一种水上固定连接探测系统

1.本实用新型属于水上装备设计技术领域，具体涉及一种水上固定连接探测系统。


背景技术：

2.随着粒子天体物理的发展，尤其是在超高能伽马天文与极高能宇宙线领域的探测技术不断发展，越来越有需求将大量的设备按照一定的位置要求固定安装到大范围的野外开阔水域上。然而目前，野外水域工况复杂恶劣，大风、水位变化等外界因素使探测设备尤其是数量较大时，难以固定在水面上并保持其位置精度，导致探测设备的稳定性能难以保证。因此，需要有一种合适的固定连接系统能够将探测设备固定在水面上，并且在一定范围内实现自动调节和平衡，以节省人力调整。
3.目前，将设备固定安装到水面上的方式，主要方案是将设备固定放置于浮漂上，然后将浮漂的下端通过钢索、锚或者配重固定在水底相应的位置，以实现设备固定安装到水面。
4.现有技术的缺点如下：
5.1.操作安装较困难：由于水深通常不一致，大量的探测设备每个都有自己的配重/锚要固定在水底，安装困难；
6.2.位置标定较困难：大量的探测设备，每个都有自己既定的位置要求，然而由于该方式的探测设备的固定点都在水下，保证其位置比较困难，安装误差较大；
7.3.调节困难：在野外，水位会随着季节发生一定的变化，此种固定安装方式使探测设备位置随水位、风载等外界因素变动较大且调节困难。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种水上固定连接探测系统，可以将单个或大量设备简便的固定安装至水面上，并保证一定的位置精度，同时，在长时间的运行工作时，降低外界因素的影响，其位置、状态能够保持，提高探测设备的稳定性。
9.本实用新型是针对需要在水面上使用的设备设计了一种水上固定连接探测系统，通过钢索，实现了将不同数量、形状的设备按照需求连接在水面上，还可以通过监测受力及设备的位移情况，通过结合自动力平衡单元，可以实现探测设备不同需求的自平衡固定连接，提高了探测设备的位置精度。
10.本实用新型的水上固定装置包含定位单元、测力单元、自动力平衡单元；定位单元可以实时监测不同工况下的探测设备位置状态；自动力平衡单元可以根据需求对探测设备位置实现必要的调整。
11.针对存在大量探测设备时，可以将单个固定连接装置根据需求连接成为大阵列系统。
12.本实用新型的技术方案为：
13.一种水上固定连接探测系统，其特征在于，包括多个固定装置和一中控单元，所述固定装置包括浮漂、定位单元、测力单元、自动力平衡单元；
14.所述浮漂，用于连接固定探测设备；各所述浮漂通过钢索按照设定方式进行连接成一探测阵列，所述探测阵列通过钢索与至少两个岸边固定点连接；每一钢索上连接一测力单元和一自动力平衡单元；每一所述浮漂上设有一定位单元；
15.所述定位单元，用于监测所在浮漂的位移信息并将其发送给所述中控单元；
16.所述测力单元，用于实时监测所在钢索的受力信息并将其发送给所述中控单元；
17.所述中控单元，用于根据收到的位移信息、受力信息生成控制指令发送给所述自动力平衡单元；
18.所述自动力平衡单元，用于根据收的控制指令调整对所在钢索施加的拉力。
19.进一步的，所述浮漂上的前、后、左、右侧面上分别设置一连接环，用于连接钢索。
20.进一步的，所述钢索为钢丝绳。
21.进一步的，所述设定方式为：任意两相邻的所述浮漂通过钢索连接，形成一网状探测阵列。
22.进一步的，所述设定方式为：将同一行上的两相邻的所述浮漂通过钢索连接，每一行上两端的所述浮漂通过钢索与岸边固定点连接。
23.本实用新型的优点如下：
24.1.不需要任何水下安装，所有固定安装、连接均在地面上或水面以上进行，安装简便；
25.2.位置标定准确，所有的位置标定都在水面上，并且可以通过定位单元进行位置测量和校准，控制精度较高；
26.3.本装置带有测力单元和自动力平衡单元，当水位下降或其他工况变化较大时，可通过测力单元监测变化，根据变化值反馈给自动力平衡单元，实现自动调整。
附图说明
27.图1为本技术的固定装置结构图。
28.图2为多个固定装置构成的交叉阵列系统。
29.图3为多个固定装置构成的平行阵列系统。
30.其中，1-浮漂；2-连接环；3-钢索；4-定位单元；5-测力单元，6-自动力平衡单元，7-中控单元，8-固定装置。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型进行进一步详细描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
32.本技术方案可将探测设备固定安装到水面上，如图1所示，固定装置8要包括：
33.1.浮漂：浮漂主要包含2个部分，一是浮漂，为其上所安装的探测设备提供足够的浮力，保证其漂浮在水面以上；二是固定支架，将探测设备与浮漂固定连接在一起；浮漂和固定支架均可根据不同的探测设备进行定制；
34.2.连接环：连接环安装在浮漂上，根据需求可以安装一个或多个，连接环为钢索提
供连接点；
35.3.钢索：钢索有两个作用，一是可以通过钢索将各固定连接装置连接起来，形成索网系统，同时可以将固定连接装置固定连接在岸边；二是可连接安装测力单元和自动力平衡单元，监测每个固定连接装置的在野外风载等外载荷影响下的受力情况；钢索包括但不局限为钢丝绳，但应使用弹性变形量较小的钢索，钢索可根据不同的排布需求来确定长度；
36.4.定位单元：每个固定连接装置的浮漂上安装一个定位单元，用来监测探测设备的位移情况，以满足定位和标定需求；定位单元包括但不局限为gps模块；
37.5.测力单元：每根钢索上可以安装一个测力单元，实时监测野外风载等外载荷下的固定连接装置受力情况，同时反馈给中控单元进行储存和分析；
38.6.自动力平衡单元：可以根据需求对探测设备位置实现必要的调整；具体可以采用弹簧平衡器，弹簧平衡器工作原理是利用弹簧平衡器内部卷簧的拉力与被悬挂物品的重量达到一个力的平衡，可以让操作者用很小的力就可以轻松的让被悬挂物品在弹簧平衡器内上下行走或者停留在各个位置。
39.以图2为例，多个固定装置可以根据需求实现在水上固定连接成大阵列系统，具体流程方法为：
40.1.组装固定装置
41.1)组装浮漂：
42.将合适的浮漂与合适的探测设备连接固定；
43.在合适的位置安装好连接环；
44.在中心安装定位单元；
45.2)组装钢索：
46.将测力单元连接到钢索上；
47.将钢索与浮漂连接，可根据不同的连接需求选择连接钢索的数量和方向。
48.2.根据需求为各探测设备单元定位并在水面做相应标记；
49.3.将各单元系统由岸上移至相应位置；
50.4.将各单元系统按照需求连接，包括但不局限于图2示例所示的排布，可根据实际需要、实际环境及工况进行不同的排布；
51.5.根据实际环境和需求，将阵列单元与岸边固定点相连；与岸边固定点相连的单元至少应有2个及以上，并尽可能的对称设置以使系统更容易实现平衡；
52.6.定位单元、测力单元、自动力平衡单元，都需要通过有线/无线的方式与中控单元相连，中控单元为整个系统提供电力、数据存储、数据分析及控制功能；中控单元可以保证对装置实现远程控制以及自动化处理数据、分析数据，继而实现对自动力平衡单元的控制，使探测设备始终自动保持在一定范围内即平衡状态。
53.7.阵列固定连接完成后，定位单元和测力单元会将受外载荷的位移情况和受力情况传输给中控单元，中控单元通过对数据进行分析，将控制信号反馈给各个自动力平衡器，自动力平衡单元会根据反馈信号调节拉力使阵列里各浮漂的位置始终保证在一个范围内。
54.本装置能在一定范围内实现自动控制位置，精度能够保持；阵列结构也可以根据实际情况进行简化，如图3所示。
55.尽管为说明目的公开了本实用新型的具体实施例，其目的在于帮助理解本实用新
型的内容并据以实施，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于最佳实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

技术特征：
1.一种水上固定连接探测系统，其特征在于，包括多个固定装置和一中控单元，所述固定装置包括浮漂、定位单元、测力单元、自动力平衡单元；所述浮漂，用于连接固定探测设备；各所述浮漂通过钢索按照设定方式进行连接成一探测阵列，所述探测阵列通过钢索与至少两个岸边固定点连接；每一钢索上连接一测力单元和一自动力平衡单元；每一所述浮漂上设有一定位单元；所述定位单元，用于监测所在浮漂的位移信息并将其发送给所述中控单元；所述测力单元，用于实时监测所在钢索的受力信息并将其发送给所述中控单元；所述中控单元，用于根据收到的位移信息、受力信息生成控制指令发送给所述自动力平衡单元；所述自动力平衡单元，用于根据收的控制指令调整对所在钢索施加的拉力。2.根据权利要求1所述的水上固定连接探测系统，其特征在于，所述浮漂上的前、后、左、右侧面上分别设置一连接环，用于连接钢索。3.根据权利要求2所述的水上固定连接探测系统，其特征在于，所述钢索为钢丝绳。4.根据权利要求1或2或3所述的水上固定连接探测系统，其特征在于，所述设定方式为：任意两相邻的所述浮漂通过钢索连接，形成一网状探测阵列。5.根据权利要求1或2或3所述的水上固定连接探测系统，其特征在于，所述设定方式为：将同一行上的两相邻的所述浮漂通过钢索连接，每一行上两端的所述浮漂通过钢索与岸边固定点连接。

技术总结
本实用新型公开了一种水上固定连接探测系统，其特征在于，包括多个固定装置和一中控单元，固定装置包括浮漂、定位单元、测力单元、自动力平衡单元；浮漂用于连接固定探测设备；各浮漂通过钢索按照设定方式进行连接成一探测阵列，探测阵列通过钢索与至少两个岸边固定点连接；每一钢索上连接一测力单元和一自动力平衡单元；每一浮漂上设有一定位单元，用于监测所在浮漂的位移信息并将其发送给中控单元；测力单元用于实时监测所在钢索的受力信息并将其发送给中控单元；中控单元用于根据收到的位移信息、受力信息生成控制指令发送给自动力平衡单元；自动力平衡单元用于根据收的控制指令调整对所在钢索施加的拉力。本申请提高了探测设备的控制精度。测设备的控制精度。测设备的控制精度。


技术研发人员：李凯 刘佳
受保护的技术使用者：中国科学院高能物理研究所
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/5/13