一种水下定位打捞浮标控制系统

1.本实用新型属于水下设备维护技术领域，具体涉及一种水下定位打捞浮标控制系统。


背景技术：

2.随着国家海洋战略的不断推进和海洋科技的不断发展，规模化建设缆系水下信息观测系统/观测网的步伐正在逐步加快。
3.通常情况下，缆系水下信息观测系统在水下以海缆为纽带，并在水下设置大量的水下节点或者水下设备，利用海缆连接大量的水下节点或者设备，完成对应的水下信息检测工作。由于缆系水下信息观测系统的设置环境为水底，其工作环境相对比较恶劣，受环境影响较大。因此，在系统的设置及应用过程中，往往需要对水下节点或者水下设备进行定期维护、检修。但是，由于水下节点或者水下设备的位置往往在辽阔的海平面下，打捞检修、维护的定位难度较大，导致维护成本较高。
4.为了解决上述问题，在现有技术中，技术人员选择针对相应的水下节点设置浮标，利用浮标来对水下节点进行定位，从而引导后续的定位维护工作。上述方式能够一定程度提升水下节点/设备的定位效率，并能一定程度减小水下节点/设备的维护工作量。但是，针对水下节点设置的浮标往往漂浮在水面，而长时间漂浮不仅暴露了设备/节点的位置，而且还存在浮标受海浪冲刷脱落、丢失的风险。同时，由于水下节点的布设往往较多，导致浮标的布设相对较密，这对过往船只的航行也会带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种水下定位打捞浮标控制系统，能够针对水下节点设置浮标，并使得浮标可在水下节点正常工作时沉没在水底，并在水下节点需要打捞时浮出水面进行定位，保证浮标设置的准确性和可靠性，也充分保证水面空间航行的安全性。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种水下定位打捞浮标控制系统，
7.包括对应水下节点设置的浮标，所述浮标通过绳索与所述水下节点连接，用于为该水下节点的设置位置进行定位；且
8.对应所述绳索在水底设置有固定装置和/或加固装置；所述固定装置和/或加固装置可在工作时匹配所述绳索靠近所述浮标的一端，以在所述水下节点工作时将与之对应的浮标固定在水底；且所述固定装置和/或加固装置可在所述水下节点需要被定位时解除对所述绳索的限位，使得所述浮标可在其浮力的作用下牵引绳索上浮；
9.所述绳索的长度不小于所述水下节点距水平面的距离，使得所述浮标可在该绳索解除固定时从水底浮起至水面。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述固定装置包括电磁铁和磁吸块；
11.所述电磁铁对应所述水下节点固定，并对应其设置有可通断的磁吸电路；所述磁
吸块通过辅助拉绳连接在所述绳索靠近浮标的一端，其可在所述电磁铁通电时吸附在所述电磁铁上并将所述浮标固定在水底。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述磁吸电路中设置有受控常闭开关，其在水下节点工作时处于关闭状态并可在水下节点需要被定位时打开；且
13.所述磁吸电路连通海缆，使得所述海缆可用于该磁吸电路的连续供电。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述磁吸电路中还设置有可充电电池，其可由所述海缆充电并在所述海缆断电时为所述电磁铁供电。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述加固装置为夹持式结构，其包括相互铰接设置的底板和压板；
16.所述底板上和/或该底板的一侧设置有第一电磁铁，所述第一电磁铁可在通电后产生电磁力吸附所述压板，使得该压板紧贴吸附在所述底板的表面，以用于将所述绳索夹持在两板之间；且
17.所述底板与所述压板之间设置有弹性件，并使得所述压板可在第一电磁铁断电时被该弹性件驱动到远离所述底板的位置。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述绳索靠近所述浮标一端的外周设置有防滑止动栓；且所述底板和所述压板夹持所述绳索时，所述防滑止动栓位于在两板背离所述浮标的一侧。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述加固装置包括外壳、第一压杆和第二压杆，所述第一压杆通过辅助拉绳连接所述绳索靠近浮标的一端；
20.所述外壳的底部对应水下节点固定，其一侧端面上开设有通孔，并在该通孔两侧设置有导槽，所述第二压杆的两端嵌入两所述导槽，并可在两导槽中往复运动；
21.对应所述第一压杆在外壳的内壁面以及所述第二压杆的一侧设置有限位槽，并在所述外壳内设置有弹性压力件；所述弹性压力件的一端抵接所述外壳的内壁，另一端抵紧在所述第一压杆的外周，使得所述第一压杆的两端分别嵌入对应的限位槽中；且
22.在所述外壳内设置有第二电磁铁，其通过联动牵引绳连接所述第二压杆，并可在断电后拉动所述第二压杆远离所述第一压杆运动，以此解除该第二压杆对所述第一压杆一端的限位。
23.作为本实用新型的进一步改进，在所述第二压杆下方的外壳底面上设置有滑扣；所述联动牵引绳的一端连接所述第二压杆，另一端穿过所述滑扣并连接所述第二电磁铁中的拉动件。
24.作为本实用新型的进一步改进，所述加固装置包括固定在水底的本体和第三电磁铁；
25.所述本体的底面开设有盲孔，该盲孔中设置有拉簧和滑动块；所述拉簧的一端固定在盲孔的底部，另一端连接所述滑动块；所述第三电磁铁对应所述滑动块设置，其可在通电后吸住所述滑动块并使得所述拉簧处于拉伸状态；
26.所述本体的顶面上开设有锁定孔，该锁定孔与所述盲孔横向贯通，并在贯通孔中设置有锁定球；相应地，所述滑动块靠近所述锁定孔的一侧对应所述锁定球设置有容置孔，且该容置孔可在所述拉簧从拉伸状态复原后正对所述贯通孔；
27.所述锁定孔中同轴设置有锁定件，其一端嵌设在锁定孔中，另一端通过辅助拉绳
连接所述绳索靠近浮标的一端；且所述锁定件正对所述贯通孔的一侧开设有锁定槽，使得所述锁定球的一侧抵接所述滑动块表面时，其另一侧可锁定限位于所述锁定槽中。
28.作为本实用新型的进一步改进，所述锁定件被替换为一端连接绳索且另一端设置有限位球的辅助拉绳；所述锁定球可在第三电磁铁通电时将该辅助拉绳抵紧，并在第三电磁铁断电时解除对所述辅助拉绳的限位。
29.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
31.(1)本实用新型的水下定位打捞浮标控制系统，其通过对应水下节点设置由绳索牵引的浮标，使得水下节点需要被打捞时可以由浮标准确定位，再通过对应绳索设置固定装置和/或加固装置，使得浮标可以在水下节点正常工作时被可靠固定在水底，避免了因浮标漂浮设置而导致的水下节点设置位置暴露、干扰行船以及浮标丢失等问题，保证水下节点定位的同时，提高了浮标设置的可靠性和稳定性，并减少了浮标设置而对水面通行环境的影响，保证了水面的景观性。
32.(2)本实用新型的水下定位打捞浮标控制系统，其通过设置由电磁铁、磁吸块、磁吸电路、受控常闭开关等部件组成的固定装置，再利用海缆为磁吸电路供电，有效保证了固定装置工作的可靠性和准确性，实现了浮标、绳索在水底的可靠固定；再通过磁吸电路中可充电电池的对应设置，使得固定装置可在海缆断电后进一步稳定工作一段时间，充分保证浮标沉底设置的可靠性和稳定性。
33.(3)本实用新型的水下定位打捞浮标控制系统，其通过不同形式加固装置的对应设置，配合加固装置与固定装置的组合使用，可以充分保证浮标在水底的可靠固定，满足在不同水况环境下的应用，充分保证浮标定位组件设置的可靠性和稳定性，且各加固装置在实际应用时可以充分利用敷设于水底的电缆，无需额外再设置供电系统，可以充分保证系统工作的准确性。
34.(4)本实用新型的水下定位打捞浮标控制系统，其通过将绳索未张紧的一端卷绕固定在水底，利用弱连接组件的对应设置，可以充分保证绳索在水底设置的可靠性，避免绳索的打结、缠绕，进一步保证浮标解除锁定时的上浮准确性。
35.(5)本实用新型的水下定位打捞浮标控制系统，其结构简单，控制准确，能够对应水下节点设置浮标，并在水下节点正常工作时将浮标限位固定在水底，且浮标可在水下节点需要被定位时释放而上浮至水面，避免因浮标设置于水面而导致的浮标丢失、干扰行船、暴露设备位置等缺陷的同时，充分保证浮标设置的可靠性和准确性，为水下节点的定位、检修、维护提供保障，具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
36.图1是本实用新型实施例中水下定位打捞浮标控制系统的结构示意图；
37.图2是本实用新型实施例中针对浮标绳索设置加固装置的系统结构示意图；
38.图3是本实用新型实施例1中加固装置的结构示意图；
39.图4是本实用新型实施例2中加固装置的结构示意图；
40.图5是本实用新型实施例3中加固装置的结构示意图；
41.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
42.1、浮标；2、绳索；3、磁吸块；4、电磁铁；5、磁吸电路；6、加固装置；7、辅助拉绳；
43.501、受控常闭开关；502、可充电电池；601、压板；602、底板；603、弹性件；604、防滑止动栓；605、外壳；606、弹性压力件；607、第一压杆；608、第二压杆；609、联动牵引绳；610、第二电磁铁；611、滑扣；612、本体；613、第三电磁铁；614、滑动块；615、拉簧；616、锁定球。
具体实施方式
44.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.实施例：
50.请参阅图1～图5，本实用新型优选实施例中的水下定位打捞浮标控制系统包括对应水下节点设置的浮标1，其通过绳索2定位连接在水下节点上，用于在漂浮于水平面时对水下节点的位置进行定位。同时，对应于优选实施例中的浮标1在水下设置有固定装置，用于在水下节点工作时将浮标1牵引固定在水底的水下节点附近，且该固定装置可在水下节点需要检修、维护、打捞时可控解除对浮标1的限定，使得浮标1可以漂浮在水面上进行定位，而绳索2的设置也可进一步优选用于水下节点的辅助打捞。
51.具体而言，优选实施例中的固定装置为如图1中所示的电磁磁吸组件，其包括设置
在水下节点上或者水下节点附近的电磁铁4，并在绳索2靠近浮标1的一端连接设置有磁吸块3，磁吸块3优选以辅助拉绳7连接绳索2，并使得两者的连接点靠近浮标1。
52.相应地，对应电磁铁4设置有磁吸电路5，用于为电磁铁4供电。在优选实施例中，磁吸电路5的设置形式如图1中所示，其优选与两根海缆连通，使得海缆可以为磁吸电路5中的电磁铁4供电，使得磁吸块3可以对应吸附在电磁铁4上，此时，浮标1被辅助拉绳7固定在水底靠近水下节点的位置，浮标1不浮出水平面，实现浮标1的隐藏式设计。
53.进一步地，在磁吸电路5上设置有受控常闭开关501，其在水下节点正常工作时始终处于关闭状态，保证磁吸电路5可以持续为电磁铁4供电，确保浮标1可靠被拉拽在水底。当浮标1需要用于定位时，例如水下节点需要被定位打捞时，可以在岸上或者船上控制受控常闭开关501打开，可以使得磁吸电路5处于断路状态，此时电磁铁4停止工作，浮标1在浮力的作用下浮出水面。
54.显然，对于上述固定装置而言，需要保证磁吸块3的重力小于浮标1的浮力，确保磁吸块3解除磁吸后，浮标1可以通过其浮力克服磁吸块3与绳索2的重力而浮出水面。另外，显而易见地，绳索2的长度应当不小于水平面与对应水下节点之间的距离，确保浮标1可以准确浮出水面并完成定位。
55.此外，当浮标1被电磁磁吸组件限位与水底时，绳索2未张紧的长度(即辅助拉绳7连接点到水下节点之间的长度)优选盘绕在水底，并对应盘绕的绳索2设置有弱锁扣组件，其可将盘绕后的绳索2可靠绑缚，并在可浮标1的浮力作用下被快速拉破，以此可以避免绳索2在水底的纠缠、打结，确保浮标1上浮作业的准确性。在实际设置时，也可以优选通过将盘绕后的绳索2以弱粘胶粘结或者弱锁扣锁定的形式固定在水下节点上，如图3～5中所示。
56.优选地，在磁吸电路5上还对应设置有可充电电池502，其可在海缆断电后单独为磁吸电路5供电，保证磁吸电路5工作的可靠性，使得海缆故障或者应急检修时，浮标1仍然可以准确被限位在水底。相应地，连接磁吸电路5的海缆还可对可充电电池502进行充电(浮充)，充分保证电磁磁吸组件工作的可靠性和准确性。
57.在实际设置时，受控常闭开关501和可充电电池502可以设置在水下电子仓中，相应的继电器可以封装在金属或者塑料壳内，可以充分保证各部件在水下设置和工作的可靠性，且磁吸电路5中的各部件之间优选采用水密电缆进行连接，可以充分保证磁吸电路5设置与工作的可靠性。
58.进一步地，上述系统在水流缓慢、水况较好的应用环境中可以进行设置，并充分保证系统设置后的可靠性和稳定性。而在复杂水况下，由于水流、大型鱼类活动等因素的影响，浮标1可能会存在意外脱离固定而浮出水面的风险，此时，需要进一步加强对绳索2的固定。对此，在优选实施例中，针对浮标1的水底限位固定，还设置有加固装置6，用于对绳索2进行加固限位，如图2中所示。
59.具体而言，在一个具体实施例1中，加固装置6a为如图3中所示夹持式加固装置，其包括底板602和压板601，两板的一侧铰接设置，并在两板之间设置有弹性件603，使得压板601可在不受外力作用的情况下，被弹性件603弹起，导致两板的板面相互分离。
60.同时，在底板602或者压板601上设置有第一电磁铁，该第一电磁铁也可以固定设置在底板602的一侧，而压板601的端部伸出底板602的边缘，并可与第一电磁铁磁吸设置，如图3中所示。通过第一电磁铁的磁吸控制，可以使得底板602与压板601以端面紧贴，进而
将绳索2夹持在两板体之间，如图3中放大部位所示。
61.优选地，对应于绳索2在两板之间的定位，优选在底板602和/或压板601的端面上开设有限位槽，使得绳索2可以嵌入限位槽中并压紧固定。进一步优选地，在绳索2的外周设置有防滑止动栓604，使得两板将绳索2夹持时，该防滑止动栓604刚好卡位在两板背离浮标1的一侧，依次对绳索2的滑动限位，防止绳索2发生滑动而使得浮标上浮。
62.此外，优选实施例中的第一电磁铁可以对应连接在磁吸电路5中，也可以单独设置类似于前述磁吸电路5的供电电路，确保加固装置6的可靠工作。当第一电磁铁工作时，压板601准确被吸附在底板602上，此时，绳索2靠近浮标1的一端可以被准确限位，使得浮标1沉在水底。而当第一电磁铁解除工作后，压板601可在弹性件603的作用下解除对绳索2的夹持，此后浮标1可对应浮出水面。
63.在另一个具体实施例2中，加固装置6b如图4中所示，此时，其包括呈盒型的外壳605，该外壳605对应水下节点或者水下设备固定设置，该外壳605的底部设置有第二电磁铁610，该第二电磁铁610与联动牵引绳609连接，并可在失电后拉动该联动牵引绳609运动。例如，第二电磁铁610中设置有拉伸弹簧，联动牵引绳609连接在拉伸弹簧上，当第二电磁铁610失电时，解除对拉伸弹簧的拉伸，拉伸弹簧再恢复力的作用下拉动联动牵引绳609，这借助现有技术中的相关技术手段可以实现，在此不做赘述。
64.进一步地，对应绳索2的牵引限位设置有第一压杆607，绳索2靠近浮标1的一端通过辅助拉绳7连接在第一压杆607上。相应地，对应联动牵引绳609设置有第二压杆608，并对应第二压杆608中设置有导槽，第二压杆608的两端分别嵌入导槽中，并可在联动牵引绳609的拉动下在导槽中运动。
65.如图4中放大部分所示，优选实施例中在外壳605的一侧开设有通孔，第二压杆608的导槽分设于该通孔的两侧。相应地，在外壳605开设有通孔一侧的内周壁面和第二压杆608的一侧对应第一压杆607设置有限位槽，并在外壳605内设置有弹性压力件606。
66.实际设置时，弹性压力件606可以进一步优选为压簧，其一端固定在外壳605正对开孔一侧的内壁面上，另一端抵紧在第一压杆607的外周，将第一压杆607的两端分别抵紧在外壳605的内壁面和第二压杆608的外周壁面上。此时，第一压杆607的两端进一步优选嵌设在对应的限位槽中，防止第一压杆607的水平移动。
67.通过第一压杆607在外壳605上的对应压紧，可以实现辅助拉绳7的对应固定，当第二电磁铁610失电时，可以对应拉动联动牵引绳609，继而拉动第二压杆608远离第一压杆607运动，使得第一压杆607的一端失去限位，弹性压力件606无法再维持将第一压杆607压紧的状态，第一压杆607完成外壳605上的脱落，从而解除对浮标1的锁定，浮标1浮力的作用下，带动绳索2、辅助拉绳7、第一压杆607向水面上浮。
68.更详细地，在实际设置时，对应于联动牵引绳609在外壳605的底部设置有滑扣611，其优选设置在第二压杆607的下方，联动牵引绳609的一端穿过滑扣611后匹配第二电磁铁610上的拉伸弹簧，如此设置，可以使得联动牵引绳609施加在第二压杆608上的作用力方向始终平行于导槽的轴向，保证第二压杆608拉动的准确性，避免第二压杆608被拉紧在导槽的内壁面上而无法脱离第一压杆607。
69.在一个具体实施例3中，加固装置6c如图5中所示，其包括呈块状的本体612，该本体612对应水下节点或者水下设备固定，其优选竖向设置，并在其底部的一侧沿竖向开设有
盲孔，该盲孔的底部连接设置有拉簧615，其一端固定在盲孔底部，另一端固定于可在该盲孔中往复滑动的滑动块614上。相应地，对应滑动块614设置有第三电磁铁613，其可在通电后吸附滑动块614并将拉簧615拉伸到伸长状态。
70.进一步地，在本体612的顶面上开设有锁定孔，该锁定孔可以为盲孔，也可以为图5放大部分所示的通孔，该锁定孔的一侧与设置有滑动块614的盲孔横向连通，并在横向连通的贯通孔中设置有锁定球616。
71.相应地，在锁定孔中设置有一侧开设有锁定槽的锁定件，并在滑动块614靠近锁定孔的一侧开设有容置孔，该容置孔可在滑动块614吸附第三电磁铁613时远离贯通孔，使得锁定球616的两侧可以分别抵紧滑动块614的外周壁面和锁定槽的内周壁面，进而将锁定件锁定在锁定孔中。
72.相应地，绳索2靠近浮标1的一端通过辅助拉绳7连接在锁定件上，当第三电磁铁613通电吸附滑动块614时，锁定件被锁定球616锁定在锁定孔中。当第三电磁铁613失电时，解除对滑动块614的吸附，滑动块614在拉簧615的拉动下运动，使得容置孔正对锁定球616，此后，锁定球616的一侧嵌入容置孔中，解除对锁定件的锁定，在浮标1的浮力作用下，锁定件从锁定孔中抽出，浮标1上浮。
73.当然，在实际设置时，也可以直接将辅助拉绳7的一端穿入锁定孔中，并由锁定球616直接顶紧在锁定孔内壁面上。为了避免辅助拉绳7的滑动，可在其背离浮标1的一端设置可嵌入锁定孔的限位件，例如限位球，当锁定球616抵紧辅助拉绳7的端部时，限位球刚好抵接锁定球616背离浮标1一侧的外周壁面，实现限位。
74.在实际应用时，可以通过将加固装置6与前述固定装置配合使用，使得绳索2的固定可以具备“双保险”的限位，由两者同时将浮标1限位在水底对应位置。不过，根据实际的需要，也可采用加固装置6取代前述固定装置的方式进行绳索2以及浮标1的限位，这可根据实际情况进行优选。
75.本实用新型中的水下定位打捞浮标控制系统，其结构简单，控制准确，能够对应水下节点设置浮标，并在水下节点正常工作时将浮标限位固定在水底，且浮标可在水下节点需要被定位时释放而上浮至水面，避免因浮标设置于水面而导致的浮标丢失、干扰行船、暴露设备位置等缺陷的同时，充分保证浮标设置的可靠性和准确性，为水下节点的定位、检修、维护提供保障，具有较好的应用前景和推广价值。
76.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。