一种水文观测浮标及其系统

技术领域

本发明涉及水文监测设备技术领域，具体为一种水文观测浮标及其系统。

背景技术

采集水体有关数据的一项工作.它是以江、河、湖、海的各种水文要素为主进行的观测。通常依一定条件在江河湖海的一定地点或断面上布设水文观测站，进行长期不间断的水文观测.各种水文观测资料经整理分析后，不仅是各种水文预报的依据，而且也是研究海床、河床、河岸变迁、海流、径流规律和进行各种水利工程、海岸工程设计计算以及编写航路指南等的重要资料。

现有的水文监测大部分是将具有信息传输功能的浮标投放到水域中，进行监测，并将监测到的水文数据发送到用户终端。但现有的水文观测浮标的防侧翻性能比较差，尤其在风浪较大的水域，更容易发生侧翻，一旦侧翻，不仅会影响监测，而且可能因进水等问题导致主要器件损坏。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种水文观测浮标及其系统。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种水文观测浮标，包括浮标主体，所述浮标主体包括浮力隔仓，所述浮力隔仓中设有安装腔，所述安装腔中设有电池支架和通讯模块，所述电池支架内部固定有电池，上部固定有控制器，所述浮力隔仓上部设有电子罗盘、ASI避碰仪、天线、锚灯、风传感器、太阳能板，下部设有海流计，所述浮标主体上部还设有防碰护栏。

进一步地，所述浮标主体下方设有平衡链，所述平衡链用于将浮标主体的重心降低到浮心以下，所述平衡链连接有第一浮子链，所述第一浮子链连接有第二浮子，所述第二浮子通过锚链锚固。

进一步地，所述第一浮子链包括多个依次连接的第一浮子，所述第一浮子的轴向平行于水平面，所述第二浮子的轴向垂直于水平面。

进一步地，所述浮标主体的侧壁上设有至少一个感应机构，感应机构用于检测浮标主体是否具有侧翻的趋势，并在浮标主体具有侧翻趋势时发送启动信号给防侧翻机构，防侧翻机构收紧于浮标主体内部或外壁，并在接收到启动信号后伸展到浮标主体外，利用浮力对其的反作用力使浮标主体保持直立。

进一步地，所述感应机构位于防侧翻机构下方，为压力传感器或红外传感器。

进一步地，所述防侧翻机构包括中心杆，中心杆固定在浮标主体中，用于安装伸缩臂，伸缩臂呈辐射状固定在中心杆上，其端部均连接有防翻板，防翻板在伸缩臂的驱动下向浮标主体两侧伸展。

进一步地，所述防翻板为平面板，板面平行于水平面设置，收紧于浮标主体中。

进一步地，所述防翻板为弧面板，收紧后紧贴浮标主体外壁。

进一步地，所述浮标主体下部设有导流板。

一种水文观测系统，包括上述水文观测浮标，所述水文观测浮标通过卫星或信号塔和接收服务站进行通讯，将水文信息数据发送给接收服务站。

本发明的有益效果：

本发明提供的水文观测浮标具有感应机构和防侧翻机构，感应机构检测浮标本体是否具有侧翻的趋势，若具有侧翻趋势，则发送启动信号给防侧翻机构，防侧翻机构的伸缩臂驱动防翻板伸出，防翻板在浮力的作用下，阻止浮标本体侧翻的发生。同时，防侧翻机构收紧在浮标本体内部或者紧贴浮标本体侧壁，不改变浮标本体的形状和结构，不会因多余的结构突出于浮标本体而影响浮标本体的工作性能。进一步地，浮标本体下端设置了平衡链，将浮标本体的重心降低到浮心下方，增强了浮标本体的自恢复力，进一步加强了浮标本体的稳定性。

附图说明

图1为本发明水文观测浮标第一种实施方式的剖面图；

图2为本发明防侧翻机构第一种实施方式的俯视图；

图3为本发明水文观测浮标第二种实施方式的剖面图；

图4为本发明防侧翻机构第二种实施方式的俯视图；

图5为本发明水文观测系统的结构示意图。

图中：1-浮力隔仓,2-安装腔，3-电池支架，4-通讯模块，5-控制器，6-电子罗盘，7-ASI避碰仪，8-天线，9-锚灯，10-风传感器，11-海流计，12-防碰护栏，13-导流板，14-平衡链，15-第一浮子链，16-第二浮子，17-锚链，18-锚，19-感应机构，20-中心杆，21-伸缩臂，22-防翻板，23-出水口，24-卫星，25-信号塔，26-接收服务站，27-太阳能板。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

请参考图1，为本发明提供的包括浮标主体，浮标主体的侧壁上设有至少一个感应机构19，感应机构19用于检测浮标主体是否具有侧翻的趋势，并在浮标主体具有侧翻趋势时发送启动信号给防侧翻机构，防侧翻机构收紧于浮标主体内部或外壁，并在接收到启动信号后伸展到浮标主体外，利用浮力对其的反作用力使浮标主体保持直立。

浮标主体包括浮力隔仓1，浮力隔仓1中设有安装腔2，安装腔2的重心和浮力隔仓1的重心位于同一条直线上。

安装腔2中设有电池支架3和通讯模块4，电池支架3内部固定有电池，上部固定有控制器5。安装腔2将通讯模块4、电池以及控制器5封装在其内部，能够防潮防水，即使发生侧翻，也不会损坏到主要的工作器件。

浮力隔仓1上部设有电子罗盘6、ASI避碰仪7、天线8、锚灯9、风传感器10、太阳能电池板26，下部设有海流计11和导流板13。

太阳能电池板26和电池连接，为电池充电，电池和控制器5连接，通讯模块4、电子罗盘6、ASI避碰仪7、风传感器10、海流计11连接均与控制器5连接。控制器5为现有的控制器，不再赘述。

浮标主体上部设有防碰护栏12，防碰防护栏12将电子罗盘6、ASI避碰仪7、天线8、锚灯9、风传感器10围设其中，防止其和周围物体发生碰撞。

浮标主体下方设有平衡链14，平衡链14垂放在水中，用于将浮标主体的重心降低到浮心以下，以提供足够的自恢复力，使浮标主体能够从倾斜状态下自动恢复，同时，平衡链14还能够吸收浮体在风浪中的摇摆能量，提高浮标主体的稳定性。

请参考图5，平衡链14的下端连接有第一浮子链15，第一浮子链15连接有第二浮子16，第二浮子16通过锚链17和锚18锚固在水底。第一浮子链15由多个第一浮子依次串连而成，第一浮子的尺寸一般小于第二浮子16。

第一浮子和第二浮子16的形状可以为棱柱形、柱形、条形、球形等，但最好选择柱形。第一浮子和第二浮子16的形状为柱形时，第一浮子的轴向平行于水平面，第二浮子16的轴向垂直于水平面。

请参考图1，浮标主体的浮力隔仓1中位于安装腔2的下方设有防侧翻机构，浮标主体的侧壁上设有至少一个感应机构19，感应机构19用于检测浮标主体是否具有侧翻的趋势，并在浮标主体具有侧翻趋势时发送启动信号给防侧翻机构，防侧翻机构收紧于浮标主体内部或外壁，并在接收到启动信号后伸展到浮标主体外，利用浮力对其的反作用力使浮标主体保持直立。

请参考图1和图2，感应机构19位于防侧翻机构下方，为压力传感器或红外传感器。感应机构19位于侧翻机构下方，能够率先感应到浮标主体发生了倾斜，使防侧翻机构能够及时伸展，阻止浮标主体翻转。

防侧翻机构包括中心杆20，中心杆20固定在浮标主体中，用于安装伸缩臂21，伸缩臂21呈辐射状固定在中心杆20上，其端部均连接有防翻板22，防翻板22在伸缩臂21的驱动下向浮标主体两侧伸展。

防翻板22为平面板，在收紧状态下，板体收纳在浮标主体中，其端部置于开设在浮标主体表面的避让槽中，封住避让槽口，伸展时防翻板22穿过避让槽伸出浮标主体外。避让槽口的内壁设有柔性胶条，用于防潮。

防翻板22伸展时水会从避让槽进入到浮标主体中，因此防翻板要尽量设计的轻薄，并采用坚固的材质。

浮标主体底部开设有出水口23，当浮标主体因进水导致吃水深度超标将感应机构19浸没到水中时，可以打开出水口23端部设置的端盖，将水从出水口23排出。

伸缩臂21可以根据实际需要调整设置的个数，伸缩臂21包括伸缩杆和驱动机构，伸缩杆在气缸或者电机等驱动机构的作用下实现伸缩功能，带动防翻板22伸缩。

实施例2

请参考图3和图4，本实施例和实施例1的区别在于：防侧翻机构包括中心杆20，中心杆20固定在浮标主体中，用于安装伸缩臂21，伸缩臂21呈辐射状固定在中心杆20上，且其和水平面形成的夹角为锐角。

伸缩臂21端部均连接有防翻板22，防翻板22在伸缩臂21的驱动下向浮标主体两侧伸展。防翻板22为弧面板，在收紧状态下，紧贴浮标主体外壁。

请参考图5，一种水文观测系统，包括实施例1和实施例2中所述的水文观测浮标，该水文观测浮标通过卫星24或信号塔25和接收服务站26进行通讯，将水文信息数据发送给接收服务站26。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。