CN108019689A - 一种航标指示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航标指示装置，包括灯体和地基，灯体上设有发电系统和供电系统，供电系统包括水轮机、风力发电机以及太阳能电池板；供电系统包括蓄电池和整流器，所述整流器一端分别和水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接，另一端与蓄电池连接；地基包括振冲密实砂桩和预制钢筋砼桩，振冲密实砂桩呈等边三角形设置，预制钢筋砼桩以振冲密实砂桩为中心呈等边三角形设置，灯体上还设有与所述蓄电池、水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接的传感器簇。本发明有效的解决了航标灯因天气因素导致供电不稳定以及灯桩的打设不稳固，造成航道航行安全隐患，增大航道维护检修的难度和成本，海水腐蚀灯桩的问题。

Description

一种航标指示装置
技术领域
本发明设计航道航运领域，特指一种航标指示装置。
背景技术
航道上的指示装置大部分都使用航标灯，航标灯是安装在航标上的交通灯，在夜间发 出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照射角度和能见度，对夜行的船舶进行指引。
目前大部分的航标灯是使用太阳能电池板结合蓄电池给航标灯供电以及使用柴油发电 机供电，但是太阳能电池板供电极其容易受到天气因素的制约，使得航标灯的供电不足； 使用柴油发电机供电会带来很多海洋环境污染问题，增加了海洋保护的成本和难度。同时 也存在使用风力和水流发电给航标灯供电的航标灯，但是在航道比较平静的时候，该供电 方式同样会存在供电不足的缺点。
对于航标灯的安装，大部分都采用打设钢管桩的方法设置固定在水中的灯桩，但是打 设钢管桩在水深较深或者淤泥较厚的情况下，其稳定性并不好，遭遇船舶的碰撞后会导致 航标灯的损坏和倒塌，且维修困难，甚至需要重新打设钢管桩，造成航道航行安全隐患， 增大航道维护检修的难度和成本。打设钢筋砼桩可以提高地基在水深较深或者淤泥较厚的 情况下的稳定性，同时钢筋砼桩在船舶的碰撞下的稳定性比钢管桩强。但是海水对钢筋砼 桩具有腐蚀作用，长时间浸泡在海水中的钢筋砼桩会被海水腐蚀，到时地基的寿命大大缩 短。
发明内容
本发明目的在于提供一种航标指示装置，用以解决航标灯供电系统因天气因素导致供 电不稳定以及航标灯灯桩的打设不稳固，造成航道航行安全隐患，增大航道维护检修的难 度和成本，海水腐蚀灯桩的问题。
本发明的一种航标指示装置，采用以下技术方案：
一种航标指示装置，包括灯体和地基，所述灯体上设有发电系统和供电系统，所述供 电系统包括水轮机、风力发电机以及太阳能电池板；所述供电系统包括蓄电池和整流器， 所述整流器一端分别和水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接，另一端与蓄电池连接； 所述地基包括振冲密实砂桩和预制钢筋砼桩，所述振冲密实砂桩呈等边三角形设置，所述 预制钢筋砼桩以所述振冲密实砂桩为中心呈等边三角形设置，且所述预制钢筋砼桩的桩体 中部内设有未穿透桩体的孔道，所述孔道呈竖直设置，且所述孔道内设有与海水不相溶的 液体；所述灯体上还设有与所述蓄电池、水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接的传 感器簇，当所述传感器簇检测到蓄电池的电量高于或等于电量给定值时，控制水轮机、风 力发电机以及太阳能电池板与整流器保持断开；当传感器簇检测到蓄电池的电量低于电量 给定值时，控制水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器连通开始发电，并通过整 流器向蓄电池充电，直至传感器簇检测到蓄电池的电量充满后，控制水轮机、风力发电机 以及太阳能电池板与整流器断开，并保持开路状态，直到传感器簇再次检测到蓄电池再次 低于电量给定值时，水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器连通给所述蓄电池充 电。
优选地，所述航标灯指示装置还包括检测告警系统和航道信息处理终端，所述检测告 警系统包括LED红黄双色航标灯和无线通信模块，所述LED红黄双色航标灯与传感器簇连 接，所述无线通信模块和航道信息处理终端连接；所述检测告警系统还包括指令处理模块， 所述指令处理模块分别与LED红黄双色航标灯和无线通信模块连接，当航道上出现危险状 况，威胁到航行安全时，航道部门通过航道信息处理终端将航道告警指令发送至无线通信 模块，所述无线通信模块将航道告警指令发送至指令处理模块，指令处理模块根据接收到 的航道告警指令控制所述LED红黄双色航标灯总开关打开，红色LED航标灯与黄色LED航 标灯交替闪烁，直至无线通信模块接收到告警停止的指令。设置分别连接LED红黄双色航 标灯和无线通信模块的指令处理模块，航道部门可以通过航道信息处理终端将航道上出现 的危险状况以告警指令的形式发送至无线通信模块，所述无线通信模块将告警指令发送至 指令处理模块，所述指令处理模块根据接收的告警指令控制所述LED红黄双色航标灯总开 关打开，红色LED航标灯与黄色LED航标灯交替闪烁，直至无线通信模块接收到告警停止 的指令，使得在航道上航行的船舶可以接收到航道上存在的危险状况，从而保证船舶的航 行安全。
进一步地，所述检测告警系统还包括与所述传感器簇和无线通信模块连接的水文信息 采集模块和水质检测模块，所述水文信息采集模块和水质检测模块通过传感器簇实时收集 到水文和水质信息，并通过所述无线通信模块传送至航道信息处理终端。航道部门可以通 过水文信息采集模块和水质检测模块实时监测航道的水文和水质，方便航道环境的维持和 治理，有利于保护航道的环境。
更进一步地，所述检测告警系统还包括与所述传感器簇和无线通信模块连接的故障检 测模块，所述故障检测模块通过传感器簇对水轮机、风力发电机、太阳能电池板、整流器、 蓄电池以及LED红黄双色航标灯进行检测，若检测到故障信号，所述故障检测模块通过无 线通信模块将故障信息传送至航道信息处理终端。设置故障检测模块，航道部门可以对水 轮机、风力发电机、太阳能电池板、整流器、蓄电池以及LED红黄双色航标灯进行监测，若检测到故障的信号，故障检测模块通过无线通信模块将故障信息传送至航道信息处理终端，减少了故障排查的难度，航道部门可以根据接收到故障信号安排专门的维修人员前往维修，有效的保证航道的航运安全。
优选地，所述海水不相溶的液体为二甲基硅油，且所述二甲基硅油的粘度为20。二甲 硅油是一种无色、无味、无毒的疏水性液体，具有良好的物理特性；粘度为20的二甲硅油的流动性和水相似，且密度也和水相差不大，具有耐热性、耐寒性、良好的导热性、化学 稳定性以及生理惰性，且所述二甲硅油与海水中的离子具有良好的不相溶性，通过所述二 甲硅油提高预制钢筋砼桩桩身的孔压起到防止海水渗入的作用，从而保护海洋环境下的所述预制钢筋砼桩不被海水腐蚀。
优选地，所述孔道直径为1～3cm。
优选地，所述振冲密实砂桩采用振动机管砂桩工艺制成，并通过振动沉管法使所述振 冲密实砂桩之间形成复合桩基。振冲密实砂桩的复合桩基可以提高地基的承载力，防止了 砂土液化、增大了航道软弱地基的整体稳定性，使得该航道指示装置在航道上的抗海浪和 海风能力更强。
优选地，所述灯体上设有电池横撑和电池斜撑，所述蓄电池固定于所述电池横撑上。
优选地，所述整流器设置于地基上方，与所述预制钢筋砼桩之间存在隔离区域，用于 将所述整流器和预制钢筋砼桩隔离。通过隔离区域将所述整流器和预制钢筋砼桩隔离，从 而避免整流器运作受到预制钢筋砼桩内的金属影响，保证供电系统的正常运作。
优选地，所述灯体与地基连接处设有多个加强板；所述灯体上还设有防护圈和与灯体 固定连接的梯子。设置多个加强板，使得灯体和地基的连接更加稳固；设置梯子方便维修 人员维修该航标指示装置。
本发明的一种航标指示装置，相对于现有技术，通过水轮机、风力发电机以及太阳能 电池板的结合组成发电系统发电，产生的电能经过整流器的转化给蓄电池充电，充分利用 航道上的风能、流水的动能以及太阳能，可以保证航道指示装置中的LED红黄双色航标灯 的供电稳定和可靠，同时实现了发电的环保、无污染；在航道指示装置中设置传感器簇和 各种功能模块，充分利用航标指示装置建立在航道上的优势，实现对水文和水质的实时监 测，并且对该航标指示装置的各部分进行故障检测，确保航道指示的准确性，保证船舶的 航行安全；还赋予了LED红黄双色航标灯告警功能，进一步提高航道的航行安全。通过呈等边三角形布设的振冲密实砂桩和以所述振冲密实砂桩为中心呈等边三角形设置的预制钢 筋砼桩的结合形成该航标指示装置的地基结构，所述振冲密实砂桩形成的复合地基提高地 基的承载力，防止了砂土液化、增大了航道软弱地基的整体稳定性，使得该航道指示装置 在航道上的抗海浪和海风能力更强；所述预制钢筋砼桩内部设置孔道，孔道内设有不溶于 海水的二甲硅油，通过所述二甲硅油提高预制钢筋砼桩桩身的孔压起到防止海水渗入的作 用，从而保护海洋环境下的预制钢筋砼桩不被海水腐蚀；从而使得该航标指示装置结构稳 定，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的一种航标指示装置的结构示意图；
图2为本发明的一种航标指示装置的主视图；
图3为本发明的地基结构示意图；
图4为为本发明的钢筋砼桩的剖视图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的一种航标指示装置。
如图1至4所示，该航标指示装置，包括灯体1和地基2，所述灯体1上设有发电系统11和供电系统12，所述供电系统11包括水轮机111、风力发电机112以及太阳能电池板 113；所述供电系统包括蓄电池121和整流器122，所述整流器122一端分别和水轮机111、 风力发电机112以及太阳能电池板113连接，另一端与蓄电池121连接；所述地基2包括 振冲密实砂桩21和预制钢筋砼桩22，所述振冲密实砂桩21呈等边三角形设置，所述预制 钢筋砼桩22以所述振冲密实砂桩21为中心呈等边三角形设置，且所述预制钢筋砼桩22的 桩体中部内设有未穿透桩体的孔道221，所述孔道221呈竖直设置，且所述孔道221内设有 与海水不相溶的液体；所述灯体1上还设有与所述蓄电池121、水轮机111、风力发电机112 以及太阳能电池板113连接的传感器簇301，当所述传感器簇301检测到蓄电池121的电量 高于或等于电量给定值时，控制水轮机111、风力发电机112以及太阳能电池板113与整流 器122保持断开；当传感器簇301检测到蓄电池121的电量低于电量给定值时，控制水轮 机111、风力发电机112以及太阳能电池板113与整流器122连通开始发电，并通过整流器 122向蓄电池121充电，直至传感器簇301检测到蓄电池121的电量充满后，控制水轮机 111、风力发电机112以及太阳能电池板113与整流器121断开，并保持开路状态，直到传 感器簇301再次检测到蓄电池121再次低于电量给定值时，水轮机111、风力发电机112以 及太阳能电池板113与整流器121连通给所述蓄电池121充电。
优选地，所述航标灯指示装置还包括检测告警系统3和航道信息处理终端4，所述检测 告警系统3包括LED红黄双色航标灯31和无线通信模块32，所述LED红黄双色航标灯31与传感器簇301连接，所述无线通信模块32和航道信息处理终端4连接；所述检测告警系 统3还包括指令处理模块33，所述指令处理模块33分别与LED红黄双色航标灯31和无线 通信模块32连接，当航道上出现危险状况，威胁到航行安全时，航道部门通过航道信息处 理终端4将航道告警指令发送至无线通信模块32，所述无线通信模块32将航道告警指令发 送至指令处理模块33，指令处理模块33根据接收到的航道告警指令控制所述LED红黄双色 航标灯31总开关打开，红色LED航标灯与黄色LED航标灯交替闪烁，直至无线通信模块32 接收到告警停止的指令。设置分别连接LED红黄双色航标灯31和无线通信模块32的指令 处理模块33，航道部门可以通过航道信息处理终端4将航道上出现的危险状况以告警指令 的形式发送至无线通信模块32，所述无线通信模块32将告警指令发送至指令处理模块33， 所述指令处理模块33根据接收的告警指令控制所述LED红黄双色航标灯31总开关打开， 红色LED航标灯与黄色LED航标灯交替闪烁，直至无线通信模块32接收到告警停止的指令， 使得在航道上航行的船舶可以接收到航道上存在的危险状况，从而保证船舶的航行安全。
进一步地，所述检测告警系统3还包括与所述传感器簇301和无线通信模块32连接的 水文信息采集模块34和水质检测模块35，所述水文信息采集模块34和水质检测模块35通 过传感器簇301实时收集到水文和水质信息，并通过所述无线通信模块32传送至航道信息 处理终端4。航道部门可以通过水文信息采集模块34和水质检测模块35实时监测航道的水 文和水质，方便航道环境的维持和治理，有利于保护航道的环境。
更进一步地，所述检测告警系统3还包括与所述传感器簇301和无线通信模块连接32 的故障检测模块36，所述故障检测模块36通过传感器簇301对水轮机111、风力发电机112、 太阳能电池板113、整流器122、蓄电池121以及LED红黄双色航标灯31进行检测，若检测到故障信号，所述故障检测模块36通过无线通信模块32将故障信息传送至航道信息处理终端4。设置故障检测模块36，航道部门可以对水轮机111、风力发电机112、太阳能电 池板113、整流器122、蓄电池121以及LED红黄双色航标灯31进行监测，若检测到故障 的信号，故障检测模块36通过无线通信模块32将故障信息传送至航道信息处理终端4，减 少了故障排查的难度，航道部门可以根据接收到故障信号安排专门的维修人员前往维修， 有效的保证航道的航运安全。
优选地，所述海水不相溶的液体为二甲基硅油，且所述二甲基硅油的粘度为20。二甲 硅油是一种无色、无味、无毒的疏水性液体，具有良好的物理特性；粘度为20的二甲硅油的流动性和水相似，且密度也和水相差不大，具有耐热性、耐寒性、良好的导热性、化学 稳定性以及生理惰性，且所述二甲硅油与海水中的离子具有良好的不相溶性，通过所述二 甲硅油提高预制钢筋砼桩22桩身的孔压起到防止海水渗入的作用，从而保护海洋环境下的所述预制钢筋砼桩22不被海水腐蚀。
优选地，所述孔道221直径为1～3cm。
优选地，所述振冲密实砂桩21采用振动机管砂桩工艺制成，并通过振动沉管法使所述 振冲密实砂桩21之间形成复合桩基。振冲密实砂桩的复合桩基可以提高地基的承载力，防 止了砂土液化、增大了航道软弱地基的整体稳定性，使得该航道指示装置在航道上的抗海 浪和海风能力更强。
优选地，所述灯体上设有电池横撑101和支撑所述电池横撑101的电池斜撑102，所述 蓄电池121固定于所述电池横撑101上。
优选地，所述整流器122设置于地基2上方，与所述预制钢筋砼桩22之间存在隔离区 域，用于将所述整流器122和预制钢筋砼桩22隔离。通过隔离区域将所述整流器122和预制钢筋砼桩22隔离，从而避免整流器122运作受到预制钢筋砼桩22内的金属影响，保证 供电系统12的正常运作。
优选地，所述灯体1与地基2连接处设有多个加强板103；所述灯体1上还设有防护圈 104和与灯体1固定连接的梯子105。设置多个加强板103，使得灯体1和地基2的连接更加稳固；设置防护圈104保护固定于电池横撑101上的蓄电池121；设置梯子105方便维修 人员维修该航标指示装置。
本发明的一种航标指示装置，通过水轮机111、风力发电机112以及太阳能电池板113 的结合组成发电系统11发电，产生的电能经过整流器122的转化给蓄电池121充电，充分 利用航道上的风能、流水的动能以及太阳能，可以保证航道指示装置中的LED红黄双色航 标灯31的供电稳定和可靠，同时实现了发电的环保、无污染；在航道指示装置中设置传感 器簇301和各种功能模块，充分利用航标指示装置建立在航道上的优势，实现对水文和水 质的实时监测，并且对该航标指示装置的各部分进行故障检测，确保航道指示的准确性， 保证船舶的航行安全；还赋予了LED红黄双色航标灯31告警功能，进一步提高航道的航行 安全。通过呈等边三角形布设的振冲密实砂桩21和以所述振冲密实砂桩21为中心呈等边 三角形设置的预制钢筋砼桩22的结合形成该航标指示装置的地基结构，所述振冲密实砂桩 21形成的复合地基提高地基2的承载力，防止了砂土液化、增大了航道软弱地基的整体稳 定性，使得该航道指示装置在航道上的抗海浪和海风能力更强；所述预制钢筋砼桩22内部 设置孔道221，孔道221内设有不溶于海水的二甲硅油，通过所述二甲硅油提高预制钢筋砼 桩22桩身的孔压起到防止海水渗入的作用，从而保护海洋环境下的预制钢筋砼桩22不被 海水腐蚀；从而使得该航标指示装置结构稳定，使用寿命长。有效的解决了航标灯供电系 统因天气因素导致供电不稳定以及航标灯灯桩的打设不稳固，造成航道航行安全隐患，增 大航道维护检修的难度和成本，海水腐蚀灯桩的问题。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进 行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一 些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了 一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种航标指示装置，包括灯体和地基，所述灯体上设有发电系统和供电系统，其特征在于，所述供电系统包括水轮机、风力发电机以及太阳能电池板；所述供电系统包括蓄电池和整流器，所述整流器一端分别和水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接，另一端与蓄电池连接；所述地基包括振冲密实砂桩和预制钢筋砼桩，所述振冲密实砂桩呈等边三角形设置，所述预制钢筋砼桩以所述振冲密实砂桩为中心呈等边三角形设置，且所述预制钢筋砼桩的桩体中部内设有未穿透桩体的孔道，所述孔道呈竖直设置，且所述孔道内设有与海水不相溶的液体；所述灯体上还设有与所述蓄电池、水轮机、风力发电机以及太阳能电池板连接的传感器簇，当所述传感器簇检测到蓄电池的电量高于或等于电量给定值时，控制水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器保持断开；当传感器簇检测到蓄电池的电量低于电量给定值时，控制水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器连通开始发电，并通过整流器向蓄电池充电，直至传感器簇检测到蓄电池的电量充满后，控制水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器断开，并保持开路状态，直到传感器簇再次检测到蓄电池再次低于电量给定值时，水轮机、风力发电机以及太阳能电池板与整流器连通给所述蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述航标灯指示装置还包括检测告警系统和航道信息处理终端，所述检测告警系统包括LED红黄双色航标灯和无线通信模块，所述LED红黄双色航标灯与传感器簇连接，所述无线通信模块和航道信息处理终端连接；所述检测告警系统还包括指令处理模块，所述指令处理模块分别与LED红黄双色航标灯和无线通信模块连接，当航道上出现危险状况，威胁到航行安全时，航道部门通过航道信息处理终端将航道告警指令发送至无线通信模块，所述无线通信模块将航道告警指令发送至指令处理模块，指令处理模块根据接收到的航道告警指令控制所述LED红黄双色航标灯总开关打开，红色LED航标灯与黄色LED航标灯交替闪烁，直至无线通信模块接收到告警停止的指令。
3.根据权利要求2所述的航标指示装置，其特征在于，所述检测告警系统还包括与所述传感器簇和无线通信模块连接的水文信息采集模块和水质检测模块，所述水文信息采集模块和水质检测模块通过传感器簇实时收集到水文和水质信息，并通过所述无线通信模块传送至航道信息处理终端。
4.根据权利要求3所述的航标指示装置，其特征在于，所述检测告警系统还包括与所述传感器簇和无线通信模块连接的故障检测模块，所述故障检测模块通过传感器簇对水轮机、风力发电机、太阳能电池板、整流器、蓄电池以及LED红黄双色航标灯进行检测，若检测到故障信号，所述故障检测模块通过无线通信模块将故障信息传送至航道信息处理终端。
5.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述海水不相溶的液体为二甲基硅油，且所述二甲基硅油的粘度为20度。
6.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述孔道直径为1～3cm。
7.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述振冲密实砂桩采用振动机管砂桩工艺制成，并通过振动沉管法使所述振冲密实砂桩之间形成复合桩基。
8.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述灯体上设有电池横撑和电池斜撑，所述蓄电池固定于所述电池横撑上。
9.根据权利要求1所述的航标指示装置，其特征在于，所述整流器设置于地基上方，与所述预制钢筋砼桩之间存在隔离区域，用于将所述整流器和预制钢筋砼桩隔离。
10.根据权利要求1至9任一项所述的航标指示装置，其特征在于，所述灯体与地基连接处设有多个加强板；所述灯体上还设有防护圈和与灯体固定连接的梯子。
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