一种基于海洋站的海洋环境观测装置

技术领域

本发明涉及海洋环境观测技术领域，具体为一种基于海洋站的海洋环境观测装置。

背景技术

海洋环境观测技术作为海洋科学和技术的重要组成部分，在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、谋求新的发展空间等方面起着十分重要的作用，海洋环境观测装置一般都是无人的自动海洋观测站，将其放置在大海上的某个区域，让其随波起伏，对所在区域的海洋环境进行观测，在进行海洋环境观测过程中，对海水的水质监测是必不可少的观测项之一，通常会使用到海洋水质监测仪，海洋水质监测仪监测要素主要有温度、电导率、溶解氧、酸度、化学耗氧量、生化需氧量、营养盐、浊度、叶绿素a、氧化还原电位、有机碳、放射性物质、特殊离子等。

目前，现有的用于海洋环境观测的海洋水质监测仪使用时，为了避免海水、海风对海洋水质监测仪的侵蚀，通常是把海洋水质监测仪封闭安装在防护箱内，例如，公开号为CN113830A中公开了一种基于海洋站的海洋环境观测装置，包括浮力座，所述浮力座的顶部固定安装有防护箱，防护箱内固定安装有横向设置的滑杆，滑杆上滑动套设有滑板，滑板的顶部设置有载物板，载物板的顶部固定安装有海洋水质检测仪本体，浮力座的底部固定安装有检测探头，防护箱内设置有缓冲机构，该专利是在防护箱底部安装浮力座以便于装置能够在海上处于漂浮状态；又例如公开号为CN114475933A公开了一种基于海洋站的海洋环境观测装置，包括浮台、观察机构和保护机构；浮台：其外弧面下端设有环形阵列分布的安装座，安装座的内部均转动连接有转动轴，转动轴的外弧面靠近浮台中心的一端均设有钢绳，钢绳的下端均与配重块的上端固定连接，浮台的上端通过螺栓连接有封盖，封盖安装槽的内部底端设有蓄电池，封盖的上端左右两侧分别设有吊耳，浮台的外弧面上端设有圆形阵列分布的固定块，固定块的下端分别与充气圈的上端固定连接，该专利是通过浮台实现装置的漂浮，但是由于观测装置需要长期漂浮在海面上，海水中含有大量盐类，包括氯化钠及含有钾、溴、碘等元素的盐类，为海洋生物的生存和繁殖提供了必要条件，因此大多数海洋生物会在海水表层进行暂留，这样上述两项专利中的浮力座和浮台浸泡在水中的部分表面会吸附大量的甲壳类和海藻类等动植物，导致浮力座和浮台的外表面容易发生侵蚀，因而需要专业人员在一定周期内对其清理，在清理时需要专业人员使用工具将甲壳类和海藻类等动植物从浮台表面铲下，但是甲壳类和海藻类等动植物的附着性较强，清理较为费时费力。为此，我们提出一种基于海洋站的海洋环境观测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于清理的基于海洋站的海洋环境观测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于海洋站的海洋环境观测装置，包括浮筒和防护箱，所述防护箱的顶部固定有两组支架，所述支架的一侧固定连接有太阳能供电板，所述浮筒固定在所述防护箱的底部，所述浮筒的底部固定有密封箱，所述密封箱的内部设有抽排组件，所述防护箱和所述浮筒之间穿插固接有抽气管，所述抽气管的内部设有第一单向阀，所述抽气管的底端延伸至所述防护箱的顶部上方，所述浮筒的内侧开设有多组第一气道，所述浮筒的外侧对应所述第一气道的位置处开设有凹槽，所述第一气道的一端与所述密封箱的内部连通，且其另一端与所述凹槽顶部相连通，所述凹槽内部活动设有除杂机构，所述太阳能供电板的一侧设有清洁机构。

优选的，所述抽排组件包括与所述密封箱的内部滑动连接的活塞板，所述活塞板的底部中心固定有连接筒，所述连接筒的底端通过密封圈与所述密封箱的底部滑动套接，且所述连接筒的底端延伸至所述密封箱正下方的一端固定连接有牵引件，所述活塞板的底部且在所述连接筒的外侧固定有复位弹簧，通过抽排组件可以随着浮筒的上下移动将外部空气抽进密封箱内并通过多个气道自动排出。

优选的，所述除杂机构包括可在所述凹槽内上下移动的移动座，所述移动座的顶端固定连接有波纹管，所述波纹管的顶端固定在所述凹槽的槽顶并与所述第一气道相连通，所述波纹管内设有第二单向阀，所述移动座的内部开设有与所述波纹管底部相连通的第二气道，所述移动座的内部还开设有与所述第二气道相连通的第三气道，所述第三气道内转动连接有转轴，所述转轴的外侧固定连接有随动扇叶，所述转轴延伸至所述移动座外部的一端固定有除杂刀，所述第三气道的底部开设有排气孔，所述排气孔内安装有第三单向阀，所述移动座的底端固定有联动杆，所述联动杆远离所述移动座的一端滑动贯穿所述密封箱的顶部且在所述密封箱的内部与所述活塞板的顶部固定连接，通过除杂机构便于对浮筒周围浸泡在水中的部分表面吸附的甲壳类和海藻类等动植物进行循环往复清理。

优选的，所述牵引件包括牵引绳，所述牵引绳的顶端与所述连接筒的底端固定连接，所述牵引绳的底端固定连接有固定锚，通过牵引绳和固定锚便于将浮筒和海底进行连接。

优选的，所述移动座的内部且在所述第三气道的上方开设有第四气道，所述第四气道与所述移动座的外部相连通，所述第四气道内安装有第四单向阀，通过第四气道孔喷出的空气混合液体对除杂刀表面的切碎的杂物施加一定的冲击力，使得杂物脱离刀片。

优选的，所述清洁机构包括固定在所述太阳能供电板一侧的出气总管，所述出气总管的上方连通有多个吹气管，所述出气总管的顶端连通有通气管，所述通气管远离所述出气总管的一端分别贯穿所述防护箱和所述浮筒内部并延伸至所述密封箱的内部，所述通气管的内部设有第五单向阀，通过清洁机构便于在排气时对太阳能供电板表面的灰尘进行自动清理。

优选的，所述抽气管的外侧对称连通有散热气管，所述散热气管设在所述防护箱的内部，通过散热气管进一步对防护箱内部的热空气吸入到抽气管内，从而将防护箱内部设备持续工作产生的热量进行抽出，起到同步散热的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明优化了现有海洋环境观测装置中的浸泡在水中部分表面的结构，通过设计的抽排组件可以随着浮筒的上下移动将外部空气抽进密封箱内并通过多个气道自动排出，从而联动除杂机构对浮筒周围浸泡在水中的部分表面吸附的甲壳类和海藻类等动植物进行循环往复清理，在对浮筒进行清理时不需要专业人员使用工具清理，省时省力。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明局部结构示意图；

图3为本发明除杂机构和抽排组件结构示意图；

图4为本发明牵引件结构示意图；

图5为本发明清洁机构结构示意图；

图6为本发明抽气管和散热气管结构示意图；

图7为本发明局部剖视图；

图8为图3中A区域放大图；

图9为图8中B区域放大图；

图10为图5中C区域放大图。

图中：1-浮筒；2-防护箱；3-支架；4-太阳能供电板；5-密封箱；6-抽排组件；7-抽气管；8-第一单向阀；9-第一气道；10-凹槽；11-除杂机构；12-清洁机构；13-活塞板；14-连接筒；15-牵引件；16-复位弹簧；17-移动座；18-波纹管；19-第二单向阀；20-第二气道；21-第三气道；22-转轴；23-随动扇叶；24-除杂刀；25-排气孔；26-第三单向阀；27-联动杆；28-牵引绳；29-固定锚；30-第四气道；31-第四单向阀；32-出气总管；33-吹气管；34-通气管；35-第五单向阀；36-散热气管。

具体实施方式

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。

实施例1：如图1-图3和图6所示，图示中的一种基于海洋站的海洋环境观测装置，包括浮筒1和防护箱2，防护箱2的顶部固定有两组支架3，支架3的一侧固定连接有太阳能供电板4，通过支架3上的太阳能供电板4可以为海洋观测装置上的设备提供电力，提高续航能力，浮筒1固定在防护箱2的底部，浮筒1的底部固定有密封箱5，密封箱5的内部设有抽排组件6，随着浮筒1的上下移动再通过抽排组件6将外部空气抽进密封箱5内并通过多个气道自动排出，多个方向排出空气从而进行多个位置结构的联动，无需通过装置自带空气压缩设备，节约设备空间和能耗，防护箱2和浮筒1之间穿插固接有抽气管7，抽气管7的内部设有第一单向阀8，抽气管7的底端延伸至防护箱2的顶部上方，抽气管7将装置上方的气流吸进密封箱5内，排气时由于第一单向阀8的存在，不会有气流再从抽气管7流通，浮筒1的内侧开设有多组第一气道9，浮筒1的外侧对应第一气道9的位置处开设有凹槽10，第一气道9的一端与密封箱5的内部连通，且其另一端与凹槽10顶部相连通，凹槽10内部活动设有除杂机构11，在执行排气行程时，排出的气体通过多个第一气道9排出，并作用到除杂机构11上，带动除杂机构11进行转动，另外抽排组件6上下移动时联动着除杂机构11也上下移动，从而实现除杂机构11的上下移动转动，起到了对杂物的循环往复清理的作用，太阳能供电板4的一侧设有清洁机构12，在排气时部分空气也会通入到清洁机构12内，清洁机构12将空气吹向太阳能供电板4上对表面的灰尘进行清洁，防止灰尘堆积影响太阳能供电板4的工作。

其中，如图1和图3所示，为了实现气流的循环往复流通，抽排组件6包括与密封箱5的内部滑动连接的活塞板13，活塞板13的底部中心固定有连接筒14，连接筒14的底端通过密封圈与密封箱5的底部滑动套接，且连接筒14的底端延伸至密封箱5正下方的一端固定连接有牵引件15，活塞板13的底部且在连接筒14的外侧固定有复位弹簧16；

工作流程：当浮筒1在海面上漂浮的时候，浮筒1会在海水波浪的作用下上下起伏运动，从而通过拉动活塞板13在密封箱5内部上下移动，活塞板13在密封箱5内部向下移动的过程中会产生负压，从而打开第一单向阀8，通过抽气管7吸入装置上方的空气，另外活塞板13在密封箱5内往上运动时便会对吸入的空气进行排放，推动空气进入到多个第一气道9排出，并作用到除杂机构11上，带动除杂机构11进行转动，另外活塞板13上下移动时也会联动着除杂机构11也上下移动，从而实现除杂机构11的上下移动转动，起到了对杂物的循环往复清理的作用。

同时，如图3、图8和图9所示，为了实现往复清理的作用，除杂机构11包括可在凹槽10内上下移动的移动座17，移动座17的顶端固定连接有波纹管18，波纹管18的顶端固定在凹槽10的槽顶并与第一气道9相连通，波纹管18内设有第二单向阀19，移动座17的内部开设有与波纹管18底部相连通的第二气道20，移动座17的内部还开设有与第二气道20相连通的第三气道21，第三气道21内转动连接有转轴22，转轴22的外侧固定连接有随动扇叶23，转轴22延伸至移动座17外部的一端固定有除杂刀24，第三气道21的底部开设有排气孔25，排气孔25内安装有第三单向阀26，移动座17的底端固定有联动杆27，联动杆27远离移动座17的一端滑动贯穿密封箱5的顶部且在密封箱5的内部与活塞板13的顶部固定连接；

工作流程：压缩的空气由第一气道9进入到第二气道20内，并从第三气道21进入，空气吹动第三气道21内部的随动风扇转动，带动转轴22转动，转轴22带动除杂刀24转动，除杂刀24对浮筒1外侧的杂质进行切割，对浮筒1周围浸泡在水中的部分表面吸附的甲壳类和海藻类等动植物进行循环往复清理，在对浮筒1进行清理时不需要专业人员使用工具清理，省时省力。

另外，如图4所示，为了便于将浮筒1和海底进行连接，牵引件15包括牵引绳28，牵引绳28的顶端与连接筒14的底端固定连接，牵引绳28的底端固定连接有固定锚29。

通过固定锚29与海底进行固定，固定锚29顶部通过牵引绳28与浮筒1底部连接，起到对装置定位的作用，另外整体装置上下移动时便会通过牵引绳28带动连接筒14上下移动。

实施例2：如图8和图9所示，本实施方式对实施例1进一步说明，图示中的除杂机构11包括可在凹槽10内上下移动的移动座17，移动座17的顶端固定连接有波纹管18，波纹管18的顶端固定在凹槽10的槽顶并与第一气道9相连通，波纹管18内设有第二单向阀19，移动座17的内部开设有与波纹管18底部相连通的第二气道20，移动座17的内部还开设有与第二气道20相连通的第三气道21，第三气道21内转动连接有转轴22，转轴22的外侧固定连接有随动扇叶23，转轴22延伸至移动座17外部的一端固定有除杂刀24，第三气道21的底部开设有排气孔25，排气孔25内安装有第三单向阀26，移动座17的底端固定有联动杆27，联动杆27远离移动座17的一端滑动贯穿密封箱5的顶部且在密封箱5的内部与活塞板13的顶部固定连接；移动座17的内部且在第三气道21的上方开设有第四气道30，第四气道30与移动座17的外部相连通，第四气道30内安装有第四单向阀31，通过第四气道30孔喷出的空气混合液体对除杂刀24表面的切碎的杂物施加一定的冲击力，使得杂物脱离刀片。

工作流程：部分空气也会从第四气道30吹出，第四气道30孔喷出的空气混合液体对除杂刀24表面的切碎的杂物施加一定的冲击力，让杂物脱离除杂刀24表面，避免部分切割完的杂物附着在刀片表面，另外吹出的空气也会对杂物进行吹动，使得杂物远离浮筒1。

实施例3：如图5和图10所示，本实施方式对实施例1进一步说明，图示中的清洁机构12包括固定在太阳能供电板4一侧的出气总管32，出气总管32的上方连通有多个吹气管33，出气总管32的顶端连通有通气管34，通气管34远离出气总管32的一端分别贯穿防护箱2和浮筒1内部并延伸至密封箱5的内部，通气管34的内部设有第五单向阀35，通过清洁机构12便于在排气时对太阳能供电板4表面的灰尘进行自动清理。

工作流程：在进行排气时，通气管34内部的第五单向阀35打开，排出的空气由通气管34进入到的出气总管32内，最后从多个吹气管33排出吹向太阳能供电板4表面，将其表面的灰尘和海水蒸发产生的盐渍进行吹动，进而实现联动作用对太阳能供电板4表面进行自动清理。

实施例4：如图6和图7所示，本实施方式对实施例1进一步说明，图示中的抽气管7的外侧对称连通有散热气管36，散热气管36设在防护箱2的内部，通过散热气管36进一步对防护箱2内部的热空气吸入到抽气管7内，从而将防护箱2内部设备持续工作产生的热量进行抽出，起到同步散热的效果。

工作流程：在进行抽气时，防护箱2和密封箱5也会连通，防护箱2内部的热空气通过散热气管36进入到抽气管7内，将其内部的热空气进行引出最后排出，起到对防护箱2内部设备的自动快速散热的作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。