電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置的製作方法

2023-07-02 02:33:21

專利名稱：電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水下搭載裝置，尤其涉及一種電磁式水下傳感器網絡節點搭
載裝置。
背景技術：
海洋在人類生活中所起的作用日益顯著，水下傳感器網絡以其部署方便、組網靈活的優勢，在海洋監測系統中得到廣泛應用，得到人們越來越多的關注。水下傳感器網絡節點搭載技術是伴隨著海洋科學的發展，在傳統技術的基礎上發展起來的水下監測新技術。水下傳感器網絡節點搭載裝置是一種現代化的海洋觀測設施，輔助水下傳感器網絡節點穩定、可靠的收集海洋環境資料。隨著海洋監測需求的增長，各種各樣的搭載裝置應運而生，現階段海洋監測所採用的主要手段為浮標系統和潛標系統，這兩類系統都涉及水下監測設·備的搭載問題，其中，基於浮標系統的水下傳感器網絡，往往僅用於海面監測，不涉及海下應用；而基於潛標系統的水下傳感器網絡，難以收集系統採集到的數據和更新維護設備，此夕卜，這些系統多數技術複雜，設計製作難度大、成本高，安裝步驟複雜，不適用於對水文海洋環境的日常監測，另外，水下傳感器網絡能量有限，如何高效率、低成本的更換電池也是水下傳感器網絡節點搭載裝置設計中要考慮的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對上述問題，提供一種電磁式水下傳感器網絡節點搭載
>J-U ρ α裝直。為完成上述目的，本實用新型採用的技術方案是電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，包括浮力組件、水下感知控制組件、錨定組件，所述浮力組件包括穿心浮球、支撐管、固定螺栓，穿心浮球安裝在支撐管上端用固定螺栓固定；所述水下感知控制組件包括密封艙和置於密封艙內的水下傳感器網絡節點、電磁控制電路、電源電路、數據線以及固定於密封艙下表面的電磁鐵板；所述水下傳感器網絡節點、電源電路和電磁控制電路分別固定在密封艙的上、中、下三個位置；所述數據線連接水下傳感器網絡節點和電磁控制電路；所述電源電路通過電源線向水下傳感器網絡節點和電磁控制電路供電；所述錨定組件包括圓形鐵片、線纜和錨；所述浮力組件位於整個裝置的頂部；所述浮力組件的支撐管連接水下感知控制組件的密封艙；所述水下感知控制組件的電磁鐵板通過電磁連接錨定組件的圓形鐵片；所述錨定組件位於整個裝置的底部。進一步的，所述穿心浮球採用高密度塑料泡沫製成。進一步的，所述支撐管採用不鏽鋼管，其下端焊接在所述密封艙上表面中心位置。進一步的，所述密封艙採用防水絕緣材料製成；所述電磁鐵板上半部分位於密封艙內，下半部分位於密封艙外下部，電磁鐵板表面經過防水處理，可以隔絕水下電極效應和海水腐蝕，且不影響磁效應。進一步的，所述電磁控制電路通過電源線與電磁鐵板在密封艙內的部分連接，利用電信號控制電磁鐵板的磁性。進一步的，所述線纜的一端焊接在圓形鐵片下表面中心位置，另一端穿過錨上的穿孔後焊接在線纜靠近錨的位置，線纜採用輕質金屬材料，錨採用石質材料，圓形鐵片上表面通過電磁與電磁鐵板下表面I禹合。工作原理本實用新型裝置把電磁控制應用到水下傳感器網絡節點搭載裝置中，水下感知控制組件中的傳感器網絡節點可以採集環境數據與鄰居節點通信，水下感知控制組件中的電磁控制電路控制電磁鐵板的磁性，通過電磁鐵板與圓形鐵片的連接與斷開，來確定水下感知控制組件是懸浮於海中採集數據還是漂浮到海面上以便維護。本實用新型的有益效果(1)實現水下傳感器網絡節點的裝載、信息採集和通信，在滿足設定條件時，無須人工幹預，自動浮到海面，解決了水下傳感器網絡節點難以更新維護、採集數據等問題，保證水下傳感器網絡正常工作；(2)加工、製作工藝簡單，安裝、運輸、組裝、操作都方便簡捷，而且成本低廉，適用於多種情況下的水下試驗和海洋監測，實用性強；(3)不鏽鋼管以及密封艙選用優質抗腐蝕材料，電磁鐵板表面經過防水處理，裝置具有 耐腐蝕性，穩定性好，使用壽命長。

以下結合實施例對本實用新型作詳細描述。圖I為本實用新型結構主視圖。圖2為密封倉剖視圖。圖中，I、穿心浮球,2、固定螺栓,3、支撐管,4、密封艙,5、電磁鐵板,6、圓形鐵片,7、線纜,8、錨，9、穿孔，10、電源線，11、水下傳感器網絡節點，12、電源電路，13、電磁控制電路，14、數據線。
具體實施方式
如圖1、2所示的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，包括浮力組件、水下感知控制組件、錨定組件，所述浮力組件包括穿心浮球I、支撐管3、固定螺栓2，穿心浮球I安裝在支撐管3上端用固定螺栓2固定；所述水下感知控制組件包括密封艙4和置於密封艙4內的水下傳感器網絡節點11、電磁控制電路13、電源電路12、數據線14以及固定於密封艙4下表面的電磁鐵板5 ;所述水下傳感器網絡節點11、電源電路12和電磁控制電路13分別固定在密封艙4的上、中、下三個位置；所述數據線14連接水下傳感器網絡節點11和電磁控制電路13 ;電源電路12通過電源線10向水下傳感器網絡節點11和電磁控制電路13供電；所述錨定組件包括圓形鐵片6、線纜7和錨8 ;所述浮力組件位於整個裝置的頂部；所述浮力組件的支撐管3連接水下感知控制組件的密封艙4 ;所述水下感知控制組件的電磁鐵板5通過電磁連接錨定組件的圓形鐵片6 ;所述錨定組件位於整個裝置的底部。進一步的,所述穿心浮球I採用高密度塑料泡沫製成。進一步的，所述支撐管3採用不鏽鋼管，其下端焊接在所述密封艙4上表面中心位置。進一步的，所述密封艙4採用防水絕緣材料製成；所述電磁鐵板5上半部分位於密封艙4內，下半部分位於密封艙4外下部，電磁鐵板5表面經過防水處理，可以隔絕水下電極效應和海水腐蝕,且不影響磁效應。進一步的，所述電磁控制電路13通過電源線10與電磁鐵板5在密封艙4內的部分連接。進一步的，所述線纜7的一端焊接在圓形鐵片6下表面中心位置，另一端穿過錨8上的穿孔後焊接在線纜7靠近錨8的位置，線纜7採用輕質金屬材料，錨8採用石質材料，圓形鐵片6上表面通過電磁與電磁鐵板5下表面f禹合。浮力組件的作用有兩個一個是當水下感知控制組件和錨定組件連接的時候，確保水下傳感器網絡節點懸浮於海中，以便其實現海洋數據的採集和通信；另一個是當水下感知控制組件和錨定組件分離以後，利用穿心浮球I的浮力帶動水下感知控制組件緩慢、平穩的浮到海面上，以便工作人員進行系統設定、數據採集或日常維護等操作。水下感知控制組件的主要功能有兩個一個是海洋數據採集和通信，水下感知控 制組件通過水下傳感器網絡節點11採集感知數據並與其它水下傳感器網絡節點通信；另一個是電磁控制，電磁控制電路13根據監測的電源電量和接收的水下傳感器網絡節點11信息，決定裝置的工作狀態，利用電信號控制電磁鐵板5的磁性，從而控制水下感知控制組件與錨定組件的連接和分離；電磁控制具體方式如下當裝置處於數據採集狀態時，電磁控制電路13向電磁鐵板5供電，確保電磁鐵板5與線纜7上的圓形鐵片6通過電磁耦合；當採集時間到達、電池耗盡、特殊事件發生或其它預先設定的條件滿足時，電磁控制電路13不再向電磁鐵板5供電，電磁鐵板5失去磁性後與線纜7上的圓形鐵片6分離，水下感知控制組件隨浮力組件浮出海面。錨定組件的作用是裝置部署時，在重力的作用下，錨8帶動整個裝置沉入海底，錨8在到達海底後，不再移動，確保水下傳感器網絡節點11在固定區域內工作，不會隨海流離開部署區域；當錨定組件與其它組件分離後，錨定組件將留在海底，故錨8採用石質材料，其成本低且不會對環境產生汙染。本實用新型具體工作過程如下在部署前，電磁控制電路13向電磁鐵板5供電，使電磁鐵板5與圓形鐵片6緊密耦合，浮力組件、水下感知控制組件、錨定組件成為一個整體，部署後，錨8沉入海底不再移動，水下感知控制組件在浮力組件的作用下，懸浮於水中，水下傳感器網絡節點11採集數據並與其它水下傳感器網絡節點通信，電磁控制電路13不僅可以接收水下傳感器網絡節點11的信息，還可以監測電源電路12的電量，當預定時間到達、電池耗盡、特殊事件發生或設定的其它條件滿足時，電磁控制電路13不再向電磁鐵板5供電，電磁鐵板5失去磁性後與線纜7上的圓形鐵片6分離，在浮力作用下，水下感知控制部分和浮力部分緩慢上升、平穩浮出海面，工作人員可以方便的進行數據採集或日常維護等操作，此後，原錨定組件留在海底，浮力組件、水下感知控制組件可以與新的錨定組件連接，再次部署到海中，繼續進行監測工作。實施效果(1)實現水下傳感器網絡的數據採集和通信，能夠實時監測海洋環境；
(2)在設定條件滿足時，水下感知控制組件和浮力組件能自動的、緩慢平穩浮出水面，便於維護更新等操作；(3)該裝置抗腐性強，穩定性好，使用壽命長；(4)加工製作簡單，易於安裝操作，且成本低，具有推廣普及價值。本文中應用了個例闡述本實用新型的原理及實施方式，以上實例的說明為了幫助理解本實用新型的方法及其核心思想，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於包括浮力組件、水下感知控制組件、錨定組件，所述浮力組件包括穿心浮球(I)、支撐管(3)、固定螺栓(2)，穿心浮球(I)安裝在支撐管(3)上端用固定螺栓(2)固定；所述水下感知控制組件包括密封艙(4)和置於密封艙(4)內的水下傳感器網絡節點(11)、電磁控制電路(13)、電源電路(12)、數據線(14)以及固定於密封艙(4)下表面的電磁鐵板(5);所述水下傳感器網絡節點(11)、電源電路(12)和電磁控制電路(13)分別固定在密封艙(4)的上、中、下三個位置；所述數據線(14)連接水下傳感器網絡節點(11)和電磁控制電路(13);所述電源電路(12)通過電源線(10)向水下傳感器網絡節點(11)和電磁控制電路(13)供電；所述錨定組件包括圓形鉄片(6)、線纜(7)和錨(8);所述浮力組件位於整個裝置的頂部；所述浮力組件的支撐管(3)連接水下感知控制組件的密封艙(4);所述水下感知控制組件的電磁鐵板(5 )通過電磁連接錨定組件的圓形鉄片(6);所述錨定組件位於整個裝置的底部。
2.根據權利要求I所述的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於所述穿心浮球(I)採用高密度塑料泡沫製成。
3.根據權利要求I所述的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於所述支撐管(3)採用不鏽鋼管，其下端焊接在所述密封艙(4)上表面中心位置。
4.根據權利要求I所述的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於所述密封艙(4)採用防水絕緣材料製成；所述電磁鉄板(5)上半部分位於密封艙(4)內，下半部分位於密封艙(4)外下部，電磁鐵板(5)表面經過防水處理。
5.根據權利要求I所述的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於所述電磁控制電路(13 )通過電源線(10 )與電磁鐵板(5 )在密封艙(4 )內的部分連接。
6.根據權利要求I所述的電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，其特徵在於所述線纜(7)的一端焊接在圓形鉄片(6)下表面中心位置，另一端穿過錨(8)上的穿孔後焊接在線纜(7)靠近錨(8)的位置，線纜(7)採用輕質金屬材料，錨(8)採用石質材料，圓形鉄片(6)上表面通過電磁與電磁鐵板(5)下表面I禹合。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁式水下傳感器網絡節點搭載裝置，包括浮力組件、水下感知控制組件、錨定組件，水下感知控制組件包括密封艙和置於密封艙內的水下傳感器網絡節點、電磁控制電路、電源電路、數據線以及固定於密封艙下表面的電磁鐵板，水下傳感器網絡節點、電源電路和電磁控制電路分別固定在密封艙的上、中、下部，數據線連接水下傳感器網絡節點和電磁控制電路；浮力組件連接水下感知控制組件，位於整個裝置的頂部，錨定組件位於裝置下部。本實用新型裝置無須人工幹預，更新維護簡單、操作方便，成本低廉、實用性強、穩定性好，使用壽命長，適用於多種情況下的水下試驗和海洋監測。
文檔編號B63B22/04GK202624588SQ20122012718
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者郭瑛, 劉聿濤 申請人:青島科技大學