CN112550657B - 一种系留气球一体化综合运行保障平台及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于系留气球系统运行保障平台技术领域，尤其涉及一种系留气球一体化综合运行保障平台及其使用方法。保障平台包括钢结构平台(1)、锚泊装置(2)、升空回收装置(3)、防滑板(4)、轨道(5)、供配电设备(6)、氦气保障设备(7)、地面监控中心(8)、平台锚泊索具(9)、机械索具(10)、球体共形保护装置(100)、辅助锚泊装置(200)。本发明的系留气球一体化综合运行保障平台针对海洋岛礁的台风气候，采用导流半包围设计结构，有效提高了平台的环境适应性，且系统结构形式紧凑，占地面积小；通过多点布局，将解决我国面积广大的海洋专属经济区宽带通信覆盖问题。

Description

一种系留气球一体化综合运行保障平台及其使用方法

技术领域

本发明属于系留气球系统运行保障平台技术领域，尤其涉及一种系留气球一体化综合运行保障平台及其使用方法。

背景技术

我国目前广泛应用的海洋通信系统主要包括海上无线通信、海洋卫星通信和岸基移动通信，其共同构成一个基本实现海洋全覆盖的通信网络，该系统能够保障近海、远海和远洋船舶的日常通信，由于这些通信系统制式不兼容，通信带宽不统一、覆盖范围存在盲区；无线电通信受气候和海洋环境影响大可靠性不高，且窄带通信无法提供高速数据业务，通信卫星应用成本高，且受带宽限制，越来越难以满足目前物联网发展趋势。

我国内陆公共移动通信系统健全，已建成世界上最大的蜂窝通信系统，作为海上无线通信和卫星通信的补充，在近海区域，岸基移动通信系统起到了关键的作用，4G网络成为目前的主流移动通信网络，为港口、码头、航道管理、海上救援等提供了可靠的通信保障。

系留气球作为一款低成本浮空器，可携带通信基站升至500米高空，为20000平方公里的区域提供稳定的4G/5G信号。但受环境限制，常规的系留气球系统难以在远海岛礁应用，本发明针对典型海岛的台风、高温、高湿、高盐雾的气候环境特征，建立一体化系留气球保障平台，将岸基移动通信网络的覆盖范围向海洋深入推进。

发明内容

本发明的目的是：针对于海洋岛礁环境，设计一种低成本、结构紧凑的系留气球一体化综合运行保障平台，提高了系留气球平台的环境适应性，为拓展新型海洋通信系统奠定了基础。

本发明的技术方案：为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，一种系留气球一体化综合运行保障平台，用于系留气球11的地面锚泊，其特征在于，包括钢结构平台1、锚泊装置2、升空回收装置3、防滑板4、轨道5、供配电设备6、氦气保障设备7、地面监控中心8、平台锚泊索具9、机械索具10、球体共形保护装置100、辅助锚泊装置200；

所述钢结构平台1底部固定安装于地面上，整体呈半封闭式楔形台结构，通过楔形表面可以引导吹向系留气球的风，以扰动系留气球附近的风场，能够减小强风、尤其是台风对球体的影响；其顶部及所述系留气球11地面锚泊时进入一侧呈开放式开口，从而形成U形豁口空间；

所述锚泊装置2包括安装于所述钢结构平台1内左右两侧的多台辅助绞车一，多台所述辅助绞车一的数量及安装位置根据所述平台锚泊索具9与所述系留气球11连接处系留点位置确定；用以与所述系留气球11相连的所述平台锚泊索具9的收放、固定；从而实现对所述系留气球11的精确移动、定位进行控制，辅助所述系留气球11的放飞、回收以及地面锚泊；

所述升空回收装置3安装于所述钢结构平台1的U形豁口空间内的地面上，包括储缆绞车、张力释放装置、导向滑轮一，所述储缆绞车用于对与所述系留气球11相连的系留缆绳进行储存，所述张力释放装置与所述导向滑轮一配合实现系留缆绳的收放和制动控制，从而实现所述系留气球11的升空、回收、空中系留；

所述供配电设备6设置于所述钢结构平台1内，包括发电机组、进排风系统、控制系统，用于在无市电情况时，为保障平台全系统提供稳定电能；

所述氦气保障设备7设置于所述钢结构平台1内，用于为所述系留气球11提供气源以及回收所述系留气球11内的气体；包括氦气储存设备、氦气回收模块，当台风来临时或系留气球系统撤收时，氦气回收单元将球体内的氦气回收至氦气储存单元，以规避台风对球体造成的破坏，提高氦气利用率；氦气储存设备主要用于暂存氦气，同时也作为球体首次充气和日常补气的气源；

所述地面监控中心8设置于所述钢结构平台1内，用于实现对相关设备进行监控和操作；

所述球体共形保护装置100安装于所述钢结构平台1的U形豁口空间开口处地面上，用于在所述系留气球11球体承受垂直突风时，对球体进行支撑保护；同时所述球体共形保护装置100可沿垂直于地面的方向上下移动，从而带动所述系留气球11上下移动，避免所述系留气球11进出所述钢结构平台1时的阻碍；

所述轨道5设置于地面上，从所述钢结构平台1外部沿所述钢结构平台1的中心轴线延伸至所述钢结构平台1的U形豁口空间内；所述辅助锚泊装置200用于在所述钢结构平台1外部对所述系留气球11进行临时锚泊固定，并且可沿所述轨道5滑动，将所述系留气球11运输至所述钢结构平台1的U形豁口空间内，同时还可作为所述系留气球11近地升降的控制装置；

所述平台锚泊索具9一端与所述系留气球11相连，另一端与所述锚泊装置2相连；

所述机械索具10一端与所述系留气球11相连，另一端与所述辅助锚泊装置200相连；

所述钢结构平台1内中段部以及其顶部设置有维护通道，所述维护通道上铺设有防滑板4，便于人员对系留气球的收放操作及日常维护。

在一个可能的实施例中，所述球体共形保护装置100包括轻质弹性缓冲体101、升降机构102；所述轻质弹性缓冲体101上端面具有内凹，内凹形状与所述系留气球11的球体外形共形，可实现与所述系留气球11的贴合；所述轻质弹性缓冲体101下端面左右对称位置分别安装有所述升降机构102，可控制轻质弹性缓冲体101的垂直升降。

在一个可能的实施例中，所述辅助锚泊装置200包括头锥锁201、系留塔202、平台底板203、行走机构204、导向滑轮二205、系留支臂206、辅助绞车二207；

所述系留塔202可拆卸连接于所述平台底板203远离所述钢结构平台1一端的上端面，所述头锥锁201水平固定于所述系留塔202顶端，用于锚泊固定所述系留气球11球体头部；所述行走机构204通过螺栓固定于所述平台底板203下端面，并通过电机驱动与所述轨道5滑动配合；所述辅助绞车二207固定连接于所述平台底板203靠近所述钢结构平台1一端的上端面，包括左右对称设置的左辅助绞车、右辅助绞车；所述系留支臂206左右对称设置于所述平台底板203靠近所述钢结构平台1一端两侧，与所述平台底板203相对转动连接；所述机械索具10一端与所述辅助绞车二207相连，另一端先绕经所述系留支臂206，然后与所述系留气球11相连；所述导向滑轮二205可拆卸连接于所述平台底板203上端面中心轴线上，系留缆绳绕经所述导向滑轮二205，通过所述导向滑轮二205以实现系留缆绳的导向与定位。

在一个可能的实施例中，所述钢结构平台1由型钢焊接而成的三角形钢构等距离直立式堆码而成，其表面还铺设有蒙板，从而保证整个钢结构平台的外部流线完整，避免钢结构件对风场的阻挡作用而产生涡流。

优选地，所述钢结构平台1的左右两侧与前后两侧之间的四个过渡转角位置均通过1/4锥台钢构连接。

当保障平台进行远距离运输时，为了缩减装置存放空间，可将所述系留塔202进行拆除并倒伏在平台底板203上，所述左右系留支臂206可折叠至平台底板203下部。

根据本发明的第二方面，提供一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，采用上述一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于：

在所述系留气球11充气及临时辅助地面锚泊过程中，通过所述钢结构平台1上的氦气保障设备7对所述系留气球11充气，并利用所述辅助锚泊装置200与所述机械索具10配合对所述系留气球11进行临时辅助地面锚泊；

在所述系留气球11进一步进入所述钢结构平台1进行地面锚泊的过程中，首先通过所述辅助锚泊装置200沿所述轨道5将所述系留气球11运输进入所述钢结构平台1内，然后通过所述辅助锚泊装置200、所述球体共形保护装置100、所述锚泊装置2、所述平台锚泊索具9相互配合进行地面锚泊；

在所述系留气球11升空、空中系留、回收过程中，根据风速选择两种使用模式，当风速超过所述钢结构平台1内部升降使用风速条件时，所述系留气球11采用在所述钢结构平台1外部起降；当风速较小或无风环境时，所述系留气球11先进入到所述钢结构平台1，采用在所述钢结构平台1内部直接起降。

优选地，所述钢结构平台1内部升降使用风速条件为风速不超过5m/s。

在一个可能的实施例中，在所述系留气球11充气及临时辅助地面锚泊过程中，首先，在保障平台外地面展开所述系留气球11的球体，并将所述系留气球11与所述升空回收装置3、所述氦气保障设备7、所述平台锚泊索具9、所述机械索具10分别连接；通过氦气保障设备7对所述系留气球11进行充气，当充气到所述系留气球11刚离开地面腾空时，将所述系留气球11向所述辅助锚泊装置200方向移动，驱动所述辅助绞车二207牵引所述系留气球11至所述辅助锚泊装置200上方，将所述系留气球11的球体头部锁紧固定于所述头锥锁201内，并通过所述辅助绞车二207卷收机械索具10，同时对所述系留气球11继续充气直至充气完成，使所述辅助绞车二207持续回收机械索具10并保持张紧，完成所述系留气球11的平台外临时辅助地面锚泊。

在一个可能的实施例中，在所述系留气球11进一步进入所述钢结构平台1进行地面锚泊的过程中，首先，启动所述行走机构204，带动所述系留气球11沿所述轨道5移动，将所述系留气球11向靠近所述钢结构平台1方向运输；启动所述升空回收装置3将系留缆绳进行同步回收，同时将所述球体共形保护装置100的升降机构102下降一定高度，以方便所述系留气球11进入钢结构平台1内；

当所述系留气球11进入所述钢结构平台1后，打开所述头锥锁201将所述系留气球11头部系留松开，并将所述系留气球11上的所述平台锚泊索具9与所述锚泊装置2连接，并启动所述锚泊装置2回收所述平台锚泊索具9，直到所述机械索具10松弛，将所述导向滑轮二205从辅助锚泊装置200上拆除，并将所述导向滑轮二205固定于所述钢结构平台1的中心轴线地面上，操作所述辅助锚泊装置200上的辅助绞车二207将所述机械索具10释放，并启动所述行走机构204将所述辅助锚泊装置200移出所述钢结构平台1外；

将所述球体共形保护装置100的升降机构102升高使得所述轻质弹性缓冲体101与所述系留气球11的球体贴合，从而完成所述系留气球11的地面锚泊。

在一个可能的实施例中，采用在所述钢结构平台1内部直接起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，通过所述锚泊装置2释放所述平台锚泊索具9，使所述系留气球11上升；当所述系留气球11上升至距离所述钢结构平台1顶部10m～15m高度后，将锚泊装置2所有辅助绞车上的平台锚泊索具9全部放出，然后通过升空回收装置3释放系留缆绳，使系留气球11继续上升；

空中系留时，所述升空回收装置3对系留缆绳进行制动，使系留气球11稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过所述升空回收装置3卷收系留缆绳，使系留气球11下降；在系留气球11回收至距所述钢结构平台1顶部10m～15m后，将所述锚泊装置2与所述系留气球11上的平台锚泊索具9连接，通过锚泊装置2使系留气球11继续下降，直至球体腹部与所述轻质弹性缓冲体101贴合，并将锚泊装置2制动，实现钢结构平台锚泊。

在一个可能的实施例中，采用在所述钢结构平台1外部起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，解除所述系留气球11球体头部与所述头锥锁201的连接，通过所述辅助绞车二207释放机械索具10，使球体上升；系留气球11上升至距辅助锚泊装置200上方10m～15m后，通过升空回收装置3释放系留缆绳，使系留气球11继续上升；

空中系留时，通过所述升空回收装置3对系留缆绳进行制动，使系留气球11稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过升空回收装置3卷收系留缆绳，使系留气球11下降；在系留气球11回收至距辅助锚泊装置200上方10m～15m后，将所述辅助绞车二207与所述机械索具10连接，并通过所述辅助绞车二207卷收机械索具10，使系留气球11继续下降，将所述系留气球11球体头部锁进所述头锥锁201内，实现在所述钢结构平台1外部的临时辅助地面锚泊。

本发明的有益效果：本发明的系留气球一体化综合运行保障平台针对海洋岛礁的台风气候，采用导流半包围设计结构，提高了平台的环境适应性，且系统结构形式紧凑，占地面积小；

相比岸基移动通信基站铁塔式，系留气球搭载基站的覆盖面积是常规岸基或者近海岛礁基站的5倍以上，针对我国海岸线长，海岛随机分布的，岛礁基站存在信号盲区、海岛基站信号回传链路不连续的问题，通过多点布局，可实现将网络信号延伸至远海数百海里，将解决我国面积广大的海洋专属经济区宽带通信覆盖，应用于海洋环境监测和生态保护、交通感知、灾情监控、应急救援、缉私以及个人终端互联网接入等，是海洋保护与开发并举、国防安全的利器；

另外，本发明还将对拓展浮空器应用空间和领域、促进行业发展、带动复合材料及航空电子等相关产业的发展起到积极强大的推动作用。

附图说明

图1是本发明一种系留气球一体化综合运行保障平台结构示意图

图2A是本发明中球体共形保护装置100的结构示意图

图2B是本发明中球体共形保护装置100的局部放大图

图3是本发明中辅助锚泊装置200的结构示意图

图4是本发明实施例1中系留气球11在所述钢结构平台1内部直接起降的状态示意图

图5是本发明实施例2中系留气球11在所述钢结构平台1外部起降的状态示意图

图6是本发明实施例2中系留气球11在所述钢结构平台1外部起降的空中系留作业、及回收状态示意图

其中：

1-钢结构平台；2-锚泊装置；3-升空回收装置；4-防滑板；5-轨道；6-供配电设备；7-氦气保障设备；8-地面监控中心；9-平台锚泊索具；10-机械索具；11-系留气球；100-球体共形保护装置，101-轻质弹性缓冲体，102-升降机构；200-辅助锚泊装置，201-头锥锁，202-系留塔，203-平台底板，204-行走机构，205-导向滑轮二，206-系留支臂，207-辅助绞车二

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”，“上”，“下”，“左”，“右”，“竖直”，“水平”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”，“第二”，“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”，“相连”，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种系留气球一体化综合运行保障平台，用于系留气球11的地面锚泊，其特征在于，包括钢结构平台1、锚泊装置2、升空回收装置3、防滑板4、轨道5、供配电设备6、氦气保障设备7、地面监控中心8、平台锚泊索具9、机械索具10、球体共形保护装置100、辅助锚泊装置200；

所述钢结构平台1底部固定安装于地面上，整体呈半封闭式楔形台结构，通过楔形表面可以引导吹向系留气球的风，以扰动系留气球附近的风场，能够减小强风、尤其是台风对球体的影响；其顶部及所述系留气球11地面锚泊时进入一侧呈开放式开口，从而形成U形豁口空间；

所述锚泊装置2包括安装于所述钢结构平台1内中段部左右两侧的6台辅助绞车，所述6台辅助绞车的数量及安装位置根据所述平台锚泊索具9与所述系留气球11连接处系留点位置确定；用以与所述系留气球11相连的所述平台锚泊索具9的收放、固定；从而实现对所述系留气球11的精确移动、定位进行控制，辅助所述系留气球11的放飞、回收以及地面锚泊；

所述升空回收装置3安装于所述钢结构平台1的U形豁口空间内的地面上，包括储缆绞车、张力释放装置、导向滑轮，所述储缆绞车用于对与所述系留气球11相连的系留缆绳进行储存，所述张力释放装置与所述导向滑轮配合实现系留缆绳的收放和制动控制，从而实现所述系留气球11的升空、回收、空中系留；

所述供配电设备6设置于所述钢结构平台1内，包括发电机组、进排风系统、控制系统，用于在无市电情况时，为保障平台全系统提供稳定电能；

所述氦气保障设备7设置于所述钢结构平台1内，用于为所述系留气球11提供气源以及回收所述系留气球11内的气体；

所述地面监控中心8设置于所述钢结构平台1内，用于实现对相关设备进行监控和操作；

所述球体共形保护装置100安装于所述钢结构平台1的U形豁口空间开口处地面上，用于在所述系留气球11球体承受垂直突风时，对球体进行支撑保护；同时所述球体共形保护装置100可沿垂直于地面的方向上下移动，从而带动所述系留气球11上下移动，避免所述系留气球11进出所述钢结构平台1时的阻碍；

所述轨道5设置于地面上，从所述钢结构平台1外部沿所述钢结构平台1的中心轴线延伸至所述钢结构平台1的U形豁口空间内；所述辅助锚泊装置200用于在所述钢结构平台1外部对所述系留气球11进行临时锚泊固定，并且可沿所述轨道5滑动，将所述系留气球11运输至所述钢结构平台1的U形豁口空间内，同时还可作为所述系留气球11近地升降的控制装置；

所述平台锚泊索具9一端与所述系留气球11相连，另一端与所述锚泊装置2相连；

所述机械索具10一端与所述系留气球11相连，另一端与所述辅助锚泊装置200相连；

所述钢结构平台1内中段部以及其顶部设置有维护通道，所述维护通道上铺设有防滑板4，便于人员对系留气球的收放操作及日常维护；

如图2A、2B所示，所述球体共形保护装置100包括轻质弹性缓冲体101、升降机构102；所述轻质弹性缓冲体101上端面具有内凹，内凹形状与所述系留气球11的球体外形共形，可实现与所述系留气球11的贴合；所述轻质弹性缓冲体101下端面左右对称位置分别安装有所述升降机构102，可控制轻质弹性缓冲体101的垂直升降；

如图3所示，所述辅助锚泊装置200包括头锥锁201、系留塔202、平台底板203、行走机构204、导向滑轮二205、系留支臂206、辅助绞车二207；

所述系留塔202可拆卸连接于所述平台底板203远离所述钢结构平台1一端的上端面，所述头锥锁201水平固定于所述系留塔202顶端，用于锚泊固定所述系留气球11球体头部；所述行走机构204通过螺栓固定于所述平台底板203下端面，并通过电机驱动与所述轨道5滑动配合；所述辅助绞车二207固定连接于所述平台底板203靠近所述钢结构平台1一端的上端面，包括左右对称设置的左辅助绞车、右辅助绞车；所述系留支臂206左右对称设置于所述平台底板203靠近所述钢结构平台1一端两侧，与所述平台底板203相对转动连接；所述机械索具10一端与所述辅助绞车二207相连，另一端先绕经所述系留支臂206，然后与所述系留气球11相连；所述导向滑轮二205可拆卸连接于所述平台底板203上端面中心轴线上，系留缆绳绕经所述导向滑轮二205，通过所述导向滑轮二205以实现系留缆绳的导向与定位；

所述钢结构平台1由型钢焊接而成的三角形钢构等距离直立式堆码而成，其表面还铺设有蒙板，从而保证整个钢结构平台的外部流线完整，避免钢结构件对风场的阻挡作用而产生涡流；所述钢结构平台1的左右两侧与前后两侧之间的四个过渡转角位置均通过1/4锥台钢构连接；

一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，采用上述一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于：

在所述系留气球11充气及临时辅助地面锚泊过程中，通过所述钢结构平台1上的氦气保障设备7对所述系留气球11充气，并利用所述辅助锚泊装置200与所述机械索具10配合对所述系留气球11进行临时辅助地面锚泊；

在所述系留气球11进一步进入所述钢结构平台1进行地面锚泊的过程中，首先通过所述辅助锚泊装置200沿所述轨道5将所述系留气球11运输进入所述钢结构平台1内，然后通过所述辅助锚泊装置200、所述球体共形保护装置100、所述锚泊装置2、所述平台锚泊索具9相互配合进行地面锚泊；

在所述系留气球11升空、空中系留、回收过程中，根据风速选择两种使用模式，当风速超过所述钢结构平台1内部升降使用风速条件时，所述系留气球11采用在所述钢结构平台1外部起降；当风速较小或无风环境时，所述系留气球11先进入到所述钢结构平台1，采用在所述钢结构平台1内部直接起降；所述钢结构平台1内部升降使用风速条件为风速不超过5m/s；

在所述系留气球11充气及临时辅助地面锚泊过程中，首先，在保障平台外地面展开所述系留气球11的球体，并将所述系留气球11与所述升空回收装置3、所述氦气保障设备7、所述平台锚泊索具9、所述机械索具10分别连接；通过氦气保障设备7对所述系留气球11进行充气，当充气到所述系留气球11刚离开地面腾空时，将所述系留气球11向所述辅助锚泊装置200方向移动，驱动所述辅助绞车二207牵引所述系留气球11至所述辅助锚泊装置200上方，将所述系留气球11的球体头部锁紧固定于所述头锥锁201内，并通过所述辅助绞车二207卷收机械索具10，同时对所述系留气球11继续充气直至充气完成，使所述辅助绞车二207持续回收机械索具10并保持张紧，完成所述系留气球11的平台外临时辅助地面锚泊；

在所述系留气球11进一步进入所述钢结构平台1进行地面锚泊的过程中，首先，启动所述行走机构204，带动所述系留气球11沿所述轨道5移动，将所述系留气球11向靠近所述钢结构平台1方向运输；启动所述升空回收装置3将系留缆绳进行同步回收，同时将所述球体共形保护装置100的升降机构102下降一定高度，以方便所述系留气球11进入钢结构平台1内；

当所述系留气球11进入所述钢结构平台1后，打开所述头锥锁201将所述系留气球11头部系留松开，并将所述系留气球11上的所述平台锚泊索具9与所述锚泊装置2连接，并启动所述锚泊装置2回收所述平台锚泊索具9，直到所述机械索具10松弛，将所述导向滑轮二205从辅助锚泊装置200上拆除，并将所述导向滑轮二205固定于所述钢结构平台1的中心轴线地面上，操作所述辅助锚泊装置200上的辅助绞车二207将所述机械索具10释放，并启动所述行走机构204将所述辅助锚泊装置200移出所述钢结构平台1外；

将所述球体共形保护装置100的升降机构102升高使得所述轻质弹性缓冲体101与所述系留气球11的球体贴合，从而完成所述系留气球11的地面锚泊。

实施例1

如图4所示，采用在所述钢结构平台1内部直接起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，通过所述锚泊装置2释放所述平台锚泊索具9，使所述系留气球11上升；当所述系留气球11上升至距离所述钢结构平台1顶部10m高度后，将锚泊装置2所有辅助绞车上的平台锚泊索具9全部放出，然后通过升空回收装置3释放系留缆绳，使系留气球11继续上升；

空中系留时，所述升空回收装置3对系留缆绳进行制动，使系留气球11稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过所述升空回收装置3卷收系留缆绳，使系留气球11下降；在系留气球11回收至距所述钢结构平台1顶部10m后，将所述锚泊装置2与所述系留气球11上的平台锚泊索具9连接，通过锚泊装置2使系留气球11继续下降，直至球体腹部与所述轻质弹性缓冲体101贴合，并将锚泊装置2制动，实现钢结构平台锚泊。

实施例2

如图5、6所示，采用在所述钢结构平台1外部起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，解除所述系留气球11球体头部与所述头锥锁201的连接，通过所述辅助绞车二207释放机械索具10，使球体上升；系留气球11上升至距辅助锚泊装置200上方10m后，通过升空回收装置3释放系留缆绳，使系留气球11继续上升；

空中系留时，通过所述升空回收装置3对系留缆绳进行制动，使系留气球11稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过升空回收装置3卷收系留缆绳，使系留气球11下降；在系留气球11回收至距辅助锚泊装置200上方10m后，将所述辅助绞车二207与所述机械索具10连接，并通过所述辅助绞车二207卷收机械索具10，使系留气球11继续下降，将所述系留气球11球体头部锁进所述头锥锁201内，实现在所述钢结构平台1外部的临时辅助地面锚泊。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (11)

1.一种系留气球一体化综合运行保障平台，用于系留气球(11)的地面锚泊，其特征在于，包括钢结构平台(1)、锚泊装置(2)、升空回收装置(3)、防滑板(4)、轨道(5)、供配电设备(6)、氦气保障设备(7)、地面监控中心(8)、平台锚泊索具(9)、机械索具(10)、球体共形保护装置(100)、辅助锚泊装置(200)；

所述钢结构平台(1)底部固定安装于地面上，整体呈半封闭式楔形台结构，其顶部及系留气球(11)地面锚泊时进入一侧呈开放式开口，从而形成U形豁口空间；

所述锚泊装置(2)包括安装于所述钢结构平台(1)内左右两侧的多台辅助绞车一，多台所述辅助绞车一的数量及安装位置根据所述平台锚泊索具(9)与所述系留气球(11)连接处系留点位置确定；用以与所述系留气球(11)相连的所述平台锚泊索具(9)的收放、固定；

所述升空回收装置(3)安装于所述钢结构平台(1)的U形豁口空间内的地面上，包括储缆绞车、张力释放装置、导向滑轮一，所述储缆绞车用于对与所述系留气球(11)相连的系留缆绳进行储存，所述张力释放装置与所述导向滑轮一配合实现系留缆绳的收放和制动控制，从而实现所述系留气球(11)的升空、回收、空中系留；

所述供配电设备(6)设置于所述钢结构平台(1)内，包括发电机组、进排风系统、控制系统，用于在无市电情况时，为保障平台全系统提供稳定电能；

所述氦气保障设备(7)设置于所述钢结构平台(1)内，用于为系留气球(11)提供气源以及回收系留气球(11)内的气体；

所述地面监控中心(8)设置于所述钢结构平台(1)内，用于实现对相关设备进行监控和操作；

所述球体共形保护装置(100)安装于所述钢结构平台(1)的U形豁口空间开口处地面上，用于在系留气球(11)球体承受垂直突风时，对球体进行支撑保护；同时所述球体共形保护装置(100)可沿垂直于地面的方向上下移动，从而带动系留气球(11)上下移动，避免系留气球(11)进出所述钢结构平台(1)时的阻碍；

所述轨道(5)设置于地面上，从所述钢结构平台(1)外部沿所述钢结构平台(1)的中心轴线延伸至所述钢结构平台(1)的U形豁口空间内；

所述辅助锚泊装置(200)用于在所述钢结构平台(1)外部对所述系留气球(11)进行临时锚泊固定，并且可沿所述轨道(5)滑动，将所述系留气球(11)运输至所述钢结构平台(1)的U形豁口空间内，同时还可作为所述系留气球(11)近地升降的控制装置；

所述平台锚泊索具(9)一端与所述系留气球(11)相连，另一端与所述锚泊装置(2)相连；

所述机械索具(10)一端与所述系留气球(11)相连，另一端与所述辅助锚泊装置(200)相连；

所述钢结构平台(1)内中段部以及其顶部设置有维护通道，所述维护通道上铺设有防滑板(4)。

2.根据权利要求1所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于，所述球体共形保护装置(100)包括轻质弹性缓冲体(101)、升降机构(102)；所述轻质弹性缓冲体(101)上端面具有内凹，内凹形状与所述系留气球(11)的球体外形共形，可实现与所述系留气球(11)的贴合；所述轻质弹性缓冲体(101)下端面左右对称位置分别安装有所述升降机构(102)，可控制轻质弹性缓冲体(101)的垂直升降。

3.根据权利要求2所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于，所述辅助锚泊装置(200)包括头锥锁(201)、系留塔(202)、平台底板(203)、行走机构(204)、导向滑轮二(205)、系留支臂(206)、辅助绞车二(207)；

所述系留塔(202)可拆卸连接于所述平台底板(203)远离所述钢结构平台(1)一端的上端面，所述头锥锁(201)水平固定于所述系留塔(202)顶端，用于锚泊固定所述系留气球(11)球体头部；所述行走机构(204)通过螺栓固定于所述平台底板(203)下端面，并通过电机驱动与所述轨道(5)滑动配合；所述辅助绞车二(207)固定连接于所述平台底板(203)靠近所述钢结构平台(1)一端的上端面，包括左右对称设置的左辅助绞车、右辅助绞车；所述系留支臂(206)左右对称设置于所述平台底板(203)靠近所述钢结构平台(1)一端两侧，与所述平台底板(203)相对转动连接；所述机械索具(10)一端与所述辅助绞车二(207)相连，另一端先绕经所述系留支臂(206)，然后与所述系留气球(11)相连；所述导向滑轮二(205)可拆卸连接于所述平台底板(203)上端面中心轴线上，系留缆绳绕经所述导向滑轮二(205)，通过所述导向滑轮二(205)以实现系留缆绳的导向与定位。

4.根据权利要求3所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于，所述钢结构平台(1)由型钢焊接而成的三角形钢构等距离直立式堆码而成，其表面还铺设有蒙板。

5.根据权利要求4所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于，所述钢结构平台(1)的左右两侧与前后两侧之间的四个过渡转角位置均通过1/4锥台钢构连接。

6.一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，采用权利要求3-5任意一项所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台，其特征在于：

在所述系留气球(11)充气及临时辅助地面锚泊过程中，通过所述钢结构平台(1)上的氦气保障设备(7)对所述系留气球(11)充气，并利用所述辅助锚泊装置(200)与所述机械索具(10)配合对所述系留气球(11)进行临时辅助地面锚泊；

在所述系留气球(11)进一步进入所述钢结构平台(1)进行地面锚泊的过程中，首先通过所述辅助锚泊装置(200)沿所述轨道(5)将所述系留气球(11)运输进入所述钢结构平台(1)内，然后通过所述辅助锚泊装置(200)、所述球体共形保护装置(100)、所述锚泊装置(2)、所述平台锚泊索具(9)相互配合进行地面锚泊；

在所述系留气球(11)升空、空中系留、回收过程中，根据风速选择两种使用模式，当风速超过所述钢结构平台(1)内部升降使用风速条件时，所述系留气球(11)采用在所述钢结构平台(1)外部起降；当风速较小或无风环境时，所述系留气球(11)先进入到所述钢结构平台(1)，采用在所述钢结构平台(1)内部直接起降。

7.根据权利要求6所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，其特征在于：所述钢结构平台(1)内部升降使用风速条件为风速不超过5m/s。

8.根据权利要求6所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，其特征在于：在所述系留气球(11)充气及临时辅助地面锚泊过程中，首先，在保障平台外地面展开所述系留气球(11)的球体，并将所述系留气球(11)与所述升空回收装置(3)、所述氦气保障设备(7)、所述平台锚泊索具(9)、所述机械索具(10)分别连接；通过氦气保障设备(7)对所述系留气球(11)进行充气，当充气到所述系留气球(11)刚离开地面腾空时，将所述系留气球(11)向所述辅助锚泊装置(200)方向移动，驱动所述辅助绞车二(207)牵引所述系留气球(11)至所述辅助锚泊装置(200)上方，将所述系留气球(11)的球体头部锁紧固定于所述头锥锁(201)内，并通过所述辅助绞车二(207)卷收机械索具(10)，同时对所述系留气球(11)继续充气直至充气完成，使所述辅助绞车二(207)持续回收机械索具(10)并保持张紧，完成所述系留气球(11)的平台外临时辅助地面锚泊。

9.根据权利要求6所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，其特征在于：在所述系留气球(11)进一步进入所述钢结构平台(1)进行地面锚泊的过程中，首先，启动所述行走机构(204)，带动所述系留气球(11)沿所述轨道(5)移动，将所述系留气球(11)向靠近所述钢结构平台(1)方向运输；启动所述升空回收装置(3)将系留缆绳进行同步回收，同时将所述球体共形保护装置(100)的升降机构(102)下降一定高度，以方便所述系留气球(11)进入钢结构平台(1)内；

当所述系留气球(11)进入所述钢结构平台(1)后，打开所述头锥锁(201)将所述系留气球(11)头部系留松开，并将所述系留气球(11)上的所述平台锚泊索具(9)与所述锚泊装置(2)连接，并启动所述锚泊装置(2)回收所述平台锚泊索具(9)，直到所述机械索具(10)松弛，将所述导向滑轮二(205)从辅助锚泊装置(200)上拆除，并将所述导向滑轮二(205)固定于所述钢结构平台(1)的中心轴线地面上，操作所述辅助锚泊装置(200)上的辅助绞车二(207)将所述机械索具(10)释放，并启动所述行走机构(204)将所述辅助锚泊装置(200)移出所述钢结构平台(1)外；

将所述球体共形保护装置(100)的升降机构(102)升高使得所述轻质弹性缓冲体(101)与所述系留气球(11)的球体贴合，从而完成所述系留气球(11)的地面锚泊。

10.根据权利要求6或7任意一项所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，其特征在于：采用在所述钢结构平台(1)内部直接起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，通过所述锚泊装置(2)释放所述平台锚泊索具(9)，使所述系留气球(11)上升；当所述系留气球(11)上升至距离所述钢结构平台(1)顶部10m～15m高度后，将锚泊装置(2)所有辅助绞车上的平台锚泊索具(9)全部放出，然后通过升空回收装置(3)释放系留缆绳，使系留气球(11)继续上升；

空中系留时，所述升空回收装置(3)对系留缆绳进行制动，使系留气球(11)稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过所述升空回收装置(3)卷收系留缆绳，使系留气球(11)下降；在系留气球(11)回收至距所述钢结构平台(1)顶部10m～15m后，将所述锚泊装置(2)与所述系留气球(11)上的平台锚泊索具(9)连接，通过锚泊装置(2)使系留气球(11)继续下降，直至球体腹部与所述轻质弹性缓冲体(101)贴合，并将锚泊装置(2)制动，实现钢结构平台锚泊。

11.根据权利要求6或7任意一项所述的一种系留气球一体化综合运行保障平台的使用方法，其特征在于：采用在所述钢结构平台(1)外部起降，通过以下步骤实现升空、空中系留、回收：

升空时，解除所述系留气球(11)球体头部与所述头锥锁(201)的连接，通过所述辅助绞车二(207)释放机械索具(10)，使球体上升；系留气球(11)上升至距辅助锚泊装置(200)上方10m～15m后，通过升空回收装置(3)释放系留缆绳，使系留气球(11)继续上升；

空中系留时，通过所述升空回收装置(3)对系留缆绳进行制动，使系留气球(11)稳定系留在工作高度执行工作任务；

回收时，通过升空回收装置(3)卷收系留缆绳，使系留气球(11)下降；在系留气球(11)回收至距辅助锚泊装置(200)上方10m～15m后，将所述辅助绞车二(207)与所述机械索具(10)连接，并通过所述辅助绞车二(207)卷收机械索具(10)，使系留气球(11)继续下降，将所述系留气球(11)球体头部锁进所述头锥锁(201)内，实现在所述钢结构平台(1)外部的临时辅助地面锚泊。

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