[发明专利]一种海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置

权利要求书

1.一种海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，包括锚系浮球、钢缆、锚系重块；所述锚系浮球位于海面，下部连接钢缆，钢缆末端连接锚系重块，其特征在于还包括仪器台架、位于锚系浮球端的上部台架限位器、位于锚系重块端的下部台架限位器；所述的台架限位器均固定在钢缆上，仪器台架被钢缆穿过并位于两台架限位器之间，仪器台架的浮力大于重力，仪器台架内部中上位置固定安装有单向移动模块，

所述的单向移动模块包括上触动片、操纵连杆限位器、圆台弹簧、圆台腔体、定位钢珠、钢珠支架、离合钢珠、撞针、下触动片；单向移动模块内部为中空的倒置圆台腔体，内部自上而下依次装载有圆台弹簧、钢珠支架，钢珠支架上安装有离合钢珠；所述离合钢珠在外侧受圆台腔体挤压时咬合钢缆；上触动片、操纵连杆限位器、撞针、下触动片组成操纵连杆整体，操纵连杆整体垂直嵌入单向移动模块主体内部而不穿过圆台腔体；当上触动片或下触动片被台架限位器撞击时，操纵连杆整体可相对单向移动模块主体部分上下移动设定距离A；上下两个定位钢珠间距为A，定位钢珠受弹簧作用可咬合位于单向移动模块内部操纵连杆部分的半球形豁口，将操纵连杆整体暂时固定位置，撞击时，又可脱离咬合豁口，允许操纵连杆整体移动；单向移动模块主体底部另开有两个撞针的孔位，撞针里端可撞击钢珠支架使其回缩，外端与下触动片连接。

2.如权利要求1所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述的仪器台架上半部外侧或内部装载浮力材料，使得仪器台架在海水中保持竖直和一定浮力；下半部外侧装载水质传感器。

3.如权利要求2所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述浮力材料采用密度0.25～0.4g cm^-3的固体中空玻璃微珠聚合而成。

4.如权利要求所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述上触动片或下触动片中心采用圆环状设计，并允许钢缆穿过，同时单向移动模块主体顶部和底部中心也开有钢缆孔位。

5.如权利要求1所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述所述仪器台架为长方体中空结构，顶部和底部开口；其中三个侧面为一体成型结构，一面为可拆卸的塑料盖板；所述仪器台架顶部和底部两侧各有两个台架把手，便于回收和布放；仪器台架上端和下端设置有用于减少钢缆磨损的圆柱状轴承和挡块。

6.如权利要求1所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述的锚系浮球安装有内部数据采集器和GPS天线定位，所述锚系浮球与传感器可采用感应耦合连接，传感器数据传输至浮球内部数据采集器中，通过铱星通讯实时发送数据。

7.如权利要求5所述的海洋波浪能驱动的自动剖面观测装置，其特征在于所述的台架限位器尺寸小于仪器台架的中空结构尺寸，使得台架限位器可以进入中空的长方体内部，触发单向移动模块。

8.一种权利要求1所述装置的海洋波浪能驱动方法，其特征在于：

起初由于净浮力作用，仪器台架位于钢缆上部台架限位器附近，单向移动模块内部离合钢珠在圆台弹簧的作用下被挤压圆台腔体而与钢缆咬合，操纵连杆整体位于相对模块主体靠下位置，并被定位钢珠咬合豁口而暂时固定，在波浪起伏过程中，锚系浮球连同钢缆和锚系重块一起被波浪瞬间抬高时，钢缆带动离合钢珠瞬间向上移动，同时带动钢珠支架向上移动，圆台弹簧同时向上被压缩；由于圆台腔体越向上开口越大，离合钢珠将脱离对钢缆的咬合，从而使仪器台架相对原位置静止；当波浪向下振动时，锚系浮球连同钢缆和锚系重块一起瞬间降低，此时钢缆相对单向移动模块向下运动，圆台弹簧向下施压，钢珠支架和离合钢珠在圆台腔体内向下运动，将离合钢珠和钢缆紧紧咬合，使得仪器台架和钢缆相对静止，共同下降；

以上波浪向上和向下两个运动过程完毕后，仪器台架有向水下净位移，波浪持续振动，仪器台架将一步一步沿钢缆向深水运动；当运动到钢缆底部台架限位器处时，触动片被底部台架限位器撞击，带动操纵连杆整体向上移动，使得操纵连杆位于相对模块主体靠上位置，并被定位钢珠咬合豁口而暂时固定；同时撞针撞击钢珠支架，使得离合钢珠脱离对钢缆的夹紧咬合，在整体净浮力的作用下，仪器台架缓慢沿钢缆上浮；当上浮至上部台架限位器时，触动片被撞击使得操纵连杆位于相对模块主体靠下位置，定位钢珠固定其位置；撞针停止作用与钢珠支架，从而离合钢珠再次咬合钢缆；在波浪作用下仪器台架重复上述运动，最终完成传感器剖面自动测量。