CN109577281B - 一种改良结构的海上桥梁限行装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改良结构的海上桥梁限行装置及使用方法，属于桥梁设备技术领域。本发明包括装置本体，装置本体的侧面开设有长条形的通孔一，通孔一内设有滑动杆，滑动杆上套设有滑块，滑块的左右两端均伸出通孔一的两端，滑块的左端面上水平固连有水平杆一，滑块的右端面上水平固连有水平杆二，水平杆一和水平杆二的轴线在同一直线上，水平杆一和水平杆二上均设有若干个连接绳，连接绳上设有能够浮于水面之上，并且利用波浪能进行发电的发电机构，装置本体的前端面上设有若干个红外线激光发射器，水平杆二上设有能够根据水平杆二高度位置的变化来启闭红外线激光发射器的控制装置。本发明能够根据水位的高度来控制船舶的通行，安全可靠。

Description

一种改良结构的海上桥梁限行装置及使用方法

技术领域

本发明属于桥梁设备技术领域，涉及一种改良结构的海上桥梁限行装置及使用方法。

背景技术

海上桥梁在建造时，设计有多个桥墩用于支撑桥梁主体结构，桥墩的设置需要考虑桥下船舶的通行情况，大部分桥墩由于高度问题被禁止通行，只有部分位于桥梁中部的桥墩允许通行，当船舶数量较多时，大大延长了船舶的通行时间，还有可能造成海上交通事故。

此外，由于海水存在涨潮落潮的现象，水位的高低偏差较大，允许通行的桥墩通道可能存在不能通行的情况，当水位较高时，水面到桥梁的距离较小，影响高度较大的船舶通行，当水位较低时，水面到水底的距离较小，影响吃水较大的船舶通行，因此，为了避免船舶与桥梁发生碰撞或者船舶发生搁浅，需要一种可以实时监测距离并且判断是否可以通行的装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种改良结构的海上桥梁限行装置及使用方法，能够根据水位的高度来控制船舶的通行，实用性强，安全可靠。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种改良结构的海上桥梁限行装置，包括装置本体，所述装置本体的横截面呈矩形，所述装置本体的侧面开设有长条形的通孔一，所述通孔一内设有滑动杆，所述滑动杆的长度方向与装置本体的长度方向一致，所述滑动杆上套设有滑块，所述滑块的左右两端均伸出通孔一的两端，所述滑块的左端面上水平固连有水平杆一，所述滑块的右端面上水平固连有水平杆二，所述水平杆一和水平杆二的轴线在同一直线上，所述水平杆一和水平杆二上均设有若干个连接绳，所述连接绳上设有能够浮于水面之上，并且利用波浪能进行发电的发电机构，所述装置本体的前端面上设有若干个红外线激光发射器，所述装置本体内设有能够根据水平杆二到水底的距离和水平杆二到桥梁的距离来启闭红外线激光发射器的控制装置。

装置本体通过底座竖直安装在桥墩上，使装置本体的长度方向与桥墩的长度方向一致，使装置本体上的红外线激光发射器正对相邻的桥墩，所述发电装置能够随着水位的升降而上下浮动，还能利用波浪能进行发电，绿色环保；此外，发电装置通过连接绳带动水平杆一和水平杆二上下移动，当水平杆二到水底的距离加上连接绳的长度小于允许通行船舶的最大吃水深度时，启动红外线激光发射器，当水平杆二到桥梁的距离减去连接绳的长度小于允许通行船舶的最大高度时，启动红外线激光发射器，红外线激光发射器射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒过往船舶绕道通行。

在上述的一种改良结构的海上桥梁限行装置中，所述控制装置包括距离传感器一和距离传感器二，所述距离传感器一垂直设置在水平杆二的上侧面上，所述距离传感器二垂直设置在水平杆二的下侧面上，所述装置本体内设有设备腔，所述设备腔内设有控制器，所述距离传感器一、距离传感器二通过控制器与红外线激光发射器电连接。

所述距离传感器一能够监测水平杆二到桥梁的距离，当该距离减去连接绳的长度小于允许通行船舶的最大高度时，距离传感器一发送信号给控制器，控制器启动红外线激光发射器，所述距离传感器二能够监测水平杆二到水底的距离，当水平杆二到水底的距离加上连接绳的长度小于允许通行船舶的最大吃水深度时，距离传感器二发送信号给控制器，控制器启动红外线激光发射器，所述距离传感器一和距离传感器二可以实时监测水平杆二到桥梁和水平杆二到水底的距离，根据这两个距离的大小来控制红外线激光发射器的启闭，简单高效。

在上述的一种改良结构的海上桥梁限行装置中，所述发电机构包括浮球、转环一、转环二、发电机一、发电机二和发电机三，所述浮球连接在连接绳的自由端，所述浮球内设有空腔，所述转环一通过转轴一和转轴二转动设置在空腔内，所述发电机一通过底座一固设在空腔内，所述转轴二与发电机一传动连接，所述转环二通过转轴三和转轴四转动设置在转环一的内侧，所述发电机二通过底座二固设在转环一的内侧，所述转轴四与发电机二传动连接，所述转环二内侧转动设置有转轴五，所述发电机三通过底座三固设在转环二的内侧，所述转轴五与发电机三传动连接，所述转轴五的中部通过连杆连接有重块。

浮球在波浪的作用下发生转动，带动空腔内的转环一绕着转轴一和转轴二转动，转轴二带动发电机一进行发电，带动空腔内的转环二绕着转轴三和转轴四转动，转轴四带动发电机二进行发电，由于转轴五上通过连杆连接有重块，由于重块始终保持竖直向下状态，当转环二发生转动时，带动发电机三进行发电，绿色环保。

在上述的一种改良结构的海上桥梁限行装置中，所述设备腔内还设有蓄电池，所述发电机一、发电机二和发电机三均与蓄电池电连接。

将发电机一、发电机二和发电机三产生的电能储存在蓄电池内，提供给红外线激光发射器使用，不需要外部供电，安全可靠。

在上述的一种改良结构的海上桥梁限行装置中，所述浮球的外侧设有永磁铁层。

浮球在波浪的作用下朝不同方向的运动，当两个浮球相互靠近时，由于浮球外侧均设有永磁铁层，且磁极相同，产生排斥力，使两个浮球相互远离，防止两个浮球的连接绳缠绕在一起，影响水平杆一和水平杆二的升降；此外，两个浮球之间产生的排斥力可以增加浮球的转动次数，提高发电机构的发电量。

在上述的一种改良结构的海上桥梁限行装置中，所述装置本体上设有雷达探测器和声光警报器，所述雷达探测器、声光警报器均通过控制器与蓄电池电连接。

所述雷达探测器可以探测桥梁附近的船舶位置，当船舶与桥墩之间的距离逐渐减小且小于设定值时，雷达探测器发送信号给控制器，控制器启动声光警报器，发出警报提醒过往船舶绕道通行，避免船舶驶入这个桥墩通道，与桥梁结构发生碰撞或者造成船舶搁浅事故。

一种改良结构的海上桥梁限行装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将装置本体竖直安装在海上桥梁的桥墩上，使装置本体上的红外线激光发射器指向相邻的一个桥墩，水平杆一和水平杆二的轴线方向与船舶通行的方向一致；

2)、若干个浮球均浮于水面之上，水平杆二上侧面的距离传感器一开始监测水平杆二到桥梁的距离，水平杆二下侧面的距离传感器二开始监测水平杆二到水底的距离；

3)、当距离传感器一监测的距离减去连接绳的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大高度时，距离传感器一将信号发送给控制器，控制器启动红外线激光发射器，射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒船舶绕道通行；

4)、当距离传感器二监测的距离加上连接绳的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大吃水深度时，距离传感器二将信号发送给控制器，控制器启动红外线激光发射器，射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒船舶绕道通行；

5)、当红外线激光发射器没有被启动时，此时水位高度符合船舶通行的条件，保证船舶可以正常通行于这两个桥墩之间。

本限行装置适用于不同的桥梁，将装置本体设置在桥墩上，连接绳上的浮球可以带动水平杆一和水平杆二上下移动，水平杆二上的距离传感器一和距离传感器二跟着上下移动，根据水位的变化实时监测水平杆二到桥梁和水平杆二到水底的距离，将监测到的距离与该桥墩通道允许通行船舶的设定值进行比较，当距离在允许通行的范围内，控制器不启动红外线激光发射器，当距离在不允许通行的范围内，控制器启动红外线激光发射器，射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒过往船舶绕道通行，简单实用，安全可靠。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、限行装置通过底座竖直安装在桥墩上，使装置本体上的红外线激光发射器正对相邻的桥墩，水平杆一和水平杆二的轴线方向与船舶通行的方向一致，所述水平杆一和水平杆二上通过连接绳设有若干个浮球，所述浮球能够带动水平杆一和水平杆二随着水位的升降而上下移动，同时浮球在波浪的作用下，朝不同方向的转动，带动空腔内的转环一和转环二转动，带动发电机一、发电机二和发电机三进行发电，将波浪能转化为电能，节能环保；

2、由于海水存在涨潮落潮的现象，水位的高度会发生较大的变化，当水位较低时，距离传感器二监测到水平杆二到水底的距离加上连接绳的长度小于桥梁允许通行船舶的最大吃水深度，距离传感器二发出信号给控制器，控制器启动红外线激光发射器，射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒船舶绕道通行；同理，当水位较高时，距离传感器一监测到水平杆二到桥梁的距离减去连接绳的长度小于桥梁允许通行船舶的最大高度，距离传感器一发出信号给控制器，控制器启动红外线激光发射器，射出的激光打在相邻的桥墩上，提醒船舶绕道通行；当红外线激光发射器没有被启动时，说明目前水位满足桥梁允许通行船舶的要求，船舶可以正常通过这个桥墩通道，简单实用；

3、将发电机一、发电机二和发电机三产生的电能储存在蓄电池内，提供给红外线激光发射器使用，不需要外部供电，安全可靠。

附图说明

图1是本改良结构的海上桥梁限行装置的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图2中B-B处的剖视图；

图4是图2中C处的局部放大图；

图5是浮球的结构示意图；

图6是本发明用于桥墩上的结构示意图。

图中，1、装置本体；1a、通孔一；1b、滑动杆；1c、底座；2、滑块；2a、通孔二；3、水平杆一；4、水平杆二；4a、距离传感器一；4b、距离传感器二；5、连接绳；6、浮球；6a、空腔；6b、永磁铁层；7、转环一；7a、发电机一；7b、转轴一；7c、转轴二；8、转环二；8a、发电机二；8b、转轴三；8c、转轴四；8d、转轴五；8e、发电机三；9、重块；9a、连杆；10、红外线激光发射器；11、设备腔；11a、蓄电池；11b、控制器；12、声光警报器；13、雷达探测器；14、桥墩。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参考图1至6，一种改良结构的海上桥梁限行装置，包括装置本体1，所述装置本体1的横截面呈矩形，所述装置本体1的侧面开设有长条形的通孔一1a，所述通孔一1a内设有滑动杆1b，所述滑动杆1b的长度方向与装置本体1的长度方向一致，所述滑动杆1b上套设有滑块2，所述滑块2的左右两端均伸出通孔一1a的两端，所述滑块2的左端面上水平固连有水平杆一3，所述滑块2的右端面上水平固连有水平杆二4，所述水平杆一3和水平杆二4的轴线在同一直线上，所述水平杆一3和水平杆二4上均设有若干个连接绳5，所述连接绳5上设有能够浮于水面之上，并且利用波浪能进行发电的发电机构，所述装置本体1的前端面上设有若干个红外线激光发射器10，所述装置本体1内设有能够根据水平杆二4到水底的距离和水平杆二4到桥梁的距离来启闭红外线激光发射器10的控制装置。

装置本体1通过底座1c竖直安装在桥墩14上，使装置本体1的长度方向与桥墩14的长度方向一致，使装置本体1上的红外线激光发射器10正对相邻的桥墩14，所述发电装置能够随着水位的升降而上下浮动，还能利用波浪能进行发电，绿色环保；此外，发电装置通过连接绳5带动水平杆一3和水平杆二4上下移动，当水平杆二4到水底的距离加上连接绳5的长度小于允许通行船舶的最大吃水深度时，启动红外线激光发射器10，当水平杆二4到桥梁的距离减去连接绳5的长度小于允许通行船舶的最大高度时，启动红外线激光发射器10，红外线激光发射器10射出的激光打在相邻的桥墩14上，提醒过往船舶绕道通行。

具体来说，所述控制装置包括距离传感器一4a和距离传感器二4b，所述距离传感器一4a垂直设置在水平杆二4的上侧面上，所述距离传感器二4b垂直设置在水平杆二4的下侧面上，所述装置本体1内设有设备腔11，所述设备腔11内设有控制器11b，所述距离传感器一4a、距离传感器二4b通过控制器11b与红外线激光发射器10电连接。

所述距离传感器一4a能够监测水平杆二4到桥梁的距离，当该距离减去连接绳5的长度小于允许通行船舶的最大高度时，距离传感器一4a发送信号给控制器12，控制器12启动红外线激光发射器10，所述距离传感器二4b能够监测水平杆二4到水底的距离，当水平杆二4到水底的距离加上连接绳5的长度小于允许通行船舶的最大吃水深度时，距离传感器二4b发送信号给控制器11b，控制器11b启动红外线激光发射器10，所述距离传感器一4a和距离传感器二4b可以实时监测水平杆二4到桥梁和水平杆二4到水底的距离，根据这两个距离的大小来控制红外线激光发射器10的启闭，简单高效。

具体来说，所述发电机构包括浮球6、转环一7、转环二8、发电机一7a、发电机二8a和发电机三8e，所述浮球6连接在连接绳5的自由端，所述浮球6内设有空腔6a，所述转环一7通过转轴一7b和转轴二7c转动设置在空腔6a内，所述发电机一7a通过底座一固设在空腔6a内，所述转轴二7c的一端与发电机一7a的输入轴固连，所述转环二8通过转轴三8b和转轴四8c转动设置在转环一7的内侧，所述发电机二8a通过底座二固设在转环一7的内侧，所述转轴四8c的一端与发电机二8a的输入轴固连，所述转环二8内侧转动设置有转轴五8d，所述发电机三8e通过底座三固设在转环二8的内侧，所述转轴五8d的一端与发电机三8e的输入轴固连，所述转轴五8d的中部通过连杆9a连接有重块9。

浮球6在波浪的作用下发生转动，带动空腔6a内的转环一7绕着转轴一7b和转轴二7c转动，转轴二7c带动发电机一7a进行发电，带动空腔6a内的转环二8绕着转轴三8b和转轴四8c转动，转轴四8c带动发电机二8a进行发电，由于转轴五8d上通过连杆9a连接有重块9，由于重块9始终保持竖直向下状态，当转环二8发生转动时，带动发电机三8e进行发电，绿色环保。

具体来说，所述设备腔11内还设有蓄电池11a，所述发电机一7a、发电机二8a和发电机三8e均与蓄电池11a电连接。

将发电机一7a、发电机二8a和发电机三8e产生的电能储存在蓄电池11a内，提供给红外线激光发射器10使用，不需要外部供电，安全可靠。

具体来说，所述浮球6的外侧设有永磁铁层6b。浮球6在波浪的作用下朝不同方向的运动，当两个浮球6相互靠近时，由于浮球6外侧均设有永磁铁层6b，且磁极相同，产生排斥力，使两个浮球6相互远离，防止两个浮球6的连接绳5缠绕在一起，影响水平杆一3和水平杆二4的升降；此外，两个浮球6之间产生的排斥力可以增加浮球6的转动次数，提高发电机构的发电量。

具体来说，所述装置本体1上设有雷达探测器13和声光警报器12，所述雷达探测器13、声光警报器12均通过控制器11b与蓄电池11a电连接。

所述雷达探测器13可以探测桥梁附近的船舶位置，当船舶与桥墩14之间的距离逐渐减小且小于设定值时，雷达探测器13发送信号给控制器11b，控制器11b启动声光警报器12，发出警报提醒过往船舶绕道通行，避免船舶驶入这个桥墩14通道，与桥梁结构发生碰撞或者造成船舶搁浅事故。

一种改良结构的海上桥梁限行装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、装置本体1通过底座1c竖直安装在海上桥梁的桥墩14上，使装置本体1上的红外线激光发射器10正对相邻的一个桥墩14，水平杆一3和水平杆二4的轴线方向与船舶通行的方向一致；

2)、若干个浮球6均浮于水面之上，水平杆二4上侧面的距离传感器一4a开始监测水平杆二4到桥梁的距离，水平杆二4下侧面的距离传感器二4b开始监测水平杆二4到水底的距离；

3)、当距离传感器一4a监测的距离减去连接绳5的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大高度时，距离传感器一4a将信号发送给控制器11b，控制器11b启动红外线激光发射器10，射出的激光打在相邻的桥墩14上，提醒船舶绕道通行；

4)、当距离传感器二4b监测的距离加上连接绳5的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大吃水深度时，距离传感器二4b将信号发送给控制器11b，控制器11b启动红外线激光发射器10，射出的激光打在相邻的桥墩14上，提醒船舶绕道通行；

5)、当红外线激光发射器10没有被启动时，此时水位高度符合船舶通行的条件，保证船舶可以正常通行于这两个桥墩14之间。

本限行装置适用于不同的桥梁，将装置本体1设置在桥墩14上，连接绳5上的浮球6可以带动水平杆一3和水平杆二4上下移动，水平杆二4上的距离传感器一4a和距离传感器二4b跟着上下移动，根据水位的变化实时监测水平杆二4到桥梁和水平杆二4到水底的距离，将监测到的距离与该桥墩14通道允许通行船舶的设定值进行比较，当距离在允许通行的范围内，控制器11b不启动红外线激光发射器10，当距离在不允许通行的范围内，控制器11b启动红外线激光发射器10，射出的激光打在相邻的桥墩14上，提醒过往船舶绕道通行，简单实用，安全可靠。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种修改、补充或采用类似的方法替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种改良结构的海上桥梁限行装置，包括装置本体(1)，其特征在于，所述装置本体(1)的横截面呈矩形，所述装置本体(1)的侧面开设有长条形的通孔一(1a)，所述通孔一(1a)内设有滑动杆(1b)，所述滑动杆(1b)的长度方向与装置本体(1)的长度方向一致，所述滑动杆(1b)上套设有滑块(2)，所述滑块(2)的左右两端均伸出通孔一(1a)的两端，所述滑块(2)的左端面上水平固连有水平杆一(3)，所述滑块(2)的右端面上水平固连有水平杆二(4)，所述水平杆一(3)和水平杆二(4)的轴线在同一直线上，所述水平杆一(3)和水平杆二(4)上均设有若干个连接绳(5)，所述连接绳(5)上设有能够浮于水面之上，并且利用波浪能进行发电的发电机构，所述装置本体(1)的前端面上设有若干个红外线激光发射器(10)，所述装置本体(1)内设有能够根据水平杆二(4)到水底的距离和水平杆二(4)到桥梁的距离来启闭红外线激光发射器(10)的控制装置；

所述控制装置包括距离传感器一(4a)和距离传感器二(4b)，所述距离传感器一(4a)垂直设置在水平杆二(4)的上侧面上，所述距离传感器二(4b)垂直设置在水平杆二(4)的下侧面上，所述装置本体(1)内设有设备腔(11)，所述设备腔(11)内设有控制器(11b)，所述距离传感器一(4a)、距离传感器二(4b)通过控制器(11b)与红外线激光发射器(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种改良结构的海上桥梁限行装置，其特征在于，所述发电机构包括浮球(6)、转环一(7)、转环二(8)、发电机一(7a)、发电机二(8a)和发电机三(8e)，所述浮球(6)连接在连接绳(5)的自由端，所述浮球(6)内设有空腔(6a)，所述转环一(7)通过转轴一(7b)和转轴二(7c)转动设置在空腔(6a)内，所述发电机一(7a)通过底座一固设在空腔(6a)内，所述转轴二(7c)与发电机一(7a)传动连接，所述转环二(8)通过转轴三(8b)和转轴四(8c)转动设置在转环一(7)的内侧，所述发电机二(8a)通过底座二固设在转环一(7)的内侧，所述转轴四(8c)与发电机二(8a)传动连接，所述转环二(8)内侧转动设置有转轴五(8d)，所述发电机三(8e)通过底座三固设在转环二(8)的内侧，所述转轴五(8d)与发电机三(8e)传动连接，所述转轴五(8d)的中部通过连杆(9a)连接有重块(9)。

3.根据权利要求2所述的一种改良结构的海上桥梁限行装置，其特征在于，所述设备腔(11)内还设有蓄电池(11a)，所述发电机一(7a)、发电机二(8a)和发电机三(8e)均与蓄电池(11a)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种改良结构的海上桥梁限行装置，其特征在于，所述浮球(6)的外侧设有永磁铁层(6b)。

5.根据权利要求4所述的一种改良结构的海上桥梁限行装置，其特征在于，所述装置本体(1)上设有雷达探测器(13)和声光警报器(12)，所述雷达探测器(13)、声光警报器(12)均通过控制器(11b)与蓄电池(11a)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种改良结构的海上桥梁限行装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将装置本体(1)竖直安装在海上桥梁的桥墩(14)上，使装置本体(1)上的红外线激光发射器(10)指向相邻的一个桥墩(14)，水平杆一(3)和水平杆二(4)的轴线方向与船舶通行的方向一致；

2)、若干个浮球(6)均浮于水面之上，水平杆二(4)上侧面的距离传感器一(4a)开始监测水平杆二(4)到桥梁的距离，水平杆二(4)下侧面的距离传感器二(4b)开始监测水平杆二(4)到水底的距离；

3)、当距离传感器一(4a)监测的距离减去连接绳(5)的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大高度时，距离传感器一(4a)将信号发送给控制器(11b)，控制器(11b)启动红外线激光发射器(10)，射出的激光打在相邻的桥墩(14)上，提醒船舶绕道通行；

4)、当距离传感器二(4b)监测的距离加上连接绳(5)的长度小于该桥梁需要通行船舶的最大吃水深度时，距离传感器二(4b)将信号发送给控制器(11b)，控制器(11b)启动红外线激光发射器(10)，射出的激光打在相邻的桥墩(14)上，提醒船舶绕道通行；

5)、当红外线激光发射器(10)没有被启动时，此时水位高度符合船舶通行的条件，保证船舶可以正常通行于这两个桥墩(14)之间。

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