一种可空投式小型海洋自动剖面浮标及其空投结构的制作方法

1.本发明涉及水下观测与探测装备技术领域，具体涉及一种可空投式小型海洋自动剖面浮标及其空投结构。


背景技术：

2.浮标是一种利用自身重力与浮力进行交替变换，实现周期性的上浮下沉运动的水下机器人。由于其成本低，且能够长时间地对海洋进行观测而受到广泛关注。
3.目前已有的浮标由于外形尺寸较大，重量较重，只能采用船基布放方式，因此布放回收比较困难，也因此在敏感海域和特殊海况下无法做到快速布放观测。同时，外形尺寸与自重也限制了快速空基布放等布放形式。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可空投式小型海洋自动剖面浮标。
5.进一步，本技术还提供一种小型海洋自动剖面浮标空投结构。
6.本发明所采用的技术方案是：
7.一种可空投式小型海洋自动剖面浮标，包括耐压舱、天线、观测模块、控制模块、通讯模块、电池模块和浮力调节系统，还包括稳定盘，所述耐压舱为一段式筒体结构，其包括耐压壳体以及分别安装在所述耐压壳体顶端和底端的顶端盖和底端盖；所述天线和观测模块分别安装在所述顶端盖上，所述通讯模块、控制模块、电池模块和浮力调节系统均安装在所述耐压舱内；所述稳定盘包括多片叶片，多片叶片沿所述耐压壳体周向间隔设置、且每片叶片的一端与所述耐压壳体铰接，并可在外力作用下转动至折叠状态或在卸除外力后转动至展开状态。
8.进一步，所述浮力调节系统包括电机和浮力调节模块，所述浮力调节模块包括丝杠、丝杠螺母、丝杠保护罩和活塞推杆，所述底端盖上设有进水腔，所述活塞推杆置于所述进水腔内，所述丝杠螺母止转安装在所述丝杠保护罩内、且与所述活塞推杆固定连接，所述丝杠的一端与所述电机的输出轴连接，另一端插入所述活塞推杆内、且与所述丝杠螺母螺纹配合以驱动所述活塞推杆在所述进水腔内往复移动。
9.进一步，还包括堵头，该堵头固定在所述底端盖上，所述堵头上设有与所述进水腔连通的进水口，所述进水口内设有滤片。
10.进一步，所述浮力调节模块还包括止转件，沿所述丝杠保护罩长度方向开设有开口，所述止转件的一端固定在所述丝杠螺母上，另一端限位于所述开口内。
11.进一步，所述稳定盘包括锁止机构，该锁止机构安装在所述耐压舱外壁，且在所述叶片转动至展开状态时与所述叶片连接以限制所述叶片转动。
12.进一步，所述稳定盘包括中间轴和第一扭簧，所述叶片通过所述中间轴与所述耐压舱外壁铰接，所述第一扭簧安装在所述中间轴上，且其一端抵在所述耐压舱外壁，另一端
抵在所述叶片上。
13.进一步，一种小型海洋自动剖面浮标空投结构，包括剖面浮标和空投装置，所述剖面浮标为上述的自动剖面浮标，所述空投装置包括降落伞、装载桶、释放罩和捆绑带，所述装载桶上设有进气孔，所述装载桶内设有保护舱和降落伞舱，所述降落伞装载在所述降落伞舱内，所述剖面浮标的顶端装载在所述保护舱内，所述剖面浮标的底端装载在所述释放罩内，所述捆绑带连接所述装载桶与所述释放罩以将所述剖面浮标固定于所述装载桶与所述释放罩之间、且在入水后释放所述剖面浮标。
14.进一步，所述空投装置还包括束带，所述释放罩包括杯罩以及安装在所述杯罩上的柱塞，所述束带绕所述杯罩周向设置、并与所述柱塞连接以将所述捆绑带的一端压紧在所述杯罩上，所述柱塞可在外力作用下脱离所述束带以使所述束带释放所述捆绑带。
15.进一步，所述释放罩还包括第二扭簧，所述第二扭簧转动安装在所述杯罩内，其一端抵在所述杯罩内侧，另一端抵在所述剖面浮标的底端。
16.进一步，还包括重力管，所述重力管内壁光滑，所述重力管的直径大于所述剖面浮标的外径，所述剖面浮标装载于所述装载桶与释放罩之间后置于所述重力管内、且可沿所述重力管滑出。
17.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
19.图1为本技术实施例1所提供的稳定盘为折叠状态的可空投式小型海洋自动剖面浮标结构示意图；
20.图2为本技术实施例1所提供的稳定盘为展开状态的可空投式小型海洋自动剖面浮标结构示意图；
21.图3为本技术实施例1所提供的稳定盘爆炸图；
22.图4为本技术实施例1所提供的稳定盘的结构示意图；
23.图5为图4的a部放大图；
24.图6为本技术实施例1所提供的带电池组的可空投式小型海洋自动剖面浮标内部结构示意图；
25.图7为本技术实施例1所提供的不带电池组的可空投式小型海洋自动剖面浮标内部结构示意图；
26.图8为本技术实施例1所提供的浮力调节模块结构示意图；
27.图9为本技术实施例1所提供的浮力调节模块爆炸图；
28.图10为本技术实施例2所提供的小型海洋自动剖面浮标空投结构示意图；
29.图11为本技术实施例2所提供的装载桶结构示意图；
30.图12为本技术实施例2所提供的装载桶剖视图；
31.图13为本技术实施例2所提供的释放罩结构示意图；
32.图14为本技术实施例2所提供的释放罩的底部外侧结构示意图；
33.图15为本技术实施例2所提供的释放罩的底部内侧结构示意图；
34.图16为本技术实施例2所提供的捆绑带安装结构示意图；
35.图17为本技术实施例2所提供的束带结构示意图；
36.图18为本技术实施例2所提供的释放罩剖视图结构示意图。
37.其中，天线1、观测模块2、顶端盖3、稳定盘4、法兰盘401、中间轴402、第一扭簧403、弹簧柱塞404、叶片405、耐压壳体5、底端盖6、堵头7、控制模块8、通讯模块9、电机10、电机座11、楔形支撑块12、电池模块13、浮力调节模块14、丝杠1401、丝杠保护罩1402、限位开关pcb板1403、轴承垫片1404、锁紧螺母1405、角接触球轴承1406、推力球轴承1407、快拧螺钉1408、丝杠螺母1409、限位开关1410、活塞推杆1411、重力管15、降落伞16、伞绳17、装载桶18、桶盖1801、降落伞舱1802、保护舱1803、捆绑带19、释放罩20、杯罩2001、柱塞2002、销轴2003、第二扭簧2004、束带2005、球型件2006、弹簧2007、挂钩2008、柱塞孔2009、漏水孔2010、第二凹槽2011、第三凹槽2012、第五凹槽2013、第一凹槽2014、沟槽2015。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
39.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
40.实施例1
41.参见图1～图2，本实施例提供一种可空投式小型海洋自动剖面浮标，包括耐压舱、天线1、观测模块2、控制模块8、通讯模块9、电池模块13和浮力调节系统，还包括稳定盘4，耐压舱为一段式筒体结构，其包括耐压壳体5以及分别安装在耐压壳体5顶端和底端的顶端盖3和底端盖6；天线1和观测模块2分别安装在顶端盖3上，通讯模块9、控制模块8、电池模块13和浮力调节系统均安装在耐压舱内；稳定盘4包括多片叶片405，多片叶片405沿耐压壳体5周向间隔设置、且每片叶片405的一端与耐压壳体5铰接，并可在外力作用下转动至折叠状态或在卸除外力后转动至展开状态。
42.本技术通过将耐压舱设置为一段式筒体结构，天线1和观测模块2安装在耐压舱上，控制模块8、通讯模块9、电池模块13和浮力调节系统均安装在耐压舱内，稳定盘4的叶片405铰接在耐压舱的耐压壳体5外周，其在外力作用下可转动至折叠状态或在卸除外力后转动至展开状态；上述结构使得本技术剖面浮标整体外形尺寸减小，自重减轻，便于选择空投等更加灵活的布放方式，节约人力物力的同时，在一些敏感海域以及特殊海况下均可实现快速布放，布放后稳定盘4的叶片405自动展开实现稳定盘4作用。
43.耐压舱采用一段式设计，为内空筒体结构，其包括耐压壳体5、顶端盖3和底端盖6。耐压壳体5采用碳纤维复合材料制成，在耐压壳体5的外侧涂覆有聚氨酯涂层。顶端盖3安装在耐压壳体5的顶端，底端盖6安装在耐压壳体5的底端，顶端盖3和底端盖6通过内部拉紧。在顶端盖3与耐压壳体5之间、底端盖6与耐压壳体5之间均设有密封圈，保证耐压舱内干燥环境。
44.天线1用于发射和接收信号，其固定在耐压舱的顶端盖3外侧。观测模块2用于观测海洋情况，其固定在耐压舱的顶端盖3外侧；在观测模块中集成有压力传感器，该压力传感器用于判断剖面浮标是否在水面，若是，则通讯模块9开始定位并收发信息，剖面浮标进入工作状态。控制模块8、通讯模块9、电池模块13和浮力调节系统均设置在耐压舱内。控制模块8和通讯模块9均位于耐压舱顶端，二者均安装在耐压舱的顶端盖3内侧。浮力调节系统沿耐压舱长度方向设置，并安装在耐压舱底端的底端盖6上。电池模块13设置在浮力调节系统的外周。控制模块8分别与通讯模块9、观测模块2、浮力调节系统和电池模块13电连接，控制整个剖面浮标的运行，通讯模块9与天线1连接，通过天线1与远程控制中心通讯，电池模块13为整个剖面浮标供电。
45.参见图1～图5，稳定盘4的叶片405可以按照实际使用情况设计适合的大小与形状，叶片405的数量可根据使用条件和成本，设置合适的数量。本实施例中，叶片405为四片，四片叶片405呈圆盘状均匀间隔设置在耐压舱外周。每片叶片405均为与耐压舱外壁相匹配的弧形结构，当四片叶片405呈折叠状态时，四片叶片405贴合在耐压舱的外壁，并与耐压舱匹配，最大限度的减小尺寸，便于在运输与储藏等非工作状态下，充分利用空间，也便于与重力管15配合，实现空投布放。当叶片405的安装方向选择为展开后凸面朝上时，此时叶片405不仅能够起到稳定姿态的作用，还可以在启动爬升保护时实现快速上浮，以及在水面通讯时，使机体尽量露出水面，改善通讯质量。
46.为了将叶片405铰接在耐压舱上，稳定盘4包括中间轴402和第一扭簧403，叶片405通过中间轴402与耐压舱外壁铰接，第一扭簧403安装在中间轴402上，且其一端抵在耐压舱外壁，另一端抵在叶片405上。
47.具体的，稳定盘4还包括法兰盘401，该法兰盘401通过螺钉固定在耐压舱的顶端盖3外周。沿法兰盘401周向间隔设有多个第一安装座，每片叶片405上设有第二安装座，第一安装座和第二安装座均为u型结构。中间轴402安装在第一安装座上，在第二安装座上开设有安装孔，第二安装座通过安装孔转动安装在中间轴402上，并位于第一安装座的外侧，即第一安装座位于第二安装座的u型开口内。第一扭簧403安装在中间轴402上、且位于第一安装座内，其一端抵在第一安装座或法兰盘401上，另一端抵在第二安装座上。即第一扭簧403位于第一安装座的u型开口内。
48.中间轴402可以为螺纹轴或光轴，起到连接叶片405与法兰盘401的作用。
49.为了在叶片405转动至展开状态时对其进行锁止，稳定盘4包括锁止机构，该锁止机构安装在耐压舱外壁，且在叶片405转动至展开状态时与叶片405连接以限制叶片405转动。
50.具体的，锁止机构为弹簧柱塞404，弹簧柱塞404的柱塞体安装在机身壳体上；叶片405上开设有限位孔，当叶片405呈折叠状态时，弹簧柱塞404的柱塞头抵在叶片405上，且当叶片405转动至展开状态时卡入限位孔内。
51.更具体的，第一安装座上开设有通孔，柱塞体安装在通孔上，限位孔开设在第二安装座上。弹簧柱塞404为两个，两个弹簧柱塞404的柱塞体分别安装在第一安装座两端的对应通孔内，当叶片405呈折叠状态时，两个弹簧柱塞404的柱塞头分别抵在对应端的第二安装座的内侧，且当叶片405转动至展开状态时，柱塞头卡入对应的限位孔内。
52.弹簧柱塞404为市售产品，其包括柱塞体以及安装在柱塞体内的柱塞头，柱塞头由
柱塞体的一端伸出，在柱塞体内具有弹簧2007，该弹簧2007的一端抵在柱塞头的另一端。
53.当叶片405呈折叠状态时，限位孔与通孔不对应，弹簧柱塞404的柱塞头抵在叶片405的第二安装座内侧，弹簧柱塞404内的弹簧2007被压缩；当叶片405转动至展开状态时，柱塞头在弹簧2007作用下弹出并卡入限位孔内，此后叶片405不再绕中心轴转动而成为浮标稳定盘4。
54.布放前，叶片405可在空投装置或其它束缚装置作用下呈折叠状态，如采用水溶性胶带缠绕在叶片405的外周，使叶片405呈折叠状态，当叶片405入水后，水溶性胶带遇水溶解失效，即可释放叶片405。叶片405贴合在耐压舱外壁，此时弹簧柱塞404与扭簧均为压紧状态，剖面浮标整体尺寸几乎等于耐压舱外径尺寸，可将剖面浮标装载于重力管15中，实现空投等更为便捷的布放形式。
55.布放后，当剖面浮标接触到海水表面时，束缚在叶片405外的装置失效，在原本处于压紧状态下的扭簧的作用下，叶片405围绕着中间轴402转动。当叶片405转动到指定位置时(呈展开状态)，即转动至第二安装座上的限位孔与弹簧柱塞404对应时，弹簧柱塞404的柱塞头弹出并卡入到限位孔内限制叶片405继续转动，此后叶片405与耐压舱之间基本保持静止状态，展开的叶片405充当稳定盘4的作用。
56.参见图6～图9，浮力调节系统包括电机10和浮力调节模块14，浮力调节模块14包括丝杠1401、丝杠螺母1405、丝杠保护罩1402和活塞推杆1411，底端盖6上设有进水腔，活塞推杆1411置于进水腔内，丝杠螺母1405止转安装在丝杠保护罩1402内、且与活塞推杆1411固定连接，丝杠1401的一端与电机10的输出轴连接，另一端插入活塞推杆1411内、且与丝杠螺母1405螺纹配合以驱动活塞推杆1411在进水腔内往复移动。
57.调节时，电机10根据控制指令正转或反转，驱动丝杠1401正转或反转，由于螺纹配合在丝杠1401上的丝杠螺母1405止转安装、并与活塞推杆1411固定连接；当丝杠1401正转或反转时，驱动丝杠螺母1405沿丝杠1401轴向前进或后退，从而驱动活塞推杆1411在进水腔内往复运动，改变进水腔内水的体积，进而改变剖面浮标的浮力大小，实现剖面浮标的浮力调节。
58.通过采用更为简单的机械结构动密封替换原有的油路静密封，结构更加简单易于装配，成本更为低廉。
59.浮力调节系统还包括电机座11和楔形支撑块12。电机座11为圆盘状结构，其置于耐压壳体5内，用于安装电机10和丝杠保护罩1402。楔形支撑块12为两块，其呈与电机座11配合的弧形结构，在楔形支撑块12上设有椭圆形孔，两块楔形支撑块12通过穿过该椭圆形孔的螺钉或螺栓对称安装在电机座11上，与电机座11连接成一体，靠在耐压壳体5内壁，支撑耐压壳体5。
60.电机10通过螺钉固定在电机座11的一侧，浮力调节模块14集成在耐压舱的底端盖6上、且位于电机座11的另一侧，电池模块13安装在浮力调节模块14的外周。
61.具体的，丝杠保护罩1402的一端通过螺钉固定在电机座11的另一侧，另一端通过螺纹固定安装在耐压舱的底端盖6上。进水腔集成在耐压舱的底端盖6内，其沿耐压舱轴向设置。活塞推杆1411置于进水腔内，该活塞推杆1411的活塞头与进水腔动密封，防止水进入耐压舱内。丝杠1401沿丝杠保护罩1402轴向设置，其一端设有装配孔，电机10的输出轴插入该装配孔、并与丝杠1401的一端固定连接，丝杠1401分别通过角接触球轴承1406、推力球轴
承1407、轴承垫片1404和锁紧螺母装在丝杠保护罩1402内。丝杠螺母1405通过螺纹与活塞推杆1411固定连接，并螺纹配合在丝杠1401上。
62.浮力调节模块14还包括止转件，该止转件可以为快拧螺钉1408。沿丝杠保护罩1402长度方向开设有开口，止转件的一端固定在丝杠螺母1405上，另一端限位于开口内。
63.为了过滤水中杂质，浮力调节系统还包括堵头7，该堵头7固定在底端盖6上，堵头7上设有与进水腔连通的进水口，进水口内设有滤片。通过该滤片，对进入进水腔的水中的大颗粒杂质进行过滤，防止活塞推杆1411的动密封失效。
64.为了限制活塞推杆1411的上下极限行程，浮力调节模块14还包括限位开关pcb板1403，该限位开关pcb板1403沿丝杠保护罩1402轴向安装于丝杠保护罩1402的外侧、且对应开口位置，在限位开关pcb板1403的两端分别安装有一个限位开关1410。丝杠螺母1405在带动活塞推杆1411往两个方向移动时，丝杠螺母1405上的快拧螺钉1408的头部会在活塞推杆1411到达上下极限时触发限位开关pcb板1403上的限位开关1410，电机10断电，活塞推杆1411停止移动。
65.限位开关pcb板1403与控制模块8连接，控制模块8与电机10的编码器连接。当快拧螺钉1408的头部在活塞推杆1411到达上下极限时触发限位开关pcb板1403上的限位开关，限位开关pcb板1403将触发信号反馈给控制模块8，控制模块8控制电机10的编码器的计数归零；当需要上浮或下潜时，控制模块8驱动电机10正转或反转，同时电机10的编码器实时记录电机10的转数，并将该转数发送给控制模块8，控制模块8可根据电机10的转数以及丝杠1401的导程，计算出活塞推杆1411在进水腔中的具体位置，从而实现准确控制自动浮标的浮力大小。
66.实施例2
67.参见图10，本实施例提供一种小型海洋自动剖面浮标空投结构，包括剖面浮标和空投装置，剖面浮标为实施例1的自动剖面浮标，空投装置包括降落伞16、装载桶18、释放罩20和捆绑带19，装载桶18上设有进气孔，装载桶18内设有保护舱1803和降落伞舱1802，降落伞16装载在降落伞舱1802内，剖面浮标的顶端装载在保护舱1803内，剖面浮标的底端装载在释放罩20内，捆绑带19连接装载桶18与释放罩20以将剖面浮标固定于装载桶18与释放罩20之间、且在入水后释放剖面浮标。
68.采用上述空投装置，将剖面浮标的顶端装载在装载桶18的保护舱1803内，降落伞16装载在降落伞舱1802内，将剖面浮标的底端装载在释放罩20内，装载桶18和释放罩20通过捆绑带19连接拉紧，使剖面浮标位于装载桶18与释放罩20之间。将空投装置连同剖面浮标一同投下后，空气从装载桶18上的进气孔进入装载孔内，使降落伞16从降落伞舱1802内弹出，为整个结构减速，当结构入水后，捆绑带19与释放罩20脱离，从而使得剖面浮标与释放罩20和装载桶18分离，完成剖面浮标的布放。
69.为了进一步便于剖面浮标的空投布放，本技术结构还包括重力管15，重力管15内壁光滑，重力管15的直径大于剖面浮标的外径，剖面浮标装载于装载桶18与释放罩20之间后置于重力管15内、且可沿重力管15滑出。
70.参见图11～图12，装载桶18采用遇水可溶解的纸质材质，可以实现入水后溶解，与剖面浮标安全分离，成本低、重量轻，对剖面浮标影响小，可降解，无污染。装载桶18为筒体结构，在装载桶18的上端设有桶盖1801，内部分为降落伞舱1802和保护舱1803，分别用于装
载降落伞16和剖面浮标的上端，对剖面浮标露在外的天线1和观测模块2进行保护。降落伞舱1802和保护舱1803互不连通，防止降落伞16在储藏和布放过程中失效以及缠绕在天线1以及观测模块2上。在装载桶18的下沿设有台阶结构，用于卡紧上端盖，与释放罩20一起通过捆绑带19将剖面浮标夹紧。
71.降落伞16的大小与形状都应当根据要求的入水速度提前设计好。降落伞16通过伞绳17与装载桶18连接，二者均装载在降落伞舱1802内。当降落伞舱1802内进入空气、并将桶盖1801顶出后，降落伞16从降落伞舱1802内弹出，为整个结构减速。
72.为了便于入水后释放捆绑带19，空投装置还包括束带2005，释放罩20包括杯罩2001以及安装在杯罩2001上的柱塞2002，束带2005绕杯罩2001周向设置、并与柱塞2002连接以将捆绑带19的一端压紧在杯罩2001上，柱塞2002可在外力作用下脱离束带2005以使束带2005释放捆绑带19。
73.参见图13～图18，释放罩20采用一体式释放罩20，相对于分体式释放罩20，其在入水后不会立即与剖面浮标分离，可为剖面浮标提供额外的水下减速效果，使得剖面浮标下潜距离更浅，可在更浅的水域进行空投布放。
74.杯罩2001为杯状结构，在杯罩2001的底部外侧设有柱塞孔2009，该柱塞孔2009为盲孔。柱塞2002的轴向尺寸小于柱塞孔2009的轴向尺寸，使得柱塞2002可在柱塞孔2009内移动。
75.柱塞2002包括柱塞本体、挂钩2008、弹簧2007和球型件2006，柱塞本体内设有腔体，该腔体沿柱塞本体径向设置，腔体的一端开口，该开口位于柱塞2002的侧壁。在柱塞孔2009的侧壁、且对应该开口设有第一凹槽2014，该第一凹槽2014为球面型结构。球型件2006设置在腔体内，其一侧由开口伸出，并与第一凹槽2014配合。弹簧2007设置在腔体内，其一端抵在球型件2006的另一侧，将球型件2006的一侧压紧在第一凹槽2014内，柱塞2002的内端与柱塞孔2009的底部之间具有一行程距离。挂钩2008固定在柱塞本体上，其挂钩部伸出杯罩2001外。在杯罩2001的侧壁、且沿其轴向方向开设有供挂钩2008移动的缺口。
76.常态下，球型件2006在弹簧2007作用下被压紧在第一凹槽2014内，此时，柱塞2002的内端与柱塞孔2009的底部之间具有一行程距离；当外力作用在柱塞2002上，使得球型件2006向腔体内移动而脱离第一凹槽2014，柱塞2002向柱塞孔2009底部移动；当柱塞2002向柱塞孔2009的底部移动时，挂钩2008随之沿缺口移动。
77.沿杯罩2001周向设有环状的沟槽2015，束带2005为弹性材料制成，沿束带2005长度方向间隔设有两个凹口，两个凹口可设置在束带2005的两端。束带2005缠绕在沟槽2015内、且两个凹口重叠并钩在柱塞2002的挂钩2008上。当挂钩2008随柱塞2002向柱塞孔2009底部移动时，束带2005的凹口脱离挂钩2008，束带2005可在弹力作用下弹开，释放捆绑带19。
78.在杯罩2001的底部外侧设有第二凹槽2011，柱塞2002的外端表面设有与第二凹槽2011配合的第三凹槽2012，一横杆安装在第二凹槽2011和第三凹槽2012内，防止人为操作时意外触发柱塞2002，且不影响入水时海水冲击下的正常触发。
79.捆绑带19的一端固定设有销轴2003，在杯罩2001的外侧壁设有向内凹进的第四凹槽，该第四凹槽上、且远离杯罩2001底部的一侧设有斜坡，捆绑带19的一端通过销轴2003配合在第四凹槽内，并可从第四凹槽的斜坡滑出；捆绑带19的另一端经沟槽2015后栓在装载
桶18的侧壁开孔上，其外侧由束带2005压紧在沟槽2015内。
80.在杯罩2001的底部至少设有一个漏水孔2010，水流可以自由流过，促使释放罩20从剖面浮标底部分离。释放罩20还包括第二扭簧2004，在释放罩20的底部内侧开设有第五凹槽2013，第二扭簧2004转动安装在第五凹槽2013内，第二扭簧的两端分别插入开设在杯罩上的通孔中，第二扭簧的回弹端抵在剖面浮标的底端。
81.当释放罩20与剖面浮标入水后，捆绑带19脱离释放罩20后解除对其的束缚；由于释放罩20位于剖面浮标的底端，因此释放罩20仍然会随剖面浮标下潜一定距离，在此过程中，水不断从漏水孔2010流入释放罩20内，当释放罩20的重力以及第二扭簧2004的弹力之和大于水的阻力时，释放罩20在第二扭簧2004作用下从剖面浮标的底端弹开，实现与剖面浮标的分离，二者分离时，释放罩20不经过剖面浮标，不会对剖面浮标表面产生划伤。
82.本技术空投方法如下：
83.s1、将剖面浮标的两端分别装载于对应的装载桶18与释放罩20内，束带2005绕释放罩20周向设置、并勾在柱塞2002的挂钩2008上，捆绑带19的一端与装载桶18连接，另一端配合在释放罩20上、并由束带2005压紧，将剖面浮标夹紧在装载桶18与释放罩20之间；再一起装入重力管15内。
84.s2、由飞机装载于指定海域后，装载桶18与释放罩20夹紧剖面浮标由重力管15中滑落。
85.s3、空气由进气孔进入装载桶18内，将桶盖1801顶开，降落伞16由装载桶18内弹出减速。
86.s4、当剖面浮标、装载桶18与释放罩20入水后，柱塞2002在海水冲击下向柱塞孔2009底部移动，束带2005脱离挂钩2008并释放捆绑带19，装载桶18从剖面浮标的顶部脱离。
87.s5、海水进入释放罩20内，并当第二扭簧2004的弹力与释放罩20的重力总和超过海水的阻力时，释放罩20在第二扭簧2004作用下弹离剖面浮标，完成剖面浮标的空投布放。
88.本技术采用上述空投装置，在准备空投布放阶段，稳定盘4通过法兰盘401螺钉固定在剖面浮标的顶端盖3上，所有叶片405均被装载桶18下沿压紧并贴合耐压壳体5，弹簧柱塞404和第一扭簧403受力压缩。降落伞16和伞绳17装在装载桶18的降落伞舱1802内，上端开口处压有装载桶18的桶盖1801，防止降落伞16意外弹出。
89.此时一体式释放罩20处于未触发状态，球型件2006和弹簧2007将柱塞2002压紧在释放罩20的柱塞孔2009内，使柱塞2002不会在柱塞孔2009内上下移动。释放罩20套在剖面浮标的底端盖6上，释放罩20内的第二扭簧2004被压紧在释放罩20底部内侧的第五凹槽2013内。束带2005缠绕在沟槽2015内、并通过凹口钩在柱塞2002的挂钩2008上。捆绑带19的一端由束带2005压紧，另一端固定在装载桶18上；由于第二扭簧2004被压紧后存在一定的弹性势能，因此，捆绑带19能够将装载桶18和释放罩20拉紧在剖面浮标的两端，保证在空投过程中剖面浮标与空投装置不会分离。
90.将剖面浮标与空投装置装入飞机的发射器或者重力管15中即可布放。在空投布放时，当飞机飞行到指定海域后，剖面浮标通过重力管15滑离飞机。空气从装载桶18的侧面的进气孔进入装载桶18内部后，桶盖1801与装载桶18分离，降落伞16弹出，为整个结构减速。
91.在剖面浮标入水的过程中，其底端的一体式释放罩20最先接触海水。由于海水的冲击作用，柱塞2002摆脱球球型件2006和弹簧2007的压紧力，沿着释放罩20的柱塞孔2009
与挂钩2008一同移动，挂钩2008从束带2005两端的凹口内移出，由于束带2005为弹性材料构成，因此从杯罩2001的沟槽2015内弹出分离，原本被束带2005压在杯罩2001沟槽2015内的捆绑带19与杯罩2001分离，从而使得一体式释放罩20与剖面浮标分离，但会与剖面浮标一同下潜一定的距离，当第二扭簧2004的弹力与一体式释放罩20的重力总和超过水的阻力时，一体式释放罩20才会在第二扭簧2004的作用下弹离剖面浮标。由于一体式释放罩20是向下推离剖面浮标，不经过剖面浮标，因此不会产生划伤壳体的风险；且本技术空投装置在入水后仍会跟随剖面浮标一定的距离，因此减速效果更好，剖面浮标的下潜距离更浅。空投完成后，除一体式释放罩20之外的其他空投装置部件均会与剖面浮标从上端分离。
92.空投装置与剖面浮标分离后，稳定盘4的叶片405被第一扭簧403弹开，弹簧柱塞404弹出，插入到叶片405的限位孔中，叶片405不再围绕中间轴402转动而完全固定。由于叶片405存在凹面且向下，剖面浮标在探测过程中可实现快速爬升和在水面更稳定的通讯。
93.剖面浮标入水后开始正常探测工作，通讯模块9与天线1收发指令以及数据传输。当剖面浮标需要下潜时，电机10正转，电机10的输出轴驱动丝杠1401转动；由于螺纹安装在丝杠1401上的丝杠螺母1405止转设置、且与活塞推杆1411固定，使得丝杠螺母1405只能沿丝杠1401轴向移动，从而带动活塞推杆1411一同沿着丝杠1401轴向运动；由于活塞推杆1411设计有动密封结构，当其向舱内运动时，进水腔内与外界存在压差，外部的水经过堵头7内安装的滤片进入到进水腔当中。此时剖面浮标排水体积减小，在水中所受浮力减少，在重力大于浮力的情况下做下潜运动。
94.同理，当剖面浮标需要上浮时，电机10与丝杠1401反转，丝杠螺母1405带动活塞推杆1411向舱外运动，将进水腔中的水经滤片重新排到剖面浮标外部。设备排水体积增大，在水中所受浮力增加，在浮力大于重力的情况下做上浮运动。
95.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
96.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
97.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
98.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种可空投式小型海洋自动剖面浮标，包括耐压舱、天线、观测模块、控制模块、通讯模块、电池模块和浮力调节系统，其特征在于，还包括稳定盘，所述耐压舱为一段式筒体结构，其包括耐压壳体以及分别安装在所述耐压壳体顶端和底端的顶端盖和底端盖；所述天线和观测模块分别安装在所述顶端盖上，所述通讯模块、控制模块、电池模块和浮力调节系统均安装在所述耐压舱内；所述稳定盘包括多片叶片，多片叶片沿所述耐压壳体周向间隔设置、且每片叶片的一端与所述耐压壳体铰接，并可在外力作用下转动至折叠状态或在卸除外力后转动至展开状态。2.根据权利要求1所述的可空投式小型海洋自动剖面浮标，其特征在于，所述浮力调节系统包括电机和浮力调节模块，所述浮力调节模块包括丝杠、丝杠螺母、丝杠保护罩和活塞推杆，所述底端盖上设有进水腔，所述活塞推杆置于所述进水腔内，所述丝杠螺母止转安装在所述丝杠保护罩内、且与所述活塞推杆固定连接，所述丝杠的一端与所述电机的输出轴连接，另一端插入所述活塞推杆内、且与所述丝杠螺母螺纹配合以驱动所述活塞推杆在所述进水腔内往复移动。3.根据权利要求2所述的可空投式小型海洋自动剖面浮标，其特征在于，还包括堵头，该堵头固定在所述底端盖上，所述堵头上设有与所述进水腔连通的进水口，所述进水口内设有滤片。4.根据权利要求2所述的可空投式小型海洋自动剖面浮标，其特征在于，所述浮力调节模块还包括止转件，沿所述丝杠保护罩长度方向开设有开口，所述止转件的一端固定在所述丝杠螺母上，另一端限位于所述开口内。5.根据权利要求1所述的可空投式小型海洋自动剖面浮标，其特征在于，所述稳定盘包括锁止机构，该锁止机构安装在所述耐压舱外壁，且在所述叶片转动至展开状态时与所述叶片连接以限制所述叶片转动。6.根据权利要求1所述的可空投式小型海洋自动剖面浮标，其特征在于，所述稳定盘包括中间轴和第一扭簧，所述叶片通过所述中间轴与所述耐压舱外壁铰接，所述第一扭簧安装在所述中间轴上，且其一端抵在所述耐压舱外壁，另一端抵在所述叶片上。7.一种小型海洋自动剖面浮标空投结构，其特征在于，包括剖面浮标和空投装置，所述剖面浮标为权利要求1～6中任一项所述的自动剖面浮标，所述空投装置包括降落伞、装载桶、释放罩和捆绑带，所述装载桶上设有进气孔，所述装载桶内设有保护舱和降落伞舱，所述降落伞装载在所述降落伞舱内，所述剖面浮标的顶端装载在所述保护舱内，所述剖面浮标的底端装载在所述释放罩内，所述捆绑带连接所述装载桶与所述释放罩以将所述剖面浮标固定于所述装载桶与所述释放罩之间、且在入水后释放所述剖面浮标。8.根据权利要求7所述的小型海洋自动剖面浮标空投结构，其特征在于，所述空投装置还包括束带，所述释放罩包括杯罩以及安装在所述杯罩上的柱塞，所述束带绕所述杯罩周向设置、并与所述柱塞连接以将所述捆绑带的一端压紧在所述杯罩上，所述柱塞可在外力作用下脱离所述束带以使所述束带释放所述捆绑带。9.根据权利要求7所述的小型海洋自动剖面浮标空投结构，其特征在于，所述释放罩还包括第二扭簧，所述第二扭簧转动安装在所述杯罩内，其一端抵在所述杯罩内侧，另一端抵在所述剖面浮标的底端。10.根据权利要求7～9中任一项所述的小型海洋自动剖面浮标空投结构，其特征在于，
还包括重力管，所述重力管内壁光滑，所述重力管的直径大于所述剖面浮标的外径，所述剖面浮标装载于所述装载桶与释放罩之间后置于所述重力管内、且可沿所述重力管滑出。

技术总结
本发明公开了一种可空投式小型海洋自动剖面浮标及其空投结构，包括耐压舱、天线、观测模块、控制模块、通讯模块、电池模块和浮力调节系统，还包括稳定盘，耐压舱为一段式筒体结构，其包括耐压壳体以及分别安装在耐压壳体顶端和底端的顶端盖和底端盖；天线和观测模块分别安装在顶端盖上，通讯模块、控制模块、电池模块和浮力调节系统均安装在耐压舱内；稳定盘包括多片叶片，多片叶片沿所述耐压壳体周向间隔设置、且每片叶片的一端与所述耐压壳体铰接，并可在外力作用下转动至折叠状态或在卸除外力后转动至展开状态；本申请剖面浮标便于选择空投等更加灵活的布放方式，节约人力物力的同时，在一些敏感海域以及特殊海况下均可实现快速布放。速布放。速布放。


技术研发人员：尹云龙 吴显辉 王士昌 宋庆月 辛爱学 孙风凯 李先宏
受保护的技术使用者：青岛蔚海明祥科技有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/3/14