一种新能源海上智能浮标系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源海上智能浮标系统，包括浮体和浮标立柱，所述浮体内部设置有浮力调节机构，所述边缘计算模块输出控制所述浮力调节机构动作；所述浮体的四周圆周分布式设置多个外推板，每个所述外推板均通过外推机构沿浮体的径向移动，所述浮体的底部设有悬浮在海面下方的下坠块，所述浮体随海面浮动时，所述下坠块与所述浮体的间距发生波动变化，所述浮标立柱上设有用于驱离海鸟的驱离机构，所述驱离机构与所述下坠块连接并同步动作；浮力调节机构和外推机构可以有效防止不明人员对浮标的破坏，并且具有规避海洋生物等主动型安防效果。防效果。防效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源海上智能浮标系统


[0001]本专利技术涉及海洋人工智能领域
，具体为一种新能源海上智能浮标系统。

技术介绍

[0002]远海浮标是无人海洋测绘重要的组成部分，亟需在传统的单一功能(单一功能是指目前浮标只能搭载传感器进行探测)状态下进行人工智能升级，除了针对其搭载的传感器数据进行智能化处理外，针对其机体健康状态的监测尤为重要，如传感器缺失以及形变等常见问题，海洋浮标传感器由于受缺乏远程现场监管以及受通信带宽限制以及计算能力和能耗问题的限制，难以形成自动化的安全监管以及外观状态检测边缘计算系统，近年来随着人工智能芯片以及低功耗相机的不断发展，已经能够满足海洋大规模分布式观探测装备的现实需求。针对浮标智能终端计算和存储资源受限等问题，本专利提出了一种基于边缘计算和环境自适应深度学习模型的智能浮标重点，其旨在确保适当性能的条件下,能自适应地根据环境变化动态调整模型,从而降低资源消耗、提高运算效率，开拓无人海洋测绘新模式和新的应用领域势在必行。
[0003]远海浮标通信主要依靠铱星通信，通信成本较高，在出现浮标破坏以及传感器异常的情况下，无法将浮标实时视频检测数据传回岸基数据中心，基于边缘计算技术的智能化监测系统能够很好的解决此类问题。
[0004]但是目前，浮标搭载的传感器设备经常遭到不明国籍渔民以及不明人员破坏，现有的浮标智能化系统难以对此类行为进行有效识别、报警、驱离、取证，也难以对传感器的有损情况进行识别。
[0005]基于此，本专利技术设计了一种新能源海上智能浮标系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种新能源海上智能浮标系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种新能源海上智能浮标系统，包括浮体和浮标立柱，所述浮体锚定在漂浮在海洋面上，所述浮标立柱竖直固定在浮体的轴心位置，所述浮标立柱上安装有图形采集模块、水面传感器簇、边缘计算模块、通信模块和太阳能供电模块；
[0009]所述浮体内部设置有浮力调节机构，所述边缘计算模块输出控制所述浮力调节机构动作，所述浮力调节机构通过调节浮体的整体浮力用于控制浮体顶面位于海平面的上侧或下侧；
[0010]所述浮体的四周圆周分布式设置多个外推板，每个所述外推板均通过外推机构沿浮体的径向移动，所述边缘计算模块的输出端控制所述外推机构控制端用于在有外部物体靠近时驱动多个所述外推板向外撑开；
[0011]所述浮体的底部设有悬浮在海面下方的下坠块，所述浮体随海面浮动时，所述下
坠块与所述浮体的间距发生波动变化，所述浮标立柱上设有用于驱离海鸟的驱离机构，所述驱离机构与所述下坠块连接并同步动作。
[0012]优选的，所述浮标立柱的顶部安装有立柱架，所述立柱架中心位置竖直安装有用于防雷的避雷针，所述图形采集模块包括架设在立柱架边侧的图形采集设备，所述太阳能供电模块包括多块铺设在立柱架上的太阳能电池板，所述水面传感器簇包括卫星定位系统、通信系统、气压计和风速计，所述边缘计算模块内置安装在浮体内。
[0013]优选的，所述浮力调节机构包括浮力箱和多个水泵，所述浮体内底部开设有底座腔，所述底座腔内安装浮力箱，所述浮力箱的两侧安装分别安装有一个所述水泵，底座腔左侧的所述水泵的抽水端通过浮体底部面板开设的水口与外部海水相通，底座腔左侧的所述水泵的排水端与所述浮力箱内顶部相通，底座腔右侧的所述水泵的抽水端与所述浮力箱的内底部相通，底座腔右侧的所述水泵的排水端通过浮体底部面板开设的水口与外部海水相通。
[0014]优选的，所述外推机构包括安装固定在外推板内侧壁左右两侧的推杆，所述推杆密封滑动穿入所述底座腔内，所述底座腔内顶部转动安装有主动锥齿，所述主动锥齿四周圆周分布式的啮合转动安装有多个随动锥齿，所述底座腔内壁圆周分布式转动安装有多根外推丝杆，所述外推丝杆上螺纹套设有丝杆螺块，所述丝杆螺块的顶端滑动卡设在所述底座腔的内顶面，所述丝杆螺块的左右两侧固定有所述推杆，每个所述随动锥齿对应每个所述外推丝杆位置固定在外推丝杆的内端头，所述主动锥齿的轴心位置固定有锥齿轴管，所述浮标立柱内倒置安装有外推电机，所述外推电机的电机轴固定连接着驱动齿轮，所述锥齿轴管顶部滑动穿入浮标立柱内部，所述锥齿轴管顶部外壁设有用于与所述驱动齿轮啮合的齿圈。
[0015]优选的，所述驱离机构包括多根柔性驱带，多根所述柔性驱带圆周分布式的固定在连接环外侧壁，所述连接环整体套设在所述避雷针外圈，所述连接环底部设有用于将连接环水平撑起的驱赶升杆，所述驱赶升杆底部固定连接有用于顶升驱赶升杆的浮动穿杆，所述浮动穿杆沿浮体和浮标立柱轴心密封滑动竖直穿过并固定在所述下坠块顶部。
[0016]优选的，所述锥齿轴管中心开设有用于浮动穿杆竖直穿过的竖孔，所述浮力箱中心位置设有用于浮动穿杆密封竖直穿过的箱密封穿管。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1.本专利技术通过设置的浮力调节机构和外推机构可以有效防止不明人员对浮标的破坏，并且具有规避海洋生物等主动型安防效果；
[0019]2.设置的驱离机构可以跟随海面浪涌波动，自动的防止海鸟对浮标立柱安装的设备的损坏；
[0020]3.本专利技术的技术方案是构建基于图像采集模块、低功耗边缘计算模块、通信模块、能源模块的浮标传感器状态自动化监测系统，集成人工智能深度学习技术、边缘计算技术、5G(近海)技术，此方案具有低功耗、取景稳定、先进性的特点。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术前侧视角结构示意图；
[0023]图2为图1的左视图；
[0024]图3为图1沿浮体的轴向竖直面剖开后的结构示意图；
[0025]图4为立柱架的结构示意图；
[0026]图5为外推机构和驱离机构的结构示意图；
[0027]图6为连接环的结构示意图；
[0028]图7为单个外推板与主动锥齿的连接结构示意图；
[0029]图8为本专利技术各模块间的系统工作原理图。
[0030]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0031]浮体1、底座腔10、浮力箱11、箱密封穿管12、水泵13、水口14、浮标立柱2、立柱架20、太阳能电池板21、避雷针22、相机23、外推板3、推杆30、外推丝杆31、丝杆螺块32、随动锥齿33、主动锥齿34、锥齿轴管35、驱动齿轮36、外推电机37、柔性驱带4、连接环40、驱赶升杆41、浮动穿杆42、下坠块43。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源海上智能浮标系统，包括浮体(1)和浮标立柱(2)，所述浮体(1)锚定在漂浮在海洋面上，所述浮标立柱(2)竖直固定在浮体(1)的轴心位置，所述浮标立柱(2)上安装有图形采集模块、水面传感器簇、边缘计算模块、通信模块和太阳能供电模块，其特征在于：所述浮体(1)内部设置有浮力调节机构，所述边缘计算模块输出控制所述浮力调节机构动作，所述浮力调节机构通过调节浮体(1)的整体浮力用于控制浮体(1)顶面位于海平面的上侧或下侧；所述浮体(1)的四周圆周分布式设置多个外推板(3)，每个所述外推板(3)均通过外推机构沿浮体(1)的径向移动，所述边缘计算模块的输出端控制所述外推机构控制端用于在有外部物体靠近时驱动多个所述外推板(3)向外撑开；所述浮体(1)的底部设有悬浮在海面下方的下坠块(43)，所述浮体(1)随海面浮动时，所述下坠块(43)与所述浮体(1)的间距发生波动变化，所述浮标立柱(2)上设有用于驱离海鸟的驱离机构，所述驱离机构与所述下坠块(43)连接并同步动作。2.根据权利要求1所述的一种新能源海上智能浮标系统，其特征在于：所述浮标立柱(2)的顶部安装有立柱架(20)，所述立柱架(20)中心位置竖直安装有用于防雷的避雷针(22)，所述图形采集模块包括架设在立柱架(20)边侧的图形采集设备(23)，所述太阳能供电模块包括多块铺设在立柱架(20)上的太阳能电池板(21)，所述水面传感器簇包括卫星定位系统(24)、通信系统(25)、气压计(26)和风速计(27)，所述边缘计算模块内置安装在浮体(1)内。3.根据权利要求2所述的一种新能源海上智能浮标系统，其特征在于：所述浮力调节机构包括浮力箱(11)和多个水泵(13)，所述浮体(1)内底部开设有底座腔(10)，所述底座腔(10)内安装浮力箱(11)，所述浮力箱(11)的两侧安装分别安装有一个所述水泵(13)，底座腔(10)左侧的所述水泵(13)的抽水端通过浮体(1)底部面板开设的水口(14)与外部海水相通，底座腔(10)左侧的所述水泵(13)的排水端与所述浮力箱(11)内顶部相通，底座腔(10)右侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宪明，许佳立，魏志强，贾东宁，殷波，马猛飞，王勇，吕梦嘉，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：