海洋环境监测装置的制作方法

1.本发明涉及海洋环境监测技术领域，具体为海洋环境监测装置。


背景技术：

2.海洋环境参数包括：大气环境的气温、湿度、气压、降雨、云、雾、风场等，水体环境的温度、盐度、压力、海流、水色等，海底环境的地形、地貌等，海洋环境参数感知技术即对海洋环境参数的获取、传输、存储的技术，主要有卫星观测技术、科考船观测技术、岸基和潜/浮标观测技术、移动平台观测技术和海底观测网技术等，基于多学科交叉特性，海洋科学对观测手段和平台综合性提出很高的要求，需要发展低功耗、高精度、低漂移、多传感器为特征的新型海洋观测集成技术，突破大流量、全天候、全海深、安全可靠实时传输，水下实时通讯，传感器协同观测，能源补给等多方面关键技术。
3.现有技术公开的一种分体式浮体航路用轻型浮标（kr102270399b1），该发明包括，塔形结构；连接到所述塔结构的下部的中心框架；为塔结构提供浮力的多个分开的单元浮力体；以及结合构件，其构造成将所述中心框架结合到所述多个单元浮力体中的至少一个上，所述中心框架包括竖直本体和从所述竖直本体向外延伸的结合板，而且，该单位浮体包括，在其中形成中空部分的浮力提供部分，以及形成在浮力提供部的侧端以插入结合构件的连接部；该发明虽然提供了一种可拆卸、易于安装的浮标，但是对于该类型非一体成型的浮标在实际使用中，缺乏抵抗风浪和减缓连接件机械疲劳发生的能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供海洋环境监测装置，以解决现有装置不能有效抵抗海上风浪、减缓机械疲劳发生、减少装置内部零部件损坏几率、增强装置整体的连接稳固性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：海洋环境监测装置，包括，浮标基体，浮标基体具有中空的圆柱体结构；浮力加强件，浮力加强件固定连接于浮标基体的下方；配重基体，配重基体具有实心圆柱体结构，配重基体固定连接于浮力加强件的下方；锚固盘，锚固盘固定连接于配重基体的下方；配重基体上同轴套设有活动浮环，活动浮环具有圆环状结构，配重基体的外侧壁上周向等距开设有4个缓冲槽，缓冲槽内分别设有缓冲组件，缓冲组件的外壁面契合于缓冲槽的内壁面，活动浮环的内环面上固定连接有滑轮组件，滑轮组件能够在缓冲组件内跟随活动浮环上下滑动，浮力加强组件、配重基体、锚固盘与浮标基体同轴设置。
6.该海洋环境监测装置，通过在浮标基体中安装气象要素传感器、水文要素传感器、海洋生态要素监测传感器等，对海洋环境进行实时监测，其不仅可以实时监测和发送海洋环境数据，而且能够有效抵抗海上风浪和减缓机械疲劳的发生。
7.缓冲组件的内底面朝靠近配重基体轴线方向向内凹陷，且凹陷深度沿配重基体的轴线方向向缓冲组件的两端部逐渐减小。
8.缓冲组件的两侧壁朝相反方向向外凹陷，且凹陷深度沿配重基体的轴线方向向缓冲组件的两端部逐渐减小。
9.该海洋环境监测装置，通过缓冲组件配合活动浮环可以有效缓冲波浪能量，并且减少装置内部零部件损坏几率，增强装置整体的连接稳固性，一方面，受同样波浪影响情况下，相比于现有技术中笔直的滑道，缓冲组件通过其具有的底面或侧壁凹陷结构，增大橡胶滑轮的行进阻力，使滑轮组件的垂直位移量变小，且当滑轮组件随波浪上移，到达缓冲组件的端部时，其能够利用自身重力势能和滑轮组件内缓冲弹簧的弹性势能，及时复位到缓冲组件的中间位置，而当滑轮组件随波浪下移至缓冲组件的端部时，其也能够利用滑轮组件内缓冲弹簧的弹性势能及时复位到缓冲组件的中间位置，缩短了活动浮环随波浪的起伏产生的往复运动的周期。
10.另一方面，缓冲组件的设置，使得活动浮环在受到超过其所能承受的浮力阈值时，即承受了较大的风浪，活动浮环会带动滑轮组件不断撞击缓冲槽的边缘，而本装置能够通过缓冲组件具有的底面或侧壁凹陷结构，减弱滑轮组件撞击缓冲槽限位边缘时的力度，从而使得装置整体在面对反复起伏的大浪时，减少了装置内部零部件的损坏几率，进而增强装置整体的连接稳固性。
11.浮标基体上设有承载架，承载架具有承载主杆和承载支杆，承载主杆垂直于浮标基体的上表面同轴设置，承载支杆靠近浮标基体的上表面边缘等距设有多个，承载支杆一端部固定连接有固定盘，相邻承载支杆之间设有太阳能电池板。
12.浮标基体的上表面边缘处设有防护圆环，浮标基体的上表面设有检修口，靠近浮标基体底面的外侧壁上同轴设有环形凸缘，环形凸缘和浮标基体的外侧壁之间固定连接有加强块。
13.浮力加强件包括，4个可拆卸的浮块，浮块具有楔形块状结构，浮块的边缘处开设有多个第一连接孔。
14.浮力加强件还包括，连接柱，连接柱的侧壁上周向等距设有4个连接板，连接板上开设有多个第二连接孔。
15.浮块与连接板之间通过双头螺栓和螺母连接，螺母和浮块的壁面之间同轴设有稳固件。
16.该海洋环境监测装置，通过可拆卸浮块的设计，能够解决现有技术中钢制浮标基体与非钢制的浮力加强件之间直接采用连接件活动连接时，强度较低的浮力加强件的连接端易出现连接失效的问题，如采用双头螺柱配合螺母进行活动连接，会导致浮力加强件的连接端受应力集中影响，第一连接孔易发生开裂，从而引发连接件失效，本装置提供的浮力加强件则通过连接柱与浮标基体下方固定连接，各个浮块又通过双头螺柱、螺母与连接柱上连接板的第二连接孔连接的方式，使得双头螺柱两侧的受力均衡，避免双头螺柱所受应力集中在一侧的情况发生，进而避免浮力加强件的连接端受应力集中影响，连接端易发生开裂，引发连接件失效的问题。
17.稳固件具有圆环状结构，稳固件的一侧壁上设有向外突出的凸起部，稳固件的另一侧壁上设有向内凹陷的凹陷部。
18.该海洋环境监测装置，通过设置在螺母和浮块壁面之间的稳固件，可以增大螺母与浮块表面的摩擦力，增强连接件的稳固性，减缓机械疲劳的发生， 且当双头螺柱和螺母
发生轻微松动，或产生晃动时，螺母会挤压稳固件具有的凹陷部，从而使其内部的空气被挤出，进而使凹陷部对螺母表面产生吸附作用，进一步增强连接件的稳固性，避免双头螺柱产生进一步的松动。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1. 该海洋环境监测装置，通过缓冲组件配合活动浮环可以有效缓冲波浪能量，并且减少装置内部零部件损坏几率，增强装置整体的连接稳固性，2. 该海洋环境监测装置，通过可拆卸浮块的设计，能够解决现有技术中钢制浮标基体与非钢制的浮力加强件之间直接采用连接件活动连接时，强度较低的浮力加强件的连接端易出现连接失效的问题。
20.3. 该海洋环境监测装置，通过设置在螺母和浮块壁面之间的稳固件，可以增大螺母与浮块表面的摩擦力，增强连接件的稳固性，减缓机械疲劳的发生。
21.4. 该海洋环境监测装置，通过稳固件的设置，当双头螺柱和螺母发生轻微松动，或产生晃动时，凹陷部能够避免双头螺柱产生进一步地松动。
附图说明
22.图1为本发明提供的海洋环境监测装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示浮标基体的结构示意图；图3为图1的正视图；图4为图3所示a-a向剖视图；图5为图4中
ⅰ‑ⅰ
的放大图；图6为图5所示缓冲槽中缓冲组件的一种实施例结构示意图；图7为图5所示缓冲槽中缓冲组件的另一种实施例结构示意图；图8为图5所示滑轮组件的结构示意图；图9为图8的局部剖视图；图10为图2所示浮力加强件的结构示意图；图11为图10的爆炸图；图12为图10的正视图；图13为图12中
ⅱ‑ⅱ
的放大图及其局部剖视图；图14为图13所示稳固件的结构示意图；图15为图14的另一视角视图。
23.图中：1、浮标基体；11、承载架；111、承载主杆；112、承载支杆；113、固定盘；114、太阳能电池板；12、防护圆环；13、检修口；14、环形凸缘；141、加强块；2、浮力加强件；21、浮块；211、第一连接孔；22、连接柱；23、连接板；231、第二连接孔；24、双头螺柱；25、螺母；26、稳固件；261、凸起部；262、凹陷部；3、配重基体；31、活动浮环；32、缓冲槽；321、缓冲组件；33、滑轮组件；331、安装弯板；332、橡胶滑轮；333、缓冲轴；334、缓冲凸台；34、缓冲套；341、螺杆；342、螺钉；343、缓冲弹簧；4、锚固盘；41、锚固孔。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
25.本发明提供的实施例一：请参阅附图1-5，海洋环境监测装置，包括，浮标基体1，浮标基体1具有中空的圆柱体结构；浮力加强件2，浮力加强件2固定连接于浮标基体1的下方；配重基体3，配重基体3具有实心圆柱体结构，配重基体3固定连接于浮力加强件2的下方；锚固盘4，锚固盘4固定连接于配重基体3的下方；配重基体3上同轴套设有活动浮环31，活动浮环31具有圆环状结构，配重基体3的外侧壁上周向等距开设有4个缓冲槽32，缓冲槽32内分别设有缓冲组件321，缓冲组件321的外壁面契合于缓冲槽32的内壁面，活动浮环31的内环面上固定连接有滑轮组件33，滑轮组件33能够在缓冲组件321内跟随活动浮环31上下滑动，浮力加强组件、配重基体3、锚固盘4与浮标基体1同轴设置，其中，锚固盘4具有圆盘状结构，靠近锚固盘4的边缘处周向开设有多个锚固孔41，配重基体3是可拆卸的多段。
26.该海洋环境监测装置，通过在浮标基体1中安装气象要素传感器、水文要素传感器、海洋生态要素监测传感器等，对海洋环境进行实时监测，其不仅可以实时监测和发送海洋环境数据，而且能够有效抵抗海上风浪和减缓机械疲劳的发生。
27.请继续参阅附图6-7，缓冲组件321的内底面朝靠近配重基体3轴线方向向内凹陷，且凹陷深度沿配重基体3的轴线方向向缓冲组件321的两端部逐渐减小。
28.缓冲组件321的两侧壁朝相反方向向外凹陷，且凹陷深度沿配重基体3的轴线方向向缓冲组件321的两端部逐渐减小，其中，缓冲组件321的侧壁由弹性材料制成，如橡胶、硅胶等。
29.该海洋环境监测装置，通过缓冲组件321配合活动浮环31可以有效缓冲波浪能量，并且减少装置内部零部件损坏几率，增强装置整体的连接稳固性，一方面，受同样波浪影响情况下，相比于现有技术中笔直的滑道，缓冲组件321通过其具有的底面或侧壁凹陷结构，增大橡胶滑轮332的行进阻力，使滑轮组件33的垂直位移量变小，且当滑轮组件33随波浪上移，到达缓冲组件321的端部时，其能够利用自身重力势能和滑轮组件33内缓冲弹簧343的弹性势能，及时复位到缓冲组件321的中间位置，而当滑轮组件33随波浪下移至缓冲组件321的端部时，其也能够利用滑轮组件33内缓冲弹簧343的弹性势能及时复位到缓冲组件321的中间位置，缩短了活动浮环31随波浪的起伏产生的往复运动的周期。
30.另一方面，缓冲组件321的设置，使得活动浮体在受到超过其所能承受的浮力阈值时，即承受了较大的风浪，活动浮体会带动滑轮组件33不断撞击缓冲槽32的边缘，能够通过缓冲组件321具有的底面或侧壁凹陷结构，减弱滑轮组件33撞击缓冲槽32的限位边缘时的力度，从而使得装置整体在面对反复起伏的大浪时，减少了装置内部零部件的损坏几率，进而增强装置整体的连接稳固性。
31.请参阅附图1-2，浮标基体1上设有承载架11，承载架11具有承载主杆111和承载支杆112，承载主杆111垂直于浮标基体1的上表面同轴设置，承载支杆112靠近浮标基体1的上表面边缘等距设有多个，承载支杆112一端部固定连接有固定盘113，相邻承载支杆112之间设有太阳能电池板114。
32.浮标基体1的上表面边缘处设有防护圆环12，浮标基体1的上表面设有检修口，靠
近浮标基体1底面的外侧壁上同轴设有环形凸缘14，环形凸缘14和浮标基体1的外侧壁之间固定连接有加强块141。
33.请继续参阅附图10-13，浮力加强件2包括，4个可拆卸的浮块21，浮块21具有楔形块状结构，浮块21的边缘处开设有多个第一连接孔211。
34.浮力加强件2还包括，连接柱22，连接柱22的侧壁上周向等距设有4个连接板23，连接板23上开设有多个第二连接孔231。
35.浮块21与连接板23之间通过双头螺栓和螺母25连接，螺母25和浮块21的壁面之间同轴设有稳固件26。
36.该海洋环境监测装置，通过可拆卸浮块21的设计，能够解决现有技术中钢制浮标基体1与非钢制的浮力加强件2之间直接采用连接件活动连接时，强度较低的浮力加强件2的连接端易出现连接失效的问题，如采用双头螺柱24配合螺母25进行活动连接，会导致浮力加强件2的连接端受应力集中影响，第一连接孔211易发生开裂，从而引发连接件失效，本装置提供的浮力加强件2则通过连接柱22与浮标基体1下方固定连接，各个浮块21通过双头螺柱24和螺母25与连接板23上的第二连接孔231连接的方式，使得双头螺柱24两侧的受力均衡，避免双头螺柱24所受应力集中在一侧的情况发生，进而避免浮力加强件2的连接端受应力集中影响，连接端易发生开裂，引发连接件失效的问题。
37.请继续参阅附图14-15，稳固件26具有圆环状结构，稳固件26的一侧壁上设有向外突出的凸起部261，稳固件26的另一侧壁上设有向内凹陷的凹陷部262。
38.该海洋环境监测装置，通过设置在螺母25和浮块21壁面之间的稳固件26，可以增大螺母25与浮块21表面的摩擦力，增强连接件的稳固性，减缓机械疲劳的发生， 且当双头螺柱24和螺母25发生轻微松动，或产生晃动时，螺母25会挤压稳固件26具有的凹陷部262，从而使其内部的空气被挤出，进而使凹陷部262对螺母25表面产生吸附作用，进一步增强连接件的稳固性，避免双头螺柱24产生进一步的松动。
39.本发明提供的实施例二：请参阅附图4-7，基于实施例一，缓冲组件321的内底面朝靠近配重基体3轴线方向向内凹陷且凹陷深度沿配重基体3的轴线方向向缓冲组件321的两端部逐渐减小，缓冲组件321的两侧壁朝相反方向向外凹陷且凹陷深度沿配重基体3的轴线方向向缓冲组件321的两端部逐渐减小。
40.该海洋环境监测装置，通过将实施例一种提供的两种缓冲组件321的不同结构进行结合，提供了多种缓冲组件321可供实际需要的选择，如面对不同海域、不同季节、海上不同气候，海浪的大小也不同，可以有选择性地对缓冲组件321进行更换，以平衡本装置对各个方面性能的要求，例如，在本装置的基础上如搭载了现有技术中的波浪能发电机，而波浪能发电机需要活动浮环31对波浪的感知较为敏感，从而能够带动发电电机的转动圈数增多，因此，在上述情况下可对实施例一中提供的两种不同结构的缓冲组件321进行择一选择，而面对恶劣的海上气候，海面风浪较大且频发时，则应选择本实施例中所提供的方案。
41.本发明提供的实施例三：请参阅附图4-9，基于实施例一，滑轮组件33具有安装弯板331，安装弯板331上轴接有橡胶滑轮332，安装弯板331上设有缓冲轴333，缓冲轴333的轴线和橡胶滑轮332的轴线垂直相交，缓冲轴333上同轴设有缓冲套34，缓冲轴333和缓冲套34之间通过螺杆341和螺钉
342活动连接，缓冲套34内部同轴设有缓冲弹簧343，缓冲轴33上设有缓冲凸台334与缓冲弹簧343抵接，缓冲轴33内部中空且具有内螺纹结构。
42.该海洋环境监测装置，通过滑轮组件33的设计，利用螺杆341的一端部螺接于缓冲轴333的内部，螺杆341的另一端部与缓冲套轴接的连接方式，使其能够在橡胶滑轮332通过缓冲组件321具有的底面凹陷结构时，将橡胶滑轮332的受力传递到缓冲轴333，缓冲轴333内部的内螺纹结构使轴接于缓冲套34的螺杆341转动，同时使缓冲轴333的缓冲凸台334压缩缓冲弹簧343，由此使得橡胶滑轮332能够适应缓冲组件321的凹面结构，并且对于滑轮组件33整体的受力起到缓冲作用，从而达到减少装置整体受波浪影响产生的震动能量的目的，缓冲弹簧343的弹性势和螺杆341的自转也能配合缓冲组件321使活动浮环31的运动速度更加趋近于线性变化，控制活动浮环31随波浪的起伏产生的往复运动的周期，减少活动浮环31因连续承受多次的叠加波浪而达到浮力阈值的次数，也减少了滑轮组件33在活动浮环31的带动下撞击缓冲槽边缘的次数。
43.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.海洋环境监测装置，包括，浮标基体（1），所述浮标基体（1）具有中空的圆柱体结构；浮力加强件（2），所述浮力加强件（2）固定连接于所述浮标基体（1）的下方；配重基体（3），所述配重基体（3）具有实心圆柱体结构，所述配重基体（3）固定连接于所述浮力加强件（2）的下方；锚固盘（4），所述锚固盘（4）固定连接于所述配重基体（3）的下方；其特征在于：所述配重基体（3）上同轴套设有活动浮环（31），所述活动浮环（31）具有圆环状结构，所述配重基体（3）的外侧壁上周向等距开设有4个缓冲槽（32），所述缓冲槽（32）内分别设有缓冲组件（321），所述缓冲组件（321）的外壁面契合于所述缓冲槽（32）的内壁面，所述活动浮环（31）的内环面上固定连接有滑轮组件（33），所述滑轮组件（33）能够在所述缓冲组件（321）内跟随活动浮环（31）上下滑动。2.根据权利要求1所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮力加强组件（2）、所述配重基体（3）、所述锚固盘（4）与所述浮标基体（1）同轴设置。3.根据权利要求1所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述缓冲组件（321）内底面朝靠近所述配重基体（3）轴线方向向内凹陷，所述缓冲组件（321）内底面中部的凹陷深度沿所述配重基体（3）的轴线方向向所述缓冲组件（321）的两端部逐渐减小。4.根据权利要求1所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述缓冲组件（321）两侧壁朝相反方向向外凹陷，所述缓冲组件（321）两侧壁中部的凹陷深度沿所述配重基体（3）的轴线方向向所述缓冲组件（321）的两端部逐渐减小。5.根据权利要求1所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮标基体（1）上设有承载架（11），所述承载架（11）具有承载主杆（111）和承载支杆（112），所述承载主杆（111）垂直于所述浮标基体（1）的上表面同轴设置，所述承载支杆（112）靠近所述浮标基体（1）的上表面边缘等距设有多个，所述承载支杆（112）一端部固定连接有固定盘（113），相邻所述承载支杆（112）之间设有太阳能电池板（114）。6.根据权利要求5所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮标基体（1）的上表面边缘处设有防护圆环（12），所述浮标基体（1）的上表面设有检修口（13），靠近所述浮标基体（1）底面的外侧壁上同轴设有环形凸缘（14），所述环形凸缘（14）和所述浮标基体（1）的外侧壁之间固定连接有加强块（141）。7.根据权利要求1所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮力加强件（2）包括，4个可拆卸的浮块（21），所述浮块（21）具有楔形块状结构，所述浮块（21）的边缘处开设有多个第一连接孔（211）。8.根据权利要求7所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮力加强件（2）还包括，连接柱（22），所述连接柱（22）的侧壁上周向等距设有4个连接板（23），所述连接板（23）上开设有多个第二连接孔（231）。9.根据权利要求8所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述浮块（21）与所述连接板（23）之间通过双头螺栓（24）和螺母（25）连接，所述螺母（25）和所述浮块（21）的壁面之间同轴设有稳固件（26）。10.根据权利要求9所述的海洋环境监测装置，其特征在于：所述稳固件（26）具有圆环状结构，所述稳固件（26）的一侧壁上设有向外突出的凸起部（261），所述稳固件（26）的另一
侧壁上设有向内凹陷的凹陷部（262）。

技术总结
本发明公开了海洋环境监测装置，包括，浮标基体，浮标基体具有中空的圆柱体结构；浮力加强件，浮力加强件固定连接于浮标基体的下方；配重基体，配重基体具有实心圆柱体结构，配重基体固定连接于浮力加强件的下方；配重基体上同轴套设有活动浮环，活动浮环具有圆环状结构，配重基体的外侧壁上周向等距开设有4个缓冲槽，缓冲槽内分别设有缓冲组件，缓冲组件的外壁面契合于缓冲槽的内壁面，本发明通过在浮标基体中安装气象要素传感器、水文要素传感器、海洋生态要素监测传感器等，对海洋环境进行实时监测，其不仅可以实时监测和发送海洋环境数据，而且能够有效抵抗海上风浪和减缓机械疲劳的发生。疲劳的发生。疲劳的发生。


技术研发人员：崔雷 姜倩 乌立国 崔佳 代征 王永康 裴晶莹
受保护的技术使用者：国家海洋环境监测中心
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/4/5