观测仪器自动升降的水文观测设备的制作方法

本实用新型涉及水文观测设备的技术领域，尤其涉及观测仪器自动升降的水文观测设备。

背景技术：

测量及获取水文相关数据资料能为防汛决策及盐水入侵治理提供有效的理论依据，而采用浮体搭载观测仪器是对水文数据资料观测的有效方法之一，可在无人值守的条件下，长期、连续、同步、自动地对水文要素进行全面综合观测，是离岸观测的重要手段。

剖面观测浮体能够用于观测水文参数的垂直变化，但多年来，我国只能依靠引进国外剖面浮体建设实时海洋观测网，直至2016年，我国自行研制的剖面观测浮体才首次加入全球Argo实时海洋观测网。

然而，无论是由国外引进还是我国自行研制的剖面观测浮体目前都仅被应用于深海海域的海洋观测，而在河道、河口及浅海等水域的剖面观测一直采取依靠人工拉绞车的传统方式进行，操作起来不仅耗费大量人力物力，导致成本过高，操作效率低，且无法进行长期稳定的剖面观测，因此直至现在，河道、河口及浅海等水域的剖面观测资料都十分有限，制约着河口动力学的进一步发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供观测仪器自动升降的水文观测设备，旨在解决现有技术中，水文观测设备采用人工拉绞车方式升降信号缆，导致操作效率低、成本高以及观测仪器无法实现长期稳定的剖面观测的问题。

本实用新型是这样实现的，观测仪器自动升降的水文观测设备，包括浮体、设置在所述浮体上的自动升降结构、承重绳、信号缆以及收卷或放出所述信号缆的信号绞盘，所述自动升降结构包括第一升降滚轮以及第一纵向弹簧，所述第一纵向弹簧的下端固定布置，所述第一升降滚轮连接在所述第一纵向弹簧的上端，所述承重绳绕过所述第一升降滚轮的上侧，朝下延伸布置；所述信号缆与所述承重绳并列活动布置，所述信号缆的外端与信号绞盘连接，所述信号缆的内端连接有观测仪器；所述水文观测设备包括当所述第一升降滚轮升降至极限位置启动所述信号绞盘运作的限位启动结构。

进一步地，所述承重绳上设有限制所述信号缆与所述承重绳并列布置的定位结构，所述信号缆活动穿设在所述定位结构中。

进一步地，所述自动升降结构包括第二纵向弹簧、第二升降滚轮以及过渡滚轮，所述第二纵向弹簧与所述第一纵向弹簧并列布置，且所述第二纵向弹簧的上端固定布置，第二升降滚轮连接在所述第二纵向弹簧的下端，所述过渡滚轮布置在所述第二纵向弹簧的外侧；所述承重绳的内端依序绕过所述第一升降滚轮的上侧、第二升降滚轮的下侧以及过渡滚轮的上侧，并朝下延伸布置。

进一步地，所述限位启动结构包括连接在所述第一升降滚轮的抵接件、上触动器以及下触动器，所述上触动器与下触动器呈上下间隔布置，所述抵接件置于所述上触动器与下触动器之间。

进一步地，所述第一纵向弹簧的侧边设有纵向布置的竖杆，所述上触动器及下触动器连接在所述竖杆上。

进一步地，所述浮体上设有呈水平状布置的承重限位结构，所述承重限位结构中设有供所述承重绳穿过的第一定位间隙。

进一步地，所述浮体上设有呈水平状布置的信号限位结构，所述信号限位结构中设有供所述信号缆穿过的第二定位间隙。

进一步地，所述自动升降结构包括底板，所述底板上设有纵向布置的第一导轨杆，所述第一纵向弹簧的下端固定在所述底板上，所述第一升降滚轮活动连接在所述第一导轨杆上；所述底板上设有纵向布置的第二导轨杆，所述第二纵向弹簧的上端固定在所述第二导轨杆上，所述第二升降滚轮活动连接在所述第二导轨杆上。

进一步地，所述浮体，包括呈水平状布置的架体以及多个气缸，所述架体为多个水平管体连接搭建而成，且所述水平管体之间通过拆卸结构连接；所述架体的重心位置设有安装台，所述自动升降结构连接在所述安装台上，所述架体的外周形成有多个顶点位置，多个所述气缸分别对应连接在所述架体的多个顶点位置，且所述气缸位于所述架体的下方。

进一步地，所述架体呈等腰三角形状。

与现有技术相比，本实用新型提供的水文观测设备，其可以利用信号绞盘自动拉动承重绳，不需要耗费大量人力物力，操作效率高，且成本也低，便于长途运输和保存，极大提高了水文剖面观测的效率，能为为防汛决策及盐水入侵治理研究提供有效数据支撑，并且，可以实现观测仪器无法实现长期稳定的剖面观测。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的观测仪器自动升降的水文观测设备的主视示意图。

图2是本实用新型实施例提供的浮体的俯视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的浮体的主视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1-3所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的水文观测设备，用于放置在海上或者河道上，其上设置有观测仪器106，用于测量以及获取水文数据资料，以为防汛决策及盐水入侵治理提供有效的理论依据。

水文观测设备包括浮体、自动升降结构、承重绳109、承重坠105、信号缆110以及承重绞盘108。其中，自动升降结构设置在浮体上，其包括第一升降滚轮111以及第一纵向弹簧115，其中，承重绳109的外端缠绕在承重绞盘108上，当承重绞盘108正向转动时，则可以收卷承重绳109，当承重绞盘108反向转动时，则可以放出承重绳109；第一纵向弹簧115呈纵向布置，其下端固定布置，且第一升降滚轮111连接在第一纵向弹簧115的上端，这样，第一升降滚轮111则会随着第一纵向弹簧115的伸缩而上下升降移动；承重绳109的内端由上绕在第一升降滚轮111上，且承重坠105连接在承重绳109的内端，这样，当承重绳109的内端处于自然状态时，在承重坠105的作用下，承重绳109的内端处于垂直状布置。

信号缆110与承重绳109并列活动布置，且信号缆110的内端连接有用于观测水文数据的观测仪器106，信号缆110的外端连接有信号绞盘107，当信号绞盘107正向转动时，则可以收卷信号缆110，当信号绞盘107反向转动时，则可以放出信号缆110；水文观测设备还包括控制承重绞盘108启动或关闭的限位启动结构，当第一升降滚轮111上升至极限位置或者下降至极限位置时，该限位启动结构则会启动承重绞盘108转动以及启动信号绞盘107转动，进而对应收卷或放出承重绳109，以及收卷或放出信号缆110。

在实际运用中，当水文观测设备放置在河道、河口及浅海等水域的剖面观测，其可以利用承重绞盘108拉动承重绳109，利用信号绞盘107拉动信号缆110，从而不需要耗费大量人力物力，操作效率高，且成本也低；当浮体随着水面朝上上升时，整个水文观测设备也随之上升，此时，第一升降滚轮111则会相对朝下移动，第一纵向弹簧115被压缩，当然，承重坠105以及信号缆110也随之下降，此时，当第一升降滚轮111下降至极限位置时，限位启动结构则会控制承重绞盘108启动收卷承重绳109，控制信号绞盘107启动收卷信号缆110，使得承重绳109以及信号缆110上升，直至恢复原先位置；当浮体随着水面朝上下降时，整个水文观测设备也随之下降，此时，第一升降滚轮111则会相对朝上移动，第一纵向弹簧115被拉伸，当然，承重坠105以及信号缆110也随之上升，此时，当第一升降滚轮111上升至极限位置时，限位启动结构则会控制承重绞盘108启动放出承重绳109，控制信号绞盘107启动放出信号缆110，使得承重绳109以及信号缆110下降，直至恢复原先位置。

上述提供的水文观测设备，具有以下优点：

1)、自动升降结构简易轻便，便于长途运输和保存；

2)、水文观测设备可搭载在各式浮体上，可应用于河道、河口及浅海等水域的长时间序列的水文观测；

3)、自动升降结构免去了人工操作绞车的麻烦，极大提高了水文剖面观测的效率，能为为防汛决策及盐水入侵治理研究提供有效数据支撑；并且，可以实现观测仪器106无法实现长期稳定的剖面观测；

4)、自动升降结构上的弹簧配合限位启动结构，利用物理原理，通过限位启动结构节电节能。

为了限制信号缆110与承重绳109之间并列布置，承重绳109上设有限制信号缆110与承重绳109并列布置的限位结构，信号缆110活动穿设在限位结构中。当然，限位结构可以是限位圈，或者直接是连接绳等等，只要可以限制信号缆110不要偏离承重绳109则可。

本实施例中，自动升降结构还包括第二纵向弹簧114、第二升降滚轮113以及过渡滚轮112，其中，第二纵向弹簧114呈纵向布置，与第一纵向弹簧115并列布置，且第二纵向弹簧114的上端固定布置，第二升降滚轮113连接在第二纵向弹簧114的下端，过渡滚轮112则布置在第二纵向弹簧114的外侧。这样，承重绳109的外端绕过第一纵向弹簧115的上侧以后，朝下延伸绕过第二纵向弹簧114的下侧，再朝上延伸，绕过过渡滚轮112的上侧后，朝下延伸布置。

限位启动结构包括连接在第一升降滚轮111的抵接件118、上触动器116以及下触动器117，其中，上触动器116及下触动器117呈上下间隔布置，且相互之间呈纵向布置，抵接件118连接在第一升降滚轮111上，且处于上触动器116与下触动器117之间，这样，当第一升降滚轮111升降移动至极限位置时，抵接件118则可能抵接在上触动器116或下触动器117上，进而启动承重绞盘108以及信号绞盘107启动操作。

在第一纵向弹簧115的侧边设有纵向布置的竖杆119，上述的上触动器116以及下触动器117连接在该竖杆119上，这样，便于上触动器116以及下触动器117的安装。

本实施例中，为了防止承重绳109在升降过程波动过大，偏离原先垂直状态，在浮体上设置有承重限位结构，该承重限位结构呈水平状布置，且其中设有供承重绳109穿过的第一定位间隙。

为了防止信号缆110在升降过程波动过大，偏离原先垂直状态，在浮体上设置有信号限位结构，该信号限位结构呈水平状布置，且其中设有供信号缆110穿过的第二定位间隙。

本实施例中，自动升降结构包括底板，该底板上设有纵向布置的第一导轨杆，其中，第一纵向弹簧115的下端固定在底板上，第一升降滚轮111则活动连接在第一导轨杆上，其可以沿着第一导轨杆上下移动。

底板上设有纵向布置的第二导轨杆，其中，第二纵向弹簧114的上端固定在第二导轨杆上，第二升降滚轮113则活动连接在第二导轨杆上，其可以沿着第二导轨杆上下移动。

浮体包括呈平面状布置的架体以及多个气缸101，其中，架体为多个水平管体100连接搭建而成，且水平管体100之间设置有拆卸结构，这样，便于水平管体100之间连接以形成架体，且也便于架体进行拆卸；架体的重心位置设置有安装台102，上述的自动升降结构则安装在该安装台102上；架体的外周形成有多个顶点位置，上述的多个气缸101分别对应连接在架体的多个顶点位置，且位于架体的下方。

由于架体呈平面状，且架体为多个水平管体100通过拆卸结构连接而成，使得整个架体轻便且可拆卸，便于水文观测浮体的长途运输和保存，降低了水文观测浮体的运输难度，同时节约运输成本；在架体的重心位置设置安装台102，有利于浮体稳定抗风浪；通过在架体的顶点位置设置气缸101，用于支撑架体浮于水面，保证浮体稳定性的同时兼顾浮体的远程可视性。

本实施例中，架体呈等腰三角形状，这样，使得架体的纵向如水受理面积小，收到的水阻力更小，同时，当遇到横向暗流时，可以自然分水流，使得整个架体的结构稳定抗风浪。当然，根据实际需要，架体也可以呈其他形状，如四方形或者非等腰三角形等等。

架体内部形成有多个纵横布置的连接管体107，这样，便于用户在架体内部布置各种需要用到的仪器等，直接将一起连接在纵横布置的连接管体107上则可。

本实施例中，水平管体100以及连接管体107可以是钢管，当然，也可以是其他类型材料的管体。

架体的顶点位置分别连接有倾斜管体103，该倾斜管体103的下端拆卸连接在架体的顶点位置，且沿自下而上的方向，倾斜管体103的上端朝内倾斜，且多个顶点位置的多个倾斜管体103的上端汇集连接，形成汇集位置，这样，通过倾斜管体103的汇集连接，使得整个水文观测浮体的结构更加稳固。

为了便于倾斜管体103的拆卸，本实施例中，在汇集位置设置有连接端头104，该连接端头104分别与多个倾斜管体103的上端拆卸连接。

本实施例中，连接端头104位于上述架体的重心位置的正上方，这样，使得整个水文观测浮体更加稳固置于水面上。

为了便于水平管体100与气缸101之间的连接，在架体的顶点位置的下方设置有连接块，该连接块连接在气缸101的上端。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型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的保护范围之内。