一种波浪测量浮标装置的制作方法

1.本实用新型属于水利工程技术领域，具体来说涉及一种波浪测量浮标装置。


背景技术：

2.现有测量波浪浪高的装置有很多，采用望远镜和测波杆进行目测，得到的结果仅是对波浪的估测值，准确度较低，且受主观因素影响较大，夜晚和视线不好时降低了观测能力；浮标观测分为重力式测波和gps观测两种，重力式测波浮标主要产品有endeco-956和波浪骑士浮标，均是基于浮体内的加速度计进行测量，但是对于小波浪，特别是波高小于0.3m或周期小于2s的波浪，无法得到准确的观测值，而gps观测中讯号漏损现象和信号误差较大，无法满足波浪高精度的测量要求；采用s4adw浪潮仪通过安放在水下或海底的压力传感器测量海水压力的变化，易受海水滤波作用的影响，波动压力随着频率的增大沿水深严重衰减；利用置于海底的声学换能器垂直地向海面发射声脉冲并接收回波信号，易受浪花和气泡的干扰，导致波浪记录产生较为严重的噪声，且坐底式仪器有可能会被海上渔船拖动或拖走，如果实现实时数据传送仍需建设有海面平台或长电缆连接至岸，具有一定的局限性。
3.为了解决上述技术问题，需要研发一种能实现中小振幅波浪的测量，保证数据的实时传输，低成本，高精度，结构简单，布设便捷的观测装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、测量准确度高的波浪测量浮标装置。
5.本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
6.一种波浪测量浮标装置，包括浮标基体、受力板、配重板和防水罐，所述浮标基体的上方安装受力板，所述浮标基体的下方安装配重板，所述配重板、受力板和浮标基体通过多个丝杠连接，在每一个丝杠的上端安装有一太阳能板，所述防水罐安装在受力板的上方，所述防水罐内装有蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器和网桥控制器，所述防水罐顶部立设有支架，支架上设有天线盒，gnss控制器的天线和网桥控制器的天线安装在天线盒中。
7.在上述技术方案中，所述gnss控制器的天线为gnss天线和4g天线，网桥控制器的天线为网桥天线。
8.在上述技术方案中，在所述配重板下方安装锚链挂钩。
9.在上述技术方案中，在所述防水罐中安装仪器支架和多个防撞条，所述防撞条均匀安装在所述防水罐内壁四周，所述蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器和网桥控制器安装在所述仪器支架上。
10.在上述技术方案中，所述防水罐的罐口安装有盲板，所述盲板与所述防水罐的罐口之间设置硅胶垫。
11.在上述技术方案中，在所述盲板上安装支架，在所述支架上安装警示灯和天线盒，所述警示灯安装在所述支架的顶端。
12.在上述技术方案中，所述太阳能板通过太阳能充电控制器和蓄电池连接，蓄电池连接总控开关和分线器，分线器分别连接网桥控制器、gnss控制器和倾角仪，gnss天线和4g天线连接gnss控制器的信号输入端，gnss控制器的信号输出端连接网桥控制器，倾角仪的信号输出端连接网桥控制器，网桥控制器信号输出端连接网桥天线。
13.在上述技术方案中，在所述受力板上端的丝杠上安装太阳能支架，所述太阳能板安装在所述太阳能支架上。
14.在上述技术方案中，所述防水罐为圆柱体，高为0.3m，底面直径为0.2m，壁厚为1cm，所述盲板直径为0.23m，厚2cm。
15.在上述技术方案中，所述浮标基体的结构分为上下两段，上段为圆柱体，直径为0.5m，高为0.4m，下段为圆柱台，上底面直径为0.5m，下底面直径为0.45m，所述圆柱台的下端设置圆柱台凹槽，所述圆柱台凹槽的上底面直径为0.33m，下底面直径为0.36m，在所述浮标基体上设置多个自上而下直径为15mm的通孔，用于穿插所述丝杠。
16.本实用新型的有益效果为：
17.1.该波浪测量浮标装置经过物理模型试验和数学模型，明确了该装置的耐波性和动力特性，可以实现0.3m以下波高的测量，且测量精度可以达到厘米级；
18.3.本实用新型通过设置gnss控制器以及与其匹配的无线设施，能够用于准确捕捉小波高(0.3m以下波高)和小周期波浪，对工程建设和科学研究提供数据基础。
19.4.该装置具有实时传输、高精度、低成本和布设简便的优势。
附图说明
20.图1为本实用新型的波浪测量浮标装置的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型的波浪测量浮标装置的整体结构示意图；
22.图3为本实用新型的线路连接图。
23.其中，1：浮标基体，2：防水罐，3：配重板，4：受力板，5：太阳能板，6：太阳能支架，7：天线盒，8：警示灯，9：锚链挂钩。
24.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
26.一种波浪测量浮标装置，包括浮标基体1、受力板4、配重板3和防水罐2，浮标基体1的上方安装受力板4(在本实施例中，受力板4为不锈钢板，直径为0.4m，厚度为0.5cm)，浮标基体1的下方安装配重板3(在本实施例中，配重板3为不锈钢板，直径为0.4m，厚度为0.2m)，受力板4、配重板3和浮标基体1通过3个丝杠连接，3个丝杠沿受力板4和配重板3的周向均匀设置，3个丝杠依次贯通受力板4、浮标基体1和配重板3，在配重板3下方固装锚链挂钩9，在受力板4上端的丝杠上固装太阳能支架6，太阳能板5固定于太阳能支架6上，太阳能板长为0.4m，宽为0.25m，厚为0.2m，太阳能支架为直角三棱柱支架，直角三棱柱支架的一个直角面
安装在受力板4上，其斜面朝外，太阳能板5设置在直角三棱柱支架的斜面上，防水罐2安装在受力板4的上方，且位于3个太阳能支架6所围成的圈内，防水罐2内装有蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器、网桥控制器、分线器和总控开关，防水罐2的上端面安装天线盒7。
27.浮标基体1的结构分为上下两段，上段为圆柱体，直径为0.5m，高为0.4m，下段为圆柱台，上底面直径为0.5m，下底面直径为0.45m，圆柱台的下端设置圆柱台凹槽，圆柱台凹槽的上底面直径为0.33m，下底面直径为0.36m，在浮标基体1上设置3个自上而下直径为15mm的通孔，用于穿插丝杠。
28.防水罐2为圆柱体，高为0.3m，底面直径为0.2m，壁厚为1cm，在防水罐2中安装仪器支架和4个防撞条，4个防撞条均匀安装在防水罐2内壁四周，蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器、网桥控制器、分线器和总控开关安装在仪器支架上，防水罐2的罐口安装通过对拉螺栓(在本实施例中，对拉螺栓直径为6mm)固定的盲板(在本实施例中，所述盲板设有6个对拉螺栓孔，用于安装对拉螺栓，盲板直径为0.23m，厚2cm)，盲板与防水罐2的罐口之间设置硅胶垫(在本实施例中，硅胶垫用于密封，硅胶垫为环形，外径0.22m，内径0.2m)，在盲板上安装支架，在支架上安装警示灯8和天线盒7，警示灯8(警示灯8具有太阳能充电和防水的功能)安装在支架的顶端，在天线盒7内安装天线，天线为gnss天线、4g天线和网桥天线，支架为圆柱形空心铝杆，直径为0.1m，杆长为0.5m，天线盒长为6cm，宽为6cm，高为3cm。
29.在本实施例中，如图3所示，所述太阳能板5通过太阳能充电控制器和蓄电池连接，将太阳能转换成电能，储存在蓄电池中，蓄电池连接总控开关和分线器，分线器分别连接网桥控制器、gnss控制器和倾角仪，所述蓄电池给所述网桥控制器、gnss控制器和倾角仪供电，gnss天线和4g天线连接gnss控制器的信号输入端，gnss天线和4g天线将所得信号传输给gnss控制器，gnss控制器的信号输出端连接网桥控制器，并将信号传输给网桥控制器，倾角仪的信号输出端连接网桥控制器，并将信号输出给网桥控制器，网桥控制器信号输出端连接网桥天线，网桥天线将信号传输给外部。
30.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
31.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
32.以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种波浪测量浮标装置，其特征在于，包括浮标基体、受力板、配重板和防水罐，所述浮标基体的上方安装受力板，所述浮标基体的下方安装配重板，所述配重板、受力板和浮标基体通过多个丝杠连接，在每一个丝杠的上端安装有一太阳能板，所述防水罐安装在受力板的上方，所述防水罐内装有蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器和网桥控制器，所述防水罐顶部立设有支架，支架上设有天线盒，gnss控制器的天线和网桥控制器的天线安装在天线盒中。2.根据权利要求1所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，所述gnss控制器的天线为gnss天线和4g天线，网桥控制器的天线为网桥天线。3.根据权利要求2所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，在所述防水罐中安装仪器支架和多个防撞条，所述防撞条均匀安装在所述防水罐内壁四周，所述蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、gnss控制器和网桥控制器安装在所述仪器支架上。4.根据权利要求3所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，所述防水罐的罐口安装有盲板，所述盲板与所述防水罐的罐口之间设置硅胶垫。5.根据权利要求4所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，在所述盲板上安装支架，在所述支架上安装警示灯和天线盒，所述警示灯安装在所述支架的顶端。6.根据权利要求5所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，所述太阳能板通过太阳能充电控制器和蓄电池连接，蓄电池连接总控开关和分线器，分线器分别连接网桥控制器、gnss控制器和倾角仪，gnss天线和4g天线连接gnss控制器的信号输入端，gnss控制器的信号输出端连接网桥控制器，倾角仪的信号输出端连接网桥控制器，网桥控制器信号输出端连接网桥天线。7.根据权利要求6所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，在所述受力板上端的丝杠上安装太阳能支架，所述太阳能板安装在所述太阳能支架上。8.根据权利要求7所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，所述防水罐为圆柱体，高为0.3m，底面直径为0.2m，壁厚为1cm，所述盲板直径为0.23m，厚2cm。9.根据权利要求8所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，所述浮标基体的结构分为上下两段，上段为圆柱体，直径为0.5m，高为0.4m，下段为圆柱台，上底面直径为0.5m，下底面直径为0.45m，所述圆柱台的下端设置圆柱台凹槽，所述圆柱台凹槽的上底面直径为0.33m，下底面直径为0.36m，在所述浮标基体上设置多个自上而下直径为15mm的通孔，用于穿插所述丝杠。10.根据权利要求9所述的波浪测量浮标装置，其特征在于，在所述配重板下方安装锚链挂钩。

技术总结
本实用新型公开了一种波浪测量浮标装置，包括受力板、波浪浮标、配重板和防水罐，所述波浪浮标位于所述受力板和配重板之间，所述波浪浮标安装在受力板的下方，所述防水罐安装在受力板的上方，所述防水罐内装有调控设备，所述防水罐的上端面安装多个防水接线端子，太阳能板、防水接线端子、调控设备和天线串联，所述配重板和波浪浮标通过多个丝杠连接，所述丝杠依次贯通受力板、波浪浮标和配重板；所述调控设备包括蓄电池、倾角仪、太阳能充电控制器、GNSS控制器、网桥控制器、分线器和总控开关。该装置经过物理模型试验和数学模型试验，明确了该装置的耐波性和动力特性，可以实现0.3m以下波高的测量，且测量精度可以达到厘米级。且测量精度可以达到厘米级。且测量精度可以达到厘米级。


技术研发人员：董智超 刘钊 于健 侯晋芳 武浩文
受保护的技术使用者：中交天津港湾工程研究院有限公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2023/5/4