。在上述技术方案基础上,所述杠杆架的U形臂的内壁宽度为:其中,L0为杠杆架的U形臂的实际内壁宽度;L为两主支撑板内表面间距;h1为上杠杆架U形臂上表面与主支撑板上表面间的垂直距离;h0为同心限位单元第二滚筒中心水平面与杠杆架U形臂上表面间的垂直距离;l2为同心限位单元第二滚筒最靠中心的边缘与主支撑板间的距离。一种浮标系统,其特征在于:包括上述剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,还包括浮球、钢缆、上触发块、下触发块、锚块、主支撑板、支撑柱、隔离架、大浮块和钢缆单/双向控制单元,所述隔离架和支撑柱构成一可搭载各种传感器的搭载平台,所述主支撑板、支撑柱、隔离架、大浮块和钢缆单/双向控制单元、剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构一起构成浮标平台,所述浮球与钢缆的顶端相连接,所述锚块与钢缆的底端相连接,所述上触发块固定于钢缆上并靠近浮球,所述下触发块固定于钢缆上并靠近锚块,所述隔离架固接于支撑柱上,所述主支撑板为两块,固定安装于隔离架上;所述大浮块可拆卸对称连接于隔离架左右两侧上,所述钢缆单/双向控制单元设置于两主支撑板之间,所述浮标平台完全浸没于海水中所受的浮力大于其自重,所述钢缆单/双向控制单元包括基板、契形框、卡轮、卡轮框、切换板和卡块,所述切换板、卡轮框、契形框和基板由前至后依次排列,所述契形框固接于基板上,所述契形框具有导向槽,所述导向槽上宽下窄,所述卡轮框滑动连接于契形框上,可相对契形框上下滑动;所述卡轮框具有与导向槽等数量的框槽,框槽之间由横板分隔,所述卡轮位于导向槽和框槽中,每个导向槽中具有两个卡轮,所述切换板与卡轮框相固接,所述切换板下部两侧各具有一条弹性条,所述弹性条的尾端均具有一三角形凸起,所述卡块为两个,固定安装于基板上;所述卡块具有止挡弹性条三角形凸起的凸起部,所述凸起部为三角形,顶面和底面均为斜面;所述三角形凸起的顶面和底面均为斜面,所述连接块固定安装于切换板上。在上述技术方案基础上,当切换板处于向下最大行程处时,卡轮夹于导向槽底边和框槽顶边之间,此时导向槽的底边、与导向槽对应的框槽的顶边及导向槽的两侧边围成一上宽下窄的区域,所述区域的高度大于卡轮的直径,两卡轮位于区域的最底部处时,两卡轮之间的最近距离小于钢缆的直径,两卡轮位于区域的最顶部处时,两卡轮之间的最近距离大于钢缆的直径。在上述技术方案基础上,a钢缆>a平台其中,a钢缆:波浪袭来时在浮球被“浸没”时产生的浮力作用下,钢缆被浮球“猛拉”的最大瞬间加速度;a平台:浮标平台在钢缆向上抽出而被完全“释放”瞬间自由上浮时的最大加速度;F浮(浪):浮球在波浪袭来时因被“浸没”而产生的最大浮力;m球:浮球的质量;m缆:钢缆的质量;m锚:锚块的质量;F净浮(台):浮标平台的净浮力;M台:浮标平台的质量。在上述技术方案基础上,还包括小浮块,其可拆卸连接于两主支撑板之间,前后遮挡钢缆单/双向控制单元、杠杆单元、同心限位单元。本技术具有如下优点:一方面解决了小驱动力作用下单/双向状态无法正常切换的问题,即具有高灵敏性;再一方面解决了高频次剖面连续工作的严重磨损问题,即具有防磨损设计。可以在波浪的作用下,浮标平台沿钢缆上下运动,往复不断,可搭载不同类型的传感器,完成海洋三维剖面参数测量,布放/回收方便、搭载(负载)能力强、不消耗电源、既可锚定也可漂流工作、工作深度从几米至几百米、且能获取长时间序列、超时空高分辨率剖面信息。附图说明为了更清楚地说明本技术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简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一种实施例,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。图1:本技术所述剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于,包括:杠杆(82)、杠杆架(83)、转轴(84)和连接块,所述杠杆(82)与连接块相固接,所述杠杆架(83)的两端分别与两主支撑板(80)转动连接,所述转轴(84)连接于杠杆架上,所述杠杆(82)的两端开设有安装通孔(82a),所述安装通孔(82a)的孔径大于转轴(84)的直径,所述转轴(84)穿过杠杆(82)的安装通孔(82a),所述杠杆架(83)和转轴(84)均为两个,两杠杆架(83)分设于杠杆(82)的上下两端处。

【技术特征摘要】
1.一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于,包括:杠杆(82)、杠杆架(83)、转轴(84)和连接块,所述杠杆(82)与连接块相固接,所述杠杆架(83)的两端分别与两主支撑板(80)转动连接,所述转轴(84)连接于杠杆架上,所述杠杆(82)的两端开设有安装通孔(82a),所述安装通孔(82a)的孔径大于转轴(84)的直径,所述转轴(84)穿过杠杆(82)的安装通孔(82a),所述杠杆架(83)和转轴(84)均为两个,两杠杆架(83)分设于杠杆(82)的上下两端处。2.根据权利要求1所述的一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于:所述杠杆架(83)由左横杆部(83-1)、右横杆部(83-2)和U形臂(83-3)一体构成,所述左横杆部(83-1)与左侧主支撑板(80)转动连接,所述右横杆部(83-2)与右侧主支撑板(80)转动连接,转轴(84)连接于U形臂(83-3)上,所述左横杆部(83-1)和右横杆部(83-2)的轴线重合,所述转轴(84)的轴线与左横杆部(83-1)的轴线平行但不重合。3.根据权利要求1或2所述的一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于:还包括同心限位单元(300),所述同心限位单元(300)为两个,两同心限位单元(300)固定设置于两主支撑板(80)之间且一个位于杠杆(82)的上方,另一个位于杠杆(82)的下方;所述同心限位单元(300)包括:上安装框(88-1)、下安装框(88-2)、支撑块(88-3)、固定板(88-4)、第一销轴(88-5)、第一滚筒(88-6)、第二销轴(88-7)和第二滚筒(88-8),所述上安装框(88-1)、下安装框(88-2)、支撑块(88-3)通过螺栓由上至下依次固接于一起,所述支撑块(88-3)与主支撑板相固接,所述第一销轴(88-5)固定安装于上安装框(88-1)上,所述第一销轴(88-5)为两条,平行布设;所述第一滚筒(88-6)套装于第一销轴(88-5)上,所述第二销轴(88-7)固定安装于下安装框(88-2)上,所述第二销轴(88-7)为两条,平行布设;所述第二滚筒(88-8)套装于第二销轴(88-7)上,所述第一销轴(88-5)的轴线与第二销轴(88-7)的轴线相垂直,所述固定板(88-4)的底部通过螺栓与下安装框(88-2)相固接,固定板(88-4)的头端与上安装框(88-1)相卡接,两第一滚筒(88-6)之间及两第二滚筒(88-8)之间穿装钢缆(7),所述支撑块(88-3)通过螺栓与主支撑板(80)相固接。4.根据权利要求2所述的一种剖面浮标系统用高灵敏性杠杆机构,其特征在于:所述杠杆架的U形臂的内壁宽度为:其中,L0为杠杆架的U形臂的实际内壁宽度;L为两主支撑板内表面间距;h1为上杠杆架U形臂上表面与主支撑板上表面间的垂直距离;h0为同心限位单元第二滚筒中心水平面与杠杆架U形臂上表面间的垂直距离;l2为同心限位单元第二滚筒最靠中心的边缘与主支撑板间的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨杰
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:新型
国别省市:山东,37

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