一种仿生式海洋浮标结构的制作方法

本发明涉及海洋浮标技术领域，尤其涉及一种仿生式海洋浮标结构。

背景技术：

海洋浮标是以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文水质气象自动观测站。它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油(气)开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文水质气象资料，特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。

海洋浮标的使用具有重要意义，目前传统的海洋浮标存在着以下缺点：

1.海洋浮标以往金属焊接制成，体积重，在海上使用易生锈氧化，使用寿命短，玻璃钢材质比较脆，不耐碰撞。

2.利用太阳能板光电转换进行储电，但是由于海洋天气环境恶劣导致光电转换效率低，因此需要经常更换蓄电池，以备供电不足的问题，非常麻烦。

3.恶劣天气海洋浮标晃动剧烈，导致监测的数据不够精准的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种仿生式海洋浮标结构，以解决上述描述问题。

本发明一种仿生式海洋浮标结构的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种仿生式海洋浮标结构，包括浮体底座、收纳箱、支撑台、刷洗装置、平衡装置、驱动装置、驱动组件、发电装置、支撑复位装置、传动组件,浮体底座内部设有一号空心槽，一号空心槽内中心位置固定连接有支撑复位装置，一号空心槽内部位于支撑复位装置四周均安装有发电装置，浮体底座外侧四周等距离安装有平衡装置，浮体底座外侧位于平衡装置之间间隙中均活动连接有驱动装置，驱动装置靠近浮体底座一端延伸至支撑复位装置内部，且驱动装置延伸段与发电装置传动连接，浮体底座顶部中心位置固定连接有收纳箱，收纳箱内部安装有蓄电池，蓄电池与发电装置电连接，收纳箱顶部固定连接有支撑台，支撑台内部四周均设有二号空心槽，二号空心槽延伸至支撑台外侧处设有弧形缺口，二号空心槽靠近支撑台中心一侧设有竖直的滑槽，二号空心槽内安装有传动组件，平衡装置顶部中心位置活动连接有驱动组件，驱动组件顶部垂直延伸至支撑台内，且驱动组件与传动组件传动连接，传动组件上端固定连接有刷洗装置，刷洗装置延伸至支撑台外侧下端与平衡装置相接。

优选的，浮体底座上端为圆柱状；下端为圆台状，且浮体底座底部直径小于顶部直径，浮体底座为滚塑塑料材质，内部为聚氨酯发泡，支撑台顶部截面呈圆盘状，顶部可安装海洋监测设备。

优选的，平衡装置还包括有一号浮块、缓冲槽，一号浮块侧壁从上至下等距离依次设有缓冲槽，一号浮块呈四分之一圆盘状，一号浮块为pe塑料一次成型制成，缓冲槽沿一号浮块外侧弧形设置，且缓冲槽内部为弧形。

优选的，驱动装置还包括有二号浮块、平衡块、二号拐角杆、一号齿条杆、推板，二号浮块底部中心位置固定连接有平衡块，平衡块上端呈圆柱状；下端呈半球状，二号浮块顶部铰接有二号拐角杆，二号拐角杆另一端与浮体底座外侧铰接，二号拐角杆靠近浮体底座一侧铰接有一号齿条杆，一号齿条杆另一端穿过浮体底座延伸至支撑复位装置内固定连接有推板，二号浮块、平衡块为耐腐蚀塑料材质，如聚乙烯塑料。

优选的，支撑复位装置还包括有支撑座、移动槽、限位槽、减震弹簧，支撑座为正方体状，且支撑座外侧分别正对应平衡装置之间间隙，支撑座四周中心内部均设有移动槽，移动槽底部中心设有限位槽，移动槽内固定连接有减震弹簧，推板与移动槽内部中空位置对应卡接，且推板与减震弹簧之间固定连接，一号齿条杆底部齿轮齿与限位槽对应卡接。

优选的，发电装置还包括有转轴、定子铁芯、绕组线圈、永磁体磁极、齿轮，一号空心槽位于支撑座四周中心位置两侧均固定连接有定子铁芯，定子铁芯内部等距离安装有绕组线圈，定子铁芯中空位置卡接有转轴，转轴上端位于定子铁芯内等距离依次固定连接有永磁体磁极，转轴两端延伸至与一号空心槽内壁转动连接，转轴上端位于定子铁芯之间中心位置固定连接有齿轮，齿轮对应平衡装置之间间隙中心位置设置，且齿轮位于一号齿条杆正下端，一号齿条杆与齿轮啮合卡接。

优选的，传动组件还包括有蜗轮、蜗杆，二号空心槽内底部中心位置转动连接有蜗杆，二号空心槽侧壁之间位于蜗杆靠近支撑台中心位置一侧转接有蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合卡接，驱动组件由二号齿条杆与限位板组成，二号齿条杆靠近支撑台中心位置一侧固定连接有限位板，限位板与滑槽对应卡接，二号齿条杆与蜗轮靠近支撑台中心位置一侧啮合卡接。

优选的，刷洗装置还包括有一号拐角杆、空心圆槽、活塞杆、复位弹簧、连接块、竖杆、刷毛，一号拐角杆底部与蜗杆顶部固定连接，拐角杆上端水平延伸至二号空心槽缺口处外侧，且拐角杆水平端内部设有空心圆槽，空心圆槽内部中空卡接有活塞杆，活塞杆位于空心圆槽内上端套接有复位弹簧，活塞杆延伸至空心圆槽外侧固定连接有连接块，连接块底部垂直固定连接有竖杆，竖杆靠近平衡装置一侧下端固定连接有刷毛，刷毛与一号浮块外侧相接，二号空心槽呈扇型，且二号空心槽外侧弧面与一号浮块外侧弧面长度一致。

有益效果：

(1)浮体底座为滚塑塑料制成，内部为聚氨酯发泡耐撞击，同时浮体底座外侧有一号浮块以及二号浮块保护，不易毁坏，一号浮块可根据海浪自动抖动，同时外侧通过缓冲槽可以将冲击过来的海水进行缓能，同时浮体底座底部为圆台状，使得浮体底座更加稳定。

(2)二号浮块可增加浮体底座的稳定性，同时二号浮块受海水抖动的过程中可来回顶动拉扯二号拐角杆，从而使得二号拐角杆往复推拉一号齿条杆，一号齿条杆可带动齿轮往复转动，从而使得转轴带动永磁体磁极在定子铁芯内往复转动，从而使得发电装置进行发电，为蓄电池供电储存，利用海浪发电节能环保。

(3)一号浮块受海浪上下浮动的过程中可带动二号齿条杆上下运动，二号齿条杆带动蜗轮转动，蜗轮带动蜗杆转动，从而使得刷洗装置顺着支撑台外侧弧面来回转动，从而通过竖杆上端的刷毛可对一号浮块外侧附着的水生生物以及杂质进行刷洗，防止水生生物以及杂质附着在一号浮块上端，造成腐蚀损坏的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明浮体底座俯视剖面结构示意图。

图3为本发明驱动装置结构示意图。

图4为本发明支撑台俯视剖面结构示意图。

图5为本发明一号齿条杆局部连接结构示意图。

图6为本发明刷洗装置局部结构示意图。

图7为本发明传动组件局部结构示意图。

图8为本发明图2a处放大结构示意图。

图9为本发明图2b处放大结构示意图。

图1-9中，部件名称与附图编号的对应关系为：

浮体底座1、一号空心槽101、收纳箱2、支撑台3、二号空心槽301、滑槽302、刷洗装置4、一号拐角杆401、空心圆槽402、活塞杆403、复位弹簧404、连接块405、竖杆406、刷毛407、平衡装置5、一号浮块501、缓冲槽502、驱动装置6、二号浮块601、平衡块602、二号拐角杆603、一号齿条杆604、推板605、驱动组件7、二号齿条杆701、限位板702、发电装置8、转轴801、定子铁芯802、绕组线圈803、永磁体磁极804、支撑复位装置9、支撑座901、移动槽902、限位槽903、减震弹簧904、齿轮10、传动组件11、蜗轮12、蜗杆13。

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、完整的描述，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：

如附图1至附图9所示：一种仿生式海洋浮标结构，包括浮体底座1、收纳箱2、支撑台3、刷洗装置4、平衡装置5、驱动装置6、驱动组件7、发电装置8、支撑复位装置9、传动组件11,浮体底座1内部设有一号空心槽101，一号空心槽101内中心位置固定连接有支撑复位装置9，一号空心槽101内部位于支撑复位装置9四周均安装有发电装置8，浮体底座1外侧四周等距离安装有平衡装置5，浮体底座1外侧位于平衡装置5之间间隙中均活动连接有驱动装置6，驱动装置6靠近浮体底座1一端延伸至支撑复位装置9内部，且驱动装置6延伸段与发电装置8传动连接，浮体底座1顶部中心位置固定连接有收纳箱2，收纳箱2内部安装有蓄电池，蓄电池与发电装置8电连接，收纳箱2顶部固定连接有支撑台3，支撑台3内部四周均设有二号空心槽301，二号空心槽301延伸至支撑台3外侧处设有弧形缺口，二号空心槽301靠近支撑台3中心一侧设有竖直的滑槽302，二号空心槽301内安装有传动组件11，平衡装置5顶部中心位置活动连接有驱动组件7，驱动组件7顶部垂直延伸至支撑台3内，且驱动组件7与传动组件11传动连接，传动组件11上端固定连接有刷洗装置4，刷洗装置4延伸至支撑台3外侧下端与平衡装置5相接。

其中：浮体底座1上端为圆柱状；下端为圆台状，且浮体底座1底部直径小于顶部直径，浮体底座1为滚塑塑料材质，内部为聚氨酯发泡，支撑台3顶部截面呈圆盘状，顶部可安装海洋监测设备,提高了浮标的稳定性，滚塑塑料一次性成型，内部为聚氨酯发泡耐撞击。

其中：平衡装置5还包括有一号浮块501、缓冲槽502，一号浮块501侧壁从上至下等距离依次设有缓冲槽502，一号浮块501呈四分之一圆盘状，一号浮块501为pe塑料一次成型制成，缓冲槽502沿一号浮块501外侧弧形设置，且缓冲槽502内部为弧形，一号浮块501在浮体底座1外侧，起到保护作用，同时缓冲槽502可以将海浪冲击过来的撞击力缓解，海水在缓冲槽502内碰撞达到缓能的效果，同时一号浮块501增加了浮体底座1底部与海水接触的面积，提高浮标整体的稳定性，从而使得监测设备监测的数据更加精确。

其中：驱动装置6还包括有二号浮块601、平衡块602、二号拐角杆603、一号齿条杆604、推板605，二号浮块601底部中心位置固定连接有平衡块602，平衡块602上端呈圆柱状；下端呈半球状，二号浮块601顶部铰接有二号拐角杆603，二号拐角杆603另一端与浮体底座1外侧铰接，二号拐角杆603靠近浮体底座1一侧铰接有一号齿条杆604，一号齿条杆604另一端穿过浮体底座1延伸至支撑复位装置9内固定连接有推板605，二号浮块601、平衡块602为耐腐蚀塑料材质，如聚乙烯塑料，二号浮块601可增加浮体底座1的稳定性，同时二号浮块601受海水抖动的过程中可来回顶动拉扯二号拐角杆603，从而使得二号拐角杆603往复推拉一号齿条杆604，一号齿条杆604可带动齿轮10往复转动，从而使得转轴801带动永磁体磁极804在定子铁芯802内往复转动，从而使得发电装置8进行发电，为蓄电池供电储存，利用海浪发电节能环保。

其中：支撑复位装置9还包括有支撑座901、移动槽902、限位槽903、减震弹簧904，支撑座901为正方体状，且支撑座901外侧分别正对应平衡装置5之间间隙，支撑座901四周中心内部均设有移动槽902，移动槽902底部中心设有限位槽903，移动槽902内固定连接有减震弹簧904，推板605与移动槽902内部中空位置对应卡接，且推板605与减震弹簧904之间固定连接，一号齿条杆604底部齿轮齿与限位槽903对应卡接，当二号浮块601受海浪冲击时，二号浮块601上下浮动，同时一号齿条杆604则会推动推板605挤压移动槽902内的减震弹簧904，通过挤压减震弹簧904达到减震缓能的效果。

其中：发电装置8还包括有转轴801、定子铁芯802、绕组线圈803、永磁体磁极804、齿轮10，一号空心槽101位于支撑座901四周中心位置两侧均固定连接有定子铁芯802，定子铁芯802内部等距离安装有绕组线圈803，定子铁芯802中空位置卡接有转轴801，转轴801上端位于定子铁芯802内等距离依次固定连接有永磁体磁极804，转轴801两端延伸至与一号空心槽101内壁转动连接，转轴801上端位于定子铁芯802之间中心位置固定连接有齿轮10，齿轮10对应平衡装置5之间间隙中心位置设置，且齿轮10位于一号齿条杆604正下端，一号齿条杆604与齿轮10啮合卡接，使得蓄电池能够保证有充足的电量供需电设备使用，使用更加方便。

其中：传动组件11还包括有蜗轮12、蜗杆13，二号空心槽301内底部中心位置转动连接有蜗杆13，二号空心槽301侧壁之间位于蜗杆13靠近支撑台3中心位置一侧转接有蜗轮12，蜗轮12与蜗杆13啮合卡接，驱动组件7由二号齿条杆701与限位板702组成，二号齿条杆701靠近支撑台3中心位置一侧固定连接有限位板702，限位板702与滑槽302对应卡接，二号齿条杆701与蜗轮12靠近支撑台3中心位置一侧啮合卡接。

其中：刷洗装置4还包括有一号拐角杆401、空心圆槽402、活塞杆403、复位弹簧404、连接块405、竖杆406、刷毛407，一号拐角杆401底部与蜗杆13顶部固定连接，拐角杆401上端水平延伸至二号空心槽301缺口处外侧，且拐角杆401水平端内部设有空心圆槽402，空心圆槽402内部中空卡接有活塞杆403，活塞杆403位于空心圆槽402内上端套接有复位弹簧404，活塞杆403延伸至空心圆槽402外侧固定连接有连接块405，连接块405底部垂直固定连接有竖杆406，竖杆406靠近平衡装置5一侧下端固定连接有刷毛407，刷毛407与一号浮块501外侧相接，二号空心槽301呈扇型，且二号空心槽301外侧弧面与一号浮块501外侧弧面长度一致，一号浮块501受海浪上下浮动的过程中可带动二号齿条701杆上下运动，二号齿条杆701带动蜗轮12转动，蜗轮12带动蜗杆13转动，从而使得刷洗装置4顺着支撑台3外侧弧面来回转动，从而通过竖杆406上端的刷毛407可对一号浮块501外侧附着的水生生物以及杂质进行刷洗，防止水生生物以及杂质附着在一号浮块501上端，造成腐蚀损坏的问题。

工作原理：使用时，需要在浮体底座1底部安装好锚定，然后将浮标放置海洋目的地，一号浮块501、二号浮块601在浮体底座1外侧，起到保护作用，同时缓冲槽502可以将海浪冲击过来的撞击力缓解，海水在缓冲槽502内碰撞达到缓能的效果，同时一号浮块501、二号浮块601增加了浮体底座1底部与海水接触的面积，提高浮标整体的稳定性，二号浮块601受海水抖动的过程中可来回顶动拉扯二号拐角杆603，从而使得二号拐角杆603往复推拉一号齿条杆604，一号齿条杆604可带动齿轮10往复转动，从而使得转轴801带动永磁体磁极804在定子铁芯802内往复转动，从而使得发电装置8进行发电，为蓄电池供电储存，蓄电池为需电设备进行供电，一号浮块501受海浪上下浮动的过程中可带动二号齿条701杆上下运动，二号齿条杆701带动蜗轮12转动，蜗轮12带动蜗杆13转动，从而使得一号拐角杆401转动，从而使得竖杆406顺着支撑台3外侧弧面来回转动，从而通过竖杆406下端的刷毛407可对一号浮块501外侧附着的水生生物以及杂质进行刷洗，防止水生生物以及杂质附着在一号浮块501上端，造成腐蚀损坏的问题，当一号浮块501上端有顽固的污渍时，竖杆406受力会往外扯动，从而使得连接块405扯动活塞杆403往外移动，从而不影响竖杆406清污的工作，并且可将顽固污渍刮除。