CN117246468A - 一种悬空式自调整航标系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬空式自调整航标系统，包括航标，航标悬空设置在河道两侧水面上方，航标上设置有水深检测装置，航标和航标所在一侧的河床底部或边岸之间通过悬空式航标自动伸缩调节装置相连，所述水深检测装置和悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。本发明能够规避水流和漂浮物影响，可以随水深变化实现对航标位置的自动调节，更好地标示出可通航范围，提高船舶通航安全保障以及装置自身的稳定性和可靠性。

Description

一种悬空式自调整航标系统

技术领域

本发明涉及河流通航安全保障技术领域，具体涉及一种悬空式自调整航标系统。

背景技术

航运是以船舶为运输工具，在江河、湖泊、水库等水域沿一定航线载运货物的运输方式。与陆运和空运相比，航运具有运量大、能耗少、成本低等许多优势，因而其在交通运输体系中无可替代。航道指在江、河、湖、海等水域中，为船舶所规定或设置(包括建设)的航行通道，是船舶航行的安全区域，航道的安全保障是发展航运事业的前提。

在现有实际工程中，航道的设定范围均是只占水面宽度的一部分而不是全部，在需要显示航道的地方，通常是在河流水面上用航标标示出的可供船舶航行的范围。但对于河流，尤其是具有V型横断面的河流，受天然河道水位与河床冲淤变化影响，其可通航区域是时刻变化的。然而，目前的航道规划工程并未充分考虑通航水域的动态属性，只是根据河道水文条件、以一定安全标准划出固定范围作为通航区域。在来流量增大时，这种做法很多时候严重低估了各横断面的可通航宽度；而在来流量骤减时，这种做法并不能完全保证原先划定的通航区域仍具有足够的通航水深，故存在明显行船隐患的。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能够规避水流和漂浮物影响，实现航标随河道水深变化自动调整其位置，进而提高船舶通航安全保障的悬空式自调整航标系统。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种悬空式自调整航标系统，包括航标，航标悬空设置在河道两侧水面上方，航标上设置有水深检测装置，航标通过悬空式航标自动伸缩调节装置连接航标所在一侧的河床底部或边岸，水深检测装置和悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。

可选的，水深检测装置包括一个超声波距离传感器，超声波距离传感器和一个信号发射模块相连，信号发射模块和一个控制中心通讯连接，控制中心和悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。

这样，采用超声波距离传感器，通过超声波在水面和水底的两次反射的时间差，可以推算出水面到水底的距离，可以很好地实现水深的检测且成本低廉，实施便捷。实施时，也可以采用激光检测传感器实现。

可选的，航标底部设置有一个水平的安装面，超声波距离传感器向下安装固定在安装面上。

可选的，航标表面设置有标示层，标示层由彩色材料或者反光材料制得。

可选的，航标整体呈球形。

可选的，航标沿流流动方向间隔设置多个，各航标之间采用软绳相连。

可选的，悬空式航标自动伸缩调节装置包括悬空安装在水面上方的一根水平滑杆和一个保持架，水平滑杆的一端相对固定在航标上且另一端正对边岸的方向设置；保持架上端固定设置有水平限位滑套，水平滑杆可滑动地安装在水平限位滑套上，保持架上端还安装有一个用于控制水平滑杆沿水平方向动的控制机构，滑动控制机构的控制动力装置和水深检测装置通讯连接；保持架下端固定在一个浮于水面的漂浮体上方，保持架上还固定安装有竖向滑套，竖向滑套可滑动地配合在竖向滑杆上，竖向滑杆下端固定在河床上。

这样，依靠漂浮体提供浮力作为支撑基础，通过保持架和水平滑杆实现对航标的悬空支撑；通过滑动控制机构实现对水平滑杆的滑动控制，进而实现对航标的调节控制，使其始终处于合适的竖向位置；再通过竖向滑套和竖向滑杆的配合，保证了航标的方向以及整个装置工作的稳定性。使得航标横向平移的过程中始终处于水面上方悬空位置，且悬空高度可以不随水位变化而变化，避免了水流以及水流中漂浮物对航标的冲击和缠绕等影响，故具有结构简单，实施方便，控制稳定可靠等优点。

可选的，竖向滑套安装在保持架靠近边岸的一端；竖向滑套内侧壁安装有滚轮。

可选的，滑动控制机构，包括位于水平滑杆上的一个齿条，齿条上啮合设置有一个主动齿轮，主动齿轮和一个相对固定于保持架的控制电机相连，控制电机通过控制中心和水深检测装置通讯连接。

这样，当水深检测装置检测到水深变化需要控制航标移动时，由控制中心发出指令，控制电机正转或者反转，控制水平滑杆沿水平方向向外伸出或者缩回，进而带动航标伸出或者缩回，具有结构简单，控制稳定可靠的优点。

可选的，保持架整体呈平行设置于水平滑杆下方的长条形，保持架上固定设置有两个水平限位滑套，齿条位于两个水平限位滑套之间；保持架中部下方通过一个竖向的插杆和漂浮体固定相连，漂浮体可浮动地设置在一个静水筒内部，静水筒下端固定在河床上且侧壁或下底面设置有进水孔和河道水体相通；静水筒一侧上端还固定安装有一根水平连杆，水平连杆的一端固定设置有一个垂向限位套筒，垂向限位套筒可滑动地配合在插杆上；垂向限位套筒内侧壁安装有滚轮。

本发明的效果在于：本申请通过水深检测装置检测航标所在位置的河水深度，然后反馈水深信号到控制动力装置实现控制。当航标所在位置的水深超过安全通航水深的预设值时，控制航标往边岸方向移动缩回；当航标所在位置的水深低于安全通航水深的预设值时，控制航标往远离边岸方向伸出，使得航标所在位置的水深仍处于安全通航的水深范围。这样就实现了航标位置随水深的自动调整，在安全范围内提供出最大的通航区域，进而提高船舶通航的便利程度并保障其安全性。同时，该装置中，航标为悬空设置在水面，可以很好地避免水浪以及水流中漂浮物的撞击，避开水流中柔性漂浮物如水草的缠绕，极大地提高了对航标移动控制的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施方式中采用的悬空式自调整航标装置的平面示意图。

图2为图1中悬空式自调整航标装置的正视方向示意图。

图中：1、航标；2、超声波距离传感器；3、软绳；4、水平滑杆；5、保持架；6、水平限位滑套；7、漂浮体；8、竖向滑套；9、竖向滑杆；10、齿条；11、主动齿轮；12、控制电机；13、插杆；14、静水筒；15、船舶；16、水平连杆；17、垂向限位套筒。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例一

结合图1～图2所示，图中箭头表示水流方向。本实施例公开的一种悬空式自调整航标系统，使用时位于船舶15的一侧，航标1悬空设置在河道两侧水面上方，航标1上设置有水深检测装置，航标1和航标1所在一侧的河床底部或边岸之间通过悬空式航标自动伸缩调节装置相连，所述水深检测装置和悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。

这样，通过水深检测装置检测航标1处的河水深度，然后反馈水深信号到控制动力装置实现控制；当航标所在位置的水深超过安全通航水深的预设值时，控制航标1往边岸方向移动缩回；当航标所在位置的水深低于安全通航水深的预设值时，控制航标1往远离边岸方向伸出，使得航标1所在处的水深仍处于安全通航的水深范围。这样就实现了航标1随水深的自动调整，在安全范围内提供出最大的通航区域面积，进而提高船舶15通航的便利程度并保障其安全性。同时，该装置中，航标1为悬空设置在水面，可以很好地避免水浪以及水流中漂浮物的撞击，避开水流中柔性漂浮物如水草的缠绕，极大地提高了对航标1移动控制的稳定性。实施时，所述安全通航水深的预设值可以设定为最低通航安全水深增加一米，这样可以更好地保障船舶的航行安全。

其中，所述水深检测装置包括一个超声波距离传感器2，超声波距离传感器2和一个信号发射模块(图中未显示)相连，信号发射模块和一个控制中心(图中未显示)通讯连接，控制中心和所述漂浮式自动伸缩调节系统的控制动力装置通讯连接。

这样采用超声波距离传感器2，通过超声波在水面和水底的两次反射的时间差，可以推算出水面到水底的距离，可以很好地实现水深的检测且成本低廉，实施便捷。实施时，也可以采用激光检测传感器实现。

其中，航标1底部设置有一个水平的安装面，所述超声波距离传感器2向下安装固定在安装面上。

这样，更方便直接检测水深，且有利于保护传感器。

其中，所述航标1表面设置有标示层，标示层由彩色材料或者反光材料制得。

这样，可以更好地实现航道标示。

其中，航标1整体呈球形。这样，不易缠绕漂浮物且方便从任意角度观察。

其中，所述航标1为顺河流流动方向间隔设置的多个，各航标1之间采用软绳3相连。这样，可以更好地标示出航道范围，提高行船安全性。

其中，所述悬空式航标自动伸缩调节装置包括悬空安装在水面上方的一根水平滑杆4，水平滑杆4的一端相对固定在航标1上且另一端正对边岸的方向设置，还包括一个保持架5，保持架5上端固定设置有水平限位滑套6，所述水平滑杆4可滑动地安装在水平限位滑套6上，保持架5上端还安装有一个用于控制水平滑杆4沿水平方向滑动的控制机构，滑动控制机构的控制动力装置和水深检测装置通讯连接；保持架5下端固定在一个浮于水面的漂浮体7上方，保持架5上还固定安装有竖向滑套8，竖向滑套8可滑动地配合在竖向滑杆9上，竖向滑杆9下端固定在河床上。

这样，依靠漂浮体7提供浮力作为支撑基础，通过保持架5和水平滑杆4实现对航标1的悬空支撑；通过滑动控制机构实现对水平滑杆4的滑动控制，进而实现对航标1的调节控制，使其始终处于合适的竖向位置；再通过竖向滑套8和竖向滑杆9的配合，保证了航标1的方向以及整个装置工作的稳定性。使得航标1控制平移的过程中始终处于水面上方悬空位置，且悬空高度可以不随水位变化而变化，避免了水流以及水流中漂浮物对航标1的冲击和缠绕等影响，故具有结构简单，实施方便，控制稳定可靠等优点。

其中，竖向滑套8安装在保持架5靠近边岸的一端。这样更好地方便装置保持整体稳定性。

其中，竖向滑套8内侧壁安装有滚轮。这样竖向滑套8和竖向滑杆9之间为滚动配合，使其活动配合更加顺畅和稳定。

其中，所述滑动控制机构，包括位于水平滑杆4上的一个齿条10，齿条10上啮合设置有一个主动齿轮11，主动齿轮11和一个相对固定于保持架5的控制电机12相连，控制电机12通过控制中心(图中未显示)和水深检测装置通讯连接。

这样，当水深检测装置检测到水深变化需要控制航标1移动时，由控制中心发出指令，控制电机12正转或者反转，控制水平滑杆4沿水平方向向外伸出或者缩回，进而动航标1伸出或者缩回，具有结构简单，控制稳定可靠的优点。

其中，保持架5整体呈平行设置于水平滑杆4下方，保持架5上固定设置有两个水平限位滑套6滑动，所述齿条10位于两个水平限位滑套6之间的位置。这样，可以更好地提高整体结构的稳定性。

其中，保持架5中部下方通过一个竖向的插杆13和漂浮体7固定相连，漂浮体7可浮动地设置在一个静水筒14内部，静水筒14下端固定在河床上且侧壁或下底面设置有进水孔和河道水体相通。

这样，漂浮体7安装在静水筒14内随水位升降，故漂浮体7不会受波浪撞击以及水草缠绕等情况影响装置的稳定性。

其中，静水筒14一侧上端还固定安装有一根水平连杆16，水平连杆16的一端固定设置有一个垂向限位套筒17，垂向限位套筒17可滑动地配合在插杆13上。

这样，可以更好地保证航标1不会顺水流方向发生偏摆，更好地保证了装置工作的稳定性。

其中，垂向限位套筒17内侧壁安装有滚轮。这样垂向限位套筒17和插杆13之间为滚动配合，使其活动配合更加顺畅和稳定。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬空式自调整航标系统，其特征在于，包括航标，所述航标悬空设置在河道两侧水面上方，所述航标上设置有水深检测装置，所述航标通过悬空式航标自动伸缩调节装置连接所述航标所在一侧的河床底部或边岸，所述水深检测装置和所述悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。

2.如权利要求1所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述水深检测装置包括一个超声波距离传感器，所述超声波距离传感器和一个信号发射模块相连，所述信号发射模块和一个控制中心通讯连接，所述控制中心和所述悬空式航标自动伸缩调节装置的控制动力装置通讯连接。

3.如权利要求2所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述航标底部设置有一个水平的安装面，所述超声波距离传感器向下安装固定在所述安装面上。

4.如权利要求1所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述航标表面设置有标示层，所述标示层由彩色材料或者反光材料制得。

5.如权利要求1所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述航标整体呈球形。

6.如权利要求1所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述航标沿河流流动方向间隔设置多个，各所述航标之间采用软绳相连。

7.如权利要求2所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述悬空式航标自动伸缩调节装置包括悬空安装在水面上方的一根水平滑杆和一个保持架，所述水平滑杆的一端相对固定在所述航标上且另一端正对边岸的方向设置；所述保持架上端固定设置有水平限位滑套，所述水平滑杆可滑动地安装在所述水平限位滑套上，所述保持架上端还安装有一个用于控制水平滑杆沿水平方向滑动的控制机构，滑动控制机构的所述控制动力装置和所述水深检测装置通讯连接；所述保持架下端固定在一个浮于水面的漂浮体上方，所述保持架上还固定安装有竖向滑套，所述竖向滑套可滑动地配合在竖向滑杆上，所述竖向滑杆下端固定在河床上。

8.如权利要求7所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述竖向滑套安装在保持架靠近边岸的一端；所述竖向滑套内侧壁安装有滚轮。

9.如权利要求7所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述滑动控制机构，包括位于所述水平滑杆上的一个齿条，所述齿条上啮合设置有一个主动齿轮，所述主动齿轮和一个相对固定于所述保持架的控制电机相连，所述控制电机通过控制中心和所述水深检测装置通讯连接。

10.如权利要求9所述的悬空式自调整航标系统，其特征在于，所述保持架整体呈平行设置于水平滑杆下方，所述保持架上固定设置有两个水平限位滑套，所述齿条位于两个所述水平限位滑套之间；所述保持架中部下方通过一个竖向的插杆和漂浮体固定相连，所述漂浮体可浮动地设置在一个静水筒内部，所述静水筒下端固定在河床上且侧壁或下底面设置有进水孔和河道水体相通；所述静水筒一侧上端还固定安装有一根水平连杆，所述水平连杆的一端固定设置有一个垂向限位套筒，所述垂向限位套筒可滑动地配合在所述插杆上；所述垂向限位套筒内侧壁安装有滚轮。