CN113643570A - 一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统 - Google Patents

一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及桥梁防撞领域，具体是涉及一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，包括：主动监测模块，由相阵控雷达和显示器两部分，均固定安装于桥梁的一侧；缓冲绳桩组件，数量为两个并且分别固定设置于河道两侧的混凝土大堤上；拦截钢绳，呈横向跨设于河道之上，并且钢绳的两端分别与两个缓冲绳桩组件柔性连接；以及，拉高组件，数量为两个并且分别固定设置于两个缓冲绳桩组件的旁侧，用于调节拦截钢绳的拦截高度。本发明通过主动提示和被动拦截的方式相结合，在进行被动拦截之前通过显示器进行警告，紧接着被动拦截钢绳开始对限高船只进行物理拦截，从而能够有效的避免船只直接撞击桥梁的事故。

Description

一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统
技术领域
本发明涉及桥梁防撞领域，具体是涉及一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统。
背景技术
相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵，每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元，通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成，形成需要的波束指向。
目前相阵控雷达广泛的应用于航运管理系统中，通过相阵控雷达对来往船只进行探测和分析已获得有用的数据，在河道航行管理的过程中，为了避免超高船舶撞击桥体，目前采取的主流方式是在桥墩外侧增设防撞墩或者防撞气囊，这些方法都无法避免船只直接与壳体接触，因此有必要设计一种能够有效避免船只和桥梁碰撞的防御系统。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，包括：
主动监测模块，由相阵控雷达和显示器两部分，均固定安装于桥梁的一侧；
缓冲绳桩组件，数量为两个并且分别固定设置于河道两侧的混凝土大堤上；
拦截钢绳，呈横向跨设于河道之上，并且钢绳的两端分别与两个缓冲绳桩组件柔性连接；
拉高组件，数量为两个并且分别固定设置于两个缓冲绳桩组件的旁侧，用于调节拦截钢绳的拦截高度；
其中，拦截钢绳的端部均设有用于微调并绷紧自身的调紧机构。
优选的，每个所述缓冲绳桩组件均包括：
强化铰座，固定栓接于混凝土大堤的地表上；
支撑方梁，其下端与强化铰座铰接；
支撑腿，其上端与支撑方梁的自由端外壁铰接，下端与地表抵接，混凝土大堤的地表上设置有用于供支撑腿抵接的齿状槽；
弹性缓冲机构，设置于支撑方梁的上端，用于供拦截钢绳的端部相连。
优选的，所述拉高组件包括：
收卷组件，其上卷设有钢丝拉索，所述支撑方梁的自由端远离支撑托的一侧焊接有一个用于供钢丝拉索套接的吊耳；
若干个锁绳器，所述钢绳拉索的一端穿过吊耳后通过锁绳器固连呈环状。
优选的，所述弹性缓冲机构包括：
固定梁架，设置于支撑方梁的上端，所述固定梁架具有一个轴向延伸方向；
连接板，活动设置于固定连接上，并且所述连接板能够沿着固定梁架的轴向进行滑动；
所述调紧机构的一端与连接板的中心处相连，另一端与拦截钢绳的一端相连，所述固定梁架远离支撑方梁的一端中心处设置有一个用于供拦截钢绳穿出的穿绳器；
若干个沿固定梁架的轴向呈等角度均匀分布的高强度弹簧，所述高强度弹簧用于将连接板朝着支撑方梁的方向抵紧。
优选的，所述固定梁架包括：
第一支撑圆板，与成型于支撑方梁自由端的法兰部栓接；
第二支撑圆板，与第一支撑圆板共轴线设置；
若干个第一支撑圆板的周向均匀分布的连接柱，所有连接柱的一端均与第一支撑圆板固连，另一端均与第二支撑圆板固连；
其中，所述连接柱的数量与高强度弹簧的数量相同，所有高强度弹簧均一一对应的套设于所有连接柱上；并且，
所有所述连接柱均同时穿过连接板，所述高强度弹簧的两端分别抵触连接板和第二支撑圆板，所述连接板上固定嵌设有若干个用于供连接柱穿过的轴套。
优选的，所述调紧机构包括：
铸铁框架，其内侧成型有一个条形通孔；
两个分别位于铸铁框架两端的U型绳扣，每个U型绳扣上均固连有一个自外向内穿过铸铁框架并伸入条形通孔的螺纹柱，其中U型绳扣与第一支撑圆板固连，另一个绳扣与拦截钢绳的一端固连；
所述螺纹柱的长度方向与条形通孔的长度方向一致，并且两个螺纹柱共轴线设置，所述螺纹柱与铸铁框架通过螺纹配合。
优选的，所述穿绳器包括：
下连接套，位于第二支撑圆板的底部，并且向上嵌设于第二支撑圆板的中心处；
上连接套，位于第二支撑圆板的顶部中心处，并且向下伸入下连接套的中心处；
其中，所述上连接套的外壁与下连接套的内壁之间通过螺纹的方式配合，并且，下连接套和上连接套的远端均成型有用于夹紧第二支撑圆板的压环。
优选的，所述第一支撑圆板的中心处开设有一个圆形通孔，所述第一支撑圆板的底部中心处栓接有一个连接座，所述连接座的一端向上穿过圆形通孔并且该端设置有一个用于供U型绳扣相连的连接孔。
优选的，每个所述连接柱远离第一支撑圆板的一端均成型有一个螺纹柱，所述螺纹柱穿过第二支撑圆板后通过螺母与第二支撑圆板固连。
本发明的有益效果：本发明通过主动提示和被动拦截的方式相结合，在进行被动拦截之前通过显示器进行警告，紧接着被动拦截钢绳开始对限高船只进行物理拦截，从而能够有效的避免船只直接撞击桥梁的事故。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的局部立体结构示意图；
图3是本发明的缓冲绳桩组件的立体结构示意图；
图4是本发明的缓冲绳桩组件的平面剖视图；
图5是本发明的缓冲绳桩组件的立体结构分解图；
图6是本发明的弹性缓冲机构的立体结构示意图；
图7是本发明的弹性缓冲机构的立体结构分解示意图；
图8是本发明的调紧机构和穿绳器的立体结构分解示意图；
图中标号为：
桥梁1；混凝土大堤2；主动监测模块3；缓冲绳桩组件4；拦截钢绳5；拉高组件6；调紧机构7；强化铰座8；支撑方梁9；支撑腿10；齿状槽11；弹性缓冲机构12；收卷组件13；钢丝拉索14；吊耳15；锁绳器16；高强度弹簧17；连接板18；穿绳器19；第一支撑圆板20；法兰部21；第二支撑圆板22；连接柱23；轴套24；铸铁框架25；条形通孔26；U型绳扣27；螺纹杆28；下连接套29；上连接套30；压环31；圆形通孔32；连接座33；连接孔34；螺纹柱35；螺母36。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1至图8所示，一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，包括：
主动监测模块3，由相阵控雷达和显示器两部分，均固定安装于桥梁1的一侧；通过相阵控雷达对即将到来的船舶进行检测，若对象船只高度不适宜通过，则通过桥梁1上的显示器显示该船只是否允许通过。
缓冲绳桩组件4，数量为两个并且分别固定设置于河道两侧的混凝土大堤2上；
拦截钢绳5，呈横向跨设于河道之上，并且钢绳的两端分别与两个缓冲绳桩组件4柔性连接；通过两边河岸上的缓冲绳桩组件4在河道上架起一根拦截钢绳5，用于对超高船只进行被动式的拦截作用。
拉高组件6，数量为两个并且分别固定设置于两个缓冲绳桩组件4的旁侧，用于调节拦截钢绳5的拦截高度；通过拉高组件6来牵拉缓冲绳桩组件4，接着通过通过缓冲绳桩组件4来抬升拦截钢绳5的水平高度。
其中，拦截钢绳5的端部均设有用于微调并绷紧自身的调紧机构7。调节机构用于向两侧绷紧拦截钢绳5，避免拦截钢绳5的中间位置过于下坠，进而造成限高高度的降低。
每个所述缓冲绳桩组件4均包括：
强化铰座8，固定栓接于混凝土大堤2的地表上；
支撑方梁9，其下端与强化铰座8铰接；
支撑腿10，其上端与支撑方梁9的自由端外壁铰接，下端与地表抵接，混凝土大堤2的地表上设置有用于供支撑腿10抵接的齿状槽11；
弹性缓冲机构12，设置于支撑方梁9的上端，用于供拦截钢绳5的端部相连，用于在拦截钢绳5持续受到船舶推力的过程中，具有一个弹性溃缩的活动量，从而降低了拦截钢绳5与船身的损害。
强化铰座8为支撑方梁9在受力时提供了足够的刚性支撑，支撑腿10配合地面上的齿状槽11能够将支撑方梁9保持成倾斜状态，以使在拦截钢绳5拦截船只的过程中，能够保证支撑方梁9不会倒塌。
所述拉高组件6包括：
收卷组件13，其上卷设有钢丝拉索14，所述支撑方梁9的自由端远离支撑托的一侧焊接有一个用于供钢丝拉索14套接的吊耳15；再调高拦截钢绳5的高度时，两岸的工作人员操作收卷组件13，以使钢丝拉索14收卷，从而钢丝拉索14的另一端通过吊耳15拽动支撑方梁9，进而使支撑方梁9能够以强化铰座8转轴向上旋转，进而调高拦截钢绳5的拦截高度。
若干个锁绳器16，所述钢绳拉索的一端穿过吊耳15后通过锁绳器16固连呈环状。
所述弹性缓冲机构12包括：
固定梁架，设置于支撑方梁9的上端，所述固定梁架具有一个轴向延伸方向；
连接板18，活动设置于固定连接上，并且所述连接板18能够沿着固定梁架的轴向进行滑动；
所述调紧机构7的一端与连接板18的中心处相连，另一端与拦截钢绳5的一端相连，所述固定梁架远离支撑方梁9的一端中心处设置有一个用于供拦截钢绳5穿出的穿绳器19；
若干个沿固定梁架的轴向呈等角度均匀分布的高强度弹簧17，所述高强度弹簧17用于将连接板18朝着支撑方梁9的方向抵紧。
在拦截钢绳5对船身进行拦截的过程中，拦截钢绳5受力，从而拦截钢绳5的端部会拽动连接板18移动，连接板18在拦截钢绳5的拉力下，会逐渐克服高强度弹簧17的弹力，进而使连接板18能够沿固定梁架的轴向移动一段距离，在该段行程中逐渐将船舶截停。
所述固定梁架包括：
第一支撑圆板20，与成型于支撑方梁9自由端的法兰部21栓接；
第二支撑圆板22，与第一支撑圆板20共轴线设置；
若干个第一支撑圆板20的周向均匀分布的连接柱23，所有连接柱23的一端均与第一支撑圆板20固连，另一端均与第二支撑圆板22固连；
其中，所述连接柱23的数量与高强度弹簧17的数量相同，所有高强度弹簧17均一一对应的套设于所有连接柱23上；并且，
所有所述连接柱23均同时穿过连接板18，所述高强度弹簧17的两端分别抵触连接板18和第二支撑圆板22，所述连接板18上固定嵌设有若干个用于供连接柱23穿过的轴套24。
通过轴套24来降低连接板18与连接柱23之间的摩擦系数，通过若干根均匀分布的连接柱23以供连接板18能够稳定的沿着固定梁架的轴向进行平移，与此同时第一支撑圆板20通过螺栓与支撑方梁9固连，保证了结构强度。
所述调紧机构7包括：
铸铁框架25，其内侧成型有一个条形通孔26；
两个分别位于铸铁框架25两端的U型绳扣27，每个U型绳扣27上均固连有一个自外向内穿过铸铁框架25并伸入条形通孔26的螺纹杆28，其中U型绳扣27与第一支撑圆板20固连，另一个绳扣与拦截钢绳5的一端固连；
所述螺纹杆28的长度方向与条形通孔26的长度方向一致，并且两个螺纹杆28共轴线设置，所述螺纹杆28与铸铁框架25通过螺纹配合。
在设备的安装过程中，当拦截钢绳5架设之后，需要进行调紧步骤，目的是为了进一步减小拦截钢绳5在河面上的自然下垂距离，调节过程通过工具是铸铁框架25相对于两个螺纹杆28进行旋转即可，通过螺纹杆28的旋转使两个U型绳扣27之间的距离进一步缩小，从而起到拉紧拦截钢绳5两端的效果。
所述穿绳器19包括：
下连接套29，位于第二支撑圆板22的底部，并且向上嵌设于第二支撑圆板22的中心处；
上连接套30，位于第二支撑圆板22的顶部中心处，并且向下伸入下连接套29的中心处；
其中，所述上连接套30的外壁与下连接套29的内壁之间通过螺纹的方式配合，并且，下连接套29和上连接套30的远端均成型有用于夹紧第二支撑圆板22的压环31。上连接套30和下连接套29通过螺纹配合旋接的方式固定设置在第二支撑圆板22的中心处，拦截钢绳5的一端从上连接套30的内孔穿出，所述上连接套30的内孔外侧加工为光滑的圆角，以防止长期使用过程中对拦截钢绳5接触的位置造成过多磨损。
所述第一支撑圆板20的中心处开设有一个圆形通孔32，所述第一支撑圆板20的底部中心处栓接有一个连接座33，所述连接座33的一端向上穿过圆形通孔32并且该端设置有一个用于供U型绳扣27相连的连接孔34。所述调紧机构7通过U型绳扣27与连接座33固连，以保证拦截钢绳5能够通过拉动调紧机构7，再通过调紧机构7来拽动连接板18，最终使连接板18能够压缩高强度弹簧17，以此方式保证在对船舶进行被动拦截的同时，能够有效的保护拦截设备的使用寿命。
每个所述连接柱23远离第一支撑圆板20的一端均成型有一个螺纹柱35，所述螺纹柱35穿过第二支撑圆板22后通过螺母36与第二支撑圆板22固连。当连接板18和高强度弹簧17都一一对应的套设于对应的连接柱23上之后，盖上第二支撑圆板22用通过螺母36锁紧，从而完成装配过程。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，包括：
主动监测模块(3)，由相阵控雷达和显示器两部分，均固定安装于桥梁(1)的一侧；
缓冲绳桩组件(4)，数量为两个并且分别固定设置于河道两侧的混凝土大堤(2)上；
拦截钢绳(5)，呈横向跨设于河道之上，并且钢绳的两端分别与两个缓冲绳桩组件(4)柔性连接；
拉高组件(6)，数量为两个并且分别固定设置于两个缓冲绳桩组件(4)的旁侧，用于调节拦截钢绳(5)的拦截高度；
其中，拦截钢绳(5)的端部均设有用于微调并绷紧自身的调紧机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，每个所述缓冲绳桩组件(4)均包括：
强化铰座(8)，固定栓接于混凝土大堤(2)的地表上；
支撑方梁(9)，其下端与强化铰座(8)铰接；
支撑腿(10)，其上端与支撑方梁(9)的自由端外壁铰接，下端与地表抵接，混凝土大堤(2)的地表上设置有用于供支撑腿(10)抵接的齿状槽(11)；
弹性缓冲机构(12)，设置于支撑方梁(9)的上端，用于供拦截钢绳(5)的端部相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述拉高组件(6)包括：
收卷组件(13)，其上卷设有钢丝拉索(14)，所述支撑方梁(9)的自由端远离支撑托的一侧焊接有一个用于供钢丝拉索(14)套接的吊耳(15)；
若干个锁绳器(16)，所述钢绳拉索的一端穿过吊耳(15)后通过锁绳器(16)固连呈环状。
4.根据权利要求1所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述弹性缓冲机构(12)包括：
固定梁架，设置于支撑方梁(9)的上端，所述固定梁架具有一个轴向延伸方向；
连接板(18)，活动设置于固定连接上，并且所述连接板(18)能够沿着固定梁架的轴向进行滑动；
所述调紧机构(7)的一端与连接板(18)的中心处相连，另一端与拦截钢绳(5)的一端相连，所述固定梁架远离支撑方梁(9)的一端中心处设置有一个用于供拦截钢绳(5)穿出的穿绳器(19)；
若干个沿固定梁架的轴向呈等角度均匀分布的高强度弹簧(17)，所述高强度弹簧(17)用于将连接板(18)朝着支撑方梁(9)的方向抵紧。
5.根据权利要求4所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述固定梁架包括：
第一支撑圆板(20)，与成型于支撑方梁(9)自由端的法兰部(21)栓接；
第二支撑圆板(22)，与第一支撑圆板(20)共轴线设置；
若干个第一支撑圆板(20)的周向均匀分布的连接柱(23)，所有连接柱(23)的一端均与第一支撑圆板(20)固连，另一端均与第二支撑圆板(22)固连；
其中，所述连接柱(23)的数量与高强度弹簧(17)的数量相同，所有高强度弹簧(17)均一一对应的套设于所有连接柱(23)上；并且，
所有所述连接柱(23)均同时穿过连接板(18)，所述高强度弹簧(17)的两端分别抵触连接板(18)和第二支撑圆板(22)，所述连接板(18)上固定嵌设有若干个用于供连接柱(23)穿过的轴套(24)。
6.根据权利要求5所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述调紧机构(7)包括：
铸铁框架(25)，其内侧成型有一个条形通孔(26)；
两个分别位于铸铁框架(25)两端的U型绳扣(27)，每个U型绳扣(27)上均固连有一个自外向内穿过铸铁框架(25)并伸入条形通孔(26)的螺纹杆(28)，其中U型绳扣(27)与第一支撑圆板(20)固连，另一个绳扣与拦截钢绳(5)的一端固连；
所述螺纹杆(28)的长度方向与条形通孔(26)的长度方向一致，并且两个螺纹杆(28)共轴线设置，所述螺纹杆(28)与铸铁框架(25)通过螺纹配合。
7.根据权利要求5所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述穿绳器(19)包括：
下连接套(29)，位于第二支撑圆板(22)的底部，并且向上嵌设于第二支撑圆板(22)的中心处；
上连接套(30)，位于第二支撑圆板(22)的顶部中心处，并且向下伸入下连接套(29)的中心处；
其中，所述上连接套(30)的外壁与下连接套(29)的内壁之间通过螺纹的方式配合，并且，下连接套(29)和上连接套(30)的远端均成型有用于夹紧第二支撑圆板(22)的压环(31)。
8.根据权利要求6所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，所述第一支撑圆板(20)的中心处开设有一个圆形通孔(32)，所述第一支撑圆板(20)的底部中心处栓接有一个连接座(33)，所述连接座(33)的一端向上穿过圆形通孔(32)并且该端设置有一个用于供U型绳扣(27)相连的连接孔(34)。
9.根据权利要求5所述的一种基于相阵控雷达的主、被动联合桥梁防撞系统，其特征在于，每个所述连接柱(23)远离第一支撑圆板(20)的一端均成型有一个螺纹柱(35)，所述螺纹柱(35)穿过第二支撑圆板(22)后通过螺母(36)与第二支撑圆板(22)固连。
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