本技術(shù)涉及一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，屬于海洋監(jiān)測。

背景技術(shù)：

1、作為最新發(fā)展的中上層海洋環(huán)境定深懸停長期觀測/監(jiān)測最主要的觀測平臺，長期安全在位值守和定時上浮通信需要在特定水深定深懸停、具備上下升降能力的中性浮球，但需把握中性浮球的關(guān)鍵核心技術(shù)，從而整體提升海洋觀測能力，并實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的最佳配合。

2、拉格朗日方式是海洋觀測的一種主要的形式，海表面漂流浮標(biāo)、剖面浮標(biāo)和中性浮標(biāo)是3種最為常用的拉格朗日方式觀測平臺，主要適用于通過追蹤流體質(zhì)點的運(yùn)動開展海洋參數(shù)觀測。相對于海表面漂流浮標(biāo)，盡管剖面浮標(biāo)和中性浮標(biāo)存在實時通信能力弱的劣勢，但具有長期隱蔽、不易遭到破壞的優(yōu)勢；相對于剖面浮標(biāo)，中性浮標(biāo)的觀測縱深范圍有所受限，但在開展剖面觀測的同時還可以實現(xiàn)對中上層海洋定深層面的懸停觀測。同樣作為中性浮標(biāo)，現(xiàn)有的剖面浮標(biāo)多采用圓柱形，而大深度剖面浮標(biāo)多采用球形。由于設(shè)計缺陷，現(xiàn)有中性浮標(biāo)升降相對緩慢、在水中的阻力偏大、阻湍能力弱、運(yùn)動穩(wěn)定性不足，未能充分發(fā)揮其作為觀測平臺和通信平臺的能力。

3、如公開號為cn208813456u的中國實用新型專利申請，公開的深海自持式剖面智能浮標(biāo)，其浮標(biāo)外形為球形；再如公開號為cn219134434u的中國實用新型專利申請，公開的一種用于海洋環(huán)境觀測的輕型深海argo浮標(biāo)，其整體外形為圓柱形；又如公開號為cn209553441u的中國實用新型專利，公開的一種基于波浪能的argo浮標(biāo)，其主耐壓艙體為圓柱形。

4、現(xiàn)有技術(shù)中對海洋定深懸停中性浮標(biāo)的研究幾為空白，而剖面浮標(biāo)均采用球形或者圓柱形。作為實現(xiàn)對中上層海洋拉格朗日方式定深懸停海洋觀測的中性浮標(biāo)，應(yīng)具備定時升降能力、升至海面時的通信能力，應(yīng)同時滿足整個觀測系統(tǒng)的安全隱蔽性、定深懸停觀測時的姿態(tài)穩(wěn)定性，彌補(bǔ)剖面浮標(biāo)對中上層的定深觀測能力的不足，并滿足控制系統(tǒng)、電力保障系統(tǒng)乃至其他觀測設(shè)備對母浮球的直接倉儲需要和從海表面到特定水深之間的快速升降需要。現(xiàn)有技術(shù)中的海表面漂流浮標(biāo)僅可以實現(xiàn)對海表的連續(xù)觀測，形狀上均為球形；而現(xiàn)有技術(shù)中的剖面浮標(biāo)在形狀上選為球形或者圓柱形，一方面受外形的影響其升降的速度較慢、耗時較長、耗能較多；另外，由于浮球受到的水中阻力較大、海面風(fēng)浪影響也較大，當(dāng)其在海面開展定時通信時難以實現(xiàn)自動姿態(tài)扶正，通信效率較低、電量消耗較大；當(dāng)采用這一形狀的中性浮標(biāo)定深懸停時，其阻湍能力較弱、運(yùn)動穩(wěn)定性不足、定深懸停能力不能滿足開展觀測對平臺穩(wěn)定性的需要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的主要目的在于提供一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，對其外形進(jìn)行改進(jìn)，使得外形美觀、動態(tài)平衡、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、升降迅速、阻湍能力強(qiáng)、運(yùn)動穩(wěn)定性好、承載能力高、水中阻力小、海面風(fēng)浪影響弱，可以提高海洋觀測和通信能力。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

3、一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，包括梭形左側(cè)和梭形右側(cè)，所述梭形左側(cè)和梭形右側(cè)左右對稱、上下對稱。

4、其梭形外形與球形或者圓柱形相比，外形美觀、動態(tài)平衡、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提升了升降的速度、耗時較短、耗能較少；同時，受到的水中阻力較小、海面風(fēng)浪影響也較弱，可以提高海洋觀測和通信能力；當(dāng)懸停時，其阻湍能力較強(qiáng)、運(yùn)動穩(wěn)定性好、運(yùn)動穩(wěn)定性好，滿足開展觀測對平臺穩(wěn)定性的需要。

5、優(yōu)選的，所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球縱切面由相互之間以數(shù)列5：21為比例半徑的圓弧相互銜接而成。

6、具體的，以其上下對稱軸和左右對稱軸為中心點，繪制1個半徑為5個單位的第一圓；以上下對稱軸上距離中心點左、右側(cè)16個單位處為圓心分別繪制半徑為21個單位的第二圓、第三圓,第二圓、第三圓分別與第一圓內(nèi)切，第二圓、第三圓在上下對稱軸兩側(cè)各有一個交點；在兩個交點之間的第二圓、第三圓弧線部分即為梭形。

7、優(yōu)選的，所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球表面從上向下按1/5、4/5高度處分為上中下3部分，從上向下依次為梭形上部、梭形中部和梭形下部。

8、優(yōu)選的，所述梭形上部、梭形中部和梭形下部分別涂裝不同的顏色。

9、具體的，所述梭形上部、梭形中部和梭形下部從上向下依次涂裝為淺藍(lán)色、藍(lán)色和深藍(lán)色。

10、優(yōu)選的，在所述梭形上部的1/10處設(shè)有一橫穿左右對稱軸、半徑為2cm的穿孔。

11、優(yōu)選的，所述梭形上部內(nèi)設(shè)置有水文觀測模塊、定位通訊模塊和衛(wèi)星通訊天線模塊，所述梭形中部內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲模塊、配平模塊、控制模塊，所述梭形下部內(nèi)設(shè)置有電池。

12、優(yōu)選的，所述梭形上部、梭形中部和梭形下部全表面設(shè)置有防水涂層。

13、防水涂層可以有效減小水膜附著，放置由于水膜阻礙電磁波的穿透。

14、優(yōu)選的，所述梭形左側(cè)和梭形右側(cè)的殼體材質(zhì)為玻璃鋼，內(nèi)部填充由玻璃微珠與樹脂相配的復(fù)合材料。

15、優(yōu)選的，所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球耐壓500db。

16、耐壓500db的所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，適用于500m以淺的中上層海洋的長期定深懸停觀測和上下升降。

17、本實用新型的有益效果如下：

18、本實用新型所述一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，適用于500m以淺的中上層海洋的長期定深懸停觀測和定時上浮通信；在往返升降時可以比其他形狀的浮球減少能量消耗，提高在位值守時間；在定深懸停觀測時可以比其他形狀的浮球在水中的運(yùn)動阻力更小，更好地抵抗水流帶來的擾動，從而更容易懸停在特定位置；通過調(diào)整梭形浮球的姿態(tài)和重心位置，可以更精確地實現(xiàn)定深懸停觀測的要求；可以使天線遠(yuǎn)離海面，可增強(qiáng)信號強(qiáng)度，降低電池消耗。

技術(shù)特征：

1.一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：包括梭形左側(cè)(1)和梭形右側(cè)(2)，所述梭形左側(cè)(1)和梭形右側(cè)(2)左右對稱、上下對稱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：縱切面由相互之間以數(shù)列5：21為比例半徑的圓弧相互銜接而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：表面從上向下按1/5、4/5高度處分為上中下3部分，從上向下依次為梭形上部(3)、梭形中部(4)和梭形下部(5)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：所述梭形上部(3)、梭形中部(4)和梭形下部(5)分別涂裝不同的顏色。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：在所述梭形上部(3)的1/10處設(shè)有一橫穿左右對稱軸、半徑為2cm的穿孔(13)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：所述梭形上部(3)內(nèi)設(shè)置有水文觀測模塊(6)、定位通訊模塊(7)和衛(wèi)星通訊天線模塊(8)，所述梭形中部(4)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲模塊(9)、配平模塊(10)、控制模塊(11)，所述梭形下部(5)內(nèi)設(shè)置有電池(12)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：所述梭形上部(3)、梭形中部(4)和梭形下部(5)全表面設(shè)置有防水涂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：所述梭形左側(cè)(1)和梭形右側(cè)(2)的殼體材質(zhì)為玻璃鋼，內(nèi)部填充由玻璃微珠與樹脂相配的復(fù)合材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，其特征在于：耐壓500db。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種適用于中上層海洋定深懸停觀測的梭形中性浮球，屬于海洋監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域；包括梭形左側(cè)和梭形右側(cè)，所述梭形左側(cè)和梭形右側(cè)左右對稱、上下對稱；適用于500m以淺的中上層海洋的長期定深懸停觀測和定時上浮通信；在往返升降時可以比其他形狀的浮球減少能量消耗，提高在位值守時間；在定深懸停觀測時可以比其他形狀的浮球在水中的運(yùn)動阻力更小，更好地抵抗水流帶來的擾動，從而更容易懸停在特定位置；通過調(diào)整梭形浮球的姿態(tài)和重心位置，可以更精確地實現(xiàn)定深懸停觀測的要求；可以使天線遠(yuǎn)離海面，可增強(qiáng)信號強(qiáng)度，降低電池消耗。

技術(shù)研發(fā)人員：陳紅霞,劉娜,林麗娜,劉浩然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：自然資源部第一海洋研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240723
技術(shù)公布日：2025/4/28