1.本实用新型属于海洋环境监测技术领域，具体地说，是涉及一种用于搭载海洋环境监测设备的光学浮标。


背景技术：

2.海洋浮标是用于海洋监测的重要平台，可以搭载多种海洋环境监测设备，共同完成海洋气象、水文、水质等物理、生化参数的获取任务，并能在恶劣的海洋环境中长期独立工作，全天候稳定可靠地收集海洋环境资料。
3.海洋光学浮标是由传统的锚泊浮标发展而来的新型浮标，用于连续观测海面、海水表层、真光层乃至海底的光学特性，其在水色遥感现场辐射定标和数据检验、海洋科学观测、近海海洋环境监测和海洋军事科学方面有着重要应用价值。
4.目前，现有的光学浮标多为大尺寸浮标，直径在3米、6米、10米不等，其体积和质量也很大，布放和回收必需使用浮标布放船并配合吊车进行操作。大型浮标虽然具有功能强大、独自生存能力强、布放海域广等优点，但是在近海海域或者针对某些特定的需求，使用尺寸较小的光学浮标反而更为便捷。然而，目前的小型浮标多采用单浮体设计，往往具有稳定性差、抗风浪能力不足等缺点。


技术实现要素：

5.本实用新型针对小型浮标稳定性差、抗风浪能力不足的问题，提出了一种采用三个浮体设计的光学浮标，相对于具有同尺寸、同重量的单浮体式光学浮标而言，具有更强的稳定性和抗风浪能力。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
7.一种三浮体式光学浮标，包括三个浮体、上支架、下支架、配重筒和锚系安装环；其中，所述三个浮体呈品字形或正三角形间隔排布；所述上支架呈下宽上窄的框架结构，所述三个浮体均安装于上支架的底面；所述下支架呈上宽下窄的框架结构，所述三个浮体均安装于下支架的顶面；所述配重筒安装在所述下支架上，用于盛放配重块；所述锚系安装环安装在所述下支架的底部，用于安装锚系。
8.在本技术的一些实施例中，所述光学浮标还包括主控仓，优选设计所述主控仓为中空结构，并安装在所述上支架的底面与下支架的顶面之间，以用于容纳电路板和电池。将所述主控仓设计成中空结构，可以提供辅助的上浮力，继而提高浮标的带载能力。
9.在本技术的一些实施例中，优选将所述三个浮标分别布设在所述上支架的底面和下支架的顶面的边缘位置，所述主控仓优选布设在所述上支架的底面和下支架的顶面的中心位置。将三个浮体环绕所述主控仓布设，一方面可以起到保护主控仓，防止其遭受外物撞击的作用，另一方面也能起到增强浮标稳定性的作用。
10.在本技术的一些实施例中，所述光学浮标还包括太阳能电池板，优选将其底面安装在所述上支架的底面的中心位置，与所述主控仓相邻，这样有利于太阳能电池板的电源
线直接伸入到所述主控仓中，以连接主控仓中的电池。
11.在本技术的一些实施例中，所述太阳能电池板优选配置三块，并排布成三棱柱状，竖直安装于所述上支架中，以便于太阳能电池板接收360
°
范围内的光线照射，提高太阳能到电能的转换效率。同时，利用所述上支架的框架结构对太阳能电池板的环绕配设，可以起到保护太阳能电池板，防止其遭受外物撞击的作用。
12.在本技术的一些实施例中，在所述光学浮标上还设置有保护环，其位于所述上支架的上方，通过支腿固定于所述上支架上，所述上支架的顶面用于安装海洋环境监测设备，所述保护环的高度应高于所述海洋环境监测设备安装于所述上支架的顶面后的高度，以起到保护海洋环境监测设备免受撞击的作用。
13.在本技术的一些实施例中，在所述光学浮标上还设置有避雷针，优选将避雷针竖直安装于所述保护环上，并向远离保护环的上方延伸，以避免光学浮标遭受雷击。
14.在本技术的一些实施例中，在所述光学浮标上还设置有水下传感器安装架，用于安装水下传感器，优选将其安装于所述下支架中，并被所述下支架的框架结构所环绕，利用下支架的框架结构对水下传感器安装架的环绕配设，可以起到保护水下传感器，防止其遭受外物撞击的作用。
15.在本技术的一些实施例中，所述上支架和下支架优选由空心管连接而成，既能减轻光学浮标的整体重量，又能提供辅助的上浮力。
16.在本技术的一些实施例中，优选在每一个所述浮体中分别上下贯通布设两根串杆，利用串杆伸出浮体的部分连接所述上支架和下支架，实现浮体在所述上支架和下支架上的安装固定。配置两根串杆平行且间隔布设，可以防止浮体发生转动，并能提高浮标整体的稳定性。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的光学浮标采用三个浮体以品字形或正三角形间隔布设的方式，形成三足鼎立的结构形式，由此可以提高浮标整体的稳定性和抗风浪能力，使浮标在工作时能够适应更为恶劣的海洋环境。同时，在满足仪器搭载重量和稳定性的前提下，可以将三个浮体设计得尺寸尽量小、重量尽量轻，以使浮标的布放和回收作业更加简单省力。另外，通过将安装在三浮体上方的上支架以及安装在三浮体下方的下支架设计成框架式结构，并设计浮标整体呈梭子状，由此可以减轻浮标的整总体重量，实现光学浮标的便携性。
18.结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型所提出的三浮体式光学浮标的一种实施例的整体结构示意图；
21.图2是浮体的一种实施例的结构剖视图；
22.图3是水下传感器安装架的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
24.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
25.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.参见图1，本实施例的光学浮标平台100包括三个浮体110、位于三个浮体110上方的上支架120和位于三个浮体110下方的下支架130。
27.其中，三个浮体110优选呈品字形或正三角形间隔布设，每一个浮体110的尺寸都可以做得比较小，即使三个浮体110的总尺寸也可以比相同搭载能力的单浮体式浮标的单个浮体尺寸小，重量轻。三足鼎立式的结构设计可以使得浮标更加稳定，抗风浪能力比同尺寸的单浮体式浮标有着极大地提升。
28.作为一种优选实施例，所述三个浮体110优选采用eva泡沫制成，结合图2所示，上半部分111优选设计成圆柱状，下半部分112优选设计成上大下小的圆台状，以使浮体110在入水时能够更加顺畅，并能快速进入稳定状态。
29.为了方便浮体110在上支架120和下支架130上安装固定，本实施例优选在每一个浮体110中分别埋设两根串杆113，如图2所示。两根串杆113平行间隔设置，且上下贯穿所述浮体110。双杆结构可以防止浮体110出现转动，并能提高浮标整体的稳定性。本实施例优选在两根串杆113露出浮体110的部分安装法兰114，通过法兰114将浮体110分别安装在上支架120和下支架130上。
30.在本实施例中，所述上支架120位于三个浮体110的上方，整体为框架式结构，且下宽上窄。三个浮体110优选安装在上支架120底面的边缘位置，在浮标100入海后，上支架120在三个浮体110的托浮力作用下，完全外露海面。
31.作为一种优选实施例，所述上支架120的顶面121优选设计成多边形或圆环状，上支架120的底面122优选设计成多边形，顶面121和底面122通过多根侧棱柱123连接。优选采用空心钢管焊接形成所述的上支架120，在保证强度的同时减轻浮标100的总体重量。
32.在上支架120的顶面121可以搭载用于检测海上环境参数的海洋环境监测设备，例如二氧化碳传感器124、光谱辐射计125等，也可以搭载卫星导航系统126和锚灯127，如图1所示。为了对搭载在上支架120顶面121的设备进行保护，避免设备遭受撞击，本实施例优选在上支架120的顶面的上方增设保护环128，所述保护环128优选设计成圆环状，通过支腿129固定于上支架120的侧棱柱123上。保护环128的架设高度应高于所述海洋环境监测设备以及卫星导航系统126和锚灯127安装于所述上支架120的顶面121后的高度，以获得更好的保护效果。
33.由于海上环境恶劣，本实施例在光学浮标100上还安装有避雷针140，如图1所示，
优选竖直安装于保护环128上，并向远离保护环128的上方延伸，以起到在防止光学浮标100遭受雷击损坏的作用。
34.在本实施例中，所述下支架130位于三个浮体110的下方，整体为框架式结构，且上宽下窄。三个浮体110优选安装在下支架130顶面的边缘位置，在浮标100入海后，下支架130完全进入海水中。
35.作为一种优选实施例，所述下支架130的顶面131优选设计成三角形，如图1所示，每一个顶点处安装固定一个浮体110，下支架130的底面132优选设计成三角形或者圆环状，顶面131和底面132通过三根侧棱柱133连接。优选采用空心钢管焊接形成所述的下支架130，在保证强度的同时减轻浮标100的总体重量，增加浮力。
36.在下支架130上安装有配重筒134，优选安装在下支架130的底面132的上方，如图1所示。配重筒134内可以根据实际情况放置不同数量的配重块，以保证浮标100的水线位置。
37.在下支架130的底面132的下方设置有锚系安装环135，用于安装浮标100的锚系，锚系的作用是使浮标100固定在指定位置不发生漂移。
38.在下支架130的中间位置设置有水下传感器安装架136，结合图1、图3所示。优选将水下传感器安装架136布设在由下支架130的三根侧棱柱133所环绕围成的区域内，水下传感器安装架136用于搭载水下生物传感器137，例如用于测量水体叶绿素浓度、cdom浓度、水体浊度等多种参数的传感器，利用围绕在水下生物传感器137外周的下支架130，实现防止水下生物传感器137遭受外物撞击的保护作用。
39.作为一种优选实施例，在水下传感器安装架136上可以上下并行布设两个固定卡环138，以便于水下生物传感器137在水下传感器安装架136上可靠固定。在水下传感器安装架136的顶面和底面可以分别安装一个法兰139，采用法兰连接方式实现水下传感器安装架136在下支架130上的装配固定。
40.本实施例在光学浮标100上还设置有主控仓150，如图1所示。所述主控仓优选设计成圆柱形中空结构，在为电路板和电池提供容纳空间的同时，可以辅助提供上浮力。
41.本实施例优选将所述主控仓150安装在上支架120的底面122与下支架130的顶面131之间，且居中布设。这种布设方式，一方面可以加强上支架120与下支架130连接的牢固性，从而提升浮标整体的稳定度；另一方面也便于搭载在上支架120上的海洋环境监测设备与主控仓150内的电路板之间的走线布设。同时，利用围绕在主控仓150外周的三个浮体110，可以对主控仓150起到防止撞击的保护作用。
42.作为一种优选实施例，可以在主控仓150的上方安装上法兰151，在上支架120的底面122的中心位置设置法兰座，采用法兰连接的方式实现主控仓150与上支架120之间的装配固定。同理，可以在主控仓150的下方安装上法兰152，在下支架130的顶面131的中心位置设置法兰座，采用法兰连接的方式实现主控仓150与下支架130之间的装配固定。
43.为了满足海洋环境长时间连续观测的需求，本实施例在上支架120上还安装有太阳能电池板160，如图1所示。作为一种优选实施例，所述太阳能电池板160优选布设三块，且排布成三棱柱状，竖直安装于上支架120的侧棱柱123所围绕的区域内。优选将太阳能电池板160的底部安装在上支架120的底面122的中心位置，使太阳能电池板160与主控仓150上下邻接，以便于将太阳能电池板160的电源线直接伸入到主控仓150内，与内置于主控仓150中的电池连接，为电池充电能量。利用电池为电路板以及上支架120上的海洋环境监测设
备、下支架130上的水下生物传感器137供电，以满足海洋环境的长时间连续观测需求。
44.本实施例的三浮体式结构尤其适用于小型光学浮标，便携、稳定性强、具有良好的抗风浪能力，能够适应恶劣的海洋环境。
45.当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。