一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标

1.本发明涉及磁力探测技术领域，尤其涉及一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标。


背景技术：

2.海洋磁场实时观测对于地球内部结构观测、水下目标识别等各方面具有重要的应用价值场景。实时高分辨率的海洋磁场图的获取，能够为磁测补偿研究，提供有效的支撑，降低磁测偏差，提高磁测总场强度数据的可信性。而常规的磁场测量往往通过空中和地面测量，其使用环境相对稳定，但海中情况复杂，很容易出现海龙卷风等极端天气情况，此时会掀起巨大的海浪，这些海浪很容易摧毁浮标及内部搭载的装置，导致无法继续进行海洋磁场观测，为此本技术公开了一种布放于深远海的实时数据回传磁场观测浮标。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种基于铱星通信的、适用于深远海恶劣海况的长时序实时磁测浮标。实时磁测系统分为供电-测量-回传-接收四部分，采用磁通门磁力仪进行测量，利用铱星卫星通信实现磁测数据回传，通过低功耗设计延长观测工作时间。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，包括圆柱型的盒体，所述盒体的上方固定连接有护盖，所述护盖与盒体通过盖壁固定连接，所述盖壁的侧壁滑动连接有多个光伏板，多个所述光伏板上下错位设置，所述盒体的外壁对称固定连接有多个辐板，所述每两个相邻的辐板共同滑动连接有一个弧形的伸缩板，所述伸缩板上固定连接有气囊，所述气囊还与盒体的外壁固定连接；
5.所述盒体内部固定连接有一个泵腔，所述泵腔内密封滑动连接有一个活塞板，所述泵腔的上端与每个气囊均共同固定连接有一个泵气管，所述盒体的外侧下壁固定连接有储存腔，所述储存腔与泵腔连通。
6.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述活塞板、泵气管上均设置有单向阀，所述储存腔与泵腔连接的孔处设置有单向阀，所述活塞板上单向阀的导通方向为自上而下，所述泵气管处单向阀的导通方向为从气囊流动至泵腔，所述储存腔与泵腔连接处单向阀的导通方向为自上而下。
7.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述储存腔与每个气囊均共同固定连接有一个回气管，所述回气管上设置有回气阀门，所述泵气管上设置有泵气阀门，所述泵腔的上端固定连接有进水管，所述泵腔的下端固定连接有喷水管，所述喷水管、进水管远离泵腔的一端均与外界直接连通。
8.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述进水管和喷水管上均设置有行进阀门。
9.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述盒体内设置有动力
组件，所述动力组件连接有绕线轴，所述绕线轴位于盒体的轴心处且向上贯穿至护盖内部，所述绕线轴上绕设有多个牵引绳，所述牵引绳远离绕线轴的一端与光伏板固定连接，所述光伏板位于护盖内的一端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离光伏板的一端与盖壁的内壁固定连接。
10.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述动力组件包括电机，所述电机固定在盒体的内侧上壁，所述电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴贯穿至泵腔内，且转轴与泵腔的上壁密封转动连接，所述转轴位于泵腔内的一段螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套固定连接在活塞板的上壁。
11.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述绕线轴位于盒体内的部分滑动连接有活动齿轮，所述活动齿轮相对于绕线轴上下滑动，所述活动齿轮随绕线轴同步转动，所述活动齿轮啮合有主动齿轮，所述主动齿轮固定在转轴上。
12.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述盒体的内侧上壁固定连接有可受控制伸缩的推杆，所述推杆的下端与活动齿轮连接，所述盒体的上壁开设有壁腔，所述绕线轴位于壁腔内，所述绕线轴位于壁腔内的部分固定连接有多个挡板，所述壁腔内壁固定胶合有多个液囊。
13.在上述的基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中，所述活动齿轮的上壁开设有环形的槽体，所述推杆的下端滑动连接在活动齿轮的槽体内部，所述伸缩板由中间的板套和两侧的分板组成，所述分板滑动套接在板套内，且两个所述分板位于板套内的一端共同固定连接有张紧弹簧。
14.与现有的技术相比，本发明的优点在于：
15.1、在海面平静状态下时，浮标正常工作，盒体部分漂浮在海面上，通信天线以及磁力仪正常工作，将对海洋的磁场数据进行观测并通过卫星信号发送至云端，在海面出现浪潮等异常情况时，控制推杆工作使得活动齿轮与主动齿轮啮合，然后启动电机使其带动活动齿轮转动，从而带动绕线轴转动，将牵引绳绕设在绕线轴上，进而使得光伏板向护盖内运动，对光伏板进行保护，光伏板运动完毕后再次启动推杆使活动齿轮与主动齿轮脱离啮合，光伏板保持在护盖内部，以避免光伏板被海浪破坏；
16.2、泵气阀门开启，电机工作带动转轴往复转动，进一步驱动螺纹套上下运动，活塞板随其上下转动，由于单向阀的存在，活塞板上移时其下侧压强降低，上侧压强增大，可将上侧的空气向下挤压至下侧，然后被泵至储存腔内；反之其下移时，上侧的压强降低，下侧压强增大，从而将气囊内的气体抽至泵腔内部，如此反复即可将气囊内的空气泵至储存腔内，从而使得气囊收缩，使得整个装置的浮力减小，从而使得整个装置能够沉入海水中，以避免对海浪拍打造成损坏。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标的结构示意图；
18.图2为本发明提出的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标去除护盖部分后的俯视图；
19.图3为本发明提出的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中动力组件
部分的放大示意图；
20.图4为本发明提出的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标中伸缩板的放大示意图。
21.图中：1盒体、2护盖、3盖壁、4光伏板、5撑杆、6复位弹簧、7辐板、8伸缩板、9气囊、10泵腔、11活塞板、12泵气管、13回气管、14泵气阀门、15回气阀门、16储存腔、17喷水管、18进水管、19绕线轴、20牵引绳、21活动齿轮、22电机、23转轴、24主动齿轮、25推杆、26壁腔、27挡板、28液囊、29螺纹套。
具体实施方式
22.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
23.实施例
24.参照图1-4，一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，包括圆柱型的盒体1，盒体1的上方固定连接有护盖2，护盖2与盒体1通过盖壁3固定连接，盖壁3的侧壁滑动连接有多个光伏板4，多个光伏板4上下错位设置，盒体1的外壁对称固定连接有多个辐板7，每两个相邻的辐板7共同滑动连接有一个弧形的伸缩板8，伸缩板8上固定连接有气囊9，气囊9还与盒体1的外壁固定连接，气囊9收缩使得整个装置的浮力减小，从而使得整个装置能够沉入海水中，以避免对海浪拍打造成损坏；在海浪过去后，开启回气阀门15即可使得储存腔16内的气体恢复至气囊9内，使得气囊9膨胀复原，从而使得整个装置重新漂浮在海面上，继续进行正常的探测以及信号收发工作。
25.盒体1内部固定连接有一个泵腔10，泵腔10内密封滑动连接有一个活塞板11，泵腔10的上端与每个气囊9均共同固定连接有一个泵气管12，盒体1的外侧下壁固定连接有储存腔16，储存腔16与泵腔10连通。活塞板11、泵气管12上均设置有单向阀，储存腔16与泵腔10连接的孔处设置有单向阀，活塞板11上单向阀的导通方向为自上而下，泵气管12处单向阀的导通方向为从气囊9流动至泵腔10，储存腔16与泵腔10连接处单向阀的导通方向为自上而下。下潜时，首先控制推杆25工作使得活动齿轮21与主动齿轮24啮合，然后启动电机22使其带动活动齿轮21转动，从而带动绕线轴19转动，将牵引绳20绕设在绕线轴19上，进而使得光伏板4向护盖2内运动，对光伏板4进行保护，光伏板运动完毕后再次启动推杆25使活动齿轮21与主动齿轮24脱离啮合，光伏板4保持在护盖2内部。
26.储存腔16与每个气囊9均共同固定连接有一个回气管13，回气管13上设置有回气阀门15，泵气管12上设置有泵气阀门14，泵腔10的上端固定连接有进水管18，泵腔10的下端固定连接有喷水管17，喷水管17、进水管18远离泵腔10的一端均与外界直接连通。进水管18和喷水管17上均设置有行进阀门。当整个装置需要进行移动时，启动部分泵气阀门14以及电机22，即可使得某一处或多处气囊9内的气体被泵至储存腔16内，整个装置各处浮力不均则会使得装置偏斜，此时关闭泵气阀门后开启行进阀门，然后再开启电机22使活塞板11往复运动，即可将护盖2上方的水泵入泵腔10内，然后再经喷水管17被泵至外界，实现对整个装置的斜向推动，从而改变其位置。值得说明的是，需控制电机正反转的速度不一，即水经进水管18以及喷水管17流动的速度不同，从而收到的作用力大小不同，在水中阻力的作用下，才能有效的使装置前进改变位置。
27.盒体1内设置有动力组件，动力组件连接有绕线轴19，绕线轴19位于盒体1的轴心
处且向上贯穿至护盖2内部，绕线轴19上绕设有多个牵引绳20，牵引绳20远离绕线轴19的一端与光伏板4固定连接，光伏板4位于护盖2内的一端固定连接有复位弹簧6，复位弹簧6远离光伏板4的一端与盖壁3的内壁固定连接。动力组件包括电机22，电机22固定在盒体1的内侧上壁，电机22的输出端固定连接有转轴23，转轴23贯穿至泵腔10内，且转轴23与泵腔10的上壁密封转动连接，转轴23位于泵腔10内的一段螺纹连接有螺纹套29，螺纹套29固定连接在活塞板11的上壁。泵气阀门14开启，电机22工作带动转轴23往复转动，进一步驱动螺纹套29上下运动，活塞板11随其上下转动，由于单向阀的存在，活塞板11上移时其下侧压强降低，上侧压强增大，可将上侧的空气向下挤压至下侧，然后被泵至储存腔16内；反之其下移时，上侧的压强降低，下侧压强增大，从而将气囊9内的气体抽至泵腔10内部，如此反复即可将气囊9内的空气泵至储存腔16内，从而使得气囊9收缩，其在收缩时带动伸缩板8运动，伸缩板8对气囊9产生保护效果。
28.绕线轴19位于盒体1内的部分滑动连接有活动齿轮21，活动齿轮21相对于绕线轴19上下滑动，活动齿轮21随绕线轴19同步转动，活动齿轮21啮合有主动齿轮24，主动齿轮24固定在转轴23上。盒体1的内侧上壁固定连接有可受控制伸缩的推杆25，推杆25的下端与活动齿轮21连接，盒体1的上壁开设有壁腔26，绕线轴19位于壁腔26内，绕线轴19位于壁腔26内的部分固定连接有多个挡板27，壁腔26内壁固定胶合有多个液囊28。活动齿轮21的上壁开设有环形的槽体，推杆25的下端滑动连接在活动齿轮21的槽体内部，伸缩板8由中间的板套和两侧的分板组成，分板滑动套接在板套内，且两个分板位于板套内的一端共同固定连接有张紧弹簧。
29.本发明中的通信系统以及磁力仪设置在盒体1内部，其为现有技术故而不做赘述，在海面平静状态下时，浮标正常工作，盒体1部分漂浮在海面上，通信系统以及磁力仪正常工作将对海内的磁场情况通过卫星信号发送至云端，在海面出现浪潮等异常情况时，需要使本技术装置下潜到海水中，以避免被海浪破坏。
30.下潜时，首先控制推杆25工作使得活动齿轮21与主动齿轮24啮合，然后启动电机22使其带动活动齿轮21转动，从而带动绕线轴19转动，将牵引绳20绕设在绕线轴19上，进而使得光伏板4向护盖2内运动，对光伏板4进行保护，光伏板运动完毕后再次启动推杆25使活动齿轮21与主动齿轮24脱离啮合，光伏板4保持在护盖2内部。
31.然后泵气阀门14开启，电机22工作带动转轴23往复转动，进一步驱动螺纹套29上下运动，活塞板11随其上下转动，由于单向阀的存在，活塞板11上移时其下侧压强降低，上侧压强增大，可将上侧的空气向下挤压至下侧，然后被泵至储存腔16内；反之其下移时，上侧的压强降低，下侧压强增大，从而将气囊9内的气体抽至泵腔10内部，如此反复即可将气囊9内的空气泵至储存腔16内，从而使得气囊9收缩，其在收缩时带动伸缩板8运动，伸缩板8对气囊9产生保护效果。
32.气囊9收缩使得整个装置的浮力减小，从而使得整个装置能够沉入海水中，以避免对海浪拍打造成损坏。
33.反之在海浪过去后，开启回气阀门15即可使得储存腔16内的气体恢复至气囊9内，使得气囊9膨胀复原，从而使得整个装置重新漂浮在海面上，继续进行正常的探测以及信号收发工作。
34.当整个装置需要进行移动时，启动部分泵气阀门14以及电机22，即可使得某一处
或多处气囊9内的气体被泵至储存腔16内，整个装置各处浮力不均则会使得装置偏斜，此时关闭泵气阀门后开启行进阀门，然后再开启电机22使活塞板11往复运动，即可将护盖2上方的水泵入泵腔10内，然后再经喷水管17被泵至外界，实现对整个装置的斜向推动，从而改变其位置。值得说明的是，需控制电机正反转的速度不一，即水经进水管18以及喷水管17流动的速度不同，从而收到的作用力大小不同，在水中阻力的作用下，才能有效的使装置前进改变位置。
35.尽管本文较多地使用了1盒体、2护盖、3盖壁、4光伏板、5撑杆、6复位弹簧、7辐板、8伸缩板、9气囊、10泵腔、11活塞板、12泵气管、13回气管、14泵气阀门、15回气阀门、16储存腔、17喷水管、18进水管、19绕线轴、20牵引绳、21活动齿轮、22电机、23转轴、24主动齿轮、25推杆、26壁腔、27挡板、28液囊、29螺纹套等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

技术特征：
1.一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，包括圆柱型的盒体(1)，其特征在于，所述盒体(1)的上方固定连接有护盖(2)，所述护盖(2)与盒体(1)通过盖壁(3)固定连接，所述盖壁(3)的侧壁滑动连接有多个光伏板(4)，多个所述光伏板(4)上下错位设置，所述盒体(1)的外壁对称固定连接有多个辐板(7)，所述每两个相邻的辐板(7)共同滑动连接有一个弧形的伸缩板(8)，所述伸缩板(8)上固定连接有气囊(9)，所述气囊(9)还与盒体(1)的外壁固定连接；所述盒体(1)内部固定连接有一个泵腔(10)，所述泵腔(10)内密封滑动连接有一个活塞板(11)，所述泵腔(10)的上端与每个气囊(9)均共同固定连接有一个泵气管(12)，所述盒体(1)的外侧下壁固定连接有储存腔(16)，所述储存腔(16)与泵腔(10)连通。2.根据权利要求1所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述活塞板(11)、泵气管(12)上均设置有单向阀，所述储存腔(16)与泵腔(10)连接的孔处设置有单向阀，所述活塞板(11)上单向阀的导通方向为自上而下，所述泵气管(12)处单向阀的导通方向为从气囊(9)流动至泵腔(10)，所述储存腔(16)与泵腔(10)连接处单向阀的导通方向为自上而下。3.根据权利要求1所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述储存腔(16)与每个气囊(9)均共同固定连接有一个回气管(13)，所述回气管(13)上设置有回气阀门(15)，所述泵气管(12)上设置有泵气阀门(14)，所述泵腔(10)的上端固定连接有进水管(18)，所述泵腔(10)的下端固定连接有喷水管(17)，所述喷水管(17)、进水管(18)远离泵腔(10)的一端均与外界直接连通。4.根据权利要求3所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述进水管(18)和喷水管(17)上均设置有行进阀门。5.根据权利要求1所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述盒体(1)内设置有动力组件，所述动力组件连接有绕线轴(19)，所述绕线轴(19)位于盒体(1)的轴心处且向上贯穿至护盖(2)内部，所述绕线轴(19)上绕设有多个牵引绳(20)，所述牵引绳(20)远离绕线轴(19)的一端与光伏板(4)固定连接，所述光伏板(4)位于护盖(2)内的一端固定连接有复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)远离光伏板(4)的一端与盖壁(3)的内壁固定连接。6.根据权利要求5所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述动力组件包括电机(22)，所述电机(22)固定在盒体(1)的内侧上壁，所述电机(22)的输出端固定连接有转轴(23)，所述转轴(23)贯穿至泵腔(10)内，且转轴(23)与泵腔(10)的上壁密封转动连接，所述转轴(23)位于泵腔(10)内的一段螺纹连接有螺纹套(29)，所述螺纹套(29)固定连接在活塞板(11)的上壁。7.根据权利要求6所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述绕线轴(19)位于盒体(1)内的部分滑动连接有活动齿轮(21)，所述活动齿轮(21)相对于绕线轴(19)上下滑动，所述活动齿轮(21)随绕线轴(19)同步转动，所述活动齿轮(21)啮合有主动齿轮(24)，所述主动齿轮(24)固定在转轴(23)上。8.根据权利要求5所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述盒体(1)的内侧上壁固定连接有可受控制伸缩的推杆(25)，所述推杆(25)的下端与活动齿轮(21)连接，所述盒体(1)的上壁开设有壁腔(26)，所述绕线轴(19)位于壁腔(26)
内，所述绕线轴(19)位于壁腔(26)内的部分固定连接有多个挡板(27)，所述壁腔(26)内壁固定胶合有多个液囊(28)。9.根据权利要求8所述的一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，其特征在于，所述活动齿轮(21)的上壁开设有环形的槽体，所述推杆(25)的下端滑动连接在活动齿轮(21)的槽体内部，所述伸缩板(8)由中间的板套和两侧的分板组成，所述分板滑动套接在板套内，且两个所述分板位于板套内的一端共同固定连接有张紧弹簧。

技术总结
本发明公开了一种基于铱星通信的深远海实时磁力探测的浮标，包括圆柱型的盒体，所述盒体的上方固定连接有护盖，所述护盖与盒体通过盖壁固定连接，所述盖壁的侧壁滑动连接有多个光伏板，多个所述光伏板上下错位设置，所述盒体的外壁对称固定连接有多个辐板，所述每两个相邻的辐板共同滑动连接有一个弧形的伸缩板，所述伸缩板上固定连接有气囊，所述气囊还与盒体的外壁固定连接。优点在于：电机工作带动转轴往复转动，活塞板随其上下转动，由于单向阀的存在，活塞板上移将上侧的空气泵至储存腔内；其下移将气囊内的气体抽至泵腔内部，从而使得气囊收缩，整个装置能够沉入海水中，以避免对海浪拍打造成损坏。避免对海浪拍打造成损坏。避免对海浪拍打造成损坏。


技术研发人员：魏兆强 任国庆 江帆 陈店 郭新宇 马昕 陈朝晖
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/19