[发明专利]一种微型智能浮标

说明书

本发明公开了一种微型智能浮标。本发明采用防水外壳与形态可变的金属支撑体的设计，上、下外壳通过防水胶圈互相嵌套形成密闭容置空腔，金属支撑体置于密闭容置空腔，浮标整体体积小，便于携带且可快速抛洒布放；当舵机旋转时驱动螺杆正向/反向转动，使得金属支撑体伸长/缩短，防水上壳和防水下壳形成的密闭容置空腔变大或者变小，从而使微型智能浮标的浮力增大或者减小，使得浮标能够在竖直方向上位移，完成上升、下潜、悬停等运动姿态，获取不同深度的水体剖面数据(温度、深度、盐度)、生物信息与当前GPS位置信息。

技术领域

本发明涉及海洋监测技术领域，具体为一种微型智能浮标。

背景技术

近几十年，全球海洋观测的趋势已经从原本的不连续的船基或岸基考察的方式转变成现在的持续的定点实时观测的方式。发达国家或地区现在正通过开发先进技术和装备，并且将卫星、飞机、船舶、水下滑翔器、浮(潜)标等先进技术手段结合起来，对海洋动力环境、海洋生态、海洋地质、海洋生物资源等进行跨地区、跨部门、长期、连续地观测。海洋监测浮标是这些年新发展的一种新监测技术，逐渐被许多沿海国家看重并大力发展，是离岸获取水文、气象等环境参数的重要技术手段，在海洋环境实时监测、预警预报、防灾减灾、资源开发等方面具有重要作用。

现有海洋监测浮标在布放后，在海表面自由漂移，完成浮标初始信息发射和浮标定位后，启动浮标内液压系统，将皮囊内的油抽回至浮标内部，浮标体积缩小，当重力大于浮力时，浮标开始下潜。到达预定深度时，重力和浮力相等，浮标在该深度实现中性漂移。浮标完成预定的水下漂移时间后，液压系统工作，将油注入皮囊，浮标体积增大，当浮力大于重力时，浮标开始上浮，并在上浮过程中进行剖面数据测量和测量数据的存储。当浮标接近海表面时，气泵工作，张大气囊，进一步增加浮标体积，抬高浮标天线，浮标将本次剖面测量数据发送给卫星后，再次启动液压系统，浮标下潜，进入下一个循环。浮标按此方式循环工作，直到电池耗尽。该类监测浮标采用抽油/注油与充气/排气的方式完成浮标的上下浮潜，浮标内部设有液压系统、气泵系统，结构较为复杂。此类浮标典型的代表是Argo浮标，Argo浮标采用液压泵控制浮潜，探测深度3000米，一次水面数据传输需要8-12小时，造价约20万元。Swarm Diver浮标，体积和重量小，可测量40米以浅的温度和深度，且具有水面航行能力，售价约3万元。DARPA海洋物联网浮标，为漂流标，底部安装脐带式水听器，可探测船舶和潜艇，造价约10万元。

以上海洋监测浮标价格昂贵，结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型智能浮标，与现有的微型智能浮标相比，本发明研制的微型智能浮标具有以下优势：1.低成本、造价在万元以内；2.打破了油囊液压定深控制方式，具有漂流、浮潜、悬浮和坐底四种集群探测模式，且具有剖面流速测量功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微型智能浮标，包括防水外壳和金属支撑体，防水外壳包括：呈圆柱状套装在一起的防水上壳以及防水下壳，防水上壳的上表面中心处螺纹连接有亚克力天线壳，通过防水上壳、防水下壳以及亚克力天线壳围成内部密封的容置空腔；

金属支撑体设置于防水外壳的容置空腔内，金属支撑体能够带动防水下壳沿防水上壳的中轴线运动以改变防水外壳容置空腔的体积大小或保持防水上壳和防水下壳之间相对静止；

金属支撑体上端固定有通信天线，通信天线向上穿入亚克力天线壳内。

优选的，所述防水上壳的下端镶嵌有用于保持防水上壳和防水下壳接触边密封的防水胶圈，所述防水上壳的上端镶嵌有用于保持防水上壳和亚克力天线壳接触边密封的防水胶圈。

优选的，所述金属支撑体包括上支撑体和下支撑体，上支撑体与防水上壳一体运动，下支撑体与防水下壳一体运动，上支撑体和下支撑体通过驱动装置带动沿防水外壳的轴线相互靠近或远离。