CN109521432A - 海缆防锚损在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于海缆监测技术领域，具体为海缆防锚损在线监测装置，包括配重底座和螺接在配重底座上侧的防护外罩体，所述防护外罩体的顶部设置有微型声呐探测仪，所述配重底座位于防护外罩体内腔的表面从左至右依次设置有驱动电路板、轴承座和蓄电池，通过视频实时监测，能够通过图像特征作为物体的动态判断依据；通过微型声呐探测仪对周围海面上的物体进行检测判断，能够及时的发现船体；通过定位模块、通讯模块的设置，能够及时的将信息发送到地面监控中心，及时的通告船只，避免发生锚损情况。
Description
技术领域
本发明涉及海缆监测技术领域，具体涉及海缆防锚损在线监测装置。
背景技术
海缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号。全世界第一条海底电缆是1850年在英国和法国之间铺设。
海底电缆防船舶锚损一直是一项难度极大的综合管控工作。传统的人工维护，不仅效率低维护费用高而且大都是事后处理，未能根本上解决海底电缆锚损问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供海缆防锚损在线监测装置，以解决上述背景技术中提出的海底电缆防船舶锚损一直是一项难度极大的综合管控工作。传统的人工维护，不仅效率低维护费用高而且大都是事后处理，未能根本上解决海底电缆锚损的问题。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
海缆防锚损在线监测装置，包括配重底座和螺接在配重底座上侧的防护外罩体，所述防护外罩体的顶部设置有微型声呐探测仪，所述配重底座位于防护外罩体内腔的表面从左至右依次设置有驱动电路板、轴承座和蓄电池，所述轴承座上纵向安装有转轴，所述转轴的顶端设置有支撑盘，所述支撑盘的上表面边缘处安装有视频监测设备，所述蓄电池通过导线分别与驱动电路板、微型声呐探测仪、视频监测设备电性连接；所述防护外罩体的侧壁连接有微型发电机构。
进一步，所述微型发电机构包括第一发电机构、第二发电机构和安装架，所述第一发电机构和第二发电机构均安装于所述安装架上。
进一步，所述安装架包括竖向主架、第一横向架、第二横向架和第三横向架，所述竖向主架的左侧通过固定支座连接所述防护外罩体的外侧，所述竖向主架的右侧上部连接有所述第一横向架，所述竖向主架的右侧中部连接有所述第二横向架，所述竖向主架的右侧下部连接有所述第三横向架，所述第一发电机构设置于所述第一横向架和第三横向架上，所述第二发电机构设置于所述第二横向架上。
进一步，所述第一发电机构包括第一微型发电机、传动组件、钢链、链轮、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和浮子，所述第一微型发电机安装于所述第一横向架的的上部，所述第一微型发电机连接有传动组件，所述传动组件连接有链轮，所述位于所述第一横向架的左侧，所述链轮的外轮廓上连接有钢链，所述钢链通过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮连接所述浮子。
进一步，所述第一横向架的右侧设有第一滑轮座，所述第一滑轮座上设有所述第一滑轮，所述第一滑轮与所述钢链相匹配，所述第三横向架的左侧设有第二滑轮座，所述第二滑轮座上设有所述第二滑轮，所述第二滑轮与所述钢链相匹配，所述第三横向架的右侧设有第三滑轮座，所述第三滑轮座上设有所述第三滑轮，所述第三滑轮与所述钢链相匹配。
进一步，所述第二发电机构包括第二微型发电机、上桨叶和下桨叶，所述第二微型电机固定安装于所述第二横向架上，所述第二微型发电机的上输入轴连接有上传动组件，所述上传动组件连接所述上桨叶，所述第二微型发电机的下输入轴连接有下传动组件，所述下传动组件连接下桨叶，所述防护外罩体位于第二微型发电机一侧的下部设置有穿线孔，所述蓄电池通过导线与第二微型发电机电性连接。
进一步，所述支撑盘的下表面边缘处均匀设置有啮合齿，所述防护外罩体的内壁上通过电机座安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有与啮合齿适配连接的驱动齿轮，所述驱动电机通过导线与蓄电池电性连接。
进一步，所述配重底座为不锈钢配重底座或者铝制配重底座，所述配重底座的上表面开设有环形槽，所述环形槽内嵌入有密封圈，所述配重底座通过环形槽与防护外罩体连接。
进一步，所述视频监测设备呈倾斜状设置，所述视频监测设备为红外线夜视视频摄像设备，且红外线夜视视频摄像设备上设置补光灯；所述视频监测设备的底部设有调节座和调节杆，所述调节座铰接设置于所述视频监测设备的中部，所述调节杆铰接设置于所述视频监测设备的末端，所述调节杆连接有调节气缸，所述调节气缸通过导线与蓄电池电连接。
进一步，所述驱动电路板上集成定位模块和通讯模块。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明为海缆防锚损在线监测装置，该装置结构简单、科学便利、针对性强、使用方便，成本低廉，操作简单，易于推广。
1)通过视频实时监测，能够通过图像特征作为物体的动态判断依据；
2)通过微型声呐探测仪对周围海面上的物体进行检测判断，能够及时地发现船体；
3)通过定位模块、通讯模块的设置，能够及时的将信息发送到地面监控中心，及时的通告船只，避免发生锚损情况。
4)通过设置第一发电机构和第二发电机构，第一发电机构利用海洋水流在竖直方向上的振荡移动，浮子漂浮在在海平面上，随着海浪起伏上下运动，浮子的运动通过钢链带动链轮正反转动。在传动组件内的棘轮机构把正反转变为单向旋转，再通过齿轮增速，飞轮稳速，带动第一微型发电机匀速旋转发电。采用钢链和链轮的方式，不会产生打滑，转动更可靠。第二发电机构通过设置第二微型发电机、上桨叶和下桨叶，第二微型发电机、上桨叶和下桨叶三者竖直设置，通过海水的横向流动，带动上桨叶和下桨叶做旋转运动，进而上传动组件和下传动组件内的棘轮机构把正反转变为单向旋转，再通过齿轮增速，飞轮稳速，带动第二微型发电机内部的转子转动，通过转子切割磁感线产生电能(现有技术，此处不做赘述)，通过导线将电能存储至蓄电池。这样两种发电机构，一种利用海水的竖直振荡发电，一种利用海水的横向移动发电，两种发电机构相结合，更好地保证了整个装置的用电量和续航能力。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明中海缆防锚损在线监测装置的外部结构示意图；
图2为本发明中海缆防锚损在线监测装置的内部结构示意图；
图3为本发明中支撑盘的仰视结构示意图；
图4为本发明中视频监测设备设置在支撑盘上的结构示意图；
图5为本发明中微型发电机构的结构示意图；
图6为本发明中第一微型发电机、传动组件和链轮相连接的结构示意图。
图中：1-配重底座；2-防护外罩体；3-微型声呐探测仪；4-驱动电路板；5-轴承座；6-蓄电池；7-转轴；8-支撑盘；9-视频监测设备；10-安装架；11-第一发电机构；12-第二发电机构；13-竖向主架；14-第一横向架；15-第二横向架；16-第三横向架；17-第一微型发电机；18-传动组件；19-链轮；20-钢链；21-第一滑轮；22-第二滑轮；23-第三滑轮；24-浮子；25-第一滑轮座；26-第二滑轮座；27-第三滑轮座；28-第二微型发电机；29-上桨叶；30-下桨叶；31-上传动组件；32-下传动组件；33-啮合齿；34-电机座；35-驱动电机；36-驱动齿轮；37-调节座；38-调节杆；39-调节气缸；40-穿线孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1至图6所示，海缆防锚损在线监测装置，包括配重底座1和螺接在配重底座1上侧的防护外罩体2，防护外罩体2的顶部设置有微型声呐探测仪3，声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，采用BlueView-MB1350的声呐。配重底座1位于防护外罩体2内腔的表面从左至右依次设置有驱动电路板4、轴承座5和蓄电池6，轴承座5上纵向安装有转轴7，转轴7的顶端设置有支撑盘8，支撑盘8的上表面边缘处安装有视频监测设备9，蓄电池6通过导线分别与驱动电路板4、微型声呐探测仪3、视频监测设备9电性连接；防护外罩体2的侧壁连接有微型发电机构，通过微型发电机构发电提供电能供驱动电路板4、微型声呐探测仪3、视频监测设备9、驱动电机35和调节气缸39使用。
在本实施例中，微型发电机构包括第一发电机构11、第二发电机构12和安装架10，第一发电机构11和第二发电机构12均安装于安装架10上。
在本实施例中，安装架10包括竖向主架13、第一横向架14、第二横向架15和第三横向架16，竖向主架13的左侧通过固定支座连接防护外罩体2的外侧，竖向主架13的右侧上部连接有第一横向架14，竖向主架13的右侧中部连接有第二横向架15，竖向主架13的右侧下部连接有第三横向架16，第一发电机构11设置于第一横向架14和第三横向架16上，第二发电机构12设置于第二横向架15上。
在本实施例中，第一发电机构11包括第一微型发电机17、传动组件18、钢链20、链轮19、第一滑轮21、第二滑轮22、第三滑轮23和浮子24，第一微型发电机17安装于第一横向架14的的上部，第一微型发电机17连接有传动组件18，传动组件18连接有链轮19，位于第一横向架14的左侧，链轮19的外轮廓上连接有钢链20，钢链20通过第一滑轮21、第二滑轮22、第三滑轮23连接浮子24。
在本实施例中，第一横向架14的右侧设有第一滑轮座25，第一滑轮座25上设有第一滑轮21，第一滑轮21与钢链20相匹配，第三横向架16的左侧设有第二滑轮座26，第二滑轮座26上设有第二滑轮22，第二滑轮22与钢链20相匹配，第三横向架16的右侧设有第三滑轮座27，第三滑轮座27上设有第三滑轮23，第三滑轮23与钢链20相匹配。
在本实施例中，第二发电机构12包括第二微型发电机28、上桨叶29和下桨叶30，第二微型电机固定安装于第二横向架15上，第二微型发电机的上输入轴连接有上传动组件31，上传动组件31连接有上桨叶29，第二微型发电机的下输入轴连接有下传动组件32，下传动组件32连接有下桨叶30，防护外罩体2位于第二微型发电机28一侧的下部设置有穿线孔40，蓄电池6通过导线与第二微型发电机28电性连接。另外第一微型发电机的导线通过穿线孔40连接蓄电池。
在本实施例中，支撑盘8的下表面边缘处均匀设置有啮合齿33，防护外罩体2的内壁上通过电机座34安装有驱动电机35，驱动电机35的输出轴上设置有与啮合齿33适配连接的驱动齿轮35，驱动电机35通过导线与蓄电池6电性连接。
通过设置第一发电机构11和第二发电机构12，第一发电机构11利用海洋水流在竖直方向上的振荡移动，浮子24漂浮在在海平面上，随着海浪起伏上下运动，浮子24的运动通过钢链20带动链轮19正反转动。在传动组件18内的棘轮机构把正反转变为单向旋转，再通过齿轮增速，飞轮稳速，带动第一微型发电机17匀速旋转发电。采用钢链20和链轮19的方式，不会产生打滑，转动更可靠。第二发电机构12通过设置第二微型发电机28、上桨叶29和下桨叶30，第二微型发电机28、上桨叶29和下桨叶30三者竖直设置，通过海水的横向流动，带动上桨叶29和下桨叶30做旋转运动，进而上传动组件31和下传动组件32内的棘轮机构把正反转变为单向旋转，再通过齿轮增速，飞轮稳速，带动第二微型发电机28内部的转子转动，通过转子切割磁感线产生电能(现有技术，此处不做赘述)，通过导线将电能存储至蓄电池6。这样两种发电机构，一种利用海水的竖直振荡发电，一种利用海水的横向移动发电，两种发电机构相结合，更好地保证了整个装置的用电量和续航能力。
在本实施例中，配重底座1为不锈钢配重底座1或者铝制配重底座1，配重底座1的上表面开设有环形槽，环形槽内嵌入有密封圈，配重底座1通过环形槽与防护外罩体2连接。配重底座1和防护外罩体2的连接处通过螺接的方式连接，并在连接处通过密封胶粘接，起到密封作用。
在本实施例中，视频监测设备9呈倾斜状设置，视频监测设备9为红外线夜视视频摄像设备，且红外线夜视视频摄像设备上设置补光灯，保证夜间使用的效果；视频监测设备9的底部设有调节座37和调节杆38，调节座37铰接设置于视频监测设备9的中部，调节杆38铰接设置于视频监测设备9的末端，调节杆38连接有调节气缸39，调节气缸39通过导线与蓄电池6电连接。
配重底座1与防护外罩体2的连接处、防护外罩体2与微型声呐探测仪3的连接处、防护外罩体2与穿线孔40的连接处的位置均设置密封圈，同时对配重底座1的结构强度要满足承受起涉水深度的水压，配重底座1采用高密度聚乙烯结构，使得其韧性和结构强度均能满足要求；
在本实施例中，驱动电路板4上集成定位模块和通讯模块。驱动电路板47上集成定位模块和通讯模块，定位模块和通讯模块均为现有技术的产品，这里不一一阐述，定位模块和通讯模块对该处进行位置定位，方便工作人员及时达到目标地点。
本发明的工作原理：蓄电池6提供驱动电路板4、微型声呐探测仪3、视频监测设备9、驱动电机35和调节气缸39的使用电能，驱动电路板4上集成PLC(选用三菱FR-FX1N型号的PLC)，PLC接收微型声呐探测仪3、视频监测设备9采集信息并输出至地面监控端；
驱动电机35驱动驱动齿轮35转动，驱动齿轮35与啮合齿33的配合使得支撑盘8和视频监测设备9往复旋转，转轴7与轴承座5的配合作用，使得转轴7转动阻力较小，从而使得视频监测设备9对周围的场景进行周期性360°拍摄，另外通过调节气缸39带动调节杆38运动，使得视频监测设备9的头部可进行俯仰调节，扩大了监测范围，微型声呐探测仪3对周围的物体进行检测，检测的信息传输至地面监控中心，地面监控中心工作人员实时监测：
首先判断物体是否为船只，为船只的情况下判断船只是否在海缆防护范围内；
若船只在海缆防护范围内通过动态分析船只静止或是移动；
若是处于静止情况下则可能会出现抛下船锚的情况，地面监控中心紧急发出警告，提醒船只禁止放锚；
其他情况视为安全情况。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.海缆防锚损在线监测装置，包括配重底座和螺接在配重底座上侧的防护外罩体，其特征在于：所述防护外罩体的顶部设置有微型声呐探测仪，所述配重底座位于防护外罩体内腔的表面从左至右依次设置有驱动电路板、轴承座和蓄电池，所述轴承座上纵向安装有转轴，所述转轴的顶端设置有支撑盘，所述支撑盘的上表面边缘处安装有视频监测设备，所述蓄电池通过导线分别与驱动电路板、微型声呐探测仪、视频监测设备电性连接；所述防护外罩体的侧壁连接有微型发电机构。
2.根据权利要求1所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述微型发电机构包括第一发电机构、第二发电机构和安装架，所述第一发电机构和第二发电机构均安装于所述安装架上。
3.根据权利要求2所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述安装架包括竖向主架、第一横向架、第二横向架和第三横向架，所述竖向主架的左侧通过固定支座连接所述防护外罩体的外侧，所述竖向主架的右侧上部连接有所述第一横向架，所述竖向主架的右侧中部连接有所述第二横向架，所述竖向主架的右侧下部连接有所述第三横向架，所述第一发电机构设置于所述第一横向架和第三横向架上，所述第二发电机构设置于所述第二横向架上。
4.根据权利要求3所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述第一发电机构包括第一微型发电机、传动组件、钢链、链轮、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和浮子，所述第一微型发电机安装于所述第一横向架的的上部，所述第一微型发电机连接有传动组件，所述传动组件连接有链轮，所述位于所述第一横向架的左侧，所述链轮的外轮廓上连接有钢链，所述钢链通过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮连接所述浮子。
5.根据权利要求3所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述第一横向架的右侧设有第一滑轮座，所述第一滑轮座上设有所述第一滑轮，所述第一滑轮与所述钢链相匹配，所述第三横向架的左侧设有第二滑轮座，所述第二滑轮座上设有所述第二滑轮，所述第二滑轮与所述钢链相匹配，所述第三横向架的右侧设有第三滑轮座，所述第三滑轮座上设有所述第三滑轮，所述第三滑轮与所述钢链相匹配。
6.根据权利要求2所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述第二发电机构包括第二微型发电机、上桨叶和下桨叶，所述第二微型电机固定安装于所述第二横向架上，所述第二微型发电机的上输入轴连接有上传动组件，所述上传动组件连接所述上桨叶，所述第二微型发电机的下输入轴连接有下传动组件，所述下传动组件连接下桨叶，所述防护外罩体位于第二微型发电机一侧的下部设置有穿线孔，所述蓄电池通过导线与第二微型发电机电性连接。
7.根据权利要求1所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述支撑盘的下表面边缘处均匀设置有啮合齿，所述防护外罩体的内壁上通过电机座安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有与啮合齿适配连接的驱动齿轮，所述驱动电机通过导线与蓄电池电性连接。
8.根据权利要求1所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述配重底座为不锈钢配重底座或者铝制配重底座，所述配重底座的上表面开设有环形槽，所述环形槽内嵌入有密封圈，所述配重底座通过环形槽与防护外罩体连接。
9.根据权利要求1所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述视频监测设备呈倾斜状设置，所述视频监测设备为红外线夜视视频摄像设备，且红外线夜视视频摄像设备上设置补光灯；所述视频监测设备的底部设有调节座和调节杆，所述调节座铰接设置于所述视频监测设备的中部，所述调节杆铰接设置于所述视频监测设备的末端，所述调节杆连接有调节气缸，所述调节气缸通过导线与蓄电池电连接。
10.根据权利要求1所述的海缆防锚损在线监测装置，其特征在于：所述驱动电路板上集成定位模块和通讯模块。
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