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原文传递一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统

专利名称：	一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统
摘要：	本发明涉及海洋监测设备领域，尤其是一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统。其包括:水帆、波浪能浮标平台、浮球、钢缆和锚块，所述水帆由四块帆板构成，四块帆板呈十字形固定连接于波浪能浮标平台的外框架上，所述浮球与钢缆的顶端相连接，所述锚块与钢缆的底端相连接，所述钢缆穿过波浪能浮标平台，所述波浪能浮标平台沿钢缆爬行。它可随海洋涡旋漂流，实现对海洋涡旋，尤其亚中尺度涡旋三维剖面结构的长时间连续、自适应跟踪、多参数同步、超高时空分辨观测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国海洋大学
发明人：	杨杰;陈戈;于方杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910230805.8
公开号：	CN109878638A
代理机构：	青岛鼎丞智佳知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	曲志乾
分类号：	B63B22/00(2006.01);B;B63;B63B;B63B22
申请人地址：	266000 山东省青岛市崂山区松岭路238号
主权项：	1.一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于，包括:水帆(600)、波浪能浮标平台(500)、浮球(6)、钢缆(7)和锚块(9)，所述水帆(600)由四块帆板构成，四块帆板呈十字形固定连接于波浪能浮标平台的外框架上，所述浮球(6)与钢缆(7)的顶端相连接，所述锚块(9)与钢缆(7)的底端相连接，所述钢缆(7)穿过波浪能浮标平台(500)，所述波浪能浮标平台(500)沿钢缆(7)爬行。 2.根据权利要求1所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述钢缆(7)上固定有上触发块(87-1)和下触发块(87-2)，所述上触发块(87-1)靠近浮球(6)，所述下触发块(87-2)靠近锚块(9)，所述波浪能浮标平台(500)包括支撑柱(50)、隔离架(51)、大浮块(52)、主支撑板(80)、钢缆单/双向控制单元(100)、杠杆单元(200)、同心限位单元(300)，所述隔离架(51)和支撑柱(50)构成一可搭载各种传感器的搭载平台，所述隔离架(51)固接于支撑柱(50)上，所述主支撑板(80)为两块，固定安装于隔离架(51)上；所述大浮块(52)可拆卸对称连接于隔离架(51)左右两侧上，所述钢缆单/双向控制单元(100)、杠杆单元(200)和同心限位单元设置于两主支撑板(80)之间，所述钢缆(7)穿过同心限位单元(300)和钢缆单/双向控制单元(100)，由钢缆单/双向控制单元(100)控制钢缆可双向运动或仅可单向运动，所述波浪能浮标平台(500)完全浸没于海水中所受的浮力大于其自重。 3.根据权利要求2所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述钢缆单/双向控制单元(100)包括基板(1)、契形框(2)、卡轮(21)、卡轮框(3)、切换板(4)和卡块(10)，所述切换板(4)、卡轮框(3)、契形框(2)和基板(1)由前至后依次排列，所述契形框(2)固接于基板(1)上，所述契形框(2)具有导向槽(20)，所述导向槽(20)上宽下窄，所述卡轮框(3)滑动连接于契形框(2)上，可相对契形框(2)上下滑动；所述卡轮框(3)具有与导向槽(20)等数量的框槽(30)，框槽(30)之间由横板(32)分隔，所述卡轮(21)位于导向槽(20)和框槽(30)中，每个导向槽(20)中具有两个卡轮(21)，所述切换板(4)与卡轮框(3)相固接，所述切换板(4)下部两侧各具有一条弹性条(40)，所述弹性条(40)的尾端均具有一三角形凸起(41)，所述卡块(10)为两个，固定安装于基板(1)上；所述卡块(10)具有止挡弹性条(40)三角形凸起(41)的凸起部，所述凸起部为三角形，顶面和底面均为斜面；所述三角形凸起(41)的顶面和底面均为斜面，所述杠杆单元(200)包括杠杆(82)、杠杆架(83)、转轴(84)和连接块，所述连接块固定安装于切换板(4)上，所述杠杆(82)与连接块相固接，所述杠杆架(83)的两端分别与两主支撑板(80)转动连接，所述转轴(84)连接于杠杆架上，所述杠杆(82)的两端开设有安装通孔(82a)，所述安装通孔(82a)的孔径大于转轴(84)的直径，所述转轴(84)穿过杠杆(82)的安装通孔(82a)，所述基板(1)与主支撑板(80)相固接，所述杠杆架(83)、转轴(84)、同心限位单元(300)均为两个，两同心限位单元(300)分设于钢缆单/双向控制单元(100)上下两侧，两杠杆架(83)分设于杠杆(82)的上下两端处。 4.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述杠杆架(83)由左横杆部(83-1)、右横杆部(83-2)和U形臂(83-3)一体构成，所述左横杆部(83-1)与左侧主支撑板(80)转动连接，所述右横杆部(83-2)与右侧主支撑板(80)转动连接，转轴(84)连接于U形臂(83-3)上，所述左横杆部(83-1)和右横杆部(83-2)的轴线重合，所述转轴(84)的轴线与左横杆部(83-1)的轴线平行但不重合，钢缆(7)穿过U形臂和转轴(84)围成的闭合区域。 5.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述同心限位单元(300)包括：上安装框(88-1)、下安装框(88-2)、支撑块(88-3)、固定板(88-4)、第一销轴(88-5)、第一滚筒(88-6)、第二销轴(88-7)和第二滚筒(88-8)，所述上安装框(88-1)、下安装框(88-2)、支撑块(88-3)通过螺栓由上至下依次固接于一起，所述支撑块(88-3)与主支撑板相固接，所述第一销轴(88-5)固定安装于上安装框(88-1)上，所述第一销轴(88-5)为两条，平行布设；所述第一滚筒(88-6)套装于第一销轴(88-5)上，所述第二销轴(88-7)固定安装于下安装框(88-2)上，所述第二销轴(88-7)为两条，平行布设；所述第二滚筒(88-8)套装于第二销轴(88-7)上，所述第一销轴(88-5)的轴线与第二销轴(88-7)的轴线相垂直，所述固定板(88-4)的底部通过螺栓与下安装框(88-2)相固接，固定板(88-4)的头端与上安装框(88-1)相卡接，所述钢缆(7)穿于两第一滚筒(88-6)之间及两第二滚筒(88-8)之间，所述支撑块(88-3)通过螺栓与主支撑板(80)相固接。 6.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述钢缆单/双向控制单元(100)还包括等高柱(46)和螺钉(47)，所述基板(1)的两侧处开设有螺纹孔，所述契形框(2)的两侧处开设有通孔(22)，所述卡轮框(3)和切换板(4)的两侧处开设有长条形限位槽(33)，所述等高柱(46)具有中空的头部和杆部，所述等高柱(46)的杆部依次穿过切换板(4)上的长条形限位槽(33)、卡轮框(3)上的长条形限位槽(33)和契形框(2)上的通孔(22)，所述螺钉(47)穿入等高柱(46)中并与基板(1)上的螺纹孔螺纹连接，所述螺钉(47)的螺头压紧等高柱(46)的头部，所述卡轮(21)被夹于基板(1)和切换板(4)之间且卡轮(21)的前端面与切换板(4)的后端面之间具有间隙。 7.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：当切换板(4)处于向下最大行程处时，卡轮(21)夹于导向槽(20)底边和框槽(30)顶边之间，此时导向槽(20)的底边、与导向槽(20)对应的框槽(30)的顶边及导向槽(20)的两侧边围成一上宽下窄的区域(36)，所述区域(36)的高度大于卡轮(21)的直径，两卡轮(21)位于区域(36)的最底部处时，两卡轮(21)之间的最近距离小于钢缆的直径，两卡轮(21)位于区域(46)的最顶部处时，两卡轮(21)之间的最近距离大于钢缆的直径。 8.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述杠杆单元(200)还包括调节浮块(85)，所述调节浮块(85)固定安装于杠杆上，所述调节浮块(85)密度小于水，所述调节浮块(85)在水中提供的净浮力F净(浮块)与杠杆架(83)在水中的净重力G净(杠杆架)及杠杆(82)在水中的净重力G净(杠杆)三者之间的关系为：F净(浮块)＝G净(杠杆)+2G净(杠杆架)。 9.根据权利要求3所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：还包括小浮块(53)，其可拆卸连接于波浪能浮标平台(500)的前侧面和后侧面遮挡钢缆单/双向控制单元(100)、杠杆单元(200)、同心限位单元(300)。 10.根据权利要求1所述的一种应用于海洋涡旋三维剖面结构现场观测的浮标系统，其特征在于：所述水帆采用亲水性强、耐磨性好的尼龙材料，所述水帆表面加绒毛以增加粗糙度。
所属类别：	发明专利