一种浮标系统的制作方法

1.本实用新型涉及海洋监测技术领域，更具体地，涉及一种浮标系统。


背景技术：

2.海洋环境监测是发展海洋经济、海洋环境保护、海洋灾害预测和预警的重要手段，在海洋动力与生态立体监测系统中，浮标作为一种锚泊于海面能适应布放在近岸或深远海的水文气象自动监测设备，是必不可少的，它可在设计的布放海域极限工作环境条件下，长期连续工作。浮标不仅是各类气象、海洋监测仪器安装的平台，也是监测数据的采集处理器进行采集和处理收及数据通讯机传输的工作平台。目前，我国近海、远海海域的海洋浮标平台一般是直径1m～10m的海洋浮标，浮体建造的材料一般由全钢材焊接和复合材料制造，但是由于浮体采用一体化设计，当浮体出现损坏时，无法进行修复，且浮体笨重安装需大型船只进行安装，耗力耗时并且能源消耗更多。
3.目前，也有海洋浮标装置可将多个浮块拼接成浮体整体，如中国专利“一种模块化的海洋浮标装置”（公告号：cn 208007229 u，公告日2018.10.26），公开了一种模块化的海洋浮标装置，其包括：太阳能支架、浮标支架和浮标浮体，太阳能支架固定安装在浮标支架上部，浮标支架用于支撑浮标浮体；浮标浮体包括若干环绕浮标支架设置的浮体模块，相邻浮体模块之间通过紧固件连接并固定在浮标支架上，太阳能支架上还设有gps信号灯、x形龙骨、支架楼梯和标仓；该专利通过采用多个浮体模块拼接的设计，有效降低了海洋浮标装置的安装难度，同时有利于海洋浮标装置在发生损坏后修复工作的进行。但是该专利仅是简单将浮标浮体简单拆分成多个浮体模块，而浮体模块的体积依然很大，不利于运输及装卸，且为了使浮体模块固定连接，需要在浮体中央设置浮标支架和x形龙骨作支撑，浪费了浮标大量空间，不利于在浮标上整合多种监测设备。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷（不足），提供一种浮标系统，实现结构模块化，简化生产流程，方便运输及装卸，可利用中小型渔船和工程船进行投放与回收，减少用船成本，且优化了其内部空间结构，可在浮标内安装多种设备，满足监测要求。
5.本实用新型采取的技术方案是，一种浮标系统，包括：浮标主体；以及锚泊装置，设于所述浮标主体下方，用于稳定所述浮标主体，所述浮标主体包括：主舱体，于其底部设置所述锚泊装置；桅杆，设于所述主舱体上方；若干支架，环绕所述主舱体侧面；若干外壁组件，固定于所述支架上，且固定于所述主舱体外侧边上，与所述支架和所述主舱体侧面围成密闭浮室。
6.在本技术方案中，环绕在主舱体侧面的支架和外壁组件与主舱体侧面围成密闭浮室，为主舱体提供浮力，支架起加固作用，具有一定防撞击功能，其优化内部空间结构，浮标中央可以设置主舱体以安装多种海洋检测设备和电池，避免空间浪费及满足监测要求，其中，支架和侧壁组件都是可拆卸安装的，工厂在生产时可以将这些组件模块化生产，与一体
化生产相比降低了生产成本，且只需将这些组件运送到沿岸港口和其他适宜安装的地点进行模块化就地组装即可，节省了运输空间，方便工人运输装卸，可利用100~300吨渔船和工程船进行投放与回收，减少运输用船成本；支架和外壁组件在运输中均可叠放，与其他将浮体简单分成几个浮块的浮标相比，更能节省空间；通过选择不同规格的支架和外壁组件可以使浮标主体形成不同的大小，使用灵活。
7.进一步地，所述支架呈直角梯形状，其斜腰向下，直角梯形底部安装于所述主舱体侧面上，使所述密闭浮室上部为圆柱，下部为倒圆锥台。
8.在本技术方案中，通过设置直角梯形状的支架使密闭浮室形成上部为圆柱，下部为倒圆锥台，使所述浮标主体形成航标结构，当使用渔船对所述浮标系统进行拖曳投放时，浮标系统可以贴紧渔船的船尾平稳拖行，不易倾斜使浮标主体面上浪，大大减小拖曳过程中浮标系统与渔船之间的距离，避免因拖缆过长而影响过往船舶航行的安全。
9.优选地，所述支架和所述外壁组件材质均为不锈钢。
10.优选地，所述外壁组件外表面涂覆黄色防腐漆膜。
11.在本技术方案中，因所述浮标系统用于海洋监测，因此根据行业标准在所述外壁组件外表面涂覆黄色漆膜，以对过往船只起提醒警示作用；所述黄色漆膜为防腐漆膜，可以有效防止外壁腐蚀，延长浮标系统寿命。
12.进一步地，还包括若干辅助浮力块，填充于所述密闭浮室内。
13.优选地，所述辅助浮力块的材质为软性浮力高分子材料。
14.优选地，所述支架、所述外壁组件和所述辅助浮力块数量均为6块。
15.在本技术方案中，选用辅助浮力块填充所述密闭浮室，可以尽可能地利用浮标主体内的空间避免浪费，提供良好浮力，选用材质为软性浮力高分子材料的辅助浮力块能提高浮标主体的防撞击功能，在使用过程中，若所述外壁组件破损，辅助浮力块能避免海水进入，使浮标主体具有防沉没功能；通过支架、外壁组件和辅助浮力块结合，与一体式浮标相比，其总重量减轻了近一半，减少制造成本，便于海上浮标船吊放，还能尽可能避免锈腐蚀和生物腐蚀。
16.优选地，所述浮标系统还包括流速检测装置，安装于所述主舱体底部，包括：流速仪舱体，设于所述主舱体中央并向下延伸，所述流速仪舱体底部为透声板，以阻隔海水及传递声波；声学流速仪，设于所述流速仪舱体内，以检测所述浮标系统投放水域的流场；舱盖，安装于所述流速仪舱体顶部。
17.优选地，所述声学流速仪为声学多普勒流速剖面仪。
18.在本技术方案中，在主舱体中央设置流速仪舱体，以容纳声学流速仪，选择透声板作为流速仪舱体的底部，以使声波能穿透流速仪舱体，使声学流速仪能正常工作，在使用时，需向所述流速仪舱体内注入蒸馏水，保证流速仪舱体内外所受压力平衡，使仪器保持良好姿态，流速仪舱体和透声板将声学流速仪与海水隔开，避免声学流速仪直接接触海水而腐蚀，同时也能防止海水中杂质或生物附着在声学流速仪上发生生物腐蚀，从而保证声学流速仪正常工作，延长其寿命。
19.优选地，环绕所述流速仪舱体延伸处侧面等间距布置若干加固部，以连接所述流速仪舱体与所述主舱体底部。
20.更优选地，所述加固部上设置安装孔，以连接所述锚泊系统。
21.优选地，所述浮标系统还包括仪器安装井，设于所述主舱体上，贯穿所述主舱体，使其底部与海水接触；所述仪器安装井顶部设置安装井封盖。
22.在本技术方案中，在主舱体上设置底部与海水接触的仪器安装井，以便在所述主舱体上设置多种监测设备以对海水作检测，设置安装井封盖可有效保护仪器安装井内的设备。
23.优选地，所述桅杆为塔架，其可根据所述支架及所述外壁组件的不同规格选用单层、双层或三层塔架。
24.优选地，所述浮标系统还包括识别装置，安装于所述桅杆上，包括：ais船舶识别器，设于所述桅杆顶部，用于在日间发射信号提醒过往船只避让；主锚灯，设于所述桅杆顶部；和若干辅助锚灯，环绕所述桅杆中部等间距布置，与所述主锚灯配合，在夜间提供照明警示。
25.在本技术方案中，在桅杆上安装视觉识别装置，可对过往船只起警示提醒作用，所述ais船舶识别器在日间发射信号并记录船只信息，通过定位系统将其动态资料和静态资料发出广播对过往船只发布航行警告以提醒过往船只避让；在桅杆顶部安装主锚灯起主要照明警示作用，考虑到近岸小渔船作业时也有碰撞浮标的危险，因此围绕栀杆中部等间距安装4盏不同方向的辅助识别锚灯，配合所述主锚灯，以提高夜间浮标灯光警示作用。
26.优选地，所述桅杆上部设置桅杆平台，在所述桅杆平台上安装气象观测装置，和/或，安装太阳能板。
27.优选地，在所述主舱体内设置太阳能锂硫电池，为所述浮标系统提供电能。
28.在本技术方案中，选择太阳能锂硫电池代替传统原铅酸电池，可减少电池用量与占用空间，扩大了主舱室内的可用空间，且能大大减轻浮标主体的压载。
29.优选地，所述锚泊系统包括：连接环；两条以上长度相等的锚链，其上端与所述主舱体底部连接，下端通过所述连接环连接；主锚链，上端通过所述连接环与所述锚链连接；沉块，与所述主锚链下端连接，用于提供重量稳定所述浮标主体；拖地链，一端与所述沉块连接；以及锚固体，与所述拖地链另一端连接，以抓入水底稳定所述浮标主体。
30.更优选地，所述锚链上端通过所述加固部的安装孔与所述主舱体底部连接。
31.更优选地，所述锚链的数量为两条，形成“y”型马鞍结构。
32.在本技术方案中，所述锚链采用全锚链，形成“y”型马鞍结构，当浮标主体受撞击时，可平衡冲击力使浮标主体快速恢复平稳，所述锚链可根据所述浮标系统将投放水域的水深、底质、潮差、极限波高等因素进行设计而成，省略了稳性配重，可抵抗各种恶劣海洋环境条件，延长锚泊系统的寿命，以减少每年用船收放成本和管理人员工作强度；沉块可用于保护锚固体，受撞击时，主锚链拔拉的是沉块而非直接拔拉锚固体，提高了锚固效果，使浮标系统长时间使用不位移，渔船难以拖动。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的浮标系统中支架和侧壁组件为可拆卸安装，实现了结构模块化，简化生产流程，支架和外壁组件在运输中均可叠放，方便运输及装卸，可利用中小型渔船和工程船进行投放与回收，减少用船成本，且优化了其内部空间结构，可在浮标内安装多种设备，满足监测要求，通过支架、外壁组件和辅助浮力块结合，大大减轻其总重量，便于海上浮标船吊放，锚泊系统可牢固锚定且能抵抗恶劣海洋环境条件，使浮标系统在高温、高湿、高盐的海洋环境条件下，避免出现电解腐蚀、锈腐
蚀及生物腐蚀，以保证浮标系统安全可靠，长时间使用也不需更换。
附图说明
34.图1为本实用新型一种浮标系统的结构图。
35.图2为本实用新型一种浮标系统的正视图。
36.图3为本实用新型一种浮标系统支架安装的示意图。
37.图4为本实用新型一种浮标系统支架的结构图。
38.附图中标记为：浮标主体100；主舱体111；支架112；紧固件113；外壁组件113；桅杆120；流速仪舱体131；透声板132；舱盖133；加固部134；仪器安装井141；安装井封盖142；ais船舶识别器151；主锚灯152；辅助锚灯153；锚泊装置200；连接环210；锚链220；主锚链230。
具体实施方式
39.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
40.实施例1
41.如图1至图3所示，本实施例提供的一种浮标系统，包括浮标主体100和锚泊装置200。
42.所述浮标主体100包括：主舱体111、桅杆120、若干支架112和若干外壁组件113，所述主舱体111的底部设置所述锚泊装置200，所述桅杆120设于所述主舱体111上方，在本实施例中，所述支架112和外壁组件113材质均为不锈钢，如图所示，所述支架112和所述外壁组件113数量均为6个，支架112环绕所述主舱体111侧面布置，外壁组件113通过所述支架112上的紧固件113固定于支架112上，并固定于所述主舱体111外侧边上，与所述支架112和所述主舱体111侧面围成密闭浮室，为主舱体111提供浮力，根据行业标准在所述外壁组件113外表面涂覆黄色漆膜，以对过往船只起提醒警示作用。
43.所述支架112和所述外壁组件113为可拆卸安装，在生产时可将这些组件模块化生产，这些组件运送到沿岸港口和其他适宜安装的地点进行模块化就地组装即可，节省了运输空间，方便工人运输装卸，减少运输用船成本；支架112和外壁组件113在运输中均可叠放，与其他将浮体简单分成几个浮块的浮标相比，更能节省空间；通过选择不同规格的支架112和外壁组件113可以使浮标主体100形成直径3米、6米或10米的规格，所述桅杆120为塔架，可按照组装的浮标主体100规格选择不同的型号组合，如当组装的浮标主体100直径为3米时，则可选择单层塔架，当浮标主体100直径为6米时，选择分为两层的塔架，当浮标主体100直径为10米时，选择分为三层的塔架。
44.如图4所示，所述支架112呈直角梯形状，其斜腰向下，直角梯形底部安装于所述主舱体111侧面上，使所述密闭浮室上部为圆柱，下部为倒圆锥台，使所述浮标主体100形成航标结构，当使用渔船对所述浮标系统进行拖曳投放时，浮标系统可以贴紧渔船的船尾平稳拖行，不易倾斜使浮标主体100面上浪，大大减小拖曳过程中浮标系统与渔船之间的距离，避免因拖缆过长而影响过往船舶航行的安全。
45.在本实施例中，在所述密闭浮室内填充若干材质为软性浮力高分子材料的辅助浮
力块，尽可能地利用浮标主体100内的空间避免浪费，提供良好浮力，所述辅助浮力块的数量六块，选用材质为软性浮力高分子材料的辅助浮力块能提高浮标主体100的防撞击功能，在使用过程中，若所述外壁组件113破损，辅助浮力块能避免海水进入，使浮标主体100具有防沉没功能，与一体式浮标相比，减少了钢铁用量，使其总重量减轻，减少制造成本，便于海上浮标船吊放，还能尽可能避免锈腐蚀和生物腐蚀。
46.在所述主舱体111中央设置流速检测装置，其包括流速仪舱体131、透声板132、声学流速仪和舱盖133。所述流速仪舱体131设置在所述主舱体111中央并向下延伸，所述流速仪舱体131底部为透声板132，使声波能穿透流速仪舱体131，使声学流速仪能正常工作，声学流速仪为声学多普勒流速剖面仪，其安装在所述流速仪舱体131内检测所述浮标系统投放水域的流场，所述舱盖133安装于所述流速仪舱体131顶部以保护声学流速仪。在使用时，需向所述流速仪舱体131内注入蒸馏水，保证流速仪舱体131内外所受压力平衡，使仪器保持良好姿态，流速仪舱体131和透声板132将声学流速仪与海水隔开，避免声学流速仪直接接触海水而腐蚀，同时也能防止海水中杂质或生物附着在声学流速仪上发生生物腐蚀，从而保证声学流速仪正常工作，延长其寿命。在所述流速仪舱体131延伸处的侧面等间距地布置若干加固部134，连接所述流速仪舱体131和主舱体111底部以起加固作用，同时在加固部134上设置安装孔，所述锚泊系统安装在所述安装孔，以与所述浮标主体100相连。
47.在本实施例中，在主舱体111上设置底部与海水接触的仪器安装井141，以便在所述主舱体111上设置多种监测设备以对海水作检测，设置安装井封盖142可有效保护仪器安装井141内的设备。
48.所述浮标系统还包括安装于所述桅杆120上的识别装置，其包括，ais船舶识别器151、主锚灯152和若干辅助锚灯153。所述ais船舶识别器151设于所述桅杆120顶部，用于在日间发射信号提醒过往船只避让，具体为，在日间发射信号并记录船只信息，通过定位系统将其动态资料和静态资料发出广播对过往船只发布航行警告，以提醒过往船只避让，所述主锚灯152设于所述桅杆120顶部，在夜间其起主要照明警示作用，此外，还环绕所述桅杆120中部等间距布置若干辅助锚灯153，通过主锚灯152和辅助锚灯153配合，使其比起6米、10米浮标所使用的照明光距更远，亮度更大，提高夜间浮标灯光警示作用，进一步避免近岸小渔船作业时碰撞浮标。
49.在所述主舱体111内设置太阳能锂硫电池代替传统原铅酸电池，为所述浮标系统内的各种设备提供电能，太阳能锂硫电池可减少电池用量与占用空间，扩大了主舱室内的可用空间，且能大大减轻浮标主体100的压载。
50.在本实施例中，所述锚泊系统设于所述浮标主体100下方，用于稳定所述浮标主体100，其包括，连接环210、两条以上长度相等的锚链220、主锚链230、沉块、拖地链和锚固体。如图所示，在本实施例中，锚链220为全锚链结构，数量为两条，其上端通过所述加固部134的安装孔与所述主舱体111底部相连，下端通过所述连接环210连接，形成“y”型马鞍结构，主锚链230的上端通过所述连接环210与所述锚链220连接，下端与所述沉块（图未示）连接，所述拖地链（图未示）一端与所述沉块连接，另一端与所述锚固体连接，锚固体抓入水底稳定所述浮标主体100。当浮标主体100受撞击时，成“y”型马鞍结构的锚链结构可平衡冲击力，使浮标主体100快速恢复平稳，所述锚链220可根据所述浮标系统将投放水域的水深、底质、潮差、极限波高等因素进行设计而成，其省略了稳性配重，可抵抗各种恶劣海洋环境条
件，延长锚泊系统的寿命，以减少每年用船收放成本和管理人员工作强度；沉块可用于保护锚固体，受撞击时，主锚链230拔拉的是沉块而非直接拔拉锚固体，提高了锚固效果，使浮标系统长时间使用不位移，渔船难以拖动，在高温、高湿、高盐的海洋环境条件下，避免出现电解腐蚀、锈腐蚀及生物腐蚀，以保证浮标系统安全可靠，长时间使用也不需更换。
51.实施例2
52.本实施例与实施例1的区别在于，所述锚泊装置200选择锚绳混合结构代替全锚链结构，在所述锚链220中间接驳一段或多段缆绳，所述缆绳通过连接构件与所述锚链220连接，所述连接构件包括缆绳护套、防压垫圈和至少不小于1个的缆绳固定器，所述的缆绳护套截面为弯曲管，在其上设有一个耐磨轴套和加强连接板，在缆绳护套下端设有一防挤压垫圈，所述缆绳穿过缆绳护套和防挤压垫圈的两个通孔后设一个缆绳结，在该缆绳结的下方间隔设置缆绳固定器和缆绳结，在最后一个绳索固定器的下方缆绳的端头与缆绳本体设一个末端缆绳结。采用本实施例的锚泊装置200对所述浮标主体100进行固定，可使所述浮标系统应用于深海水域。
53.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。