一种实时潜标通信浮体以及运动控制方法技术

本发明专利技术提供一种实时潜标通信浮体以及运动控制方法，其中实时潜标通信浮体包括浮体电子舱，所述浮体电子舱两侧设有角度可调节的翼型件，所述浮体电子舱底部设有凸起部，所述凸起部上对称设有推进器，所述浮体电子舱顶部设有固定支柱，所述固定支柱顶部设有太阳能电池板，所述固定支柱内部还设有控制电机，所述控制电机带动所述太阳能电池板实现同步收缩折叠，所述浮体电子舱内设有主控模块、电源模块、存储模块、卫星通信模块、GPS模块、传感器模块。

【技术实现步骤摘要】
一种实时潜标通信浮体以及运动控制方法
本专利技术涉及水声通信
，尤其涉及一种实时潜标通信浮体以及运动控制方法。
技术介绍
实时通信潜标是深远海数据实时获取的重要手段之一，可通过卫星通信将观测数据实时传输到岸基，对岛礁附近海域及深远海环境观测具有重要意义。然而，实时潜标的通信浮体需长期位于海洋表面与卫星进行通信，造成其隐蔽性差，易受到过往船只破坏且因其距离陆地较远，维护成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实时潜标通信浮体以及运动控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术第一方面提供了一种实时潜标通信浮体，包括浮体电子舱，所述浮体电子舱两侧设有角度可调节的翼型件，所述浮体电子舱底部设有凸起部，所述凸起部上对称设有推进器，所述浮体电子舱顶部设有固定支柱，所述固定支柱顶部设有太阳能电池板，所述固定支柱内部还设有控制电机，所述控制电机带动所述太阳能电池板实现同步收缩折叠，所述浮体电子舱内设有主控模块、电源模块、存储模块、卫星通信模块、GPS模块、传感器模块；所述主控模块，用于实现通信浮体数据的接收处理及通信浮体的位置姿态调整；所述电源模块，用于存储太阳能电池板收集的电能，并为通信浮体提供活动能源；所述传感器模块，用于采集通信浮体的位置和姿态信息；所述存储模块，用于存储传感器模块所采集的数据；所述GPS模块，用于接收卫星定位信息；所述卫星通信模块，用于将通信浮体的数据以及定位信息发送至岸基中心。优选的，所述固定支柱顶部四边均设有传动杆，所述传动杆的末端均设有锥齿轮，所述锥齿轮两两相互啮合，所述传动杆上均套设太阳能电池板，其中一个传动杆与所述控制电机相连，所述控制电机与所述主控模块信号相连，所述电源模块为所述控制电机供电。优选的，所述推进器包括保护外壳以及桨叶驱动杆、桨叶、驱动电机，所述桨叶驱动杆、桨叶、驱动电机均设置于保护外壳内部，所述驱动电机输出端与所述桨叶驱动杆相连，所述桨叶固定于所述桨叶驱动杆上，所述驱动电机与所述主控模块信号相连，所述电源模块为所述驱动电机供电。优选的，所述电源模块包括锂电池组以及太阳能电池组，所述锂电池组为主控模块、存储模块、GPS模块和卫星通信模块供电；所述太阳能电池组的输入端与所述太阳能电池板电性相连，所述太阳能电池组的输入端分别与驱动电机、控制电机、传感器模块电性相连。优选的，所述浮体电子舱内部设有翼型件控制机构，所述翼型件控制机构与所述主控模块信号相连，用于根据所述主控模块信息，来调节翼型件角度。优选的，所述传感器模块包括深度计、高度计、加速度计和陀螺仪中的一种或多种。优选的，所述浮体电子舱上表面设有第一电极，所述浮体电子舱下表面设有第二电极。本专利技术第二方面还提供了一种实时潜标通信浮体的运动控制方法，所述方法包括下列步骤：所述通信浮体处于初始上浮状态时，通过GPS模块确定第一点位(λ0，φ0)，并同时确定当前流速V和当前流向θ0；所述主控模块控制所述驱动电机逆时针旋转，使推进器给通信浮体向后的作用力，同时所述主控模块调节所述翼型件攻角，使得所述通信浮体下沉，所述通信浮体进入工作状态；在一个工作周期后，所述主控模块调节所述通信浮体的运动方向为180°+θ0，所述主控模块根据所述通信浮体的深度信息计算所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数，根据所述运行参数控制驱动电机顺时针旋转，使推进器给通信浮体向前的作用力，同时所述主控模块调节所述翼型件攻角，使得所述通信浮体上浮至水面，此时通过GPS模块确定第二点位(λ1，φ1)；计算第一点位(λ0，φ0)与所述第二点位(λ1，φ1)之间的角度θ1和距离l1，若θ1与θ0相差为锐角，且0≤l1≤l0，则说明所计算的所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数正确，在下一工作周期后可继续使用相应的运行参数；若l1＞l0，则说明所计算的所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数存在缺陷，在下一工作周期后，所述主控模块根据所述通信浮体的深度信息重新计算所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数。优选的，所述方法还包括：若θ1与θ0相差为钝角，则说明所计算的所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数存在缺陷，在下一工作周期后，所述主控模块根据所述通信浮体的深度信息重新计算所述驱动电机、所述翼型件控制机构的运行参数。与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果如下：本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体及运动控制方法，在需要下潜时，所述主控模块根据待下潜深度计算推进器的运行参数以及翼型件的调节角度，当主控模块控制推进器逆时针旋转时，推进器给通信浮体一个向后的作用力，同时主控模块驱动改变翼型件攻角，使浮体下沉；在需要上升时，所述主控模块根据待上升高度计算推进器的运行参数以及翼型件的调节角度，当主控模块控制推进器顺时针旋转时，推进器给通信浮体一个向前的推力，同时主控模块驱动增大翼型件攻角，使其迎流运动，在两侧翼型件作用下产生升力，补偿浮力向上运动，通过上述方式，在保障通信浮体隐蔽性和安全性的同时，实现观测数据的实时回传和通信浮体的电量补充，大幅度增加了实时潜标工作时间，保证其长期稳定运行，极大节约了潜标系统的维护成本，同时，动力驱动系统也可将其沉降至水面下某一特定深度，保障其隐蔽性和安全性，满足深远海水文观测和敏感海域观测需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的侧面示意图；图2为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的正面示意图；图3为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的俯视图；图4为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的固定支柱的顶部传动示意图；图5为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的信号模块示意图；图6为本专利技术提供的一种实时潜标通信浮体的供电示意图。图中，1浮体电子舱，2翼型件，3凸起部，4推进器，5固定支柱，6太阳能电池板，7主控模块，8电源模块，9存储模块，10卫星通信模块，11GPS模块，12传感器模块,13传动杆，14锥齿轮，15控制电机，16驱动电机，17锂电池组，18太阳能电池组，19第一电极，20第二电极。具体实施方式为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，并结合附图对本专利技术做进一步的说明。参见图1至图6，本专利技术第一方面提供了一种实时潜标通信浮体，包括浮体电子舱1，所述浮体电子舱1两侧设有角度可调节的翼型件2，所述浮体电子舱1底部设有凸起部3，所述凸起部3上对称设有推进器4，所述浮体电子舱1顶部设有固定支柱5，所述固定支柱5顶部设有太阳能电池板6，所述固定支柱5内部还设有控制电机15，所述控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时潜标通信浮体，其特征在于，包括浮体电子舱，所述浮体电子舱两侧设有角度可调节的翼型件，所述浮体电子舱底部设有凸起部，所述凸起部上对称设有推进器，所述浮体电子舱顶部设有固定支柱，所述固定支柱顶部设有太阳能电池板，所述固定支柱内部还设有控制电机，所述控制电机带动所述太阳能电池板实现同步收缩折叠，所述浮体电子舱内设有主控模块、电源模块、存储模块、卫星通信模块、GPS模块、传感器模块；/n所述主控模块，用于实现通信浮体数据的接收处理及通信浮体的位置姿态调整；/n所述电源模块，用于存储太阳能电池板收集的电能，并为通信浮体提供活动能源；/n所述传感器模块，用于采集通信浮体的位置和姿态信息；/n所述存储模块，用于存储传感器模块所采集的数据；/n所述GPS模块，用于接收卫星定位信息；/n所述卫星通信模块，用于将通信浮体的数据以及定位信息发送至岸基中心。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时潜标通信浮体，其特征在于，包括浮体电子舱，所述浮体电子舱两侧设有角度可调节的翼型件，所述浮体电子舱底部设有凸起部，所述凸起部上对称设有推进器，所述浮体电子舱顶部设有固定支柱，所述固定支柱顶部设有太阳能电池板，所述固定支柱内部还设有控制电机，所述控制电机带动所述太阳能电池板实现同步收缩折叠，所述浮体电子舱内设有主控模块、电源模块、存储模块、卫星通信模块、GPS模块、传感器模块；
所述主控模块，用于实现通信浮体数据的接收处理及通信浮体的位置姿态调整；
所述电源模块，用于存储太阳能电池板收集的电能，并为通信浮体提供活动能源；
所述传感器模块，用于采集通信浮体的位置和姿态信息；
所述存储模块，用于存储传感器模块所采集的数据；
所述GPS模块，用于接收卫星定位信息；
所述卫星通信模块，用于将通信浮体的数据以及定位信息发送至岸基中心。


2.根据权利要求1所述的一种实时潜标通信浮体，其特征在于，所述固定支柱顶部四边均设有传动杆，所述传动杆的末端均设有锥齿轮，所述锥齿轮两两相互啮合，所述传动杆上均套设太阳能电池板，其中一个传动杆与所述控制电机相连，所述控制电机与所述主控模块信号相连，所述电源模块为所述控制电机供电。


3.根据权利要求2所述的一种实时潜标通信浮体，其特征在于，所述推进器包括保护外壳以及桨叶驱动杆、桨叶、驱动电机，所述桨叶驱动杆、桨叶、驱动电机均设置于保护外壳内部，所述驱动电机输出端与所述桨叶驱动杆相连，所述桨叶固定于所述桨叶驱动杆上，所述驱动电机与所述主控模块信号相连，所述电源模块为所述驱动电机供电。


4.根据权利要求3所述的一种实时潜标通信浮体，其特征在于，所述电源模块包括锂电池组以及太阳能电池组，所述锂电池组为主控模块、存储模块、GPS模块和卫星通信模块供电；
所述太阳能电池组的输入端与所述太阳能电池板电性相连，所述太阳能电池组的输入端分别与驱动电机、控制电机、传感器模块电性相连。


5.根据权利要求1所述的一种实时潜标通信浮体，其特征在于，所述浮体电子舱内部设有翼型件控制机构，所述翼型件控制机构与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜宗，田川，罗鹏，宋元杰，许达贞，徐霄阳，
申请(专利权)人：中国科学院深海科学与工程研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46