一种用于近海波浪参数分析的智能化海洋监测系统的制作方法

1.本发明涉及海洋监测技术领域，具体涉及一种用于近海波浪参数分析的智能化海洋监测系统。


背景技术：

2.随着地球海洋资源的不断开发和利用，对于海洋海浪的参数检测就变得越来越加重要。但是我国的海洋技术及海洋监测技术与一些国家相比还有较大差距，为了弥补这一差距，我国海洋监测领域的技术人员不断开发各种新型技术手段。具体地，在比较重要的近海观测领域，通常采用波浪浮标进行观测，波浪浮标可以对各种海洋参数进行遥测，可以说是对连续波浪检测的唯一可靠手段。波浪浮标一般分为两种，一种是以加速度计为传感器；一种是以gps为传感器，在不同的海况环境下，两种测量方式有很大不同，波浪浮标由于无人值守并有锚系固定于海底，并且通过波浪数据可以预知海洋上发生的事件，然而该类浮标经常难以持续提供电能，且抵抗风浪破坏的能力较低，大量浮标因各种故障难以获得精确可靠的检测数据，因而如何提供一种更加方便可靠且具有防护性能的近海波浪参数分析的智能化海洋监测系统成为本领域亟待解决的难题。
3.中国发明专利(cn112319702a)公开了一种海洋监测浮标，包括监测浮标本体、驱动电机、发电机，所述监测浮标本体的内部固定安装有驱动电机，且驱动电机上固定安装有第一锥形齿轮，所述监测浮标本体的内部插设有螺纹杆，且螺纹杆上固定安装有第二锥形齿轮，所述螺纹杆的侧面插设在第一卡块上，且第一卡块固定安装在监测浮标本体上。可见，该监测浮标本体遇到海洋上大风大浪时，为了防止大风对监测设备造成损坏时，在监测浮标本体的内部装设有驱动电机，通过驱动电机的运作带动螺纹杆进行转动，在螺纹杆上套设有套块，通过螺纹杆的转动套块进行移动，套块上固定连接有拉杆，在拉杆上装设有监测设备，便于监测设备回收到监测浮标本体内部，避免监测设备遭到破坏。
4.中国发明专利(cn112623119a)公开一种海洋监测浮标，包括浮体，浮体内设有立柱，立柱的顶端伸出浮体的顶面并连接有风力发电装置，立柱上穿设有配重壳，配重壳内设有防水壳，防水壳内设有控制系统、与控制系统电性连接的海洋监测系统、与控制系统电性连接的水泵。该发明由水泵通过吸水管将海水引入到配重壳内，对引入的海水进行检测，当海水引入量达到预定值时，则压力传感器发出电信号给集控中心，通过海洋监测系统对引入的海水进行温度、盐度的检测，将检测数据转为矩阵，并进行矢量压缩，降低数据冗余，与历史数据进行比较，在比较之前对历史数据进行同样的矩阵转换，并逐一进行归一化、逆变换处理，同步配合下节省传输码长以及传输次数，提高工作效率。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于近海波浪参数分析的智能化海洋监测系统。
6.本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了一种用于近
海波浪参数分析的智能化海洋监测系统，包括浮体本体、浮动平板、左上板、左下板、右上板、右下板、升降竖轴、球面配重体和发电储能系统，所述浮体本体为实心板状浮体结构，所述浮体本体的上表面设有发电储能系统，所述浮体本体的中心设有竖向的水密轴孔，所述浮体本体的外侧面为球面结构，所述浮体本体的左右两侧均通过铰支座分别转动安装有左下板和右下板，所述左下板和右下板呈上宽下窄的等腰梯形板状结构，所述左下板和右下板的上部的前后两端均铰接有滑动铰接头，所述浮动平板平行位于浮体本体的上方，所述左下板和右下板与浮动平板之间均连接有弹性支撑体，所述浮动平板的四周对称设有向下延伸的侧支撑浮体，所述浮动平板的中心设有中心滑动套筒，所述浮动平板的左右两侧均设有一对呈前后对称的滑槽，所述滑动铰接头滑动安装在所述滑槽中，左侧一对滑动铰接头的上部铰接有所述左上板，右侧一对滑动铰接头的上部铰接有所述右上板，所述左上板与右上板均呈上窄下宽的等腰三角形板状结构，所述左上板与右上板的顶端均铰接在所述升降竖轴的顶部，所述升降竖轴的顶端设有顶横板，所述顶横板的上部设有风标装置，所述升降竖轴向下依次穿过所述中心滑动套筒和所述水密轴孔而固定连接所述球面配重体，所述球面配重体的上表面与浮体本体的下表面压合接触时各自外侧面组成同一球面，所述水密轴孔的下部设有台阶孔，所述台阶孔内外依次设有水密垫圈和封压环，所述水密垫圈通过封压环并在紧固件的作用下压紧在所述台阶孔中，所述水密垫圈与所述升降竖轴的外表面接触而形成水密结构，所述升降竖轴的中部分别上下间隔设有上限位体和下限位体，所述上限位体和下限位体分别处于所述中心滑动套筒上下两侧，所述中心滑动套筒通过上限位体和下限位体的阻挡作用实现所述浮动平板与所述升降竖轴间相对滑动的限位过程，所述下限位体外侧设有侧拨杆，所述下限位体通过侧拨杆驱动所述发电储能系统工作实现装置整体的供电。
7.进一步，所述浮体本体的上表面设有交错式的水槽，所述水槽的流动末端设有排水孔道，所述排水孔道贯穿所述浮体本体的上下表面，所述排水孔道的上端通过支架固定安装有拉簧，所述拉簧的下端连接有水密封盖，所述水密封盖通过拉簧和水压作用紧贴所述排水孔道的底部形成水密结构，所述浮体本体的上表面安装有排水气泵装置，所述排水气泵装置连接有风管，所述风管末端与排水孔道上端相临，所述排水气泵装置可克服拉簧作用而实现水槽流动末端的负压排水。
8.进一步，所述排水孔道为倾斜式孔状结构，所述排水孔道的上端与所述水槽相贯并形成下排水口，所述排水孔道的下端设有台阶圆槽。
9.进一步，所述球面配重体包括内填充部和不锈钢壳，所述不锈钢壳采用304不锈钢焊接而成，所述内填充部包括水泥结构填充物。
10.进一步，所述浮体本体的顶部边沿固定圈接有波纹胶皮，所述波纹胶皮的上部连接在所述滑动铰接头的下部，所述波纹胶皮与浮体本体的上表面围成上方下圆的口袋筒状，所述波纹胶皮的上部边沿采用弹性拉绳串结。
11.进一步，所述发电储能系统包括推杆、扇形偏转传动机构、增速传动齿轮和发电机装置，所述推杆的前端转动连接在所述侧拨杆末端，所述侧拨杆与所述升降竖轴的中心线垂直，所述扇形偏转传动机构安装在所述浮体本体上，所述扇形偏转传动机构的扇面外侧转动连接所述推杆的末端，所述扇形偏转传动机构通过所述增速传动齿轮与发电机装置传动连接。
顶横板，711-风标装置，72-上限位体，73-下限位体，731-侧拨杆，8-球面配重体，81-内填充部，82-不锈钢壳，9-发电储能系统，91-推杆，92-扇形偏转传动机构，93-增速传动齿轮，94-发电机装置，95-锁紧啮合齿轮，951-电磁阀销组件。
具体实施方式
26.如图1-5所示，本发明公开了一种用于近海波浪参数分析的智能化海洋监测系统，包括浮体本体1、浮动平板2、左上板3、左下板4、右上板5、右下板6、升降竖轴7、球面配重体8和发电储能系统9，所述浮体本体1为实心板状浮体结构，所述浮体本体1的上表面设有发电储能系统9，所述浮体本体1的中心设有竖向的水密轴孔14，所述浮体本体1的外侧面为球面结构，所述浮体本体1的左右两侧均通过铰支座分别转动安装有左下板4和右下板6，所述左下板4和右下板6呈上宽下窄的等腰梯形板状结构，所述左下板4和右下板6的上部的前后两端均铰接有滑动铰接头21，所述浮体本体1的顶部边沿固定圈接有波纹胶皮11，所述波纹胶皮11的上部连接在所述滑动铰接头21的下部，所述波纹胶皮11与浮体本体1的上表面围成上方下圆的口袋筒状，所述波纹胶皮11的上部边沿采用弹性拉绳串结。所述浮动平板2平行位于浮体本体1的上方，所述左下板4和右下板6与浮动平板2之间均连接有弹性支撑体23，从而实现日常的支撑作用，所述浮动平板2的四周对称设有向下延伸的侧支撑浮体22，所述浮动平板2的中心设有中心滑动套筒25，所述浮动平板2的左右两侧均设有一对呈前后对称的滑槽24，所述滑动铰接头21滑动安装在所述滑槽24中，左侧一对滑动铰接头21的上部铰接有所述左上板3，右侧一对滑动铰接头21的上部铰接有所述右上板5，所述左上板3与右上板5均呈上窄下宽的等腰三角形板状结构，所述左上板3与右上板5的顶端均铰接在所述升降竖轴7的顶部，所述升降竖轴7的顶端设有顶横板71，所述顶横板71的上部设有风标装置711，所述升降竖轴7向下依次穿过所述中心滑动套筒25和所述水密轴孔14而固定连接所述球面配重体8，所述球面配重体8包括内填充部81和不锈钢壳82，所述不锈钢壳82采用304不锈钢焊接而成，所述内填充部81包括水泥结构填充物，从而达到相应的浮力要求。所述球面配重体8的上表面与浮体本体1的下表面压合接触时各自外侧面组成同一球面，所述水密轴孔14的下部设有台阶孔，所述台阶孔内外依次设有水密垫圈15和封压环16，所述水密垫圈15通过封压环16并在紧固件的作用下压紧在所述台阶孔中，所述水密垫圈15与所述升降竖轴7的外表面接触而形成水密结构，所述升降竖轴7的中部分别上下间隔设有上限位体72和下限位体73，所述上限位体72和下限位体73分别处于所述中心滑动套筒25上下两侧，所述中心滑动套筒25通过上限位体72和下限位体73的阻挡作用实现所述浮动平板2与所述升降竖轴7间相对滑动的限位过程，所述下限位体73外侧设有侧拨杆731，所述下限位体73通过侧拨杆731驱动所述发电储能系统9工作实现装置整体的供电。
27.虽然浮体本体1的外侧设有的波纹胶皮11能够达到防水防潮的效果，但为了达到更好的排水除湿效果，防止一段时间间隔后因外部水浪溅入浮体本体1上方造成故障，浮体本体1的上表面设有交错式的水槽18，所述水槽18的流动末端设有排水孔道17，所述排水孔道17贯穿所述浮体本体1的上下表面，所述排水孔道17的上端通过支架固定安装有拉簧172，所述拉簧172的下端连接有水密封盖171，所述水密封盖171通过拉簧172和水压作用紧贴所述排水孔道17的底部形成水密结构，所述浮体本体1的上表面安装有排水气泵装置19，所述排水气泵装置19连接有风管191，所述风管191末端与排水孔道17上端相临，所述排水
气泵装置19可克服拉簧172作用而实现水槽18流动末端的负压排水。具体地，该排水孔道17为倾斜式孔状结构，所述排水孔道17的上端与所述水槽18相贯并形成下排水口，所述排水孔道17的下端设有台阶圆槽。
28.本技术方案的发电储能系统9具有很高的灵敏性和发电效能，并且具有额外恶劣环境下的机构整体防护性，具体地，该发电储能系统9包括推杆91、扇形偏转传动机构92、增速传动齿轮93和发电机装置94，所述推杆91的前端转动连接在所述侧拨杆731末端，所述侧拨杆731与所述升降竖轴7的中心线垂直，所述扇形偏转传动机构92安装在所述浮体本体1上，所述扇形偏转传动机构92的扇面外侧转动连接所述推杆91的末端，所述扇形偏转传动机构92通过所述增速传动齿轮93与发电机装置94传动连接。为了达到更好的发电效果以及恶劣环境下的结构锁死，增速传动齿轮93与发电机装置94设在扇形偏转传动机构92的左侧，所述扇形偏转传动机构92的右侧设有锁紧啮合齿轮95，所述锁紧啮合齿轮95侧部设有电磁阀销组件951，所述锁紧啮合齿轮95用于当升降竖轴7下降到指定位置时在控制系统的作用下锁紧所述扇形偏转传动机构92进而保持装置整体重心低位状态以防止较大风浪破坏，具体来说，当升降竖轴7因风浪过大到达底部极限位置时，此时由于扇形偏转传动机构92的结构特点，扇形偏转传动机构92的扇形部分完全转动到正下方，锁紧啮合齿轮95转动相应角度触发电磁阀销组件951动作，从而将机构整体锁死，升降竖轴7不会再因风浪变化而上下窜动，从而可以在恶劣环境状况下尽量降低重心，保持较高的稳定性，实现自我保护作用，主要注意的是，当扇形偏转传动机构92的扇形部分完全转动到正下方时，左上板3和右上板5可下降到最低位置，扇形偏转传动机构92的扇形部分恰好空出转轴上方空间，不会阻挡左上板3和右上板5的下落偏转，从而实现紧凑的动态空间利用效果。
29.所述浮体本体1外侧设有温度传感器，所述浮体本体1内部嵌入式固定安装有三轴加速度计、全球定位系统定位模块12和相对位置定位模块13，通过三轴加速度计可使得浮标具有防碰撞效果，当然浮体本体1也可根据需要配备其他传感测量仪器，具体可在本系统的技术上进行有考虑的添加，所述发电储能系统9设有电压采集模块，所述全球定位系统定位模块12和相对位置定位模块13均包括纵摇传感器、横摇传感器和艏摇传感器。所述相对位置定位模块13与全球定位系统定位模块12的数据均可通过无线传输通信模块传输到岸上计算机系统进行分析计算，所述相对位置定位模块13用于将近海布设的两两浮标之间的相对位置姿态数据通过相邻通信发射接收模块进行依次连续叠加计算得出各个浮标的位置姿态数据，进而用上述计算数据对各浮标的全球定位系统定位模块12的位置姿态数据进行算法修正而提高数据传输稳定性和数据精度。所述电压采集模块的数据可经微控制器和数据处理中心处理后通过无线传输通信模块传输到岸上计算机系统进行分析计算，所述电压采集模块可采集相应浮标的瞬时发电电压以间接反映近海波浪的流动情况，并通过计算机拟合曲线形成近海波浪流动强度状况动态模拟图像。
30.在实际应用时，可将浮标在需要监测的海岸处进行组网间隔排布，大量的浮标组成近岸波浪检测系统，各个浮标在相应的位置通过bd/gps导航定位模块将各自的姿态位置数据传送到北斗用户机终端，接着传送到数据采集控制单元，上述数据可以看做是并联传输的数据，在此同时，各个浮标还将通过相对位置定位模块13以及相邻浮标的通讯，通过相临浮标数据叠加的方式得出各个浮标位置姿态的串联数据，上述数据连同其他各传感器采集到的温度风力风向等数据一同进入微控制器进行处理，然后在数据矩阵修正算法单元的
协同下进入数据处理中心处理，处理后的数据通过无线传输通信模块传送到岸上计算机系统进行分析计算，从而得到通过计算机拟合曲线形成近海波浪流动强度状况动态模拟图像以及波浪频谱。
31.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。