可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标制造技术

本实用新型专利技术涉及通信浮标，具体地说是一种可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，适用于海上长时观测作业及通讯中继作业，包括水面浮体、铠装系缆及水下游体，铠装系缆用于动力输送和信息传递，水下游体用于转化波浪能为驱动力，水面浮体与水下游体通过铠装系缆相连。本实用新型专利技术采用太阳能充电维持控制系统续航，采用水下游体转化波浪能推进方式实现有动力航行，具备水面气象观测、波浪观测、远距离航行、自守位、深海通讯中继、自主潜浮避险等功能。本实用新型专利技术采用环境能源保持生命力和运动能力，具备长时续航能力，可为海洋观测及水面水下联合作业提供有效的技术参考。提供有效的技术参考。提供有效的技术参考。

【技术实现步骤摘要】
可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标


[0001]本技术涉及通信浮标，具体地说是一种可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，适用于海面环境参数移动观测和水面水下联合作业。

技术介绍

[0002]浮标是进行海洋观测及研究的重要手段，主要以固定锚系浮标为主。固定锚系浮标的主要特点是采用海底固定的方式系留海面浮标在固定的位置进行海洋数据观测，这对海洋观测的位置选择、范围及效果都有一定的限制。当前，锚系浮标或漂流浮标多数需投放后，经过一段时间的数据采集或者遇到特殊破坏性天气前需要进行打捞，浪费了大量人力财力。现代海洋观测中急需一种能够自主应对恶劣天气、无需深海系泊，且具有运动控位能力的海洋观测浮标装备。

技术实现思路

[0003]为了满足现代海洋观测的需要，本技术的目的在于提供一种可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]本技术包括水面浮体、用于动力输送和信息传递的铠装系缆及用于转化波浪能为驱动力的水下游体，其中水面浮体与水下游体通过铠装系缆相连；
[0006]所述水面浮体包括浮体舱，该浮体舱外分别设有GPS/铱星天线、动中通、无限图传天线、进气阀组及管路、太阳能板、气囊、气动泵阀组和外油囊，所述浮体舱内分别设有控制器、内油囊、液压泵阀组及电池组，所述电池组分别与太阳能板及控制器相连，所述GPS/铱星天线、动中通、无限图传天线、进气阀组及管路和气动泵阀组分别与控制器连接，所述进气阀组及管路的进口连接大气，出口与所述气动泵阀组的进口连接，该气动泵阀组的出口与所述气囊入口相连；所述内油囊通过液压泵阀组与外油囊连接；
[0007]所述水下游体包括游体支架及分别安装在游体支架上的翼板、声通通信机、光纤连接器和转向舵机机构，该游体支架与铠装系缆的下端相连，所述游体支架上安装有多个翼板，每个所述翼板的两端端部均连接有翼板边缘封板；所述声通通信机、光纤连接器及转向舵机机构分别通过铠装系缆与所述控制器连接。
[0008]其中：所述浮体舱的上部固接有气囊保护罩，所述气囊容置于该气囊保护罩内，所述太阳能板固定在气囊保护罩及浮体舱上。
[0009]所述浮体舱为空心圆柱结构，所述气囊保护罩的外径大于浮体舱的外径，所述电池组安装于浮体舱内的底部。
[0010]所述浮体舱顶部设有上舱盖，所述动中通固定在该上舱盖上，所述动中通的底座上安装有所述GPS/铱星天线，所述无限图传天线和进气阀组及管路分别安装于GPS/铱星天线的天线杆上。
[0011]所述浮体舱内安装有波浪传感器，该波浪传感器与所述控制器连接。
[0012]所述浮体舱的外侧壁上安装有保型导流罩，该浮体舱的底部设有下舱盖，所述下舱盖上分别固接有连接架及底部导流罩，所述连接架与铠装系缆的上端相连，所述外油囊位于底部导流罩内。
[0013]所述铠装系缆包括系缆接插件线缆、硫化扁平线缆、挂接铰链及浮体连接架挂耳，所述游体支架及浮体舱的底部分别安装有浮体连接架挂耳，每个所述浮体连接架挂耳上均铰接有挂接铰链，所述硫化扁平线缆的两端分别与两个挂接铰链相连，该硫化扁平线缆的上端通过系缆接插件线缆与所述控制器连接，所述硫化扁平线缆的下端通过系缆接插件线缆与所述声通通信机、光纤连接器及转向舵机机构相连。
[0014]所述游体支架为上下两层，两层所述游体支架错落布置，任意一层的所述游体支架上安装有姿态传感器，该姿态传感器通过所述铠装系缆与所述控制器相连。
[0015]所述转向舵机机构包括密封舱、舵机控制器、转向舵机、舵片、水密接插件、传动机构及输出轴，该密封舱固定在所述游体支架上，所述密封舱内分别安装有舵机控制器及转向舵机，该舵机控制器通过所述密封舱上设置的水密接插件与铠装系缆连接，所述转向舵机与舵机控制器相连，所述输出轴的一端转动安装于密封舱上，另一端位于所述密封舱外部、并连接有舵片，所述转向舵机的输出端通过位于所述密封舱内的传动机构与输出轴相连。
[0016]所述传动机构为锥齿轮传动机构，即包括锥齿轮A及锥齿轮B，所述锥齿轮A与转向舵机的输出端相连，所述锥齿轮B安装于输出轴上，并与所述锥齿轮A啮合传动。
[0017]本技术的优点与积极效果为：
[0018]1.本技术的水面浮体为圆柱结构，通过不等径圆柱设计和低重心布置，具有较好的吸收波浪力和抗摇特性，具有优于船体结构稳性性能，有利于信息传输；本技术设有浮力调节气囊机构和辅助调节油囊机构，具有自潜浮定深功能。
[0019]2.本技术的水下游体通过铠装系缆与水面浮体相连接，通过拖曳光纤与海底目标通信，游体支架采用双层错落布置，增大运动性能，采用姿态传感器和转向舵机机构控制水下游体姿态，牵引水面游体运动，实现自守位功能。
[0020]3.本技术安装有光纤通信、水声通信设备，具备与深海目标通信功能；同时水面安装无限图传及动中通视频传输设备，可实现水面水下远程通信，具有较好的深海自守位无人值守通信中继功能。
附图说明
[0021]图1为本技术的整体结构示意图；
[0022]图2为本技术水面浮体的内部结构示意图；
[0023]图3为本技术水下游体的结构示意图；
[0024]图4为本技术的结构主视图；
[0025]图5为本技术的结构右视图；
[0026]图6为本技术的结构俯视图；
[0027]图7为本技术转向舵机机构的结构示意图；
[0028]图8为本技术铠装系缆的结构示意图；
[0029]其中：1为水面浮体，101为GPS/铱星天线，102为动中通，103为无限图传天线，104
为进气阀组及管路，105为太阳能板，106为气囊保护罩，107为气囊，108为气动泵阀组，109为控制器，110为内油囊，111为液压泵阀组，112为电池组，113为波浪传感器，114为外油囊，115为保型导流罩，116为连接架，117为底部导流罩，118为浮体舱，119为上舱盖，120为支架；
[0030]2为铠装系缆，201为系缆接插件线缆，202为硫化扁平线缆，203为挂接铰链，204为浮体连接架挂耳；
[0031]3为水下游体，301为翼板，302为游体支架，303为姿态传感器，304为声通通信机，305为光纤连接器，306为转向舵机机构，3061为密封舱，3062为舵机控制器，3063为转向舵机，3064为舵片，3065为水密接插件，3066为锥齿轮A，3067为锥齿轮B，3068为输出轴，307为翼板边缘封板，
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本技术作进一步详述。
[0033]如图1、图2、图4～6所示，本技术包括水面浮体1、铠装系缆2及水下游体3，其中水面浮体1为水密结构的圆柱耐压舱体，采用气囊和气囊保护罩布置于水面附近，用于吸收波浪能与防撞；水下游体3用于转化波浪能为驱动力，为双层错落布置结构；铠装系缆2为水面浮体1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，其特征在于：包括水面浮体(1)、用于动力输送和信息传递的铠装系缆(2)及用于转化波浪能为驱动力的水下游体(3)，其中水面浮体(1)与水下游体(3)通过铠装系缆(2)相连；所述水面浮体(1)包括浮体舱(118)，该浮体舱(118)外分别设有GPS/铱星天线(101)、动中通(102)、无限图传天线(103)、进气阀组及管路(104)、太阳能板(105)、气囊(107)、气动泵阀组(108)和外油囊(114)，所述浮体舱(118)内分别设有控制器(109)、内油囊(110)、液压泵阀组(111)及电池组(112)，所述电池组(112)分别与太阳能板(105)及控制器(109)相连，所述GPS/铱星天线(101)、动中通(102)、无限图传天线(103)、进气阀组及管路(104)和气动泵阀组(108)分别与控制器(109)连接，所述进气阀组及管路(104)的进口连接大气，出口与所述气动泵阀组(108)的进口连接，该气动泵阀组(108)的出口与所述气囊(107)入口相连；所述内油囊(110)通过液压泵阀组(111)与外油囊(114)连接；所述水下游体(3)包括游体支架(302)及分别安装在游体支架(302)上的翼板(301)、声通通信机(304)、光纤连接器(305)和转向舵机机构(306)，该游体支架(302)与铠装系缆(2)的下端相连，所述游体支架(302)上安装有多个翼板(301)，每个所述翼板(301)的两端端部均连接有翼板边缘封板(307)；所述声通通信机(304)、光纤连接器(305)及转向舵机机构(306)分别通过铠装系缆(2)与所述控制器(109)连接。2.根据权利要求1所述可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，其特征在于：所述浮体舱(118)的上部固接有气囊保护罩(106)，所述气囊(107)容置于该气囊保护罩(106)内，所述太阳能板(105)固定在气囊保护罩(106)及浮体舱(118)上。3.根据权利要求2所述可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，其特征在于：所述浮体舱(118)为空心圆柱结构，所述气囊保护罩(106)的外径大于浮体舱(118)的外径，所述电池组(112)安装于浮体舱(118)内的底部。4.根据权利要求1所述可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，其特征在于：所述浮体舱(118)顶部设有上舱盖(119)，所述动中通(102)固定在该上舱盖(119)上，所述动中通(102)的底座上安装有所述GPS/铱星天线(101)，所述无限图传天线(103)和进气阀组及管路(104)分别安装于GPS/铱星天线(101)的天线杆上。5.根据权利要求1所述可自主潜浮的虚拟锚系通信浮标，其特征在于：所述浮体舱(118)内安装有波浪传感器(113)，该波...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝德，赵文涛，孙朝阳，王迪，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：