一种微型智能浮标

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1.本发明涉及海洋监测技术领域，具体为一种微型智能浮标。

背景技术：

2.近几十年，全球海洋观测的趋势已经从原本的不连续的船基或岸基考察的方式转变成现在的持续的定点实时观测的方式。发达国家或地区现在正通过开发先进技术和装备，并且将卫星、飞机、船舶、水下滑翔器、浮(潜)标等先进技术手段结合起来，对海洋动力环境、海洋生态、海洋地质、海洋生物资源等进行跨地区、跨部门、长期、连续地观测。海洋监测浮标是这些年新发展的一种新监测技术，逐渐被许多沿海国家看重并大力发展，是离岸获取水文、气象等环境参数的重要技术手段，在海洋环境实时监测、预警预报、防灾减灾、资源开发等方面具有重要作用。
3.现有海洋监测浮标在布放后，在海表面自由漂移，完成浮标初始信息发射和浮标定位后，启动浮标内液压系统，将皮囊内的油抽回至浮标内部，浮标体积缩小，当重力大于浮力时，浮标开始下潜。到达预定深度时，重力和浮力相等，浮标在该深度实现中性漂移。浮标完成预定的水下漂移时间后，液压系统工作，将油注入皮囊，浮标体积增大，当浮力大于重力时，浮标开始上浮，并在上浮过程中进行剖面数据测量和测量数据的存储。当浮标接近海表面时，气泵工作，张大气囊，进一步增加浮标体积，抬高浮标天线，浮标将本次剖面测量数据发送给卫星后，再次启动液压系统，浮标下潜，进入下一个循环。浮标按此方式循环工作，直到电池耗尽。该类监测浮标采用抽油/注油与充气/排气的方式完成浮标的上下浮潜，浮标内部设有液压系统、气泵系统，结构较为复杂。此类浮标典型的代表是argo浮标，argo浮标采用液压泵控制浮潜，探测深度3000米，一次水面数据传输需要8-12小时，造价约20万元。swarm diver浮标，体积和重量小，可测量40米以浅的温度和深度，且具有水面航行能力，售价约3万元。darpa海洋物联网浮标，为漂流标，底部安装脐带式水听器，可探测船舶和潜艇，造价约10万元。
4.以上海洋监测浮标价格昂贵，结构复杂。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种微型智能浮标，与现有的微型智能浮标相比，本发明研制的微型智能浮标具有以下优势：1.低成本、造价在万元以内；2.打破了油囊液压定深控制方式，具有漂流、浮潜、悬浮和坐底四种集探测模式，且具有剖面流速测量功能。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微型智能浮标，包括防水外壳和金属支撑体，防水外壳包括：呈圆柱状套装在一起的防水上壳以及防水下壳，防水上壳的上表面中心处螺纹连接有亚克力天线壳，通过防水上壳、防水下壳以及亚克力天线壳围成内部密封的容置空腔；
7.金属支撑体设置于防水外壳的容置空腔内，金属支撑体能够带动防水下壳沿防水上壳的中轴线运动以改变防水外壳容置空腔的体积大小或保持防水上壳和防水下壳之间
相对静止；
8.金属支撑体上端固定有通信天线，通信天线向上穿入亚克力天线壳内。
9.优选的，所述防水上壳的下端镶嵌有用于保持防水上壳和防水下壳接触边密封的防水胶圈，所述防水上壳的上端镶嵌有用于保持防水上壳和亚克力天线壳接触边密封的防水胶圈。
10.优选的，所述金属支撑体包括上支撑体和下支撑体，上支撑体与防水上壳一体运动，下支撑体与防水下壳一体运动，上支撑体和下支撑体通过驱动装置带动沿防水外壳的轴线相互靠近或远离。
11.优选的，所述上支撑体包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板卡接固定于防水上壳的内部，第一支撑板和第二支撑板之间通过三根以第一支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第一支撑杆固定连接，在第一支撑板的下表面以第一支撑板的轴线为中心呈等距环形分布固定有三根滑杆，滑杆与第一支撑杆交错设置且与中轴线的连线夹角呈60度，滑杆向下穿过第二支撑板；
12.所述下支撑体包括第三支撑板、第四支撑板以及第五支撑板，第五支撑板卡接固定于防水下壳的内部，第三支撑板和第四支撑板之间通过三根以第三支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第二支撑杆固定连接，在第三支撑板和第四支撑板的表面开设有与三根滑杆相适配的滑孔，滑杆从滑孔处滑动穿至第四支撑板的下方，所述第四支撑板和第五支撑板之间通过三根以第四支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第三支撑杆固定连接；
13.在第四支撑板和第五支撑板之间的空间内固定有用于为装置供电的电源装置。
14.优选的，所述第三支撑板和第四支撑板的滑孔之间同轴设置有与滑杆相适配的空心铜柱滑套，空心铜柱滑套的两端分别与第三支撑板和第四支撑板固定连接。
15.优选的，所述驱动装置包括固定座，所述固定座通过螺丝固定在第二支撑板上，固定座上固定连接舵机，舵机的输出轴从第二支撑板的中心孔处穿出后与螺杆的上端同轴固定连接，在第三支撑板和第四支撑板的表面中心处均固定有与螺杆相适配的螺母，螺杆的下端与螺母螺纹连接并穿至第四支撑板的下方。
16.优选的，在所述舵机的减速齿轮组的主动齿轮上固定有两个圆柱型磁铁，两个圆柱型磁铁相距1mm且位于主动齿轮的非圆心处，在固定座朝向舵机的一面开设有方孔，在方孔中固定有用于监测圆柱型磁铁磁场的霍尔器件，霍尔器件的输出端电连接计数电路，计数电路接收到该电压信号后，对其进行处理并输出至控制电路板，控制电路板固定在第三支撑板的上表面。
17.优选的，在第五支撑板的上端固定有电池组支撑块，所述电源装置包括可拆卸固定连接的圆柱形的电池组底座、电池组外壳以及电池组盖板，电池组外壳固定在电池组支撑块上，在电池组外壳内部呈中心均匀分布开设有12个电池槽，每个电池槽内均插装有锂电池。
18.优选的，所述圆柱形的电池组底座、电池组外壳以及电池组盖板上开设有用于供螺杆以及滑杆插入的插孔和用于供第三支撑杆穿过的通孔。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.一、形态可变的机械结构设计；现有监测浮标采用抽油/注油与充气/排气的方式完成浮标的上下浮潜，其浮标内部设有液压系统、气泵系统，结构较为复杂且体积大，布放
过程繁杂，本发明采用防水外壳与形态可变的金属支撑体的设计，上、下外壳通过防水胶圈互相嵌套形成密闭容置空腔，金属支撑体置于密闭容置空腔，浮标整体体积小，便于携带且可快速抛洒布放；当舵机旋转时驱动螺杆正向/反向转动，使得金属支撑体伸长/缩短，防水上壳和防水下壳形成的密闭容置空腔变大或者变小，从而使微型智能浮标的浮力增大或者减小，使得浮标能够在竖直方向上位移，完成上升、下潜、悬停等运动姿态，获取不同深度的水体剖面数据(温度、深度、盐度)、生物信息与当前gps位置信息。
21.二、精准深度浮潜与悬停；在本发明中微型智能浮标的浮潜得益于舵机的转动使得金属支撑体发生形变，浮标的体积随之增大或者减小，从而浮标完成上下潜浮，针对传统舵机存在舵机转动量过大或过小的问题，本发明在传统舵机基础上进行了改造，加装了可计数的霍尔器件与计数电路，达到对舵机转动圈数的精准计数，与控制电路板程序内模糊pid控制算法结合，实现了对于微型智能浮标潜浮深度的精准控制。
22.三、超低功耗与长续航性；本发明采用arm内核的stm32l152作为核心控制单元，该控制器具有超低功耗、响应速度快等特点，能够在无需工作时进入低功耗模式的休眠状态，此时电流低至560na，且其支持16个外部中断唤醒，通过定时器设定时间间隔唤醒进入正常工作状态，针对微型浮标的数据采集模式，采取这种间歇式的工作方式能够灵活的按照数据的采集密度控制能耗，有效降低芯片的能耗以及传感器的功耗，达到降低微型浮标成本、减小微型浮标内部器件能耗和满足多类型传感器搭载要求，此外，浮标采用12节松下18650锂电池作为主要能源，电池与电池之间使用点焊机进行点焊连接，并采取“二串六并”的电池连接方式，进一步提升了续航性。
23.四、低成本；现有浮标浮潜大多采用抽油/注油与充气/排气浮潜方式，其内部设有有液压系统、气泵系统等，复杂的结构致使浮标单体价格高昂，本发明通过自主设计防水外壳、内部支撑金属机械结构，并辅以改造的大扭矩舵机带动内部支撑金属机械结构的扩展/压缩形变，避免了抽油/注油与充气/排气的浮潜方式，精简了浮标内部的系统结构，使得本发明浮标成本控制在万元以内。
附图说明
24.图1为本发明模糊自适应pid定深控制模型示意图；
25.图2为本发明模糊自适应pid仿真结果示意图；
26.图3为本发明专利的防水外壳示意图；
27.图4为本发明专利的金属支撑体结构示意图；
28.图5为本发明专利的金属支撑体框架示意图；
29.图6为本发明减速齿轮组的主动齿轮俯视图；
30.图7为本发明固定座的正视图；
31.图8为本发明电源装置的结构示意图；
32.图中：1-亚克力天线壳，2-防水上壳，3-防水下壳，4-第一支撑板，5-第二支撑板，6-第三支撑板，7-第四支撑板，8-第五支撑板，9-第一支撑杆，12-第二支撑杆，15-第三支撑杆，18-空心铜柱滑套，21-滑杆，24-固定座，25-舵机，26-螺杆，27-通信天线，28-传感器，29-电源装置，30-电池组支撑块，31-控制电路板，32-输出轴，33-主动齿轮，34-圆柱型磁铁，35-方孔，36-电池组盖板，37-电池组外壳，38-电池组底座，39-电池槽。
具体实施方式
33.下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明所设计的微型智能浮标是通过漂流和浮潜方式探测水文要素，具备可定深测量、坐底观测、水面自组网通信等功能，具有低功耗、成本低、易布防等特点。微型智能浮标的工作原理主要是通过水压传感器28读取水压数据，来判断浮标所处的深度，在收到岸基软件系统指令后，通过舵机25转动微型智能浮标内部的螺杆26使得内部机械结构发生形变，从而改变微型智能浮标的排水体积，实现浮标的下潜、上浮和悬浮，同时微型智能浮标可以采集多组(温度、深度、盐度)剖面数据和gps位置信息，并通过lora通信模块实现水面集组网，把收集到的剖面数据和gps位置信息发送给中心浮标。
35.请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种微型智能浮标，包括防水外壳和金属支撑体，防水外壳包括：呈圆柱状套装在一起的防水上壳2以及防水下壳3，防水上壳2的上表面中心处螺纹连接有亚克力天线壳1，通过防水上壳2、防水下壳3以及亚克力天线壳1围成内部密封的容置空腔；防水外壳是微型智能浮标完成浮潜的基础，防水外壳的密封性与耐压性决定浮标浮潜的上限。本型浮标采用上、下防水外壳套筒型设计，防水上壳2为圆柱型，底部增大半径厚度同时内壁车铣环形圆槽口，用于放置环形防水胶圈。顶部车铣螺母孔与圆形环槽，螺母孔用于与亚克力天线壳1的固定，圆形环槽用于亚克力天线壳1与防水上壳2的密封连接。防水下壳3为圆柱形，在下防水壳顶部开口方向车铣倒三角形，底部预留传感器28接线口。
36.金属支撑体设置于防水外壳的容置空腔内，金属支撑体能够带动防水下壳3沿防水上壳2的中轴线运动以改变防水外壳容置空腔的体积大小或保持防水上壳2和防水下壳3之间相对静止；金属支撑体上端固定有通信天线27，通信天线27向上穿入亚克力天线壳1内。
37.具体来说，金属支撑体包括上支撑体和下支撑体，上支撑体与防水上壳2一体运动，下支撑体与防水下壳3一体运动，上支撑体和下支撑体通过驱动装置带动沿防水外壳的轴线相互靠近或远离。上支撑体包括第一支撑板4和第二支撑板5，第一支撑板4卡接固定于防水上壳2的内部，第一支撑板4和第二支撑板5之间通过三根以第一支撑板4的轴线为中心呈等距环形分布的第一支撑杆9固定连接，在第一支撑板4的下表面以第一支撑板4的轴线为中心呈等距环形分布固定有三根滑杆21，滑杆21与第一支撑杆9交错设置且与中轴线的连线夹角呈60度，确保在金属支撑体形态变换过程中第一支撑板4能均匀承受来自第二支撑板5的作用力；滑杆21向下穿过第二支撑板5；
38.下支撑体包括第三支撑板6、第四支撑板7以及第五支撑板8，第五支撑板8卡接固定于防水下壳3的内部，第三支撑板6和第四支撑板7之间通过三根以第三支撑板6的轴线为中心呈等距环形分布的第二支撑杆12固定连接，在第三支撑板6和第四支撑板7的表面开设有与三根滑杆21相适配的滑孔，滑杆21从滑孔处滑动穿至第四支撑板7的下方，为了保证滑杆21在滑孔中滑动顺畅，在第三支撑板6和第四支撑板7的滑孔之间同轴设置有与滑杆21相适配的空心铜柱滑套18，空心铜柱滑套18的两端分别与第三支撑板6和第四支撑板7固定连
接；所述第四支撑板7和第五支撑板8之间通过三根以第四支撑板7的轴线为中心呈等距环形分布的第三支撑杆15固定连接，滑杆21与第三支撑杆15交错设置且与中轴线的连线夹角呈60度。第二支撑杆12和第三支撑杆15在竖直方向上错位分布，保证金属支撑体形态变换过程中第四支撑板7和第五支撑板8能均匀承受来自第三支撑板6的作用力。
39.控制电路板31固定在第三支撑板6的上表面，控制电路板31通过接收到上位机信息和传感器28数据信息用于控制舵机25运行，控制电路板31上设有限位开关，保证最小安全位移。
40.第一支撑板4、第二支撑板5、第三支撑板6、第四支撑板7、第五支撑板8是微型智能浮标的主要支撑结构，对微型智能浮标完成潜浮起到了重要的支撑作用，其采用高强度铝合金板加工而成，板内设计有中央孔道、支撑杆孔、滑杆21孔等。
41.第一支撑杆9、第二支撑杆12、第三支撑杆15均采用高强度耐压不锈钢车轧而成，杆头、杆尾设计有螺母底孔，方便安装。
42.滑杆21用于在微型智能浮标完成形态变换时辅助螺杆26起到固定作用，其采用高强度耐压不锈钢车轧而成，杆头设计有螺母底孔，方便与第一支撑板4固定。
43.具体来说，驱动装置包括固定座24，所述固定座24通过四个螺丝固定在第二支撑板5上，以抵消舵机25产生的扭矩力；固定座24上固定连接舵机25，舵机25的输出轴32从第二支撑板5的中心孔处穿出后与螺杆26的上端同轴固定连接，在第三支撑板6和第四支撑板7的表面中心处均固定有与螺杆26相适配的螺母，螺杆26的下端与螺母螺纹连接并穿至第四支撑板7的下方。
44.根据本发明实际需求，依托传统的180
°
舵机25对其进行改造，加装霍尔器件与计数电路，满足控制电路对于舵机25转动圈数的精确控制。现有舵机25由壳体、减速齿轮组，舵机25盖、齿轮座、舵机25底座38、伺服电机、伺服电机控制电路、位置检测器等部分构成；传统180
°
舵机25的工作原理是在接收到信号后经由电路板上的ic驱动伺服电机开始转动，通过减速齿轮组传输动力，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。通过给定一个pwm波信号，舵机25会转到一个特定角度，位置检测器是可变电阻，当舵机25转动时电阻值也会随之改变，通过检测电阻值可以知道舵机25已转动角度。本发明依托的180
°
舵机25，保留其主要的壳体、减速齿轮组、伺服电机等部分，去除伺服电机控制电路、位置检测器等部分，加装霍尔器件与圆柱型磁铁，设计新的舵机25计数电路，解决180
°
舵机25只能转动特定角度而不能计算转动圈数的问题，达到控制电路对于舵机25转动圈数的精确控制与计数。具体做法是：在所述舵机25的减速齿轮组的主动齿轮33上固定有两个圆柱型磁铁34，两个圆柱型磁铁34相距1mm且位于主动齿轮33的非圆心处，作为计算转动圈数的标志量。在固定座24朝向舵机25的一面开设有方孔35，在方孔35中固定有用于监测圆柱型磁铁34磁场的霍尔器件，霍尔器件的输出端电连接计数电路，计数电路接收到该电压信号后，对其进行处理并输出至控制电路板31。本发明选用a3144型霍尔传感器28作为本发明的霍尔器件，该型霍尔传感器28长4.17mm，宽3.1mm，内部由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿电路、集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号，该型传感器28具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高等优点。为提高计数的可靠性，本发明采用两个霍尔传感器28头对头连接的方式，置于固定座24中，同时将两个霍尔传感器28的引线接至计数电路。计数电路上下两端引入来自两个霍尔传感
器28的输出引脚，计数电路与微型智能浮标控制电路板31之间通过fpc排线连接。将头对头的一组霍尔器件置于固定座24的方孔35中，方孔35长8.4mm，宽6.3mm，霍尔器件组置于方孔35内能刚好卡住而不松动，霍尔器件组表面与固定座24表面齐平无凸起，使用环氧树脂胶将其固定。
45.当减速齿轮组的主动齿轮33每转动一圈，齿轮上的圆柱型磁铁34经过霍尔器件组一次，霍尔器件的磁感应强度发生变化，会输出一个数字电压信号，经由计数电路接收到该电压信号后，对其进行处理并输出至控制电路板31，由此对主动齿轮33的转动圈数进行计数，在微型智能浮标中，通过计算减速齿轮组中各个齿轮的齿数比，能够计算出输出齿轮的的转动圈数，即螺杆26的转动圈数。
46.在第四支撑板7和第五支撑板8之间的空间内固定有用于为装置供电的电源装置29，电源装置29是保证微型智能浮标长续航的关键，为舵机25、控制电路、传感器28等供能，受限于微型智能浮标内特殊的空间限制，将电源装置29内嵌置入第四支撑板7和第五支撑板8之间。
47.具体来说，在第五支撑板8的上端固定有电池组支撑块30，所述电源装置29包括可拆卸固定连接的圆柱形的电池组底座38、电池组外壳37以及电池组盖板36，电池组外壳37固定在电池组支撑块30上，在电池组外壳37内部呈中心均匀分布开设有12个电池槽39，每个电池槽39内均插装有锂电池。12节锂电池质量较大，将其置于浮标较低的位置能使浮标整体的重心较低，提高浮标的稳定性。此外，为保证电池组重心始终与微型智能浮标的重心位于同一竖直线上，12节锂电池围绕中央通孔均匀分布，同时预留锂电池与锂电池之间镍片连接空间。圆柱形的电池组底座38、电池组外壳37以及电池组盖板36上开设有用于供螺杆26以及滑杆21插入的插孔和用于供第三支撑杆15穿过的通孔，第三支撑杆15同时固定电池组防止其晃动。
48.微型智能浮标自主浮潜控制设计：
49.微型探测浮标为了应对高水压环境，采用高扭矩减速电机作为驱动器，通过合适的齿轮配比，增加扭矩。为了应对直流减速电机出现的振荡、超调问题以及海洋环境带来的影响，引入模糊自适应pid控制算法，通过控制直流减速电机的输入电压，进而精确控制转速与转向，并且与微型探测浮标动力学模型相结合，以应对海洋环境带来的影响，提升定深控制精度。
50.根据微型探测浮标运动状态，建立输入、输出方程。微型探测浮标输入方程为：
[0051][0052]
微型探测浮标输出方程为：
[0053]
y(t)＝h(t)
[0054]
因此，根据微型探测浮标输入、输出方程，得出微型探测浮标动力学方程为：
[0055][0056]
为了验证减速电机性能，建立减速电机动力学方程：
[0057][0058]
将减速电机模型、微型探测浮标动力学模型以及模糊自适应pid控制器相结合，建立模糊自适应pid定深控制仿真模型，如图1所示。
[0059]
设定目标下潜深度为10米，目标深度与当前深度的差值为误差值e，对误差值进行微分后得到误差的变化率ec。模糊控制器将e和ec作为输入，通过调整pid算法的增益参数k
p
、ki以及kd，得到直流减速电机的转速，并与微型探测浮标动力学模型相结合，获取浮标的下潜深度h，最终收敛到目标深度。仿真结果如图2所示。
[0060]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种微型智能浮标，包括防水外壳和金属支撑体，其特征在于：防水外壳包括：呈圆柱状套装在一起的防水上壳以及防水下壳，防水上壳的上表面中心处螺纹连接有亚克力天线壳，通过防水上壳、防水下壳以及亚克力天线壳围成内部密封的容置空腔；金属支撑体设置于防水外壳的容置空腔内，金属支撑体能够带动防水下壳沿防水上壳的中轴线运动以改变防水外壳容置空腔的体积大小或保持防水上壳和防水下壳之间相对静止；金属支撑体上端固定有通信天线，通信天线向上穿入亚克力天线壳内。2.根据权利要求1所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述防水上壳的下端镶嵌有用于保持防水上壳和防水下壳接触边密封的防水胶圈，所述防水上壳的上端镶嵌有用于保持防水上壳和亚克力天线壳接触边密封的防水胶圈。3.根据权利要求1所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述金属支撑体包括上支撑体和下支撑体，上支撑体与防水上壳一体运动，下支撑体与防水下壳一体运动，上支撑体和下支撑体通过驱动装置带动沿防水外壳的轴线相互靠近或远离。4.根据权利要求3所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述上支撑体包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板卡接固定于防水上壳的内部，第一支撑板和第二支撑板之间通过三根以第一支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第一支撑杆固定连接，在第一支撑板的下表面以第一支撑板的轴线为中心呈等距环形分布固定有三根滑杆，滑杆与第一支撑杆交错设置且与中轴线的连线夹角呈60度，滑杆向下穿过第二支撑板；所述下支撑体包括第三支撑板、第四支撑板以及第五支撑板，第五支撑板卡接固定于防水下壳的内部，第三支撑板和第四支撑板之间通过三根以第三支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第二支撑杆固定连接，在第三支撑板和第四支撑板的表面开设有与三根滑杆相适配的滑孔，滑杆从滑孔处滑动穿至第四支撑板的下方，所述第四支撑板和第五支撑板之间通过三根以第四支撑板的轴线为中心呈等距环形分布的第三支撑杆固定连接；在第四支撑板和第五支撑板之间的空间内固定有用于为装置供电的电源装置。5.根据权利要求4所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述第三支撑板和第四支撑板的滑孔之间同轴设置有与滑杆相适配的空心铜柱滑套，空心铜柱滑套的两端分别与第三支撑板和第四支撑板固定连接。6.根据权利要求4所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述驱动装置包括固定座，所述固定座通过螺丝固定在第二支撑板上，固定座上固定连接舵机，舵机的输出轴从第二支撑板的中心孔处穿出后与螺杆的上端同轴固定连接，在第三支撑板和第四支撑板的表面中心处均固定有与螺杆相适配的螺母，螺杆的下端与螺母螺纹连接并穿至第四支撑板的下方。7.根据权利要求6所述的一种微型智能浮标，其特征在于：在所述舵机的减速齿轮组的主动齿轮上固定有两个圆柱型磁铁，两个圆柱型磁铁相距1mm且位于主动齿轮的非圆心处，在固定座朝向舵机的一面开设有方孔，在方孔中固定有用于监测圆柱型磁铁磁场的霍尔器件，霍尔器件的输出端电连接计数电路，计数电路接收到该电压信号后，对其进行处理并输出至控制电路板，控制电路板固定在第三支撑板的上表面。8.根据权利要求4所述的一种微型智能浮标，其特征在于：在第五支撑板的上端固定有
电池组支撑块，所述电源装置包括可拆卸固定连接的圆柱形的电池组底座、电池组外壳以及电池组盖板，电池组外壳固定在电池组支撑块上，在电池组外壳内部呈中心均匀分布开设有12个电池槽，每个电池槽内均插装有锂电池。9.根据权利要求8所述的一种微型智能浮标，其特征在于：所述圆柱形的电池组底座、电池组外壳以及电池组盖板上开设有用于供螺杆以及滑杆插入的插孔和用于供第三支撑杆穿过的通孔。

技术总结

本发明公开了一种微型智能浮标。本发明采用防水外壳与形态可变的金属支撑体的设计，上、下外壳通过防水胶圈互相嵌套形成密闭容置空腔，金属支撑体置于密闭容置空腔，浮标整体体积小，便于携带且可快速抛洒布放；当舵机旋转时驱动螺杆正向/反向转动，使得金属支撑体伸长/缩短，防水上壳和防水下壳形成的密闭容置空腔变大或者变小，从而使微型智能浮标的浮力增大或者减小，使得浮标能够在竖直方向上位移，完成上升、下潜、悬停等运动姿态，获取不同深度的水体剖面数据(温度、深度、盐度)、生物信息与当前GPS位置信息。息与当前GPS位置信息。息与当前GPS位置信息。