CN106314711A - 一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔及其工作方法，设有升降平台，包括载人平台、若干个小滑轮、1个大滑轮、塔外绳、塔内绳，若干个小滑轮分成两组，每组的小滑轮均通过支架固定在信号塔左、右两侧，塔外绳的一端固定在控制室上，依次绕过其中一组的小滑轮、大滑轮、另一组的小滑轮，另一端固定在控制室内，大滑轮位于连接两组小滑轮之间的塔外绳上，绕过两组小滑轮的塔外绳上固定所述升降平台，支撑大滑轮的塔外绳处垂直连接所述塔内绳的一端，所述塔内绳的另一端连接所述第一滚筒。本发明设有升降平台，通过此升降平台实现使工作人员到达信号塔的任意高度位置，方便工作人员作业，并保证了安全性。

Description

一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔及其工作方法，属于信号塔技术领域。

背景技术

信号塔是网络运营商建立的一种信号发射装置，在通信传播中起着中继器的作用，又是指在一定的无线电覆盖区域中，通过通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。在无线城市普及以后，信号塔又成为了城市WIFI的信号发射基点。信号塔在内地应用广泛，在近海岸区域也会有信号塔的信号覆盖，而在远海区域并且远离岛屿的地区，由于缺少土地这一客观条件，没有信号塔，所以几乎没有无线网络。对于远海工作平台以及远洋航行船上的工作人员来说，除了进行卫星电话通信外，无法与内地联系，十分不方便。

灯塔自古就存在于广泛的沿海港岸，作为固定航标，用以照明、引导船舶航行和指示危险区域，虽然由于DGPS系统等导航系统的建立，其导航作用被弱化，但是其给予茫茫大海中的船员的心理安慰作用是数据导航所无法替代的，而在远海区域，建于陆地上的灯塔则无法存在。

浮动式信号塔在海中，若工作人员需要到达塔顶区域进行维修等工作，传统的方法是攀登，但是，各种海洋环境力不可避免的使信号塔发生平移、摇摆、浮沉等运动，威胁到工作人员的安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔。

本发明还提供了上述浮动式多功能信号塔的工作方法。

本发明存在于远海区域的大海之中，建立信号发射基点，完成信号传输。

本发明的技术方案为：

一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，包括防波浪装置及部分设置在其中的信号塔系统，所述信号塔系统包括避雷针、信号塔主体、天线、升降平台、控制室、第一张力腿系统，所述避雷针设置在所述信号塔主体的顶端，所述天线设置在所述信号塔主体的横梁上，所述信号塔主体的中部设有所述升降平台，所述升降平台下部连接所述控制室，所述信号塔主体的底部设有所述第一张力腿系统，所述控制室包括动力系统、变速箱、刹车系统、第一滚筒，所述升降平台包括载人平台、若干个小滑轮、1个大滑轮、塔外绳、塔内绳，若干个小滑轮分成两组，两组的小滑轮通过支架分别固定在所述信号塔主体的左、右两侧，所述塔外绳的一端固定在所述控制室上，依次绕过其中一组的小滑轮、大滑轮、另一组的小滑轮，另一端固定在所述控制室内，大滑轮位于连接两组小滑轮之间的塔外绳上，绕过两组小滑轮的塔外绳上固定所述载人平台，支撑大滑轮的塔外绳处垂直连接所述塔内绳的一端，所述塔内绳的另一端连接所述第一滚筒。

通过动力系统输入动力，经过变速箱变速后将转动传到第一滚筒，使第一滚筒旋转，塔内绳升高或者降低，塔内绳在大滑轮处与塔外绳连接，塔外绳通过小滑轮将传动方向改变，塔外绳与升降平台相连接，从而使载人平台完成升降工作。若需要将升降平台制动，则启动刹车系统。该浮动式信号塔在海中，通过此升降平台实现使工作人员到达信号塔的任意高度位置，方便工作人员作业，并保证了安全性。

远海区域天气复杂多变，恶劣天气经常发生，而浮动式信号塔作为较高单一建筑，在大海中很容易成为雷电集中的目标，因此需要在浮动式信号塔顶部安装避雷针，将雷电引入大海之中。避雷针通过螺栓连接于信号塔主体的顶端，引线通过信号塔筒壁内部引至第一浮筒边缘，电流最终通入大海。

根据本发明优选的，所述第一张力腿系统包括第一浮筒、第一张力腿、第一桩锚，所述信号塔主体的底部设有所述第一浮筒，所述第一浮筒底部设有若干个第一张力腿，所述第一张力腿底部设有第一桩锚。

根据本发明优选的，所述第一浮筒包括中心达立柱浮筒、若干个伸张腿浮筒，所述信号塔主体的底部连接所述中心达立柱浮筒，所述中心达立柱浮筒底部连接若干个所述伸张腿浮筒，所述伸张腿浮筒底部设有所述第一张力腿，所述第一浮筒为中空结构，所述第一浮筒的材质为不锈钢。

第一浮筒内部为空心结构，产生远远大于自身重力的浮力，浮力一部分抵消了自身重力以及信号塔各部分重力。剩余浮力与预张力平衡。置于海水中时，第一浮筒的下半部分沉入海中，上半部分浮于海面之上，第一张力腿与第一浮筒和第一桩锚连接，预张力作用在垂直第一张力腿上，使第一张力腿时刻处于受张拉的绷紧状态。使该浮动式信号塔的横摇、纵摇、垂荡运动较小，保证了信号塔的稳定性。第一桩锚与第一张力腿相连，固定于海底，决定了该浮动式信号塔所处的地理位置，通过第一浮筒、第一张力腿、第一桩锚组成的第一张力腿系统为信号塔正常工作提供一个相对平稳安全的工作环境。

根据本发明优选的，所述信号塔主体的横梁上还设有太阳能发电板、海上气象检测仪，所述信号塔主体上还设有风力发电系统。

太阳能发电板为SOLARPRO品牌的SP260W型号的太阳能发电板，海上气象检测仪为型号为XZC2-2SA型的船用海洋气象测报仪，风力发电系统为150KW风力发电机。

太阳能发电板用于在白天吸收太阳能发电，并将电储存在蓄电池中。天线用于发射信号，通过螺栓连接在信号塔筒壁的横梁上，通过海上气象检测仪、海流计测得的数据也通过天线发射出去，传达到其他区域或者路过次区域的船只上，使过往船只及时了解该海域的气象以及海域状况，保障通航的安全性。

由于远海地区天气多变，环境恶劣，需要及时获取浮动式信号塔周围的环境状况，海上气象检测仪通过螺栓固定于信号塔筒壁上，可以用来测量该附近海域的风速、风向、温度、湿度的气象状况，并将测量数据传送到数据控制柜、数据控制柜在处理完信息后将气象信息通过天线传送出去。

风力发电系统位于天线下部，利用远海区域经常风大浪急的特征，安装风力发电系统用来发电并将电储存于蓄电池中，该浮动式信号塔运作所需的电力大部分由风力发电系统提供。

根据本发明优选的，所述信号塔主体的顶部设有信号灯。

信号灯用以指引船舶航行并且在黑夜提醒船舶，防止过往船只撞击浮动式信号塔。

根据本发明优选的，所述控制室还包括蓄电池、工具箱、数据控制柜，所述蓄电池分别连接所述动力系统、所述变速箱、所述刹车系统、所述第一滚筒、所述数据控制柜，由所述蓄电池为所述动力系统提供电源，所述动力系统的输出轴连接变速箱的输入轴，经变速后由所述变速箱的输出轴连接所述第一滚筒，在所述第一滚筒两端安装所述刹车系统，使第一滚筒制动。

工具箱主要存放维修信号塔设备的常用工具。数据控制柜主要是对从海上气象检测仪以及海流计得到的数据进行数据收集、处理，并将处理后的数据通过天线发送出去。蓄电池储存太阳能发电板与风力发电系统产生的电力，并为整个平台运作提供动力源。

根据本发明优选的，所述防波浪装置包括从上自下依次连接的防波装置浮筒、防波筒系统以及第二张力腿系统，所述防波装置浮筒包括可伸缩浮筒、若干个牵引装置，所述可伸缩浮筒上设有横梁，所述横梁上设有若干个牵引装置，牵引装置包括第二滚筒、电机、V带、牵引绳，第二滚筒上缠有牵引绳，通过V带连接所述第二滚筒和所述电机；所述防波筒系统包括一级防波筒、可上下移动套在所述一级防波筒内的二级防波筒、限位螺杆，牵引绳连接所述限位螺杆；一级防波筒筒壁内部为空心结构，二级防波筒可从一级防波筒内壁伸出和缩回，牵引绳系于限位螺杆上，限位螺杆与牵引绳系牢处位于一级防波筒底壁上面，限位螺杆穿过一级防波筒并再次穿过二级防波筒，用限位螺母固定于二级防波筒底壁外侧，通过控制限位螺杆运动从而带动二级防波筒从一级防波筒内部伸出或缩回，所述一级防波筒及所述二级防波筒为上下均无盖的立方体结构，所述一级防波筒及所述二级防波筒的筒壁设有若干个面积为0.785-12.56m²的防波孔。所述防波装置浮筒通过焊接在防波装置浮筒2下的连杆连接所述防波筒系统。为防波筒系统提供浮力。

根据本发明优选的，所述防波孔为圆形，半径的取值范围为0.5-2m。

通过电机控制第二滚筒转动，从而通过牵引绳控制限位螺杆的运动，控制二级防波筒展开程度，来改变防波孔的大小，控制进入该防波浪装置的海流流量大小。二级防波筒处于完全展开状态时，即不套在一级防波筒外时，防波筒系统体积最大，可以最大程度防波浪，此时其内部信号塔第一张力腿的系泊环境最好。当二级防波筒完全套在一级防波筒外时，为防波筒系统的初始状态，此时其防波孔最大，防波筒系统体积最小，便于对防波筒系统进行运输。当二级防波筒部分套在一级防波筒外，恰好处于一级防波筒上防波孔孔径最小状态时，此时进入防波筒系统内部的海流最小，其内部环境最为稳定。防波筒系统为二级可伸缩防波筒形装置，信号塔位于其中间，海流需穿过防波筒系统才能到达信号塔，可以降低波浪力对信号塔的影响，减缓波浪、洋流对信号塔正常作业的冲击。降低浮动信号塔的平移、浮沉、摇摆运动。使防波筒系统内部的洋流平静下来，大大改善了其内部信号塔的系泊环境。防波孔大小不妨碍小型海洋生物穿行，尊重自然。

根据本发明优选的，所述可伸缩浮筒包括第二浮筒、浮筒外挡圈装置、浮筒内挡圈装置，所述浮筒外挡圈装置包括浮筒外挡圈、联轴器、外圈活塞杆、外圈液压缸，所述浮筒内挡圈装置包括浮筒内挡圈、内圈活塞杆、内圈液压缸，所述第二浮筒为有部分缺口的环形中空结构，第二浮筒缺口处一端、所述浮筒外挡圈、所述联轴器、所述外圈活塞杆、所述外圈液压缸、所述第二浮筒缺口处另一端依次连接，与所述浮筒外挡圈装置位置对应处，在所述第二浮筒内设置所述浮筒内挡圈装置，所述浮筒内挡圈、所述内圈活塞杆、所述内圈液压缸依次连接。

由液压系统控制内圈液压缸中的内圈活塞杆的伸缩，内圈活塞杆与浮筒内挡圈螺栓连接，从而带动浮筒内挡圈的伸缩，两个浮筒内挡圈均连接有上述连接系统，该连接系统位于第二浮筒的正方形部分的内部，为方便展示内部结构，将右侧第二浮筒隐藏显示出内部结构。由液压系统控制外圈液压缸中的外圈活塞杆的伸缩，外圈活塞杆通过联轴器与浮筒外挡圈连接，从而带动浮筒外挡圈的伸缩，两个浮筒外挡圈也均连接有上述连接系统，该连接系统位于第二浮筒的圆圈部分的内部，为方便展示内部连接结构，也将右侧第二浮筒结构部分隐藏。浮筒外挡圈与浮筒内挡圈均为空心结构，用以增加部分浮筒浮力。

根据本发明优选的，所述第二浮筒的外部设有浮筒外部圆圈结构，所述浮筒外部圆圈结构为扁平状中空环形结构，横截面为长方形，长方形长度取值范围为10～20m，宽度取值范围为1～2m。

浮筒外部圆圈结构的设置可以阻挡海洋漂浮污染物进入信号塔内部。

根据本发明优选的，第二张力腿系统包括第二张力腿、第二桩锚，所述二级防波筒底部连接若干个第二张力腿，每个第二张力腿底端连接所述第二桩锚。

第二张力腿提供张力，连接二级防波筒和第二桩锚，由于第二浮筒的张力与第二桩锚的重力使第二张力腿处于紧紧张紧状态，从而保证了整个防波浪装置的位置，使整个防波浪装置不会发生大的偏移运动。第二桩锚沉与海底，来决定防波浪装置所处海洋位置。防波浪装置的第二张力腿、第二桩锚固定于信号塔的第一张力腿、第一桩锚的外围。

根据本发明优选的，所述一级防波筒筒壁底部设有海流计。

海流计用来测量该附近海域的海流流速，并将数据传至控制柜，通过天线将信号发出。

上述浮动式多功能信号塔的工作方法，具体步骤包括：

(1)由大型运输船将信号塔运输到指定海域位置，将所述第一桩锚固定于海底，固定信号塔所处海域的位置，所述第一浮筒以及所述第一张力腿使信号塔浮于海面之上；

(2)所述太阳能发电板以及所述风力发电系统工作，产生电力储存于所述蓄电池中，为整个系统运行提供动力源；所述信号灯在夜间启动，指引船舶航行并且在黑夜提醒船舶，防止过往船只撞击信号塔；通过所述海上气象检测仪及所述海流计实时对附近海域的温度、湿度、风速、海流流速进行检测，并实时将收集到的海域信息发送到路过附近船只及所述控制室内；以方便工作人员及时获取此海域信息，做出合理措施。通过所述天线发射WiFi信号、通信信号以及通过所述海上气象检测仪及所述海流计测得的数据；实现数据传递。

(3)控制所述升降平台将工作人员及作业工具送至信号塔指定位置；运载方便，安全可靠。

(4)通过运输船将所述防波浪装置运至信号塔周围，将所述第二桩锚固定，通过所述第二浮筒以及所述第二张力腿系统将所述防波浪装置浮于信号塔周围；

(5)通过电机控制第二滚筒转动，通过牵引绳控制限位螺杆的运动，控制二级防波筒展开程度，使防波浪装置适应不同工作环境；

(6)当有工作船只进出信号塔，通过控制外圈液压缸、内圈液压缸伸缩缸分别控制浮筒外挡圈、浮筒内挡圈的伸缩，使防波浪装置在封闭空间系统与开放空间系统之间相互转换。

本发明的有益效果为：

1、本发明设有升降平台，通过此升降平台实现使工作人员到达信号塔的任意高度位置，方便工作人员作业，并保证了安全性。

2、本发明设有第一张力腿系统，移动运输方便，稳定性强，灵活性高，可将信号塔设置在广泛的海域之中，建立起海上信息传输网络系统，方便在海域中以及远航船只中工作人员的通信生活。

3、本发明设有信号灯，使信号灯这一传统导航机构可以存在于远海之中，为过往船只提供导航作用，并在夜间提醒此处有信号塔装置，防止发生误撞，并给在茫茫大海中的工作人员以心理寄托，灯塔的寓意往往是“希望”，这种心理安慰作用是数据网络导航所无法取代的；本发明安装有风力发电机和太阳能发电板，可获得持续较大电量，供整个信号塔运作，使其可以在远海中独立运行，无需人工干预；本发明安装有海上气象检测仪、海流计，可以对附近海域的温度、湿度、风速、海流流速等气象、海象环境进行连续检测，及时将收集到的海域信息发送到路过附近船只或者工作平台上，以方便工作人员及时获取此海域信息，做出合理措施。

4、本发明设置有防波浪装置，为二级可伸缩防波筒形装置，信号塔位于其中间，海流需穿过防波筒系统才能到达信号塔，可以降低波浪力对信号塔的影响，减缓波浪、洋流对信号塔正常作业的冲击。降低浮动信号塔的平移、浮沉、摇摆运动。使防波筒系统内部的洋流平静下来，大大改善了其内部信号塔的系泊环境。

5、本发明设置第二张力腿系统，随浮动式信号塔到达海洋的大部分区域，安装与运输方便。

附图说明

图1为本发明所述浮动式多功能信号塔的总体结构图；

图2.1为本发明所述信号塔系统的总体结构图；

图2.2(a)为本发明所述信号塔系统的部分结构示意图一；

图2.2(b)为本发明所述信号塔系统的部分结构示意图二；

图2.2(c)为本发明所述信号塔系统的部分结构示意图三；

图2.3为本发明所述升降平台的结构示意图；

图2.4为本发明所述控制室的结构示意图；

图3.1为本发明所述防波浪装置的总体结构示意图；

图3.2为本发明所述防波装置浮筒的结构示意图；

图3.3为本发明所述防波筒系统的结构示意图；

图3.4(a)为本发明所述防波筒系统初始状态示意图；

图3.4(b)为本发明所述防波筒系统最小防波孔状态示意图；

图3.5为本发明所述第二张力腿系统结构示意图；

1、信号塔系统，2、防波浪装置，3、避雷针,4、信号灯,5、太阳能发电板,6、天线,7、风力发电机,8、海上气象检测仪,9、升降平台,10、控制室,11、第一浮筒,12、第一张力腿，13、第一桩锚，14、小滑轮，15、支架，16、大滑轮，17、塔外绳，18、塔内绳，19、工具箱，20、数据控制柜，21、第一滚筒，22、变速箱，23、电动机，24、蓄电池，25、刹车系统，26、防波装置浮筒，27、防波筒系统，28、第二张力腿系统，29、浮筒，30、第二滚筒，31、v带，32、电机，33、牵引绳，34、浮筒外挡圈，35、浮筒内挡圈，36、内圈活塞杆，37、联轴器，38、内圈液压缸，39、外圈活塞杆，40、外圈液压缸，41、连杆，42、一级防波筒，43、海流计，44、限位螺杆，45、二级防波筒，46、第二张力腿，47、第二桩锚。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。

实施例1

一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，如图1所示，包括防波浪装置2及部分设置在其中的信号塔系统1，信号塔系统1包括避雷针3、信号塔主体、天线6、升降平台9、控制室10、第一张力腿系统，如图2.1所示，所述避雷针3设置在信号塔主体的顶端，天线6设置在信号塔主体的横梁上，如图2.2(a)所示，信号塔主体的中部设有升降平台9，升降平台9下部连接控制室10，信号塔主体的底部设有第一张力腿系统，如图2.2(b)所示，控制室10包括电动机23、变速箱22、刹车系统25、第一滚筒21，升降平台9包括载人平台、4个小滑轮14、1个大滑轮16、塔外绳17、塔内绳18，4个小滑轮平均分成两组，两组的小滑轮14通过支架分别固定在信号塔主体的左、右两侧，塔外绳17的一端固定在控制室10上，依次绕过一组2个小滑轮14、1个大滑轮16、另一组2个小滑轮14，另一端固定在控制室10内，大滑轮16位于连接两组小滑轮14之间的塔外绳17上，绕过两组小滑轮14的塔外绳17上固定载人平台，支撑大滑轮16的塔外绳17处垂直连接塔内绳18的一端，塔内绳18的另一端连接第一滚筒21。如图2.3所示。

通过电动机23输入动力，经过变速箱22变速后将转动传到第一滚筒21，使第一滚筒21旋转，塔内绳18升高或者降低，塔内绳18在大滑轮16处与塔外绳17连接，塔外绳17通过小滑轮14将传动方向改变，塔外绳17与升降平台9相连接，从而使载人平台完成升降工作。若需要将升降平台制动，则启动刹车系统25。该浮动式信号塔在海中，通过此升降平台9实现使工作人员到达信号塔的任意高度位置，方便工作人员作业，并保证了安全性。

远海区域天气复杂多变，恶劣天气经常发生，而浮动式信号塔作为较高单一建筑，在大海中很容易成为雷电集中的目标，因此需要在浮动式信号塔顶部安装避雷针3，将雷电引入大海之中。避雷针3通过螺栓连接于信号塔主体的顶端，引线通过信号塔筒壁内部引至第一张力腿系统边缘，电流最终通入大海。

第一张力腿系统包括第一浮筒11、第一张力腿12、第一桩锚13，所信号塔主体的底部设有第一浮筒11，第一浮筒11底部设有8个第一张力腿12，第一张力腿12底部设有第一桩锚13。第一浮筒11包括中心达立柱浮筒、4个伸张腿浮筒，信号塔主体的底部连接中心达立柱浮筒，中心达立柱浮筒底部连接4个伸张腿浮筒，伸张腿浮筒底部设有第一张力腿12，第一浮筒11为中空结构，第一浮筒11的材质为不锈钢。如图2.2(b)、图2.2(c)所示。

第一浮筒11内部为空心结构，产生远远大于自身重力的浮力，浮力一部分抵消了自身重力以及信号塔各部分重力。剩余浮力与预张力平衡。置于海水中时，第一浮筒11的下半部分沉入海中，上半部分浮于海面之上，第一张力腿12与第一浮筒11和第一桩锚13连接，预张力作用在垂直第一张力腿12上，使第一张力腿12时刻处于受张拉的绷紧状态。使该浮动式信号塔的横摇、纵摇、垂荡运动较小，保证了信号塔的稳定性。第一桩锚13与第一张力腿12相连，固定于海底，决定了该浮动式信号塔所处的地理位置，通过第一浮筒11、第一张力腿12、第一桩锚13组成的第一张力腿系统为信号塔正常工作提供一个相对平稳安全的工作环境。

信号塔主体的横梁上还设有太阳能发电板5、海上气象检测仪8，信号塔主体上还设有风力发电机7。

太阳能发电板5为SOLARPRO品牌的SP260W型号的太阳能发电板，海上气象检测仪8为型号为XZC2-2SA型的船用海洋气象测报仪，风力发电机7为150KW风力发电机。

太阳能发电板5用于在白天吸收太阳能发电，并将电储存在蓄电池24中。天线6用于发射信号，通过螺栓连接在信号塔筒壁的横梁上，通过海上气象检测仪8、海流计测得的数据也通过天线6发射出去，传达到其他区域或者路过次区域的船只上，使过往船只及时了解该海域的气象以及海域状况，保障通航的安全性。

由于远海地区天气多变，环境恶劣，需要及时获取浮动式信号塔周围的环境状况，海上气象检测仪8通过螺栓固定于信号塔筒壁上，可以用来测量该附近海域的风速、风向、温度、湿度的气象状况，并将测量数据传送到数据控制柜20，数据控制柜20在处理完信息后将气象信息通过天,6传送出去。

风力发电机7位于天线6下部，利用远海区域经常风大浪急的特征，安装风力发电机7用来发电并将电储存于蓄电池24中，该浮动式信号塔运作所需的电力大部分由风力发电机7提供。

信号塔主体的顶部设有信号灯4。信号灯4用以指引船舶航行并且在黑夜提醒船舶，防止过往船只撞击浮动式信号塔。

控制室11还包括蓄电池24、工具箱19、数据控制柜20，蓄电池24分别连接电动机23、变速箱22、刹车系统25、第一滚筒21、数据控制柜20，由蓄电池24为电动机23提供电源，电动机23的输出轴连接变速箱22的输入轴，经变速后由变速箱22的输出轴连接第一滚筒21，在第一滚筒12两端安装刹车系统25，使第一滚筒21制动。如图2.4所示。

工具箱19主要存放维修信号塔设备的常用工具。数据控制柜20主要是对从海上气象检测仪8以及海流计得到的数据进行数据收集、处理，并将处理后的数据通过天线6发送出去。蓄电池24储存太阳能发电板5与风力发电机7产生的电力，并为整个平台运作提供动力源。

如图3.1所示，防波浪装置2包括从上自下依次连接的防波装置浮筒26、防波筒系统27以及第二张力腿系统28，防波装置浮筒26包括可伸缩浮筒、若干个牵引装置，可伸缩浮筒上设有横梁，横梁上设有若干个牵引装置，牵引装置包括第二滚筒30、电机32、V带31、牵引绳33，第二滚筒30上缠有牵引绳33，通过V带31连接第二滚筒30和电机32；防波筒系统27包括一级防波筒42、可上下移动套在一级防波筒42内的二级防波筒45、限位螺杆44，牵引绳33连接限位螺杆44；一级防波筒42筒壁内部为空心结构，二级防波筒45可从一级防波筒42内壁伸出和缩回，牵引绳33系于限位螺杆44上，限位螺杆44与牵引绳33系牢处位于一级防波筒42底壁上面，限位螺杆44穿过一级防波筒42并再次穿过二级防波筒45，用限位螺母固定于二级防波筒45底壁外侧，通过控制限位螺杆44运动从而带动二级防波筒45从一级防波筒42内部伸出或缩回，一级防波筒42及二级防波筒45为上下均无盖的立方体结构，一级防波筒42及二级防波筒45的筒壁设有若干个面积为0.785-12.56m²的防波孔。如图3.3所示。防波装置浮筒26通过焊接在防波装置浮筒2下的连杆41连接防波筒系统27。为防波筒系统27提供浮力。

防波孔为圆形，半径的取值范围为0.5-2m。

通过电机32控制第二滚筒30转动，从而通过牵引绳33控制限位螺杆44的运动，控制二级防波筒45展开程度，来改变防波孔的大小，控制进入该防波浪装置2的海流流量大小。如图3.3所示，二级防波筒45处于完全展开状态时，即不套在一级防波筒42外时，防波筒系统27体积最大，可以最大程度防波浪，此时其内部信号塔第一张力腿12的系泊环境最好。如图3.4(a)所示，当二级防波筒45完全套在一级防波筒42外时，为防波筒系统27的初始状态，此时其防波孔最大，防波筒系统27体积最小，便于对防波筒系统27进行运输。如图3.4(b)所示，当二级防波筒45部分套在一级防波筒42外，恰好处于一级防波筒42上防波孔孔径最小状态时，此时进入防波筒系统27内部的海流最小，其内部环境最为稳定。防波筒系统27为二级可伸缩防波筒形装置，信号塔位于其中间，海流需穿过防波筒系统27才能到达信号塔，可以降低波浪力对信号塔的影响，减缓波浪、洋流对信号塔正常作业的冲击。降低浮动信号塔的平移、浮沉、摇摆运动。使防波筒系统27内部的洋流平静下来，大大改善了其内部信号塔的系泊环境。防波孔大小不妨碍小型海洋生物穿行，尊重自然。

如图3.2所示，可伸缩浮筒包括第二浮筒、浮筒外挡圈装置、浮筒内挡圈装置，所述浮筒外挡圈装置包括浮筒外挡圈34、联轴器37、外圈活塞杆39、外圈液压缸40，浮筒内挡圈装置包括浮筒内挡圈35、内圈活塞杆36、内圈液压缸38，第二浮筒为有部分缺口的环形中空结构，第二浮筒缺口处一端、浮筒外挡圈34、联轴器37、外圈活塞杆39、外圈液压缸40、第二浮筒缺口处另一端依次连接，与浮筒外挡圈装置位置对应处，在第二浮筒内设置所述浮筒内挡圈装置，浮筒内挡圈35、内圈活塞杆36、内圈液压缸38依次连接。

由液压系统控制内圈液压缸38中的内圈活塞杆36的伸缩，内圈活塞杆36与浮筒内挡圈35螺栓连接，从而带动浮筒内挡圈35的伸缩，两个浮筒内挡圈35均连接有上述连接系统，该连接系统位于第二浮筒的正方形部分的内部，为方便展示内部结构，将右侧第二浮筒隐藏显示出内部结构。由液压系统控制外圈液压缸40中的外圈活塞杆39的伸缩，外圈活塞杆39通过联轴器37与浮筒外挡圈34连接，从而带动浮筒外挡圈34的伸缩，两个浮筒外挡圈34也均连接有上述连接系统，该连接系统位于第二浮筒的圆圈部分的内部，为方便展示内部连接结构，也将右侧第二浮筒结构部分隐藏。浮筒外挡圈34与浮筒内挡圈35均为空心结构，用以增加部分浮筒浮力。

第二浮筒的外部设有浮筒外部圆圈结构，浮筒外部圆圈结构为扁平状中空环形结构，横截面为长方形，长方形长度取值范围为10～20m，宽度取值范围为1～2m。

浮筒外部圆圈结构的设置可以阻挡海洋漂浮污染物进入信号塔内部。

第二张力腿系统28包括第二张力腿46、第二桩锚47，二级防波筒45底部连接若干个第二张力腿46，每个第二张力腿46底端连接第二桩锚47。如图3.5所示。

第二张力腿46提供张力，连接二级防波筒45和第二桩锚47，由于第二浮筒的张力与第二桩锚47的重力使第二张力腿46处于紧紧张紧状态，从而保证了整个防波浪装置2的位置，使整个防波浪装置2不会发生大的偏移运动。第二桩锚47沉与海底，来决定防波浪装置2所处海洋位置。防波浪装置2的第二张力腿46、第二桩锚47固定于信号塔的第一张力腿12、第一桩锚13的外围。

一级防波筒42筒壁底部设有海流计。

海流计用来测量该附近海域的海流流速，并将数据传至控制柜10，通过天线6将信号发出。

实施例2

实施例1所述的浮动式多功能信号塔的工作方法，具体步骤包括：

(1)由大型运输船将信号塔运输到指定海域位置，将所述第一桩锚13固定于海底，固定信号塔所处海域的位置，第一浮筒11以及第一张力腿12使信号塔浮于海面之上；

(2)太阳能发电板5以及风力发电机7工作，产生电力储存于蓄电池24中，为整个系统运行提供动力源；信号灯4在夜间启动，指引船舶航行并且在黑夜提醒船舶，防止过往船只撞击信号塔；通过所述海上气象检测仪8及所述海流计实时对附近海域的温度、湿度、风速、海流流速进行检测，并实时将收集到的海域信息发送到路过附近船只及所述控制室10内；以方便工作人员及时获取此海域信息，做出合理措施。通过所述天线6发射WiFi信号、通信信号以及通过所述海上气象检测仪8及所述海流计测得的数据；实现数据传递。

(3)控制所述升降平台9将工作人员及作业工具送至信号塔指定位置；运载方便，安全可靠。

(4)通过运输船将所述防波浪装置2运至信号塔周围，将所述第二桩锚47固定，通过所述第二浮筒以及所述第二张力腿系统28将所述防波浪装置2浮于信号塔周围；

(5)通过电机32控制第二滚筒30转动，通过牵引绳33控制限位螺杆44的运动，控制二级防波筒45展开程度，使防波浪装置2适应不同工作环境；

(6)当有工作船只进出信号塔，通过控制外圈液压缸40、内圈液压缸38伸缩缸分别控制浮筒外挡圈34、浮筒内挡圈35的伸缩，使防波浪装置2在封闭空间系统与开放空间系统之间相互转换。

Claims (10)

1.一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，包括防波浪装置及部分设置在其中的信号塔系统，所述信号塔系统包括避雷针、信号塔主体、天线、升降平台、控制室、第一张力腿系统，所述避雷针设置在所述信号塔主体的顶端，所述天线设置在所述信号塔主体的横梁上，所述信号塔主体的中部设有所述升降平台，所述升降平台下部连接所述控制室，所述信号塔主体的底部设有所述第一张力腿系统，所述控制室包括动力系统、变速箱、刹车系统、第一滚筒，所述升降平台包括载人平台、若干个小滑轮、1个大滑轮、塔外绳、塔内绳，若干个小滑轮分成两组，两组的小滑轮通过支架分别固定在所述信号塔主体的左、右两侧，所述塔外绳的一端固定在所述控制室上，依次绕过其中一组的小滑轮、大滑轮、另一组的小滑轮，另一端固定在所述控制室内，大滑轮位于连接两组小滑轮之间的塔外绳上，绕过两组小滑轮的塔外绳上固定所述载人平台，支撑大滑轮的塔外绳处垂直连接所述塔内绳的一端，所述塔内绳的另一端连接所述第一滚筒。

2.根据权利要求1所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述第一张力腿系统包括第一浮筒、第一张力腿、第一桩锚，所述信号塔主体的底部设有所述第一浮筒，所述第一浮筒底部设有若干个第一张力腿，所述第一张力腿底部设有第一桩锚。

3.根据权利要求2所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述第一浮筒包括中心达立柱浮筒、若干个伸张腿浮筒，所述信号塔主体的底部连接所述中心达立柱浮筒，所述中心达立柱浮筒底部连接若干个所述伸张腿浮筒，所述伸张腿浮筒底部设有所述第一张力腿，所述第一浮筒为中空结构，所述第一浮筒的材质为不锈钢。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述信号塔主体的横梁上还设有太阳能发电板、海上气象检测仪，所述信号塔主体上还设有风力发电系统；所述信号塔主体的顶部设有信号灯。

5.根据权利要求4所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述控制室还包括蓄电池、工具箱、数据控制柜，所述蓄电池分别连接所述动力系统、所述变速箱、所述刹车系统、所述第一滚筒、所述数据控制柜，由所述蓄电池为所述动力系统提供电源，所述动力系统的输出轴连接变速箱的输入轴，经变速后由所述变速箱的输出轴连接所述第一滚筒，在所述第一滚筒两端安装所述刹车系统，使第一滚筒制动。

6.根据权利要求5所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述防波浪装置包括从上自下依次连接的防波装置浮筒、防波筒系统以及第二张力腿系统，所述防波装置浮筒包括可伸缩浮筒、若干个牵引装置，所述可伸缩浮筒上设有横梁，所述横梁上设有若干个牵引装置，牵引装置包括第二滚筒、电机、V带、牵引绳，第二滚筒上缠有牵引绳，通过V带连接所述第二滚筒和所述电机；所述防波筒系统包括一级防波筒、可上下移动套在所述一级防波筒内的二级防波筒、限位螺杆，牵引绳连接所述限位螺杆；所述一级防波筒及所述二级防波筒为上下均无盖的立方体结构，所述一级防波筒及所述二级防波筒的筒壁设有若干个面积为0.785-12.56m²的防波孔；进一步优选的，所述防波孔为圆形，半径的取值范围为0.5-2m。

7.根据权利要求6所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述可伸缩浮筒包括第二浮筒、浮筒外挡圈装置、浮筒内挡圈装置，所述浮筒外挡圈装置包括浮筒外挡圈、联轴器、外圈活塞杆、外圈液压缸，所述浮筒内挡圈装置包括浮筒内挡圈、内圈活塞杆、内圈液压缸，所述第二浮筒为有部分缺口的环形中空结构，第二浮筒缺口处一端、所述浮筒外挡圈、所述联轴器、所述外圈活塞杆、所述外圈液压缸、所述第二浮筒缺口处另一端依次连接，与所述浮筒外挡圈装置位置对应处，在所述第二浮筒内设置所述浮筒内挡圈装置，所述浮筒内挡圈、所述内圈活塞杆、所述内圈液压缸依次连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，所述第二浮筒的外部设有浮筒外部圆圈结构，所述浮筒外部圆圈结构为扁平状中空环形结构，横截面为长方形，长方形长度取值范围为10～20m，宽度取值范围为1～2m。

9.根据权利要求6所述的一种用于远海信息传递的浮动式多功能信号塔，其特征在于，第二张力腿系统包括第二张力腿、第二桩锚，所述二级防波筒底部连接若干个第二张力腿，每个第二张力腿底端连接所述第二桩锚；所述一级防波筒筒壁底部设有海流计。

10.权利要求7-9任一所述的浮动式多功能信号塔的工作方法，其特征在于，具体步骤包括：

(1)由大型运输船将信号塔运输到指定海域位置，将所述第一桩锚固定于海底，固定信号塔所处海域的位置，所述第一浮筒以及所述第一张力腿使信号塔浮于海面之上；

(2)所述太阳能发电板以及所述风力发电系统工作，产生电力储存于所述蓄电池中，为整个系统运行提供动力源；所述信号灯在夜间启动，指引船舶航行并且在黑夜提醒船舶，防止过往船只撞击信号塔；通过所述海上气象检测仪及所述海流计实时对附近海域的温度、湿度、风速、海流流速进行检测，并实时将收集到的海域信息发送到路过附近船只及所述控制室内；通过所述天线发射WiFi信号、通信信号以及通过所述海上气象检测仪及所述海流计测得的数据；

(3)控制所述升降平台将工作人员及作业工具送至信号塔指定位置；运载方便，安全可靠；

(4)通过运输船将所述防波浪装置运至信号塔周围，将所述第二张力腿系统固定，通过所述第二浮筒以及所述第二张力腿系统将所述防波浪装置浮于信号塔周围；

(5)通过电机控制第二滚筒转动，通过牵引绳控制限位螺杆的运动，控制二级防波筒展开程度，使防波浪装置适应不同工作环境；

(6)当有工作船只进出信号塔，通过控制外圈液压缸、内圈液压缸伸缩缸分别控制浮筒外挡圈、浮筒内挡圈的伸缩，使防波浪装置在封闭空间系统与开放空间系统之间相互转换。