一种船载稳定测风平台

1.本实用新型涉及风观测领域，更具体地说，它涉及一种船载稳定测风平台。


背景技术：

2.风能是一种潜力很大的新能源，尤其是海上风能，具有广阔的开发前景。然而，因海流、波浪、大风等复杂的海洋环境，海洋风资源的开发仍然相对薄弱。测风是评估待开发区域风资源的重要方式，目前海上测风的技术发展也相对薄弱。
3.目前海上测风的方式主要可分为固定式测风和移动式测风，前者主要为海上测风塔，后者主要为漂浮式测风装置。船是一种重要的海上交通工具，数量庞大，虽然船通常无法固定在某一区域进行测风，但是船舶通常载有gps系统，能够提供位置信息，理论上可以作为一种非主流的测风方式的补充。
4.晃动和频繁转向是影响测风条件的一个重要因素，因此，构建一种船载稳定测风平台，削弱船舶运动和海洋环境对测风条件的影响，对于充分发挥船舶测风，以及未来潜在的无人平台测风，是具有充分意义的。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种船载稳定测风平台，保障船舶上激光雷达测风仪的测量条件，以解决上述问题，实现对海上风场数据的快速、高分辨率测量。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
7.一种船载稳定测风平台，包括稳定模块、支撑框、防风布、转向模块、电力控制模块、消旋模块、测风仪（激光雷达测风仪）。
8.进一步的，稳定模块用于消除波浪晃动以及船舶平动带来的位移影响、保障激光雷达测风仪的测量条件，其包括两个横向活动铰链、两个伸缩杆、转动框、两个纵向活动铰链、两个连接杆，两个伸缩杆分别固定于转动框的前后两侧，两个横向活动铰链与两个伸缩杆一一对应，且横向活动铰链连接伸缩杆与支撑框，横向活动铰链可以沿横向方向转动，并用于释放左右晃动时产生能量；
9.进一步的，伸缩杆向支撑框的顶部延伸，弹性伸缩杆可以实现所述转动框前后翻转，并用于释放前后晃动时产生的部分能量；
10.进一步的，两个连接杆与两个纵向活动铰链一一对应，且两个连接杆分别置于转动框的左右两侧，纵向活动铰链连接转动框与连接杆，纵向活动铰链可以沿纵向方向转动，进一步释放前后晃动时产生的能量；连接杆向下延伸并固定于转向模块上用于拉动转向模块；
11.进一步的，稳定模块可以保障所述转向模块以及激光雷达测风仪主要受到竖直方向上的力而基本保持竖直；
12.进一步的，稳定框置于支撑框内，支撑框主要用于承载稳定模块带来的重力；
13.进一步的，防风布包覆支撑框的四周并用于消除风对稳定模块的影响；
14.进一步的，转向模块可以通过所述电力控制模块进行控制，调整测量的方位和角度，其包括载物台底板、载物台架、仪器盛放台、可控旋钮、可控旋转底座、支撑杆；载物台底板用于固定可控旋转底座，载物台架用于连接杆拉载和增加结构稳定性，仪器盛放台用于安置激光雷达测风仪，可控旋钮用于调整激光雷达测风仪角度，可控旋转底座用于调整激光雷达测风仪的方位，支撑杆用于衔接所述可控旋钮和所述载物台底板，载物台的四个边角处开有用于沥水的沥水口；
15.进一步的，电力控制模块用于调控电力分配以及控制所述可控旋钮和所述可控旋转底座的运动，其由蓄电池和控制中心组成，蓄电池用于提供电力，控制中心用于分配电力和控制仪器；
16.进一步的，消旋模块用于船体转向带来的位移影响，其包括抗旋底盘、径向传力中轴、旋转底盘；抗旋底盘底部光滑，摩擦力小，不会因为所述旋转底盘转动而转动，可用于保障其上方结构稳定；径向传力中轴用于传递船舶晃动和运动时的径向作用力，而不传递切向作用力；旋转底盘会随着船舶转动而转动，主要用于承重。
17.进一步的，支撑框、转动框及载物台架均由钢材质构成。
18.通过采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
19.1、船载稳定测风平台通过构建稳定模块，设置横向活动铰链、伸缩杆、转动框、纵向活动铰链可有效地释放船舶以及波浪产生的整体前后或左右晃动的能量，保障了激光雷达测风仪的测风条件；
20.2、通过构建转向模块，设置可控旋钮和可控旋转底座，可以主动调控仪器盛放台的在水平方向上的朝向，以及垂向方向上的角度，实现了激光雷达测风仪对不同方位和角度的测风功能；
21.3、通过构建消旋模块，设置抗旋底盘、径向传力中轴和旋转底盘，在保障了径向力充分传递的同时，削弱了切向力的传递，实现了转向模块能够仅由电力控制模块控制，而不会随着船舶转向而转向，实现激光雷达测风仪的方向可控。
附图说明
22.图1船载稳定测风平台立面结构示意图；
23.图2稳定模块及转向模块结构示意图；
24.图3稳定模块及电力控制模块立面结构示意图；
25.图4稳定模块及转向模块平面结构示意图；
26.图5钢架顶部平面结构示意图；
27.图6钢架底部平面结构示意图；
28.其中：1、稳定模块；2、钢框；3、防风布；4、转向模块；5、电力控制模块；6、激光雷达测风仪；7、消旋模块；1-1、横向活动铰链；1-2、伸缩杆；1-3、转动钢框；1-4、纵向活动铰链；1-5、连接杆；4-1、载物台底板；4-2、载物台架；4-3、仪器盛放台；4-4、可控旋钮；4-5、可控旋转底座；4-6、支撑杆；4-7、沥水口；5-1、蓄电池；5-2、控制中心；7-1、抗旋底盘；7-2、径向传力中轴；7-3、旋转底盘。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.参照图1-6，一种船载稳定测风平台，其组成包括：稳定模块1、支撑框2、防风布3、转向模块4、电力控制模块5、消旋模块7。
32.稳定模块1用于拉载转向模块4，通过悬挂的方式使载转向模块4以及激光雷达测风仪6主要受竖直方向的外力而保持稳定，其由横向活动铰链1-1、伸缩杆1-2、转动框1-3、纵向活动铰链1-4、连接杆1-5组成，横向活动铰链1-1固定于支撑框2上，其能够左右转动，用于释放左右晃动时的能量；伸缩杆1-2用于连接横向活动铰链1-1和转动框1-3，其可以伸缩，从而实现转动框1-3的前后翻转；转动框1-3由伸缩杆1-2拉载，并在左右两侧连接纵向活动铰链1-4，其可以前后翻转释放部分前后晃动时的能量；纵向活动铰链1-4固定于转动框1-3中部，下方设有连接杆1-5，用于进一步释放前后晃动时的能量，连接杆1-5上方与纵向活动铰链1-4相连，下方拉载转向模块4。
33.支撑框2底部嵌入消旋模块7中，顶部用于固定稳定模块1；防风布3布置于支撑框2四周，用于消除风对稳定模块1的影响。
34.转向模块4可以通过转动的方式改变水平方位和竖直角度，从而实现激光雷达测风仪对任意方向角度的测量，其由载物台底板4-1、载物台架4-2、仪器盛放台4-3、可控旋钮4-4、可控旋转底座4-5、支撑杆4-6组成；
35.载物台底板4-1用于安置可控旋转底座4-5，其上方设有载物台架4-2，载物台架4-2用于接受连接杆1-5的拉载；仪器盛放台4-3通过支撑杆4-6固定于可控旋转底座4-5上，且其内部可安装激光雷达测风仪6；可控旋钮4-4固定于仪器盛放台4-3两侧，其可通过旋转带动仪器盛放台4-3旋转，实现对不同竖直角度的测量；可控旋转底座4-5固定于载物台底板4-1上，其可通过旋转实现对不同水平方位的测量；支撑杆4-6上方与可控旋钮4-4相连，下方与可控旋转底座4-5，用于传递受力以及使仪器盛放台4-3悬空，从而能够竖向转动；沥水口4-7开于载物台底板4-1的四个边角处，用于沥水。
36.电力控制模块5放置于可控旋转底座4-5上，用于控制转向模块4和为激光雷达测风仪6提供电力，其由蓄电池5-1、控制中心5-2组成；蓄电池5-1安置在仪器盛放台4-3四周，用于供电；控制中心5-2安置在仪器盛放台4-3下部，用于控制可控旋钮4-4和可控旋转底座4-5的转动；消旋模块7位于船载稳定测风平台的底部，用于支撑支撑框2并消除船舶转动对激光雷达测风仪6的影响，其由抗旋底盘7-1、径向传力中轴7-2、旋转底盘7-3组成；抗旋底盘7-1在消旋模块7的最上方，支撑框2嵌入其中，其下方和内壁光滑，不会在船舶转向时转动；径向传力中轴7-2位于消旋模块7的中心，用于传递径向的力，而不传递切向的力，从而使抗旋底盘7-1几乎不转动；旋转底盘7-3固定于船上，用于承重和释放船舶转动时产生的
能量。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种船载稳定测风平台，其特征在于，包括支撑框，测风仪，稳定模块，悬挂固定于支撑框内并用于消除波浪晃动以及船舶平动带来的位移影响，防风布，包覆支撑框并用于消除风对稳定模块的影响，转向模块，与稳定模块联动并用于测风仪的方位和角度调节，消旋模块，固定于船体上并用于消除船体转向带来的位移影响，转向模块固定于消旋模块上，且消旋模块带动转向模块于水平方向上转动，支撑框固定于消旋模块上，且测风仪和稳定模块置于支撑框内。2.根据权利要求1所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，还包括电力控制模块，用于调控电力分配以及控制转向模块转动。3.根据权利要求2所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述稳定模块包括两个横向活动铰链、两个伸缩杆、转动框、两个纵向活动铰链、两个连接杆，两个伸缩杆分别固定于转动框的前后两侧，两个横向活动铰链与两个伸缩杆一一对应，且横向活动铰链连接伸缩杆与支撑框，伸缩杆向支撑框的顶部延伸，转动框可前后翻转，两个连接杆与两个纵向活动铰链一一对应，且两个连接杆分别置于转动框的左右两侧，纵向活动铰链连接转动框与连接杆，转动框可沿纵向方向转动，连接杆向下延伸并固定于转向模块上。4.根据权利要求3所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述转向模块包括载物台底板、载物台架、仪器盛放台、可控旋钮、可控旋转底座、支撑杆，载物台底板固定于消旋模块上，载物台架固定于载物台底板上，连接杆与载物台架固定连接，可控旋转底座置于载物台底板上，可控旋钮与仪器盛放台转动连接，支撑杆连接可控旋钮与可控旋转底座，可控旋转底座带动仪器盛放台于水平方向上转动，仪器盛放台可通过可控旋钮于竖直方向上转动。5.根据权利要求4所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述消旋模块包括抗旋底盘、径向传力中轴、旋转底盘，旋转底盘固定于船体上，径向传力中轴固定于旋转底盘中部，抗旋底盘置于旋转底盘上并与径向传力中轴转动连接，支撑框嵌入抗旋底盘上，抗旋底盘底面呈光滑状。6.根据权利要求5所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述电力控制模块包括蓄电池和控制中心，蓄电池用于提供电力，控制中心用于分配电力及控制可控旋钮和可控旋转底座转动。7.根据权利要求4所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述载物台底板的边缘处开有沥水口。8.根据权利要求6或7所述的一种船载稳定测风平台，其特征在于，所述支撑框、转动框及载物台架均由钢材质构成。

技术总结
本实用新型属于风观测领域，尤其涉及一种船载稳定测风平台，包括稳定模块、支撑框、防风布、转向模块、电力控制模块、消旋模块、测风仪；与现有技术相比，本实用新型通过构建稳定模块，可有效地释放船舶以及波浪产生的整体前后或左右晃动的能量，保障了激光雷达测风仪的测风条件；通过构建转向模块，实现了激光雷达测风仪对不同方位和角度的测风功能；通过构建消旋模块，设置抗旋底盘、径向传力中轴和旋转底盘，在保障了径向力充分传递的同时，削弱了切向力的传递，实现了转向模块能够仅由电力控制模块控制，而不会随着船舶转向而转向，实现测风仪的方向可控。风仪的方向可控。风仪的方向可控。


技术研发人员：李乾 李华祥 朱敏 张日葵
受保护的技术使用者：南方科技大学嘉兴研究院
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/4/17