【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋浮标领域，具体涉及一种分布式阵列的海带状智能浮标。
技术介绍
1、智能浮标作为现代海洋科学研究中的不可或缺的工具，具备先进的感知、通信和数据处理能力，为我们深入了解海洋内部复杂的物理、化学和生物过程，以及预测未来气候变化提供了重要支持，这些浮标能够在海洋中收集各种关键环境数据，如海水温度、盐度、流速、氧含量等，随后通过高效的无线通信系统将这些数据传输回陆地或数据中心，使科学家们能够实时监测和深入分析海洋环境的变化。
2、2023年7月，美国初创公司hyperkelp公布了一项引人注目的技术创新，该公司为美海军研发了一种新型的空投浮标，用于探测高超声速助推滑翔器的声学特征，并通过形成浮动网络来增强导弹防御能力；这些海上自由漂浮的“海带智能浮标”可以形成一种“警戒线或绊线”；尽管这些浮标与水面齐平漂浮，但浮标密度低至每25899.9平方千米一个单位，很难被敌方定位；此外，即使浮标漂出了既定范围，它们仍然能够提供海面风浪和温度等数据。
3、在发挥其重要作用的同时，智能浮标也面临一些挑战，尤其是在海上风浪较大、流速较快的情况下，浮标的位置稳定性和数据精度会受到影响，海上风浪和流速的变化可能导致浮标的位置偏移，进而影响数据的准确性和连续性，由于智能浮标通常以分布式阵列的方式部署，保证整体阵列的稳定性以及防止浮标之间的相互干扰和碰撞。
4、为了解决这些问题，从而提高智能浮标的实用性，于是，本专利技术提供一种分布式阵列的海带状智能浮标，以解决所述问题。
技术实现
1、本专利技术要解决的技术问题是：在海洋恶劣环境中，智能浮标的数据收集可能因海上风浪和强流速而受到明显干扰，这种情况在特定时段可能导致数据精度下降，而智能浮标作为分布式阵列的一部分，必须应对个体之间相互影响的问题，确保整体网络结构的稳固性和数据的准确性，因此需要针对这些挑战探索有效的技术和方法。
2、为解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种分布式阵列的海带状智能浮标，包括浮筒、塔架、下筒、检测机构和延伸机构；所述浮筒为空心锥台，浮筒的下端安装有下筒，下筒位于液面以下，浮筒的上端安装有塔架；所述延伸机构安装在下筒的内部，延伸机构和检测机构通过连接组件活动连接，并且通过海带状的检测软板将当前的水流波动速度进行收集并进行分析，延伸机构根据检测机构调整丝杠的长度，从而通过调节检测机构的深度去提高检测机构的精确度和稳定性。
3、浮标的浮筒形状为空心锥台的设计，使得浮标能够稳定地浮在水面上。在浮筒的上端安装了塔架，浮筒的下端连接着下筒，后者位于液面以下。这样的结构设计有助于保持浮标在恶劣海况下的稳定性，同时为后续功能模块的安装提供了坚实的基础；关键的延伸机构安装在下筒的内部，通过连接组件与检测机构实现灵活的联动，延伸机构与检测机构之间采用海带状的检测软板进行连接，这种设计不仅有效收集当前水流波动的速度数据，还对所收集的数据进行详尽的分析。通过延伸机构的智能调整，如根据检测机构的指引调整丝杠的长度，能够实现对检测机构深度的精准调节。这一过程为提高检测机构的精确度和稳定性创造了可能，从而为海洋环境监测、气象预测等领域的应用提供了可靠的数据支持。
4、所述延伸机构包括调控组件、丝杠、连接组件、限位块和转动电机；所述调控组件固定连接在浮筒的内部，丝杠转动连接在固定盘的下端，所述丝杠的末端固定连接有限位块，所述限位块对延伸机构对丝杠的延伸进行稳定，所述转动电机和固定盘同轴心固定连接，转动电机用于依靠调控组件对检测机构深度的调控进行不同档位的检测，由于通过调控组件的控制，能够将丝杠的深度在多个档位之间进行调节，并且进行固定，同时调节的深度能够确定，对于1m、2m、3m和5m范围内的深度，可以进行精确的把控，进而对当前深度的水流波动进行检测，并且结合分布式阵列的海上浮标，形成稳定的网格浮标圈。
5、所述调控组件包括固定盘、推动块、固定块、卡接杆和牵引杆；所述固定盘固定连接在浮筒的内部，固定盘的上端环形阵列有推动块和固定块，所述推动块和固定块交错布置，交错布置使得卡接杆的一端能够稳定卡接，并且能够在另一端卡接的过程中被牵引杆拉动，从而实现档位的调节，通过推动块对不同深度档位的调节，随后结合固定块，通过固定钳对固定块的固定，进而保证深度的稳定性，以及档位之间的调节；使得卡接杆和牵引杆能够交替卡接并减少错位的可能；固定盘的底面固定连接有环形支架且分别两端向上延伸出卡接柱和转动柱，通过推动块和固定块的交错布置，所述卡接杆的两端分别为与转动柱和推动块卡接的“钳”形结构，“钳”形结构的大小为刚好卡接，所以推动块能够在“钳”形结构内滑动，从而实现档位调节；卡接杆一端与卡接柱卡接，另一端与推动块卡接，牵引杆一端与卡接杆铰接，另一端与转动柱铰接；其中卡接杆和转动电机的输出轴所在的转动盘铰接，从而转动电机能够提供卡接杆调控的动力。
6、在浮筒内部的布置不仅提供了稳定的支撑，还实现了与其他机构的协同，固定盘作为调控组件的基础连接在浮筒内部，其上端环形阵列的推动块和固定块交错布置，从而创造了稳固的支撑平台。这个布局使得卡接杆和牵引杆能够以高度协调的方式交替卡接，有效减少错位可能性，固定盘的底部与环形支架固定连接，并且在两端向上延伸出卡接柱和转动柱。这种结构设计使得卡接杆具备特殊的“钳”形连接方式，一端与转动柱卡接，另一端与推动块卡接，而牵引杆则通过铰接方式与卡接杆和转动柱相连，进一步加强了机构的稳定性和灵活性。
7、所述卡接杆与推动块卡接端的上表面延伸出铰接轴，通过铰接轴，所述牵引杆在通过铰接轴去牵引卡接杆，并且所述卡接杆被限制在两个推动块之间，转动柱的下端转动连接固定钳，通过转动柱提供的转动限位，使得牵引杆能够围绕转动柱牵引卡接杆，从而使得卡接杆的两端能够稳定卡接推动块，所述固定钳固定连接在环形支架内并通过“钳”形结构与固定块卡接。
8、所述连接组件包括球形支座、弧形叶和滚动球；所述球形支座与转动杆固定连接，所述弧形叶的一端与丝杠的末端固定连接，弧形叶与球形支座之间设置有卡接滚动球的间隙，进而通过滚动球在球形支座内的滚动提高检测机构的稳定性；所述弧形叶设围绕丝杠环形阵列，进而形成包括球形支座的“爪”形结构，通过“爪”形结构将球形支座进行包裹，从而转动杆在“爪”形结构的包裹下实现多向转动；弧形叶与球形支座之间设置有卡接滚动球的间隙，由于弧形叶设置为可包括球形支座的弧形，并且半径大于球形支座，从而使得间隙能够让滚动球卡入，此时滚动球一方面提供弧形叶和球形支座卡接的调节，另外一方面提供了连接组件多向转动的可能。
9、所述球形支座表面设置有卡接滚动球的滑槽，所述滑槽围绕球形支座环形阵列布置，从而通过滚动球的多向转动提高检测机构对风浪的耐受性；通过长条形的滑槽，所述滚动球能够在滑槽的限位下，上下移动，从而使得检测机构能够在风浪大或者液面下流动速度较大的时候给予弯折的可能，进而使得海带状的检测软板波动稳定，减少外界对检测软板的检测精度影响，另外一方面，由于滚动球本身的球形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式阵列的海带状智能浮标，包括浮筒(1)、塔架(2)和下筒(3)，所述浮筒(1)为空心锥台，浮筒(1)的下端安装有下筒(3)，下筒(3)位于液面以下，浮筒(1)的上端安装有塔架(2)；其特征在于：还包括检测机构(4)和延伸机构(5)；所述延伸机构(5)安装在下筒(3)的内部，延伸机构(5)和检测机构(4)通过连接组件(53)活动连接，并且通过海带状的检测软板(43)将当前的水流波动速度进行收集并进行分析，延伸机构(5)根据检测机构(4)调整丝杠(52)的长度，从而通过调节检测机构(4)的深度去提高检测机构(4)的精确度和稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述延伸机构(5)包括调控组件(51)、丝杠(52)、连接组件(53)、限位块(54)和转动电机(55)；所述调控组件(51)固定连接在浮筒(1)的内部，丝杠(52)转动连接在固定盘(511)的下端，所述丝杠(52)的末端固定连接有限位块(54)，所述限位块(54)对丝杠(52)的延伸过程进行导向和稳定，进而使得检测机构(4)能够相对浮筒(1)深入液面检测；所述转动
3.根据权利要求2所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述调控组件(51)包括固定盘(511)、推动块(512)、固定块(513)、卡接杆(514)和牵引杆(515)；所述固定盘(511)固定连接在浮筒(1)的内部，固定盘(511)的上端环形阵列有推动块(512)和固定块(513)，所述推动块(512)和固定块(513)交错布置，从而使得卡接杆(514)和牵引杆(515)能够交替卡接并减少错位的可能；固定盘(511)的底面固定连接有环形支架(516)且分别两端向上延伸出卡接柱(5161)和转动柱(5162)，通过推动块(512)和固定块(513)的交错布置，卡接杆(514)一端与卡接柱(5161)卡接，另一端与推动块(512)卡接，牵引杆(515)一端与卡接杆(514)铰接，另一端与转动柱(5162)铰接；其中卡接杆(514)和转动电机(55)的输出轴所在的转动盘(56)铰接，从而转动电机(55)能够提供卡接杆(514)调控的动力。
4.根据权利要求3所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述卡接杆(514)的两端分别为与转动柱(5162)和推动块(512)卡接的“钳”形结构,使得卡接杆(514)能够在“钳”形结构的限位下进行滑动卡接；卡接杆(514)与推动块(512)卡接端的上表面延伸出铰接轴(5141)，转动柱(5162)的下端转动连接固定钳(517)，所述固定钳(517)固定连接在环形支架(516)内并通过“钳”形结构与固定块(513)卡接。
5.根据权利要求2所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述连接组件(53)包括球形支座(531)、弧形叶(532)和滚动球(533)；所述球形支座(531)与转动杆(42)固定连接，所述弧形叶(532)的一端与丝杠(52)的末端固定连接，弧形叶(532)与球形支座(531)之间设置有卡接滚动球(533)的间隙，进而通过滚动球(533)在球形支座(531)内的滚动使得检测机构(4)能够多向滑动。
6.根据权利要求6所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述球形支座(531)表面设置有卡接滚动球(533)的滑槽(534)，所述滑槽(534)围绕球形支座(531)环形阵列布置，从而通过滚动球(533)的多向转动使检测机构(4)在风浪大的条件下能够保证水平状态。
7.根据权利要求6所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述弧形叶(532)设置为围绕丝杠(52)环形阵列，进而形成包括球形支座(531)的“爪”形结构，通过“爪”形结构将球形支座(531)进行包裹，从而转动杆(42)在“爪”形结构的包裹下多向转动。
8.根据权利要求6所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述弧形叶(532)内侧开设有提供滚动球(533)滑动的竖形槽(535)，从而所述竖形槽(535)在限位滚动球(533)的过程中还提供弧形叶(532)与球形支座(531)卡接的条件。
9.根据权利要求1所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述检测机构(4)包括支板(41)、转动杆(42)和检测软板(43)；所述转动杆(42)的下端固定连接所述支板(41)，并且支板(41)围绕转动杆(42)呈“星”形展开，所述检测软板(43)的上端与支板(41)固...
【技术特征摘要】
1.一种分布式阵列的海带状智能浮标，包括浮筒(1)、塔架(2)和下筒(3)，所述浮筒(1)为空心锥台，浮筒(1)的下端安装有下筒(3)，下筒(3)位于液面以下，浮筒(1)的上端安装有塔架(2)；其特征在于：还包括检测机构(4)和延伸机构(5)；所述延伸机构(5)安装在下筒(3)的内部，延伸机构(5)和检测机构(4)通过连接组件(53)活动连接，并且通过海带状的检测软板(43)将当前的水流波动速度进行收集并进行分析，延伸机构(5)根据检测机构(4)调整丝杠(52)的长度，从而通过调节检测机构(4)的深度去提高检测机构(4)的精确度和稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述延伸机构(5)包括调控组件(51)、丝杠(52)、连接组件(53)、限位块(54)和转动电机(55)；所述调控组件(51)固定连接在浮筒(1)的内部，丝杠(52)转动连接在固定盘(511)的下端，所述丝杠(52)的末端固定连接有限位块(54)，所述限位块(54)对丝杠(52)的延伸过程进行导向和稳定，进而使得检测机构(4)能够相对浮筒(1)深入液面检测；所述转动电机(55)和固定盘(511)同轴心固定连接，转动电机(55)用于依靠调控组件(51)对检测机构(4)深度的调控进行不同档位的检测。
3.根据权利要求2所述的一种分布式阵列的海带状智能浮标，其特征在于：所述调控组件(51)包括固定盘(511)、推动块(512)、固定块(513)、卡接杆(514)和牵引杆(515)；所述固定盘(511)固定连接在浮筒(1)的内部，固定盘(511)的上端环形阵列有推动块(512)和固定块(513)，所述推动块(512)和固定块(513)交错布置，从而使得卡接杆(514)和牵引杆(515)能够交替卡接并减少错位的可能；固定盘(511)的底面固定连接有环形支架(516)且分别两端向上延伸出卡接柱(5161)和转动柱(5162)，通过推动块(512)和固定块(513)的交错布置，卡接杆(514)一端与卡接柱(5161)卡接，另一端与推动块(512)卡接，牵引杆(515)一端与卡接杆(514)铰接，另一端与转动柱(5162)铰接；其中卡接杆(514)和转动电机(55)的输出轴所在的转动盘(56)铰接，从而转动电机(55)能够提供卡接杆(514)调控的动力。
4.根据权利要求3所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶礼，吴家乐，左平成，朱文亮，王晓丽，倪立学，李成栋，王志博，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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