一种便携式自延展潜标

本发明属于海洋监测，尤其涉及一种便携式自延展潜标。

背景技术：

1、海洋潜标系统是对海洋水下环境进行长期、定点、多参数剖面观测的仪器设备，是海洋环境立体监测系统的重要组成部分。海洋潜标系统具有观测时间长、隐蔽、测量不易受海面气象条件影响等优点，在深海勘测、科研探寻等诸多领域发挥着重要作用。

2、潜标系统一般包括浮体组件、释放器、传感器、配重块和其他保护装置，信标及电池设于浮体组件中，浮体组件经缆绳与释放器连接，释放器经缆绳与配重块连接。潜标系统需要定期更换电池并补充信标，即需要浮体组件浮出水面进行信标和电池的更换，具体的过程为：潜标系统的控制单元发出控制信号至释放器，释放器的电机推动转臂实现缆绳与释放器的分离，即实现释放器与配重块的分离，浮体组件不再受到配重块的牵引进而浮出水面，进而实现信标与电池更换的维护作业，更换电池和信标后，在释放器装上新的配重块将潜标系统放入海洋中，继续对海洋环境进行监测。不难看出，每更换一次信标和电池都需要更换新的配重块。专利文件cn210455120u公开了一种新型潜标装置，取消释放器并通过设计一种包括基础配重和可弃配重的新型配重块，在更换信标和电池等维护作业时，抛弃可弃配重即可使浮体组件浮出海面，虽不用丢弃整个配重块，但可弃配重依然会导致成本浪费，甚至污染海洋环境。

3、尽管当前的潜标技术已有所突破，但现有潜标产品依然存在着如下问题：1. 体积较大，需要采用大型设备进行布放，需要的消耗大量的人力成本和布放费用，而且布放作业受海况条件限制。2. 当前的潜标设备为整体布放，缺乏储线系统的设置，在潜标布放过程易产生线束杂乱现象。3. 现有的线阵在水中容易受到水流波动的影响而发生弯曲变形，从而影响了采集数据的精确性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种便携式自延展潜标。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种便携式自延展潜标，包括外壳和设置于外壳内的储线组件，以及由外壳底部延伸而出的配重组件，还包括布设有若干传感器的线缆；所述线缆的一端与储线组件连接，另一端与配重组件连接；所述潜标投放后，线缆在配重组件的重力作用以及外壳的浮力作用下，自行由外壳中延展而出。

4、进一步地，所述配重组件包括固定连接的配重块、导柱和挡块，且在配重块和挡块之间的导柱上套设有配重滑块；所述外壳底部横向开设有插销槽，且插销槽内设置有插销弹簧和插销；所述插销在插销弹簧的弹力作用下，由插销槽内伸出并横插在挡块和配重滑块之间；

5、所述潜标在水面释放后不断下沉，当与水底接触时，位于外壳底部的配重块停止运动，而外壳在惯性的作用下继续向下运动，并带动插销抵压配重滑块，同时插销也在配重滑块的反作用力下压缩插销弹簧向插销槽内收缩；当插销完全收缩进插销槽内后，外壳继续向下运动，并在下移一定距离后，插销由插销槽内弹出，进而抵接到配重滑块外径小于其上端的下端；当惯性作用结束后，外壳在浮力的作用下向上运动，并带动插销连同配重滑块一起向上运动，此时配重滑块沿导柱向上滑动；当配重滑块与挡块接触时停止运动，而外壳继续向上运动，插销在配重滑块的作用力下向插销槽内收缩；当插销完全收缩进插销槽内后，外壳继续向上运动，并在上移一定距离后，插销越过配重滑块和挡块由插销槽内弹出，此时外壳仅在浮力作用下向上浮动，线缆不断从外壳中的储线组件中延展而出。

6、进一步地，所述储线组件包括固定连接的发条容纳腔和主控组件；所述发条容纳腔内设置有与线缆连接的发条，所述主控组件与线缆连接，用于为线缆上的传感器供电和进行数据传输。

7、进一步地，所述储线组件还设置有滚轴，所述滚轴的顶端活动设置在储线组件内，其底端延伸至外壳内部中下端；所述线缆的一端通过滚轴上靠近其顶端的通孔由滚轴顶端穿出，并与发条容纳腔内的发条连接。

8、进一步地，所述储线组件还包括位于其两侧的滑动组件，滑动组件包括储线滑块，储线滑块插接在外壳内壁两侧的竖向滑槽中。

9、进一步地，所述滑动组件开设有横向槽，横向槽内设置有滚珠弹簧和滚珠，滚珠在滚珠弹簧的作用下凸出储线滑块，并卡接在外壳内壁上端开设的滚珠卡槽中；当外壳在水中与配重组件分离且储线组件内的发条受力收紧后，滚珠将压缩滚珠弹簧向滑动组件的横向槽内运动，并最终从外壳内壁上端的滚珠卡槽中脱离，使得整个储线组件沿着竖向滑槽在外壳内向下滑动。

10、本发明的有益效果：

11、本发明可实现潜标壳体与底部重块的自分离、潜标主体结构自延展的功能，极大程度的简化了潜标布防难度。而且，具有双稳性的潜标主体结构可以在水中拉成具有一定刚性的线阵，有效的克服现有潜标主体结构由于水流波动而形变弯曲的情况。本发明潜标可以在海洋、湖泊、水库等场景应用，可同时收集不同水层的温度、压力、盐度等变化数据并传输至远端观测点。该潜标可重复使用，寿命较长，且体积较小，可利用无人机、无人船、无人潜航器等无人平台布放，大大降低了便携式潜标的布放成本。

技术特征：

1.一种便携式自延展潜标，其特征在于，包括外壳和设置于外壳内的储线组件，以及由外壳底部延伸而出的配重组件，还包括布设有若干传感器的线缆；所述线缆的一端与储线组件连接，另一端与配重组件连接；所述潜标投放后，线缆在配重组件的重力作用以及外壳的浮力作用下，自行由外壳中延展而出；

2.如权利要求1所述的一种便携式自延展潜标，其特征在于，所述储线组件包括固定连接的发条容纳腔和主控组件；所述发条容纳腔内设置有与线缆连接的发条，所述主控组件与线缆连接，用于为线缆上的传感器供电和进行数据传输。

3.如权利要求2所述的一种便携式自延展潜标，其特征在于，所述储线组件还设置有滚轴，所述滚轴的顶端活动设置在储线组件内，其底端延伸至外壳内部中下端；所述线缆的一端通过滚轴上靠近其顶端的通孔由滚轴顶端穿出，并与发条容纳腔内的发条连接。

4.如权利要求1所述的一种便携式自延展潜标，其特征在于，所述储线组件还包括位于其两侧的滑动组件，滑动组件包括储线滑块，储线滑块插接在外壳内壁两侧的竖向滑槽中。

5.如权利要求4所述的一种便携式自延展潜标，其特征在于，所述滑动组件开设有横向槽，横向槽内设置有滚珠弹簧和滚珠，滚珠在滚珠弹簧的作用下凸出储线滑块，并卡接在外壳内壁上端开设的滚珠卡槽中；当外壳在水中与配重组件分离且储线组件内的发条受力收紧后，滚珠将压缩滚珠弹簧向滑动组件的横向槽内运动，并最终从外壳内壁上端的滚珠卡槽中脱离，使得整个储线组件沿着竖向滑槽在外壳内向下滑动。

技术总结
本发明公开一种便携式自延展潜标，包括外壳和设置于外壳内的储线组件，以及由外壳底部延伸而出的配重组件，还包括布设有若干传感器的线缆；所述线缆的一端与储线组件连接，另一端与配重组件连接；所述潜标投放后，线缆在配重组件的重力作用以及外壳的浮力作用下，自行由外壳中延展而出。本发明可实现潜标壳体与底部配重的自分离、潜标主体结构自延展的功能，极大程度的简化了潜标布放难度。而且，在配重拉力和外壳浮力作用下，布设线缆呈紧绷状态，能有效克服现有潜标主体结构由于水流波动而形变弯曲的问题。本发明潜标可重复使用，寿命较长，且体积较小，可利用无人机、无人船、无人潜航器等无人平台布放，大大降低了便携式潜标的布放成本。

技术研发人员：李彦君,吴宇航,孙瑞立,刘聪,郭卜瑜,李培良
受保护的技术使用者：浙江大学海南研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11