一种浮标系泊系统技术方案

本发明专利技术提供了一种浮标系泊系统，涉及浮标系泊技术领域，包括控制子系统和系泊子系统；控制子系统包括陆基信号处理中心

【技术实现步骤摘要】
一种浮标系泊系统


[0001]本专利技术涉及浮标系泊
，具体涉及一种浮标系泊系统
。

技术介绍

[0002]浮标是一种用于标志水体中特定位置的装置，常见于海洋
、
湖泊和河流等水域中
。
浮标可以用于海洋
、
湖泊和河流等水域中的测量和调查工作，浮标还可以搭载各种传感器和监测设备，用于监测和记录水中的各种环境参数，帮助研究人员获取海洋数据并深入研究海洋领域的各种问题
。
[0003]浮标作业常常使用浮标系泊系统
。
浮标作业需要在水体中进行，而水流和风浪等自然力量会对浮标产生影响，使其容易漂移或偏离预定位置，因此需要使用系泊系统来固定浮标在特定位置上
。
通过使用系泊系统，可以确保浮标在水体中稳定停留，以便进行测量
、
监测
、
科研
、
救援等工作
。
[0004]相比于内陆水域和近海的风平浪静，在深海浮标作业过程中，由于深海的海风急
、
海浪高，海文条件复杂，浮标系泊系统容易发生破坏甚至断裂，发生跑标
、
走标等现象
。
特别是在台风巨浪等极端暴烈海况下，浮标系泊系统对暴烈海况来不及反应，在很短的时间内，浮标系泊系统承受的力急剧增高，浮标系泊系统被动的
、
机械的承受风浪流的叠加冲击，最后系泊系统承受的力超出浮标系泊系统的极限载荷，使浮标系泊系统遭到破坏，发生损伤甚至断裂，出现跑标
、
走标等现象，造成巨大的经济损失，影响科研周期与数据安全
。
[0005]以上为现有技术的不足之处
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种浮标系泊系统，可以根据海浪情况及时控制浮标系泊系统做出反应，缓冲极端海流的冲击，使浮标系泊系统的实际工作载荷始终保持在浮标系泊系统的断裂载荷之下，保证浮标系泊系统的安全，避免出现跑标和走标的现象
。
[0007]本专利技术提供了一种浮标系泊系统，系统包括控制子系统和系泊子系统；控制子系统包括陆基信号处理中心
、
无线信号传输器
、
定位仪
、
风速仪
、
流速流向仪和张力仪；浮标系泊子系统包括浮标平台
、
缆绳
、
锚点
、
电动绞车和驱动电机；陆基信号处理中心通过无线信号传输器分别与定位仪
、
风速仪
、
流速流向仪
、
张力仪
、
电动绞车和驱动电机信号连接；无线信号传输器
、
定位仪
、
风速仪
、
电动绞车和驱动电机均设置在浮标平台上；电动绞车与锚点通过缆绳连接；流速流向仪和张力仪设置在缆绳上；陆基信号处理中心配设有水动力模型，用于根据风速仪
、
流速流向仪和张力仪所采集的实时数据计算缆绳所受拉力
、
缆绳所需长度和
/
或驱动电机的驱动功率和驱动
方向，并通过无线信号传输器控制电动绞车和驱动电机来调整缆绳，使缆绳所受拉力小于缆绳临界拉力
。
[0008]进一步地，所述陆基信号处理中心还包括预测模拟模块，用于接收气象数据，并根据气象数据分析台风过境时的风力峰值
、
海流流速峰值
、
最大波流力
、
海水水流方向和海浪峰值，预测缆绳在台风过境时所受最大拉力，并基于最大拉力计算缆绳所需长度，并基于水动力模型计算的实时缆绳所受拉力，计算调整到缆绳最大拉力时，所需的驱动电机的最大驱动功率和驱动时间，当最大驱动功率大于等于功率阈值或驱动时间大于等于时间阈值时，控制电动绞车调整缆绳到
。
[0009]进一步地，所述陆基信号处理中心用于实时检测流速流向仪的流速数据，判断流速流向仪的流速变化数值是否超出流速阈值；当流速流向仪的流速变化数值小于等于流速阈值时，仅控制电动绞车调节缆绳长度；当流速流向仪的流速变化数值大于流速阈值时，控制电动绞车调节缆绳长度同时调节驱动电机的驱动功率和驱动方向
。
[0010]进一步地，所述陆基信号处理中心还用于实时检测流速流向仪的流向数据，判断流速流向仪的流向变化数值是否超出流向阈值；若流速流向仪的流向变化数值超出流向阈值，则判断缆绳存在扭转，控制驱动电机的驱动方向，向缆绳扭转的反方向移动，直至缆绳不存在扭转
。
[0011]进一步地，所述陆基信号处理中心实时检测定位仪采集的位置信息，判断浮标平台是否移出浮标平台的设置范围，当浮标平台移出设置范围时，控制驱动电机移动浮标平台，使浮标平台处于浮标平台的设置范围内
。
[0012]进一步地，所述陆基信号处理中心还设置有报警装置，报警装置包括声音报警器和警示灯；当浮标系泊子系统的缆绳所受拉力大于或等于缆绳的断裂载荷时，控制报警装置启动一级报警模式；当浮标系泊子系统的缆绳所受拉力大于或等于缆绳临界拉力时，控制报警装置启动二级报警模式
。
[0013]进一步地，所述一级报警模式为控制警示灯闪烁，所述二级报警模式为控制声音报警器报警并控制警示灯闪烁
。
[0014]进一步地，所述缆绳贯穿有包塑导线束；无线信号传输器通过包塑导线束与电动绞车
、
驱动电机
、
定位仪
、
风速仪
、
流速流向仪和张力仪进行连接
。
[0015]进一步地，系泊子系统还包括光电装置
、
风电装置和蓄电池；光电装置
、
风电装置和蓄电池均设置在浮标平台上，光电装置和风电装置通过包塑导线束分别与蓄电池连接，用于为蓄电池提供电能；
蓄电池通过包塑导线束为无线信号传输器
、
电动绞车
、
驱动电机
、
定位仪
、
风速仪
、
流速流向仪和张力仪提供电源
。
[0016]进一步地，所述驱动电机和所述张力仪均至少设置有1个；所述陆基信号处理中心可同时控制多个浮标系泊子系统
。
[0017]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供了一种浮标系泊系统，通过水动力模型，根据采集的实时数据计算缆绳所受拉力
、
缆绳所需长度和
/
或驱动电机的驱动功率和驱动方向，并控制电动绞车和驱动电机来调整缆绳，使缆绳所受拉力小于缆绳临界拉力
。
本专利技术通过实时数据计算缆绳所受压力，精准控制电动绞车和驱动电机做出反应，使缆绳所受拉力始终小于缆绳临界拉力值，保证缆绳的安全，避免出现跑标
、
走标等现象，达到减少经济损失，确保科研周期与数据安全的目的
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种浮标系泊系统，其特征在于，系统包括控制子系统和系泊子系统；控制子系统包括陆基信号处理中心（1）
、
无线信号传输器（4）
、
定位仪（5）
、
风速仪（
10
）
、
流速流向仪（
11
）和张力仪（
12
）；浮标系泊子系统包括浮标平台（2）
、
缆绳（3）
、
锚点（
13
）
、
电动绞车（9）和驱动电机（8）；陆基信号处理中心（1）通过无线信号传输器（4）分别与定位仪（5）
、
风速仪（
10
）
、
流速流向仪（
11
）
、
张力仪（
12
）
、
电动绞车（9）和驱动电机（8）信号连接；无线信号传输器（4）
、
定位仪（5）
、
风速仪（
10
）
、
电动绞车（9）和驱动电机（8）均设置在浮标平台（2）上；电动绞车（9）与锚点（
13
）通过缆绳（3）连接；流速流向仪（
11
）和张力仪（
12
）设置在缆绳（3）上；陆基信号处理中心（1）配设有水动力模型，用于根据风速仪（
10
）
、
流速流向仪（
11
）和张力仪（
12
）所采集的实时数据计算缆绳（3）所受拉力
、
缆绳（3）所需长度和
/
或驱动电机（8）的驱动功率和驱动方向，并通过无线信号传输器（4）控制电动绞车（9）和驱动电机（8）来调整缆绳（3），使缆绳（3）所受拉力小于缆绳（3）临界拉力
。2.
根据权利要求1所述的浮标系泊系统，其特征在于，所述陆基信号处理中心（1）还包括预测模拟模块，用于接收气象数据，并根据气象数据分析台风过境时的风力峰值
、
海流流速峰值
、
最大波流力
、
海水水流方向和海浪峰值，预测缆绳（3）在台风过境时所受最大拉力，并基于最大拉力计算缆绳（3）所需长度，并基于水动力模型计算的实时缆绳（3）所受拉力，计算调整到缆绳（3）最大拉力时，所需的驱动电机（8）的最大驱动功率和驱动时间，当最大驱动功率大于等于功率阈值或驱动时间大于等于时间阈值时，控制电动绞车（9）调整缆绳（3）到
。3.
根据权利要求2所述的浮标系泊系统，其特征在于，所述陆基信号处理中心（1）用于实时检测流速流向仪（
11
）的流速数据，判断流速流向仪（
11
）的流速变化数值是否超出流速阈值；当流速流向仪（
11
）的流速变化数值小于等于流速阈值时，仅控制电动绞车（9）调节缆绳（3）长度；当流速流向仪（
11
）的流速变化数值大于流速阈值时，控制电动绞车（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈明，刘玉磊，宋炳涛，刘瑞强，王成成，巩亮，夏然然，孟晓，张晓慧，
申请(专利权)人：青岛鲁普耐特绳网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：