[发明专利]一种用于锚泊式海洋剖面观测平台的运动控制及通信装置

说明书

本发明涉及一种用于锚泊式海洋剖面观测平台的运动控制及通信装置，可应用于海洋水文气象参数的剖面观测领域。装置包括背板、限位板、棘轮、固定卡板、活动板、上下触发板、限位块、钢缆、限位滑块、通信接收端、通信发送端、浮材A、下盖板、浮材B、外壳盖板、外壳侧板；装置穿过并依附于钢缆，配合浮球和锚链工作；浮球随波浪起伏带动钢缆上下振荡，装置内部棘轮随之远离和靠近钢缆，使装置振荡向下运动；运动至钢缆底部和顶部时可自动切换和锁定运动状态；装置顶部具有可移动的通信装置。采用上述设计的锚泊式观测平台可在波浪驱动下进行自由往复运动，同时保证数据通信时间和质量，进行低功耗、长续航的海洋剖面观测。

技术领域

本发明涉及海洋水文观测设备领域，是一种用于锚泊式海洋剖面观测平台的运动控制及通信装置。

背景技术

海洋观测是人类认识和研究海洋的重要手段，海洋动力过程在时间与空间上差异明显，往往需要垂直剖面观测能力。传统海洋剖面观测仪器体积大、耗能大、续航时间短、数据传输困难、实时性差、回收不便、观测成本高。由于海洋环境复杂、条件恶劣，现有海洋剖面观测仪器往往受观测周期、设备动力供应、设备制造回收成本等诸多因素限制，没有成熟的低成本、长周期、数据实时稳定回传的自动化的监测解决方案。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种用于锚泊式海洋剖面观测平台的运动控制及通信装置，使得搭载本装置的海洋剖面观测平台在不增加电力驱动装置前提下仅依靠波浪起伏带动浮体和钢缆振荡实现观测设备在水下沿钢缆运动，周期性回传剖面观测数据，依靠装置的运动状态锁定切换以及可移动耦合线圈通信特性，在设备运动到钢缆顶部和底部时自动切换并锁定运动方向，同时回传观测数据，如此往复实现“零功耗”的海洋剖面观测和“准实时”的数据回传功能。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于锚泊式海洋剖面观测平台的运动控制及通信装置，部件包括背板、限位板、棘轮、固定卡板、活动板、上触发板、下触发板、限位块、钢缆、限位滑块、通信接收端、通信发送端、浮材A、下盖板、浮材B、外壳盖板、外壳侧板。

各部件装配方式和装配顺序，装置内部装配方式为，背板、限位板、棘轮、活动板，活动板带动棘轮位于装置中心，固定卡板装配于活动板两侧，上触发板和下触发板装配于活动板顶部和底部，钢缆穿过限位板中心，限位块固定于钢缆装置运动的下限处；装置外壳装配方式为，两组外壳侧板和外壳盖板四周装配组成装置外壳；装置浮材装配方式为，浮材A、浮材B分别装配于装置内部顶部底部两端和内外两侧；通信模块装配方式为，限位滑块通过螺孔固定于钢缆上部，通信发送端装配于装置外壳上部，通信接收端装配于限位滑块上。

作为优选方案，所述背板为2个材质为聚甲醛（POM）材料，背板具有4对孔位，用于固定装置各部件。

作为优选方案，所述限位板为2个，材质为316不锈钢材料，与背板对应位置具有4个孔位，对称的装配于背板上，装配后2个限位板间最小距离L_x大于钢缆直径D_g，限位板厚度T_x大于钢缆直径D_g，即L_xD_g、T_xD_g，使钢缆可以自由通过2个限位板间隙；限位板中部具有3组上下圆形中央矩形的槽孔，槽孔与水平夹角α=75°。

作为优选方案，所述棘轮为6个，材质为316不锈钢材料，由轮体和轴体组成，轮体直径小于限位板槽孔弧度直径，厚度小于限位板厚度；轴体直径小于活动板槽孔弧度直径小于轮体直径，厚度小于活动板厚度；轮面具有弧形凹槽，凹槽弧形直径D_j小于钢缆直径D_g，即D_jD_g，两棘轮凹槽组成圆弧，在限位槽底部时圆弧直径D_b小于钢缆（9）直径D_g可夹紧钢缆，在限位槽顶部时圆弧直径D_t大于钢缆直径D_g可容纳钢缆自由通过。