CN103270387A

CN103270387A - 安全屏障系统

Info

Publication number: CN103270387A
Application number: CN2011800567971A
Authority: CN
Inventors: 贾斯汀·毕夏普
Original assignee: Halo Maritime Defense Systems Inc
Current assignee: Halo Maritime Defense Systems Inc
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: US20120091412A1; IL225709A0; WO2012051503A3; CN103270387B; EP2627964A2; IL225709A; EP2627964B1; WO2012051503A2; EP2627964A4; US8695947B2

Abstract

一种安全屏障系统包括安全屏障单元，所述安全屏障单元包括第一面板组、第二面板组、以及用于连接所述第一面板组和所述第二面板组的连接件。所述第一和第二面板组大体上平行设置且彼此相对。所述第一和第二面板组均包括一个或多个子面板组，各个所述子面板组包括呈直线排列的屏障面板、各设置在相邻屏障面板之间的中间件、绳管以及绳索。各个屏障面板具有前面、后面以及侧面，且具有从一个侧面穿到另一侧面的通道。所述绳管分别设置在所述通道内，使得所述绳管穿过所述屏障面板和所述中间件。所述屏障面板和所述中间件通过设置于所述绳管中的所述绳索连接。

Description

安全屏障系统

本申请要求2010年10月14日提交的第61/393,193号美国临时申请的优先权，其全部内容将以引用的形式并入本文。

技术领域

本发明涉及水上和/或陆地上的安全屏障系统，尤其涉及布置在水上的系统。更具体地，本公开涉及一种安全屏障系统及其部件。所述安全屏障系统尤其适用于阻止交通工具例如船只穿越安全区域的海上安全屏障。

背景技术

之前已经开发出在陆地上和/或水上用作安全屏障系统的结构。这类结构通常试图阻止侵入物体，包括阻碍该物体前进到安全区域以使该物体的推进机制不起作用的坚固厚墙。这些结构往往存在明显的缺点。第一，将这些结构安装架设在需要的地方常常是非常麻烦且耗时的。第二，在它们遭到侵入物体的撞击之后，要对它们进行维护和/或修理是很难的，甚至是不可能的。第三，它们往往不适用于不同的需求和条件。

因此，需要改进的安全屏障和安全屏障系统，在克服这些缺点的同时还可以保持有效性。

第7,524,139、7,524,140、7,887,254、7,975,639和8,020,836号美国专利以及第11/879,271号美国申请所公开的安全屏障系统及其部件基本上涉及本公开，其全部公开将以引用的方式并入本文。

发明内容

本公开提供了一种解决上述问题的安全屏障系统，并提供了一种用于海上的改进型安全屏障系统及其部件。

本发明的示例包括用于水上和/或陆地上(优选布置在水上)的安全系统/屏障，说明了一种为此目的而设计的改进型装置和方法。本主题可用于反恐。在恐怖活动中，通常采用不受欢迎的物体，比如陆用和海用交通工具，这些物体试图侵入居民区、安全区或敏感区。作为努力反恐的一部分，迫切需要阻止此类物体侵入此类居住区、安全区或敏感区。本公开的一种或多种示例将有助于此种阻止。

在一种示例中，安全屏障系统包括安全屏障单元。所述安全障碍单元包括第一面板组、第二面板组、以及用于连接所述第一面板组和所述第二面板组的连接件。所述第一面板组和所述第二面板组大体上平行设置且彼此相对。

所述第一和第二面板组均包括一个或多个子面板组。各个子面板组包括呈直线排列的屏障面板、各设置在相邻屏障面板之间的中间件、绳管以及一条或多条绳索(rope)。各个所述屏障面板具有前面、后面以及多个侧面，且具有从一个侧面穿到另一侧面的通道。所述绳管分别设置在所述通道内，从而使所述绳管穿过所述屏障面板和所述中间件。所述屏障面板和所述中间件通过分别设置在至少一个所述绳管内的一条或多条所述绳索连接。

在上述安全屏障系统中，所述中间件可包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有用于连接锚固系统(anchor system)的连接部，所述锚固系统用于将所述安全屏障锚固到海床上。在任何上述安全屏障系统中，所述安全屏障单元可进一步包括用于将所述安全屏障锚固到海床上的锚固系统，所述中间件可包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有与所述锚固系统连接的连接部。

在任何上述安全屏障系统中，各个所述屏障面板由烧蚀材料制成，所述烧蚀材料在撞击下易碎。各个所述屏障面板具有多层结构、玻璃纤维结构、或蜂窝结构。

在任何上述安全屏障系统中，各个所述子面板组可进一步包括缠绕在各个所述绳管上以限制所述绳管在撞击中的运动的绑带(strap)。所述绑带可以是一根由涤纶、尼龙或橡胶制成的带子(webbing)。

在任何上述安全屏障系统中，各个所述子面板组可进一步包括设置在各个所述子面板组的端部的端部构件。所述绳管可固定至所述端部构件。各个所述绳管具有螺纹端，且通过用于接合所述螺纹端的螺母(thread nut)可调节地固定到所述端部构件。

在任何上述安全屏障系统中，所述端部构件可包括凸耳(lugs)，各个所述凸耳可具有用于容置连接器销的孔。通过将所述连接器销穿过相邻子面板组的各个所述凸耳的所述孔，可将所述子面板组连接起来。所述连接器销可包括由弹性材料(诸如橡胶)包裹着的芯棒和外管，所述外管由例如塑料制成。

在任何上述安全屏障系统中，所述连接件可包括垂直桁架(truss)和对角桁架中的至少一个。所述垂直桁架可连接在所述第一面板组中的一个所述屏障面板和所述第二面板组中的一个所述屏障面板之间。所述对角桁架可连接在所述第一面板组中的两个所述屏障面板和所述第二面板组中的两个所述屏障面板之间。所述垂直桁架和所述对角桁架中的至少一个可包括两根杆子(pole)，所述两根杆子通过两根或更多根支柱(struts)连接在一起。

在任何上述安全屏障系统中，所述安全屏障单元可进一步包括连接所述第一面板组和所述第二面板组的拉索(cable)。

在任何上述安全屏障系统中，所述一条或多条绳索中的至少一条绳索具有两端，其中一端固定到所述一条或多条绳索中的至少一条绳索所插入的一个相应绳管的一端，另一端可调节地连接到所述一个相应绳管的另一端，从而使所述一条或多条绳索中的至少一条绳索的拉力受调节。至少一根所述绳管的材料与至少另一根所述绳管的材料不同。

在任何上述安全屏障系统中，所述连接件可包括一对楔形浮标。该对楔形浮标中的每一个浮标均具有较短端和较长端。该对楔形浮标可堆叠在一起，使得该对楔形浮标中的一个浮标的较短端与该对楔形浮标中的另一浮标的较长端连接。该对楔形浮标中的每一个浮标可进一步在其各个较短端和较长端都包括通孔，从而使所述绳管分别穿过所述通孔。

在任何上述安全屏障系统中，所述连接件包括多个楔形浮标。所述多个楔形浮标中的每一个浮标均具有较短端和较长端，所述多个楔形浮标可堆叠在一起，分别使所述多个楔形浮标的较短端堆叠在一起，使所述多个楔形浮标的长端堆叠在一起，从而改变所述第一和第二面板组的方向。所述多个楔形浮标中的每一个浮标可进一步在其各个较短端和较长端都包括通孔，从而使所述绳管分别穿过所述通孔。

在任何上述安全屏障系统中，各个所述楔形浮标均具有大体上等于90°/n的楔角(n为整数)。

在任何上述安全屏障系统中，所述安全屏障系统可进一步包括具有开口部的开口闸门结构。所述安全屏障单元可设置为打开和关闭所述开口部。

所述安全屏障单元可滑动设置。所述开口闸门结构可包括两个屏障段，各个所述屏障段具有用于容置所述安全屏障单元的坞站。各个所述坞站可包括用于牵拉与所述安全屏障单元连接的拉索的绞车(winch)。所述安全屏障单元可进一步包括设置在所述第一和第二面板组端部的锁链(bridle)，所述拉索可与所述索链连接。在许多情况下，所述安全屏障单元可与所述开口闸门结构铰接。

在任何上述安全屏障系统中，各个所述屏障面板均包括顶部和为各个所述屏障面板提供浮力的底浮力部。

连接器销是所述安全屏障系统众多部件中的一种。所述连接器销包括由弹性材料(比如，橡胶)包裹着的芯棒、外管(例如，塑料管)、分别设置在所述连接器销两端的端板、以及分别与所述端板连接的钩环(shackles)。所述端板的直径比所述外管的直径要大，至少一个所述端板可从所述连接器销拆卸下来。

绳管总成(rope tube assembly)是所述安全屏障系统众多部件中的一种。所述绳管总成包括管子和设置在所述管子中的绳索。所述绳索的一端固定至所述管子的一端，所述绳索的另一端可调节地连接到所述管子的另一端，从而调节所述绳索的拉力。

在上述绳管总成中，所述绳管总成可进一步包括垫圈螺母(washernut)。所述绳索的另一端可包括具有螺纹端的锚固延长部分，通过将所述螺纹端和所述垫圈螺母接合可以调节所述拉力。

在任何上述绳管总成中，所述绳管总成可进一步包括锚固螺母(anchor nut)，所述锚固螺母螺纹安装在所述管子的至少一端的外表面上，用于将所述绳管总成固定到所述安全屏障系统。

在任何上述绳管总成中，在所述绳索和所述锚固延长部分之间可设置树脂。

楔形浮标也可以是所述安全屏障系统众多部件中的一种。所述楔形浮标具有较短端部、比所述较短端部的宽度更宽的较长端部、以及连接所述较短端部和所述较长端部的本体，从而形成了大体上楔形的形状。所述较短端部和所述较长端部分别具有开口，所述较短端部的开口与所述较长端部的开口分别设置在相同的高度上。

在任何上述楔形浮标中，所述本体可具有多个开口。

在任何上述楔形浮标中，所述楔形浮标的楔角可大体上等于90°/n(n为整数)。

在另一示例中，安全屏障面板单元包括一个或多个子面板组。各个子面板组包括呈直线排列的屏障面板、各设置在相邻屏障面板之间的中间件、绳管以及一条或多条绳索。各个所述屏障面板具有前面、后面以及多个侧面，且具有从一个侧面穿到另一侧面的通道。所述绳管分别设置在所述通道内，从而使所述绳管穿过所述屏障面板和所述中间件。所述屏障面板和所述中间件分别通过一条或多条设置在至少一个所述绳管内的所述绳索连接。任何上述的中间件、端部构件、连接器销、绳管和/或绳索都可应用于安全屏障面板单元。

本公开的安全屏障系统及其部件以及进一步地目的和优点均可结合以下详细说明和附图得到更好地了解。

附图说明

附图仅以示例而非限制性的方式描述了根据本教程的一个或多个实施方式。在图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。

图1A是根据本公开一种示例的安全屏障闸门的示例性俯视图。

图1B是图1A所示安全屏障闸门的示例性前视图。

图1C和1D分别是图1B所示线A和B的侧视图。

图2A是根据本公开一种示例的子面板组的示例性透视图。

图2B是图2A所示子面板组的前视图。

图2C是图2A所示子面板组的俯视图。

图2D是图2A所示子面板组的后视图。

图2E是图2A所示子面板组的侧视图。

图3是安全屏障面板组的示例性详细视图。

图4是根据本公开一种示例的垂直桁架的示例图。

图5是根据本公开一种示例的对角桁架的示例图。

图6是根据本公开一种示例的拉索的示例图。

图7A是拉索的另一示例图。

图7B是图7A所示拉索的示例性截面图。

图8是具有根据本公开一种示例的带拉索的安全屏障闸门的示例图。

图9是根据本公开一种示例的绑带的应用的示例图。

图10A是根据本公开一种示例的中点系泊件的示例性透视图。

图10B是图10A所示中点系泊件的侧视图。

图10C是图10A所示中点系泊件的另一侧视图。

图10D是图10A所示中点系泊件的前视图。

图10E-10H分别是图10D所示线D-D、E-E、G-G和F-F的截面图。

图11是根据本公开一种示例将锚固拉索应用到安全屏障闸门的示例图。

图12是根据本公开一种示例的连接安全屏障面板组的端部构件的示例图。

图13A是根据本公开一种示例的连接器销的示例性透视图。

图13B是图13A所示连接器销的详细视图。

图13C是图13A所示连接器销的芯棒的示例图。

图14A和14B是根据本公开一种示例的绳管和绳索的示例性截面图。

图15是图14A和14B所示绳索的示例性截面图。

图16是根据本公开一种示例的锚固螺母的示例图。

图17是根据本公开一种示例的垫圈螺母的示例图。

图18是根据本公开一种示例的绳索的固定连接的示例图。

图19是根据本公开一种示例的绳索固定器(rope retainer)的示例图。

图20A和20B是多根绳管的示例图。

图21A是根据本公开一种示例的楔形浮标的示例性透视图。

图21B是图21A所示楔形浮标的示例性俯视图。

图21C是图21A所示楔形浮标的示例性侧视图。

图22A是楔形浮标的应用的示例性透视图。

图22B是图22A所示楔形浮标的前视图。

图22C是图22A所示楔形浮标的俯视图。

图22D是图22A所示楔形浮标的侧视图。

图22E是图22A所示楔形浮标的后视图。

图22F和22G分别是图22E所示线A-A和B-B的示例性截面图。

图23A是根据本公开一种示例的楔形浮标的另一应用的示例性透视图。

图23B是图23A所示楔形浮标的示例性前视图。

图23C是图23A所示楔形浮标的示例性俯视图。

图23D是图23A所示楔形浮标的示例性侧视图。

图24A是根据本公开一种示例的安全屏障闸门系统的示例性俯视图。

图24B是靠近坞站的安全屏障闸门系统的示例性透视图。

图24C是坞站的示例性俯视图。

图25A是根据本公开一种示例的安全屏障闸门的示例性俯视图。

图25B是图25A所示安全屏障闸门的端部的示例性透视图。

图25C是图25B所示端部的俯视图。

图25D是图25B所示端部的侧视图。

图25E是图25B所示端部的前视图。

图26A和26B是根据本公开一种示例的坞站的示例性透视图。

图27是根据本公开一种示例的导向驳船的示例性视图。

图28是根据本公开一种示例的锁链(bridle)的示例性视图。

图29A是根据本公开另一示例的安全屏障闸门的示例性透视图。

图29B是图29A所示安全屏障闸门的俯视图。

图29C是图29A所示安全屏障闸门的前视图。

图29D是图29A所示安全屏障闸门的侧视图。

图30是根据本公开另一示例的安全屏障系统的示例性俯视图。

图31是根据本公开另一示例的安全屏障系统的应用的示例图。

图32A是安全屏障系统的铰接部的示例性俯视图。

图32B是图32A所示铰接部的侧视图。

具体实施方式

概述

在下面的详细说明中，以示例的方式提出了许多具体细节，以便彻底了解相关教程。然而，本领域的技术人员应清楚，可以不需要这些细节而实施本教程。另一方面，对于已知的方法、过程、部件和/或材料，从一个相对较高的层次上进行了说明，没有提供详细说明，以避免模糊本教程的方面。

对应于本公开的安全屏障系统的一种示例，如图1A到1D所示，安全屏障系统包括两个平行设置为两排的面板组10。在该示例中，两个面板组10是相同的。然而，一个面板组的配置可与另一个面板组不同。各个面板组10均包括子面板组100。图2A到2E图示了子面板组100之一。各个面板组100由多个并行设置的屏障面板110组成。在图1和2中，例如，各个子面板组100包括八(8)个屏障面板110。

各个屏障面板例如为四(4)英尺长，八(8)英尺高。优选地，各个屏障面板110皆是中空的，以减轻重量。各个屏障面板110在其顶部进一步具有一个或多个开口112、113和114，用于衰减并吸收进入屏障面板的波能。例如，第7,524,140号美国专利对屏障面板110的波浪衰减和能量吸收的特征和功能做了一般性说明。屏障面板的底部为浮力部115，该浮力部115用于为屏障面板提供浮力。浮力部115可包括一块或多块泡沫116。浮力部内部的泡沫116帮助吸收撞击能并将该能量从撞击点径向分布到桁架及斜拉索(stay cable)上。

屏障面板110例如由塑料制成。优选地，屏障面板110例如由抗爆破材料制成，例如但不限于烧蚀材料。

烧蚀材料是由多种物质构成的复合材料，例如，高密度聚乙烯(HDPE)、诸如光谱的超高模量聚乙烯(UHMPE)、陶瓷、玻璃纤维或上述材料的任何组合。复合材料的各层可执行不同功能，例如，抗爆破，抗弹道或耐火。这些材料中的任何一种都可形成多层结构。根据安全屏障的用途或放置安全屏障的地方，来选择复合材料中的各种材料。如果屏障面板采用烧蚀材料，当物体(例如，船只)撞击屏障面板时，屏障面板能够有效地吸收由烧蚀引起的撞击能。烧蚀材料的例子为HDPE、诸如光谱

和迪尼玛

的UHMPE、玻璃纤维、橡胶、陶瓷、诸如凯夫拉尔

的包括对位芳纶合成纤维的碳纤维、聚氨酯泡沫、沙林

高强钢、或铝。

各个屏障面板110均具有前面、后面、顶面、底面和多个侧面。如图3A和3B所示，各个屏障面板110具有从侧面之间穿过的纵向通道110a。在该示例中，一个屏障面板中设置有8个通道，但是通道的数量不限于8个。在图3B中，其中两个通道穿过浮力部115。

通道110a设置为容置绳管120。如图3B所示，8根绳管120分别插入到相应的通道110a中。如图1和2所示，绳管120从子面板组100的一端穿过8个屏障面板到达子面板组100的另一端。

如图2所示，绳管120也穿过中间件，该中间件包括中点系泊件175和转换梁130。中间件分别设置在屏障面板之间。当连接8个屏蔽面板100时，设置有6个转换梁130和一个中点系泊件175。中点系泊件175优选设置在子面板组100的中心。转换梁的布局与中点系泊件的布局不同，但是也可以与中点系泊件的布局相同。中间件可与屏障面板通过不可拆卸的方式一体形成。

绳管120穿过屏障面板110、转换梁130和中点系泊件175。绳管120内设有绳索200。绳管120能够防止绳索200被爆破、弹道或火损坏。绳管120可包含通信电缆或电力电缆。

进一步地，端部构件140分别与子面板组100的端部连接。通过将绳管120与端部构件140连接，从而将8个屏障面板和中间件130和175紧固。

可连接两个或更多个子面板组100以便形成面板组10，可通过诸如一系列垂直桁架160a和对角桁架160b的连接件将一对面板组10彼此连接，从而使该对面板组10平行设置为两排，如图1所示。进一步地，在两个面板组之间可设有斜拉索170。端部构件140也可通过梁165连接，该梁165也可用在中间件130或175之间。

下面对安全屏障系统的上述各个部件进行详细说明。

桁架

桁架是安全屏障系统的部件，其作为连接件连接两个面板组(例如，第一面板组和第二面板组)。图4和5示出了示例性桁架。垂直桁架160a可以大体上为梯子形状，具有两根通过两个或多个支柱连接的杆子。两根杆子的第一端可与第一面板组10中的一个屏障面板110连接，两根杆子的第二端可与第二面板组10中的一个屏障面板110连接(见图1A和3A)。对角桁架160b也可以大体上为梯子形状，具有两根通过两个或更多个支柱连接的杆子。两根杆子的第一端可与第一面板组10中的两个相邻屏障面板110连接，两根杆子的第二端可与第二面板组10中的两个相邻屏障面板110连接(见图1A和3A)。对角桁架160b提供了屏障面板110的额外水平完整性。可选地，垂直或对角桁架可为单根杆子。

桁架例如由塑料制成，比如高密度聚乙烯(HDPE)。不同实施例中使用了不同等级的塑料，比如HDPE，以便提供不同的物理特性和/或天气适应能力。某些等级的塑料非常坚硬，另一些等级的塑料则有弹性，从而允许调节该结构的性能使其与所在地方的气候相适应。例如，对于UHMPE、HDPE、交联聚乙烯(PEX)、中密度聚乙烯(MDEP)、线性低密度聚酯(LLDPE)低密度聚乙烯(LDPE)以及超低密度聚乙烯(VLDPE)，可以根据其物理或化学特性进行使用。UHMWPE为具有数百万(通常为310万到567万)分子量的聚乙烯，是一种非常坚硬的材料。HDPE的密度大于或等于0.941g/cm³。HDPE的支化度很低，因此具有较强的分子间作用力和抗拉强度。PEX是含有引入聚合物结构中的交联键的中高密度聚乙烯。改善了聚合物的高温特性，减少了其流量，增强了其耐化学性。MDPE的密度在0.926到0.940g/cm³范围内，具有良好的防震防摔特性。与HDPE相比，MDPE的缺口敏感度更低，但其耐应力开裂性能更好。LLDPE的密度在0.915到0.925g/cm³范围内。与LDPE相比，LLDPE具有更高的抗拉强度和更高的抗撞击抗穿刺性能。LDPE的密度在0.910到0.940g/cm³范围内，具有较低的抗拉强度，但其具有增强的延展性。VLDPE的密度在0.880到0.915g/cm³范围内，是具有高水平短支链的基本上呈线性的聚合物，通常通过具有短链α-烯烃的乙烯的共聚作用形成。

斜拉索

斜拉索170被提供用于限制两个面板组100之间的运动，并向桁架提供相似的功能。图6和图7A到图7B示出了斜拉索的示例。斜拉索包括拉索芯701，例如，钢丝索或合成拉索，与拉索芯701一端连接的外管702、以及内管703。内管703螺纹穿入外管702中，从而使斜拉索170的长度和拉力可以调节。拉索芯701的另一端与铸造的吊环螺栓(eye bolt)704连接。另一个铸造的吊环螺栓704通过螺杆706与内管703连接。斜拉索170连接在面板组之间，如图1和图8所示。

所使用的拉索的类型导致了特定的刚度，该刚度反过来影响该结构的运动。钢索的伸展性最小，而合成拉索具有较宽范围的伸展特性。对拉索类型进行选择使用户可以调节该结构使其适应其所需布置的环境，无论是高能量的海洋环境还是平静的河流环境。

补强带

安全屏障系统可进一步包括如图3和9所示的补强带135。补强带135例如由涤纶带制成。可使用光谱

或迪尼玛

补强带位于管子120之间且包裹着管子120，以便在撞击期间限制管子120的运动并防止管子120散开。补强带135可设置在多个屏障面板110之间(横过屏障面板)(见图9中的135a)和/或设置在屏障面板110内部(见图9中的135b)。补强带135可由尼龙或橡胶制成。

中间件

中间件包括如图10A到图10C所示的转换梁130和中点系泊件175，中间件设置在屏障面板110之间。转换梁130具有孔或开口，以供绳管120从中穿过。转换梁130可以不可拆卸的方式与屏障面板110一体形成。

中点系泊件175设置在位于中心屏障面板110之间的子面板组100的中心。中点系泊件175包括中间锚板1001和用于将锚固系统连接到屏障面板10的底部锚板1002。中点系泊件175还设置有孔1003和1004和开1005，以便绳管120从中穿过。中点系泊件175包括例如由聚氨酯的塑料覆盖的钢芯，以便具有耐候性能和耐磨性能。如图11所示，通过与锚板1001和/或1002连接的锚链1101，可将安全屏障系统锚固在海床上。锚链1101可包括提升链1102和地链1103。中点系泊件175可以不可拆卸的方式与屏障面板一体形成。

端部构件

如图1A-3D和图12所示的端部构件140与子面板组100的端部连接，并将相邻子面板组100相互连接。端部构件140具有孔或开口(openings)以便容置绳管120。绳管120通过螺纹接到绳管120端部的地脚螺母150与端部构件连接。这样，多个屏障面板110(例如，8个屏障面板)连同中间件均通过绳管120和端部构件140牢固地连接起来，从而形成子面板组100。

端部构件140可进一步包括一个或多个用于将锚固系统连接到屏障面板10的锚板1201。端部构件140可包括由例如聚氨酯的塑料覆盖的钢芯，以便具有耐候性能和耐磨性能。

端部构件140具有多个从端部构件本体垂直伸出的凸耳140a。各个凸耳140a包括通孔以便接纳垂直连接器销180。为了连接子面板组100(例如，第一和第二子面板组)，两个相邻端部构件140的凸耳140a彼此对齐，从而使连接器销180从两个端部构件140的凸耳140a穿过，如图12所示。当然，也可以连接三个或三个以上子面板组以便获得所需长度的屏障面板组。凸耳140a可设置在绳管的连接点之间。

连接器销

连接器销180连接两个相邻子面板组。图13A到图13C示出了示例性连接器销180。连接器销180可包括芯棒181和外管183，该芯棒181例如由钢材料制成且由成型的塑料芯182包裹着，该成型的塑料芯182例如由聚氨酯或橡胶制成，该外管183例如由HDPE制成。连接器销180可以是柔性的以便吸收对安全屏障的撞击，而芯棒足够强硬以便防止屏障面板110脱离。端板184设置在连接器销180的端部，钩环185进一步设置在连接器销180的端部。钩环通过螺栓186与连接器销连接。

为了连接子面板组100，如图12所示，端板184和钩环185组装在连接器销180的顶端。两个端部构件140的凸耳140a彼此对齐，通过凸耳140a降低了连接器销180的位置。底部端板184和钩环185组装在连接器销180上。由于连接器销180可以移动经过凸耳140a，因此两个子面板组“铰接”在一起，以便吸收对安全屏障系统的撞击。

绳管和绳索

图14A到图20B示出了绳管120和绳索200的示例。绳索200插入某些或全部绳管120中。如图14A所示，绳管120可与端部构件140连接。绳管120延伸通过多个屏障面板110、中间件130和175、以及端部构件140，并延伸穿过设置在端部构件140中的孔。然后，如图16所示，地脚螺母235与设置在绳管端部的螺纹进行螺纹连接。这样，通过螺纹穿过地脚螺母235，将多个屏障面板110、中间件130和175、以及端部构件140系在一起。可通过地脚螺母235的螺纹数量调节紧密度。绳管120例如可由HDPE、玻璃增强塑料(GRP)、包括瑟卢佛斯

的增强塑料、或包括迭尔林

的聚碳酸酯制成。地脚螺母235例如可由包括迭尔林

的聚碳酸酯制成。

可以多种不同方式终止绳索200的端部。例如，在一种示例中，利用垫圈螺母和螺纹，绳索200的一端与绳管120的一端固定连接，而绳索200的另一端与绳管120的另一端可调节地连接，从而使绳索的长度和拉力都可以调节。取决于所需的伸长特性，绳索200可由例如聚酯、光谱

或迪尼玛

制成。

如图14A和图14B所示，例如均可由不锈钢或塑料制成的钢端210和锚固延长部分220与绳索200的端部连接。在锚固延长部分220的端部设有螺纹。如图17所示，垫圈螺母230螺纹连接到锚固延长部分220的螺纹端。钢端210用在绳索的固定端且与绳管的一端连接，钢端210可以没有用于接纳垫圈螺母的螺纹。垫圈螺母例如由金属材料(比如，铝)制成。

在特定配置中，可在绳索和钢端和/或锚固延长部分之间的空隙内灌入树脂。树脂使绳索的端部变硬并限制住端部，绳索的单根线缆都封装在树脂中。

如图18和19所示，在其他实施例中，可用绳眼200a终止绳索200。在绳索200从端部构件140的孔中穿过之后，绳索固定器250通过十字绳(cross tie)或销250a与绳眼200a连接，以便将绳索200的一端固定在端部构件140中。例如，绳索200在其两个端部均具有绳环或绳眼。十字绳中的销250a穿过在内含绳索200的绳管120的端部的螺母，并穿过绳索200的绳眼，从而固定住绳索200的位置。销250a比端部构件140中的孔更大，当撞击期间拉动绳索时，销250a与该孔抵靠。

如图20A到图20B所示，在特定配置中，安全屏障系统中的绳管120根据绳管安装在屏障面板中的位置由不同的材料制成。例如，设置在撞击区域内的绳管2004-2007由玻璃增强塑料(GRP)制成，而绳管2001-2003和2008由HDPE或包括瑟卢佛斯的增强塑料制成。在图20A和20B的示例中，绳管2001、2002和2008不包含绳索。利用具有不同物理特性的管子，可以定制安全屏障系统的性能。

楔形浮标

代替或是除了诸如的桁架连接件之外，安全屏障系统还可包括楔形浮标。图21A到图23D示出了楔形浮标300的应用和配置。

楔形浮标300可设置在两个面板组100之间以便成形为所需的安全屏障系统，例如，使屏障系统的形状符合海岸线、海上钻探平台等。代替或是除了上述桁架160a和160b之外，楔形浮标300跨越过了两排面板组100。绳管120从楔形浮标300中穿过，使楔形浮标具有对各个面板组100的抗撞击能力(见图21C)。

各个楔形浮标300设计为组装在在一起以便形成更大的扇形段，该扇形段将相邻面板组100和成排面板组100连接起来。楔形浮标300为安全屏障系统的长度之间提供了过渡，同时为深水应用提供了系泊点。

如图22A到22G所示，各个楔形浮标300具有楔形形状，且包括较短端部2201、具有比较短端部更宽宽度的较长端部2202、以及连接较短端部2201和较长端部2202的本体2203，从而形成大体上呈楔形的形状。此处，楔形并不一定是指完全的楔形，也可包括整体上类似楔形的形状。

较短端部2201和较长端部2202分别具有绳管120从中穿过的开口2204和2205。较短端部2201的开口2204与较长端部2202的开口2205可分别设置在相同的高度上。楔形浮标300可具有内腔。

如图21A到图21C和图23A到图23D所示，由于该楔形形状，利用楔形浮标300可产生各种角度，使安全屏障系统相比可能存在的直线长度的屏障而言可以实现更紧的转角。各个楔形浮标的楔角α大体上等于90°/n(n为整数)，例如，9°(n＝10)。当α＝9°时，10个楔形浮标实现90°的转角。90°/n的楔角可以容许制造误差或公差，本领域的技术人员对此都能理解。

通过组合复数个楔形浮标300，安全屏障系统可精确贴合水中物体的轮廓线。错综复杂的正弦形状也是可能的，准许安全屏障系统可以以复杂形状构造。

如图23A到图23D所示，也可将两个楔形浮标300交替地接合在一起，以便在两个面板组100之间形成矩形连接点。在这种情况下，楔形浮标的作用类似于中点系泊件175和/或桁架160a和160b。

楔形浮标300例如由成型的聚氨酯制成，可包含嵌入聚氨酯内的刚性金属框架。楔形浮标300可进一步包括用于连接锚固系统的系泊板。

大量能量从安全屏蔽系统的端部释放出来。因此，到海岸线或单个深水浮标的任何连接或过渡需要是十分坚固耐用的。楔形浮标300利用穿过相邻子面板组100的绳管120直接系入撞击系统中，有助于减少通过屏障系统其余部分的能量，并将该能量重定向到该结构的系泊线上。这种柔性接合准许屏障系统的更刚性长度(例如，面板组100)可以无缝连接。

通过改变包括楔形浮标300的材料的类型和特性，可以调节楔形浮标300的刚度。楔形浮标300可具有内部结构或是加入或嵌入楔形浮标的加固件，以便增加刚度和载荷承载能力。另外，当楔形浮标300彼此连接时，形成了多个内腔，这些内腔可用于支撑包括传感器和发电装置在内的各种有效载荷。

浮动闸门

在操作中，将成排的两个面板组10放置在水中，并部分地没入水中，使得当交通工具(例如，船只)撞击屏障系统时，屏障面板110、绳管120、补强带135以及绳索200利用水吸收了来自撞击的能量。由于绳索200和绳管120皆为柔性，且连接器销180和端部构件140的凸耳140a充当了铰链，所以安全屏障系统能够“给予(give)”以便吸收能量，而不使屏障的单个部分发生损坏(除非，单个部分本身就是为此目的而设计的)。

安全屏障系统的应用的一种示例包括浮动闸门410，该浮动闸门410滑动，以准许运输工具通过安全屏障系统。图24A到图29D示出了滑动闸门的细节。

图24A到图24C所示的浮动闸门总成400包括滑动浮动闸门410，该滑动浮动闸门410是包括一排上述两个面板组100的屏障闸门区。例如，该排两个面板组包括两个通过桁架160a和160b(或楔形浮标300)连接的面板组100、绳管120和从屏障面板穿过的绳索200。屏障闸门410设置在两个屏障段(barrier sections)420a和420b之间的缺口处，这两个屏障段为固定结构。

各个屏障段420a和420b包括与该屏障段连接的坞站430和440。各个坞站430和440均具有动力驱动的绞车430a和440a，各个绞车430和440a均具有与闸门410各个端部连接的拉索。在屏障闸门410的一端，连接有图28所示的索链280，拉索与该索链280相连。

在操作期间，为了打开安全屏障闸门410，绞车440a朝着坞站440拉动屏障闸门410直到屏障闸门410与坞站440对接。安全屏障系统可进一步包括浮动中心导向驳船450，该浮动中心导向驳船450在滑动期间利用水对屏障闸门410进行导向。为了关闭屏障闸门410，绞车430朝着坞站430拉动屏障闸门410直到屏障闸门410与坞站430对接。通过电子控制系统，可以自动控制安全屏障闸门系统的运作。因而，不需要操作员位于安全屏障闸门410处。

在另一示例中，如图29A到29D所示，浮动屏障闸门460可为自推进式，代替与屏障连接。推进器470可用于将屏障闸们460导航到所需的位置。推进器470早已为水产业所知，用在驳船和小型海船上，有助于紧挨泊位停靠和穿行过狭窄水道。推进器470可作为模块提供，可将多个推进器与通用控制系统绑在一起，以便在水中于任何方向上移动安全屏障。推进器基本上是位于整流罩内的液压控制螺旋桨。推进器可绕轴线旋转以实现任何方向上的推进。当将推进器与安全屏障系统相结合时，推进器使安全屏障可以被精确移动和定位，而不需要船舶协助。控制系统也可预编程为执行安全屏障闸门410的重复开启和闭合运动。

在另一示例中，如图30和31所示，安全屏障系统由可移动式屏障闸门480形成，该可移动式屏障闸门480利用铰柱490与安全屏障系统的固定结构相连接。通过牵引船，或利用发动机，可以打开或关闭屏障闸门480。采用任何系泊方法，将安全屏障系统的固定结构连同铰柱490一起系泊到海床上。

除非另有说明，否则在本说明书和附图(包括以下权利要求书)中所提出的所有测量、数值、定额、位置、量值、尺寸以及其他规格皆为大概的，不是精确的。它们旨在具有一个符合其所涉及的功能且符合所属领域惯例的合理范围。

本发明的保护范围仅由以下权利要求书限定。当根据本说明书及随后的申请历史解释该保护范围时，该保护范围旨在且应该宽泛的以符合权利要求书所用语言的普通含义来解释，且包含所有结构性和功能性等效物。尽管如此，没有一项权利要求旨在包含不满足专利法第101、102和103节要求的主题，也不可以此方式对其进行解释。对于任何无意包含此种主题的权利要求，在此放弃。

除非已有特殊说明，已说明或图示的内容均不旨在也不应该解释为造成将任何部件、步骤、特征、目的、权益、优点或等效物奉献给公众，无论权利要求书中是否对此进行了详述。

应理解，此处所用的术语和表达方式具有该术语和表达方式所在相应各自调查和研究领域的普遍含义，除非另外说明了特殊含义。相关的术语例如“第一”和“第二”等可单独使用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或暗示在这些实体或动作间的任何实际的这种关系或次序。术语“包括”或其任何变体期望覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或装置就不仅包括这些元素，还可包括其它没有明确列举的或这些过程、方法、物品或装置固有的其它元素。在没有更多约束的情况下，前面有“一个”的元素不排除在包括该元素的过程、方法、物品或装置中存在额外相同的元素。

本公开的摘要用于使读者能够迅速了解本技术公开的本质。基于以下理解来提交本摘要：其不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，从上述具体实施方式可以看出，在各种实施例中，为简化本公开的目的，将各种特征结合在了一起。这种公开的方法不可解释为反映了所主张的实施例需要多于各项权利要求所述特征的意图。更确切地说，如以下权利要求书所反映，本发明主题少于单个公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求书包含在具体实施方式中，各项权利要求本身作为单独主张的主题。

Claims

1.一种安全屏障系统，其包括安全屏障单元，所述安全屏障单元包括：

第一面板组；

第二面板组；以及

用于连接所述第一面板组和所述第二面板组的连接件，其中：

所述第一面板组和所述第二面板组大体上平行设置且彼此相对，

所述第一面板组和所述第二面板组均包括一个或多个子面板组，各个所述子面板组包括：

呈直线排列的屏障面板；

中间件，每个所述中间件设置在相邻屏障面板之间；

绳管；以及

一条或多条绳索，

各个所述屏障面板具有前面、后面以及侧面，且具有从一个侧面穿到另一侧面的通道，

所述绳管分别设置在所述通道内，使得所述绳管穿过所述屏障面板和所述中间件，以及

所述屏障面板和所述中间件分别通过设置在至少一个所述绳管内的所述一条或多条绳索连接。

2.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，所述中间件包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有用于连接锚固系统的连接部，所述锚固系统用于将所述安全屏障锚固到海床上。

3.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，

所述安全屏障单元进一步包括用于将所述安全屏障锚固到海床上的锚固系统，以及

所述中间件包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有与所述锚固系统连接的连接部。

4.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，各个所述屏障面板由烧蚀材料制成，所述烧蚀材料在撞击下易碎。

5.根据权利要求4所述的安全屏障系统，其中，各个所述屏障面板具有多层结构或玻璃纤维结构。

6.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，各个所述子面板组进一步包括绑带，所述绑带缠绕在各个所述绳管上以限制所述绳管在撞击期间的运动。

7.根据权利要求6所述的安全屏障系统，其中，所述绑带由涤纶带构成。

8.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，

各个所述子面板组进一步包括设置在各个所述子面板组端部的端部构件，以及

所述绳管固定到所述端部构件。

9.根据权利要求8所述的安全屏障系统，其中，各个所述绳管具有螺纹端，且通过用于接合所述螺纹端的螺母可调节地固定到所述端部构件。

10.根据权利要求8所述的安全屏障系统，其中，

所述端部构件包括凸耳，各个所述凸耳具有用于容置连接器销的孔，以及

通过将所述连接器销穿过相邻子面板组的各个所述凸耳的所述孔，将所述子面板组连接起来。

11.根据权利要求8所述的安全屏障系统，其中，所述连接器销包括由弹性材料包裹着的芯棒和外管。

12.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，

所述连接件包括垂直桁架和对角桁架中的至少一个，

所述垂直桁架连接在所述第一面板组中的一个所述屏障面板和所述第二面板组中的一个所述屏障面板之间；

所述对角桁架连接在所述第一面板组中的两个所述屏障面板和所述第二面板组中的两个所述屏障面板之间。

13.根据权利要求12所述的安全屏障系统，其中，所述垂直桁架和所述对角桁架中的至少一个包括两根杆子，所述两根杆子通过两根或更多根支柱连接。

14.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，所述安全屏障单元进一步包括连接所述第一面板组和所述第二面板组的拉索。

15.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，所述一条或多条绳索中的至少一条绳索具有两端，其中一端固定到所述一条或多条绳索中的至少一条绳索所插入的一根相应绳管的一端，另一端可调节地连接到所述一根相应绳管的另一端，从而使所述一条或多条绳索中的至少一条绳索的拉力受调节。

16.根据权利要求15所述的安全屏障系统，其中，至少一根所述绳管的材料与至少另一根所述绳管的材料不同。

17.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，

所述连接件包括一对楔形浮标，

该对楔形浮标中的每一个浮标均具有较短端和较长端，该对楔形浮标堆叠在一起，使得该对楔形浮标中的一个浮标的较短端与该对楔形浮标中的另一浮标的较长端连接。

18.根据权利要求17所述的安全屏障系统，其中，

该对楔形浮标中的每一个浮标在所述较短端和所述较长端中的每一个都具有通孔，以及

所述绳管分别穿过所述通孔。

19.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，

所述连接件包括多个楔形浮标，

所述多个楔形浮标中的每一个浮标均具有较短端和较长端，所述多个楔形浮标堆叠在一起，分别使所述多个楔形浮标的较短端堆叠在一起以及所述多个楔形浮标的较长端堆叠在一起，从而改变所述第一和第二面板组的方向。

20.根据权利要求19所述的安全屏障系统，其中，

所述多个楔形浮标中的每一个浮标在较短端和较长端中的每一个都具有通孔，以及

所述绳管分别穿过所述通孔。

21.根据权利要求19所述的安全屏障系统，其中，所述多个楔形浮标中的每一个浮标均具有大体上等于90°/n的楔角，n为整数。

22.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其进一步包括具有开口部的开口闸门结构，

其中，所述安全屏障单元设置为打开和关闭所述开口部。

23.根据权利要求22所述的安全屏障系统，其中，所述安全屏障单元可滑动地设置。

24.根据权利要求23所述的安全屏障系统，其中，所述开口闸门结构包括两个屏障段，各个所述屏障段具有用于容置所述安全屏障单元的坞站。

25.根据权利要求23所述的安全屏障系统，其中，各个所述坞站包括用于牵拉与所述安全屏障单元连接的所述拉索的绞车。

26.根据权利要求25所述的安全屏障系统，其中，

所述安全屏障单元包括设置在所述第一和第二面板组端部的索链，以及

所述拉索与所述索链连接。

27.根据权利要求22所述的安全屏障系统，其中，所述安全屏障单元与所述开口闸门结构铰接。

28.根据权利要求1所述的安全屏障系统，其中，各个所述屏障面板均包括顶部和为各个所述屏障面板提供浮力的底浮力部。

29.一种连接器销，所述连接器销包括：

由弹性材料包裹着的芯棒；

外管；

分别位于所述连接器销两端的端板，所述端板的直径比所述外管的直径更大；

分别与所述端板连接的钩环，

其中，至少一个所述端板从所述连接器销是可拆卸的。

30.一种用于安全屏障系统中的绳管总成，所述绳管总成包括：

管子；

设置在所述管子内的绳索，其中，

所述绳索的一端与所述管子的一端固定，以及

所述绳索的另一端可调节地连接到所述管子的另一端，使得所述绳索的拉力被调节。

31.根据权利要求30所述的绳管总成，其进一步包括垫圈螺母，其中，

所述绳索的所述另一端包括具有螺纹端的锚固延长部分，通过将所述螺纹端和所述垫圈螺母接合调节所述拉力。

32.根据权利要求30所述的绳管总成，其进一步包括锚固螺母，所述锚固螺母螺纹安装在所述管子的至少一端的外表面上，用于将所述绳管总成固定到所述安全屏障系统。

33.根据权利要求31所述的绳管总成，其中，在所述绳索和所述锚固延长部分之间设置树脂。

34.一种楔形浮标，其包括：

较短端部；

较长端部，所述较长端部具有比所述较短端部的宽度更宽的宽度；以及

本体，所述本体用于连接所述较短端部和所述较长端部，从而形成大体上楔形的形状，其中：

所述较短端部和所述较长端部分别具有开口，以及

所述较短端部的开口与所述较长端部的开口分别设置在相同的高度上。

35.根据权利要求34所述的楔形浮标，其中，所述本体具有多个开口。

36.根据权利要求34所述的楔形浮标，其中，所述楔形浮标的楔角大体上等于90°/n，n为整数。

37.一种安全屏障面板单元，其包括一个或多个子面板组，各个所述子面板组包括：

呈直线排列的屏障面板；

中间件，每个所述中间件设置在相邻屏障面板之间；

绳管；以及

一条或多条绳索，各个所述屏障面板具有前面、后面以及侧面，且具有从一个侧面穿到另一侧面的通道，

38.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，所述中间件包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有用于连接锚固系统的连接部，所述锚固系统用于将所述安全屏障锚固到海床上。

39.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其进一步包括用于将所述安全屏障锚固到海床上的锚固系统，

其中，所述中间件包括至少一个中点系泊件，所述中点系泊件具有与所述锚固系统连接的连接部。

40.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，各个所述屏障面板由烧蚀材料制成，所述烧蚀材料在撞击下易碎。

41.根据权利要求40所述的安全屏障面板单元，其中，各个所述屏障面板具有多层结构、玻璃纤维结构、或蜂窝结构。

42.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，各个所述子面板组进一步包括绑带，所述绑带缠绕在各个所述绳管上以限制所述绳管在撞击期间的运动。

43.根据权利要求42所述的安全屏障面板单元，其中，所述绑带由涤纶、尼龙或橡胶制成。

44.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，

所述绳管固定到所述端部构件。

45.根据权利要求44所述的安全屏障面板单元，其中，各个所述绳管具有螺纹端，且通过用于接合所述螺纹端的螺母可调节地固定到所述端部构件。

46.根据权利要求44所述的安全屏障面板单元，其中，

47.根据权利要求44所述的安全屏障面板单元，其中，所述连接器销包括由弹性材料包裹着的芯棒和外管。

48.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，所述一条或多条绳索中的至少一条绳索具有两端，其中一端固定到所述一条或多条绳索中的至少一条绳索所插入的一个相应绳管的一端，另一端可调节地连接到所述一个相应绳管的另一端，使得所述一条或多条绳索中的至少一条绳索的拉力受调节。

49.根据权利要求48所述的安全屏障面板单元，其中，至少一根所述绳管的材料与至少另一根所述绳管的材料不同。

50.根据权利要求37所述的安全屏障面板单元，其中，各个所述屏障面板均包括顶部和为各个所述屏障面板提供浮力的底浮力部。