一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置制造方法
【专利摘要】一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置，它是由浮标体、封装盖板、电源模块、通信控制定位集成模块组成；电源模块中的太阳能电池板位于封装盖板之上固定后，再与浮标体的上层桌面连接固定；电源模块中的充电电池组件里的4个充电电池放置在浮标体的四个浮标腿里，通信控制定位集成模块及电源模块中的部件放置在浮标体上层桌面的下沉凹槽里；本实用新型构思新颖，结构独特，不仅能真实反映海上溢油的位移和扩散情况，而且制作方便，价格低廉，具备长时间持续跟踪的能力，避免了频繁更换电池或充电的麻烦，为应急救援部门提供了可靠的帮助。
【专利说明】一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种溢油跟踪定位浮标装置，尤其涉及采用太阳能供电方式的一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置。属于环境保护设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着近年来我国的经济实力的增加,对海洋的开发活动也越来越多，伴随而来的是发生溢油等海洋等污染事故的机会也逐渐增加。溢油跟踪定位浮标是利用浮标发生海上溢油事故时，对海面溢油进行实时追踪和监测的一种技术。它可以及时、准确、实时地跟踪水上溢油飘移的轨迹，为应急管理部门提供实时可靠的溢油扩散信息，以便及时采取应急和救援措施。
[0003]目前中国对水面溢油的跟踪、监测手段还比较缺乏，现场肉眼观察容易受到距离、环境、气候条件等的限制，卫星遥感虽可以用于探测海面溢油的扩散情况，但受卫星经过时间和天气的制约比较大，反应滞后、实时性不强，同时雷达探测和航空遥感等也容易受到气候因素的影响，而且相关仪器和设备也十分昂贵，因此急需一种准确、实时能对海面溢油进行全天候和全程监测的手段。
[0004]作为一种全天候的跟踪定位浮标，电力供给是确保浮标工作的重要前提。目前使用的大多数跟踪定位浮标，主要采用蓄电池供电的方式，由于这种供电方式经过一段时间，电能将逐步被消耗完结，无法满足跟踪浮标长时间跟踪海上溢油的要求。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置，其可以避免传统跟踪浮标供电方式的缺陷。当水上溢油事故发生后，它能及时、准确、实时地跟踪水上溢油飘移扩散的轨迹，为应急部门提供真实可靠的数据，从而为后续的应急救援提供帮助。
[0006]本实用新型提供一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置，它是由浮标体、封装盖板、电源模块、通信控制定位集成模块组成。它们之间的位置连接关系是:电源模块中的太阳能电池板位于封装盖板之上固定后，再与浮标体的上层桌面连接固定；电源模块中的充电电池组件里的4个充电电池放置在浮标体的四个浮标腿里，通信控制定位集成模块及电源模块中的部件放置在浮标体上层桌面的下沉凹槽里。详情见图1.[0007]所述浮标体为方桌型结构，由“上层桌面”、“下层桌面”和四个“浮标腿”组合而成。浮标腿为四个中空圆筒状体件，下端以半球体结构封端，利于浮标漂浮在水面上，上端开口并与上、下层桌面连接。上层桌面与浮标腿连接处顶端呈开口状，用以放置电源模块辅助设备，调节浮标的工作状态。上层桌面的中心部位留有一下沉凹槽结构供放置通信控制定位集成模块。下沉凹槽与桌面开口区之间有线槽连接，以供布线使用。下层桌面也即一隔板，起到将四个浮标腿连接固定的作用，位于浮标腿的二分之一高度部位。
[0008]所述封装盖板呈矩形状，位于上层桌面之上，其与上层桌面通过四周的螺栓、橡胶垫圈和卡扣固定连接在一起。该封装盖板起到封装保护的作用，以阻止水进入到上层桌面开口区，损坏电源模块和通信控制定位集成模块等相关设备。
[0009]所述电源模块包括由太阳能电池背板和单晶(或多晶)硅太阳能电池片贴合而成的太阳能电池板和充电电池组件。太阳能电池板位于所述的封装盖板之上，用于接收太阳能并将之转化为电能。太阳能电池板底部有连接电线穿过封装盖板与位于封装盖板下部的充电电池组件相连接，这样太阳能电池板接收到太阳光照，并将其转化为电能，通过充电电池组件将其存储在充电电池内，供浮标工作使用。同时为了避免太阳能电池板受到海水等的侵蚀，以延长使用寿命，在太阳能电池板上面加一密封盖，其材质为高透光材料比如有机玻璃，钢化玻璃等。该充电电池组件包含充电电池、电池接线柱、连接电线、充放电控制装置和接线柱，彼此相互连接。该太阳能电池板是按需设计及配置的市购件。
[0010]所述通信控制定位集成模块包括通信模块、控制模块、定位模块及天线。通信模块主要完成将收集到的信号传输到地面上的数据处理和监控中心以及将该中心的指令传输给浮标的双向通讯功能。通信模块可以采用海事卫星或铱星或北斗卫星等卫星通信设备，也可采用GPRS蜂窝等移动通信设备作为浮标的无线电通信方式；控制模块采用集中控制模式，一个高性能的“中央控制器”作为装置的控制中心，完成数据读取、发送、人机交互等控制功能；定位模块及天线主要完成将浮标所处位置的经纬度计算出来后变成信号通过通信模块传输到数据处理和监控中心的功能。见图4所示。
[0011]当浮标被投放到水面上后，系统开始自检，地面数据处理和监控中心启动信号控制命令，本浮标装置的通信控制定位集成模块开始工作。内置的GPS定位模块接收卫星定位信号，并将定位数据发送给中央控制器的数据存储区存储，并接收和转发从中央控制器发送来的数据命令。其通讯采用GPRS(或3G)等移动通信，也可采用北斗卫星或海事卫星等卫星通信模式，它与中央控制器连接，既接收中央控制器发来的数据，也接收地面数据处理和监控中心发来的命令并相互转发，完成双向通讯的任务。控制模块采取集中控制模式，一个高性能的中央控制器作为设备的控制中心，完成数据读取、发送、人机交互等控制功能。
[0012]本实用新型提供的溢油跟踪定位太阳能浮标装置，结构简单，设计新颖，使用太阳能电池板为充电电池供电，可以确保浮标电力的源源不断补给，满足浮标24小时全天候工作要求，避免了频繁更换蓄电池的繁琐。大大节省了人力等后期管理维护成本，尤其适用于开阔水域。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1本实用新型的太阳能跟踪浮漂整体结构示意图
[0014]图2本实用新型的太阳能跟踪浮漂上桌面结构俯视图
[0015]图3充电电池组件示意图
[0016]图4电源和通信控制定位集成模块示意图
[0017]图中符号及标号说明如下:
[0018]101、浮标腿 201、下层桌面 202、上层桌面 203、卡槽 204、螺丝孔 205、圆形开孔206、线槽207、下沉凹槽208、橡胶垫圈209、螺孔301、封装盖板302、卡扣4、太阳能电池板401、太阳能电池背板402、单晶(或多晶)硅太阳能电池片501、充放电控制装置502、连接电线503、电池接线柱504、充电电池505、接线柱6、通信控制定位集成模块601、中央控制器602、定位模块及天线603、通信模块604、承托基板
【具体实施方式】
[0019]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提供一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置，其由浮标体、封装盖板301、电源模块和通信控制定位集成模块6组成。它们之间的位置连接关系是:电源模块中的太阳能电池板4位于封装盖板301之上固定后，再与浮标体的上层桌面202连接固定；电源模块中的充电电池组件里的4个充电电池504放置在浮标体的四个浮标腿101里，通信控制定位集成模块6放置在浮标体上层桌面202的下沉凹槽207里。详情见图1。
[0020]如图1和图2所示，所述浮标体为方桌型结构，由下层桌面201、上层桌面202及四个浮标腿101组合而成。浮标腿101为四个中空圆筒状体件，下端以半球体结构封端，利于浮标漂浮在水面上，上端开有圆形开孔205并与上层桌面202连接。浮标腿101可以选取树脂、塑料、橡胶等聚合物材质制作，并采用中空的结构以减轻重量。桌面分上下两层，上层桌面202与浮标腿101连接处呈开口状，可以放置一些充电电池等辅助设备以调节浮标的工作状态。上层桌面202的中心部位预留有一下沉凹槽207以放置电源模块部件和通信控制定位模块6等设备。下沉凹槽207与桌面开口区之间有线槽206连接。下层桌面201为一隔板，将四个浮标腿连接在一起，以起到加固浮标体的作用，它大致位于浮标腿101高度的二分之一部位。上层桌面202四个边缘各布置一个卡槽203，形状为类哑铃状，可以与所述封装盖板301互相咬合连接在一起。此外在上层桌面202四周均匀分布了 32个螺孔209。详情见图2。
[0021]所述封装盖板301位于上层桌面202之上，其与上层桌面202通过四周的螺栓、橡胶垫圈208和卡扣302固定连接在一起。封装盖板301起到封装保护的作用，以阻止水进入到桌面开口区，损坏电源模块和通信控制定位集成模块等相关设备。
[0022]所述电源模块包括由太阳能电池背板401和单晶(或多晶)娃太阳能电池片402贴合而成的太阳能电池板4和充电电池组件。太阳能电池板4位于所述的封装盖板301之上，用于接收太阳能并将之转化为电能，并输出。如图3和图4，充电电池组件由充放电控制装置501、连接电线502、电池接线柱503、充电电池504和接线柱505组成。太阳能电池板4底部有连接电线502穿过封装盖板301与位于该封装盖板下部的充放电控制装置501相连接，这样太阳能电池板4接收到太阳光照，并将其转化为电能，通过充放电控制装置501将其存储在充电电池504内，供浮标工作使用。充电电池504位于四个浮标腿内部，通过连接电线502与充放电控制装置501相连。同时为了避免太阳能电池板受到海水等的侵蚀，以延长使用寿命，在太阳能电池板上面加一密封盖，其材质为高透光材料比如有机玻璃，钢化玻璃等。
[0023]如图4所示，所述通信控制定位集成模块6包括中央控制器601、定位模块及天线602、通信模块603以及承托基板604。定位模块及天线602主要负责将浮标所处位置的经纬度计算出来后变成信号通过通信模块603传输到地面数据处理和监控中心。通信模块603主要完成将收集到的信号传输到地面数据处理和监控中心以及将该中心的指令传输给浮标的双向通讯功能。通信模块603可以采用海事卫星或铱星或北斗卫星等卫星通信，也可采用GPRS蜂窝等移动通信设备作为浮标的无线电通信方式；控制模块采用集中控制模式，一个高性能的中央控制器601作为装置的控制中心，完成数据读取、发送、人机交互等控制功能；
[0024]当浮标被投放在水面上后，系统开始自检，地面数据处理和监控中心启动信号控制命令，本实用新型内的通信控制模块6开始工作，内置浮标中的GPS采集数据并接受卫星定位信号，通过接口将采集到的数据和定位信号发送给中央控制器的数据存储区存储，并接收和转发从中央控制器发送来的数据；通信模块603与中央控制器601连接，它既接收中央控制器601发送来的数据信息，也接受地面数据处理和监控中心发来的命令并相互转发，完成双向通讯的任务；中央控制器601完成数据读取，发送，人机交互等控制功能，“数据存储区”、“人机命令接口”和电源模块为中央控制器601的附属模块，它们与中央控制器601互相连接，辅助中央控制器601完成数据采集、转发工作，所有这些设备均由该装置所述的太阳能电池装置供电。
【权利要求】
1.一种溢油跟踪定位太阳能浮标装置，其特征在于:它是由浮标体、封装盖板、电源模块、通信控制定位集成模块组成；电源模块中的太阳能电池板位于封装盖板之上固定后，再与浮标体的上层桌面连接固定；电源模块中的充电电池组件里的4个充电电池放置在浮标体的四个浮标腿里，通信控制定位集成模块及电源模块中的部件放置在浮标体上层桌面的下沉凹槽里； 所述浮标体为方桌型结构，由上层桌面、下层桌面和四个浮标腿组合而成，浮标腿为四个中空圆筒状体件，下端以半球体结构封端，利于浮标漂浮在水面上，上端开口并与上、下层桌面连接；上层桌面与浮标腿连接处顶端呈开口状，放置电源模块辅助设备；上层桌面的中心部位留有一下沉凹槽结构放置通信控制定位集成模块，下沉凹槽与桌面开口区之间有线槽连接；下层桌面位于浮标腿的二分之一高度部位，将四个浮标腿连接固定； 所述封装盖板呈矩形状，位于上层桌面之上，其与上层桌面通过四周的螺栓、橡胶垫圈和卡扣固定连接在一起；； 所述电源模块包括由太阳能电池背板和单晶或多晶硅太阳能电池片贴合而成的太阳能电池板和充电电池组件；太阳能电池板位于所述的封装盖板之上，用于接收太阳能并将之转化为电能，太阳能电池板底部有连接电线穿过封装盖板与位于封装盖板下部的充电电池组件相连接并将其转化为电能；在太阳能电池板上面加一高透光材料密封盖；该充电电池组件包含充电电池、电池接线柱、连接电线、充放电控制装置和接线柱，彼此相互连接；所述通信控制定位集成模块包括通信模块、控制模块、定位模块及天线；通信模块完成将收集到的信号传输到地面上的数据处理和监控中心以及将该中心的指令传输给浮标的双向通讯；通信模块采用海事卫星或铱星或北斗卫星卫星通信设备，也可采用GPRS蜂窝移动通信设备作为浮标的无线电通信方式；控制模块采用集中控制模式，完成数据读取、发送、人机交互控制；定位模块及天线完成将浮标所处位置的经纬度计算出来后变成信号通过通信模块传输到数据处理和监控中心。
【文档编号】B63B22/00GK203581328SQ201320787742
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】赵平, 赵文文, 鲍金玲 申请人:交通运输部水运科学研究院