CN117657376B - 具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，属于浮台技术领域，用于解决缺乏对水面横风环境的数据检测与采集，导致传统的固定方式易在横风影响下产生松动，或者操作平台稳定性较差，存在使用安全隐患的技术问题；本发明既能从受横风影响前、影响中对操作平台进行全面高效监管，即将采集数据与预设数据进行比对、分析，获得相关的评价信号，并据此控制相关部件进行分选，实现引导从水面吹向操作平台的横风沿活动槽进入通口内，降低横风对操作平台的推动力，以及利用横风配合气泵实现对操作平台底部的气动调节，保持操作平台稳定在原地。

Description

具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台

技术领域

本发明涉及浮台技术领域，尤其涉及具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台。

背景技术

操作平台是水上浮台中的一种，水上浮台是一种建造在水面上的平台式结构，通常由木材、塑料或金属等材料制成，可以用作娱乐设施、水上运动或工业生产等多种用途，能够承载预期的负荷并抵御自然条件下的波浪、风力等影响，同时使用环境、舒适度、安全性以及可持续性也是设计中需要重点考虑的因素；

结合上述内容需要说明的是：传统的操作平台在使用期间，缺乏对水面横风环境的数据检测与采集，导致传统的固定方式易在横风影响下产生松动，或者操作平台稳定性较差，同时操作平台的底部与水面接壤区域，缺乏对沿水面移动的横风进行有效引导，从而导致水面不同层次的横风配合波浪直面撞击操作平台，导致操作平台整体剧烈颠簸，存在使用安全隐患；

针对上述的技术缺陷，现提出解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，是通过采集时间阈值内操作平台在水面上受横风影响的数据，获得风力波动值和台体位移跨度值，及从受横风影响前、影响中对操作平台进行全面高效监管，即将采集数据与预设数据进行比对、分析，获得相关的评价信号，并据此控制相关部件进行分选，实现引导从水面吹向操作平台的横风沿活动槽进入通口内，降低横风对操作平台的推动力，以及利用横风配合气泵实现对操作平台底部的气动调节，保持操作平台稳定在原地，去解决背景技术所提出的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，包括外框组件，所述外框组件包括长边框，所述长边框外壁底部转动可调光伏挡板，所述长边框顶部内壁上卡接有多组拼接浮板，所述长边框顶部凹陷设置有靠近拼接浮板的内边槽，所述长边框外壁上等间距固定套接有围栏立杆，所述围栏立杆内壁上固定安装有控制面板，所述围栏立杆外壁上转动连接有多组旋转扇板；

所述围栏立杆底部设置有与拼接浮板卡接固定的浮托底座，所述浮托底座顶部中心嵌设有气泵，所述气泵底部设置有多组喷管，所述喷管下方设置有气垫导流板。

优选的，所述长边框端面套接有弧形锁框，所述长边框外壁凹陷设置有活动槽，所述活动槽底部外侧设置有与可调光伏挡板套接的扭力轴，所述活动槽底部设置有靠近可调光伏挡板的排水槽，且排水槽底部设置有单向阀。

优选的，所述内边槽内壁上设置有贯穿至活动槽内的通口，且内边槽内壁上设置有套接在通口顶部的滤渣拦网，所述通口顶部内壁上设置有朝上的防水凸柱。

优选的，所述围栏立杆顶部卡接安装有灯盖，所述灯盖底部转动套接有风扇叶，且风扇叶转轴上传动连接有微型发电机，所述围栏立杆两侧对称设置有多组直筒杆弯筒杆，且弯筒杆位于靠近弧形锁框上方。

优选的，所述围栏立杆外壁上凹陷设置有靠近旋转扇板的矩形槽，所述矩形槽内部贯穿设置有导气管一，所述围栏立杆内壁底部设置有锁紧卡槽，所述围栏立杆外壁底部设置有防撞锥块，所述防撞锥块内部设置有与导气管一连接的膨胀气囊。

优选的，所述浮托底座呈锥形结构设计，且浮托底座四周侧边设置有十字型穿流口，所述浮托底座顶部安装有排布在气泵周围的蓄电池，所述浮托底座顶部侧边设置有多组导气管二，所述气泵底部设置有延伸至穿流口内部的调节阀，所述调节阀与喷管连接。

优选的，浮托底座底部中心贯穿设置有连接穿流口的垂直口，且垂直口内壁上设置有多组伸缩气缸，所述伸缩气缸底部与限位板边缘套接，所述限位板顶部对称铰接有多组气垫导流板，且气垫导流板底部设置有抬升气囊。

优选的，所述控制面板内部设置有处理器、数据采集模块、自检反馈模块和信号执行模块；

数据采集模块用于采集操作平台在使用期间的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，将风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo经处理器发送至自检反馈模块；

自检反馈模块在接收到风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo后，立即对操作平台的稳定效率进行分析，具体分析过程如下：获得时间阈值内操作平台的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，经过公式获得稳定系数XPk，并立即经从处理器中调取存储录入的预设稳定系数YPk与稳定系数XPk进行比对分析；

若稳定系数XPk≥预设稳定系数YPk，则判定操作平台存在异常，生成调控信号，并将生成的调控信号经处理器发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调控信号后，立即控制气泵进行工作，若稳定系数XPk＜预设稳定系数YPk，则不生成任何信号。

本发明的有益效果如下：

本发明是通过采集时间阈值内操作平台在水面上受横风影响的数据，获得风力波动值和台体位移跨度值，及从受横风影响前、影响中对操作平台进行全面高效监管，即将采集数据与预设数据进行比对、分析，获得相关的评价信号，并据此控制相关部件进行分选，实现引导从水面吹向操作平台的横风沿活动槽进入通口内，降低横风对操作平台的推动力，以及利用横风配合气泵实现对操作平台底部的气动调节，保持操作平台稳定在原地；

本发明是通过对围栏立杆引导部分位于操作平台上方的横风，将其经导气管注入喷管内，结合气泵并根据风向进行反向气动推动操作平台，实现操作平台在横风状态下保持原位稳定，通过穿流口和气垫导流板结构联动使用，利用流水增加浮托底座在水面的稳定性，同时气垫导流板根据横风大小进行向下延伸，进一步在水中构成平流层，以及抬升气囊根据横风和水流流向进行调控，增加浮托底座在水面的吸附力和稳定力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1是本发明整体结构立体图；

图2是本发明拼接浮板与外框组件的连接结构示意图；

图3是本发明活动槽的内部结构示意图；

图4是本发明围栏立杆的结构示意图；

图5是本发明围栏立杆的内部结构示意图；

图6是本发明浮托底座的仰视结构示意图；

图7是本发明浮托底座的内部结构示意图；

图8是本发明限位杆的俯视结构示意图；

图9是本发明系统流程框图。

图例说明：1、外框组件；101、长边框；102、弧形锁框；103、内边槽；104、可调光伏挡板；105、活动槽；106、滤渣拦网；107、防水凸柱；108、排水槽；2、围栏立杆；201、直筒杆；202、弯筒杆；203、灯盖；204、防护网；205、旋转扇板；206、防撞锥块；207、锁紧卡槽；208、导气管一；209、膨胀气囊；210、风扇叶；3、控制面板；4、拼接浮板；5、浮托底座；501、穿流口；502、气泵；503、调节阀；504、喷管；505、限位板；506、气垫导流板；507、伸缩气缸；508、导气管二；509、蓄电池；510、抬升气囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例用于解决传统的操作平台在使用期间，缺乏对水面横风环境的数据检测与采集，导致传统的固定方式易在横风影响下产生松动，或者操作平台稳定性较差的问题。

请参阅图1－图9所示，本实施例为具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，包括外框组件1，外框组件1包括长边框101，长边框101外壁底部转动可调光伏挡板104，长边框101顶部内壁上卡接有多组拼接浮板4，长边框101顶部凹陷设置有靠近拼接浮板4的内边槽103，长边框101外壁上等间距固定套接有围栏立杆2，围栏立杆2内壁上固定安装有控制面板3，围栏立杆2外壁上转动连接有多组旋转扇板205；围栏立杆2底部设置有与拼接浮板4卡接固定的浮托底座5，浮托底座5顶部中心嵌设有气泵502，气泵502底部设置有多组喷管504，喷管504下方设置有气垫导流板506。

控制面板3内部设置有处理器、数据采集模块、自检反馈模块和信号执行模块；数据采集模块用于采集操作平台在使用期间的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，将风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo经处理器发送至自检反馈模块，将操作平台在使用期间的30分钟设置为时间阈值；

需要说明的是：风力波动值QUo是表示为在实践中阈值内获得水面吹向正在使用的操作平台的横风风力最大值和最小值，且风力波动值QUo的值的大小反映出横风对操作平台的影响大小，且风力波动值QUo的值越大，则操作平台在水面的稳定性越差，台体位移跨度值WUo是表示在时间阈值内操作平台在水面受横风影响位移的距离，此外风力波动值QUo是安装在围栏立杆2外壁上的风向传感器和风速传感器采集得到的，台体位移跨度值WUo是位于安装在浮托底座5内部GPS定位传感器采集得到的；

自检反馈模块在接收到风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo后，立即对操作平台的稳定效率进行分析，具体分析过程如下：

获得时间阈值内操作平台的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，经过公式得到稳定系数XPk，a和b分别为风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo的比例系数，a＞b＞0，XPk表示为稳定系数，并立即经从处理器中调取存储录入的预设稳定系数YPk与稳定系数XPk进行比对分析；

若稳定系数XPk≥预设稳定系数YPk，则判定操作平台存在异常，生成调控信号，并将生成的调控信号经处理器发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调控信号后，立即控制气泵502进行工作，操作平台在水面上使用期间，横风沿水面吹向操作平台的长边框101，横风推动可调光伏挡板向活动槽105内偏转，横风沿活动槽105内的通口进入内边槽103，横风推动围栏立杆2上旋转扇板205向矩形槽内偏转，横风经矩形槽内的导流管一流动，小部分横风经管道连接至膨胀气囊209，并为其充气膨胀，大部分横风沿导气管一208进入导气管二508内，并输送靠近气泵502内，气泵502沿导气管二508、导气管一208主动抽取外部横风，气泵502经调节阀503调控气流进入喷管504内，其该组喷管504与横风方向相反，喷管504喷射气流推动操作平台，其与横风推动操作平台的力相互抵消。

若稳定系数XPk＜预设稳定系数YPk，则不生成任何信号。

实施例二

请参阅图1－图8所示，本实施例的具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，包括长边框101端面套接有弧形锁框102，长边框101外壁凹陷设置有活动槽105，活动槽105底部外侧设置有与可调光伏挡板104套接的扭力轴，活动槽105底部设置有靠近可调光伏挡板104的排水槽108，且排水槽108底部设置有单向阀，可调式光伏挡板104吸收水面反射光能，经逆变器等部件为蓄电池509充电；

内边槽103内壁上设置有贯穿至活动槽105内的通口，且内边槽103内壁上设置有套接在通口顶部的滤渣拦网106，通口顶部内壁上设置有朝上的防水凸柱107；围栏立杆2顶部卡接安装有灯盖203，灯盖203底部转动套接有风扇叶210，且风扇叶210转轴上传动连接有微型发电机，围栏立杆2两侧对称设置有多组直筒杆201弯筒杆202，且弯筒杆202位于靠近弧形锁框102上方；

围栏立杆2外壁上凹陷设置有靠近旋转扇板205的矩形槽，矩形槽内部贯穿设置有导气管一208，围栏立杆2内壁底部设置有锁紧卡槽207，围栏立杆2外壁底部设置有防撞锥块206，防撞锥块206内部设置有与导气管一208连接的膨胀气囊209；操作平台在水面上使用期间，横风沿水面吹向操作平台的长边框101，横风推动可调光伏挡板向活动槽105内偏转，横风沿活动槽105内的通口进入内边槽103，横风推动围栏立杆2上旋转扇板205向矩形槽内偏转，横风经矩形槽内的导流管一流动，小部分横风经管道连接至膨胀气囊209，并为其充气膨胀；

浮托底座5呈锥形结构设计，且浮托底座5四周侧边设置有十字型穿流口501，浮托底座5顶部安装有排布在气泵502周围的蓄电池509，浮托底座5顶部侧边设置有多组导气管二508，气泵502底部设置有延伸至穿流口501内部的调节阀503，调节阀503与喷管504连接；横风经矩形槽内的导流管一流动，小部分横风经管道连接至膨胀气囊209，并为其充气膨胀，大部分横风沿导气管一208进入导气管二508内，并输送靠近气泵502内，气泵502经蓄电池509电性连接供电启动，可调式光伏挡板104吸收水面反射光能，经逆变器等部件为蓄电池509充电，气泵502沿导气管二508、导气管一208主动抽取外部横风，气泵502经调节阀503调控气流进入喷管504内，其该组喷管504与横风方向相反，喷管504喷射气流推动操作平台，其与横风推动操作平台的力相互抵消；

浮托底座5底部中心贯穿设置有连接穿流口501的垂直口，且垂直口内壁上设置有多组伸缩气缸507，伸缩气缸507底部与限位板505边缘套接，限位板505顶部对称铰接有多组气垫导流板506，且气垫导流板506底部设置有抬升气囊510，浮托底座5的穿流口501经水流灌满，水流沿穿流口501流动时，带动浮托底座5吸附在水面，同时伸缩气缸507启动，伸缩气缸507推动限位杆下滑脱离浮托底座5，在浮托底座5下方与水流构成平衡状态，可根据横风或水流流向，为抬升气囊510充气，抬升气囊510带动气垫导流板506翘起，促使水流沿翘起板面流动增压，保持操作平台稳定。

结合实施例一和实施例二，既能通过采集时间阈值内操作平台在水面上受横风影响的数据，获得风力波动值和台体位移跨度值，及从受横风影响前、影响中对操作平台进行全面高效监管，即将采集数据与预设数据进行比对、分析，获得相关的评价信号，并据此控制相关部件进行分选，实现引导从水面吹向操作平台的横风沿活动槽105进入通口内，降低横风对操作平台的推动力，以及利用横风配合气泵502实现对操作平台底部的气动调节，保持操作平台稳定在原地；

又通过对围栏立杆2引导部分位于操作平台上方的横风，将其经导气管注入喷管504内，结合气泵502并根据风向进行反向气动推动操作平台，实现操作平台在横风状态下保持原位稳定，通过穿流口501和气垫导流板506结构联动使用，利用流水增加浮托底座5在水面的稳定性，同时气垫导流板506根据横风大小进行向下延伸，进一步在水中构成平流层，以及抬升气囊510根据横风和水流流向进行调控，增加浮托底座5在水面的吸附力和稳定力。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，包括外框组件（1），其特征在于，所述外框组件（1）包括长边框（101），所述长边框（101）外壁底部转动可调光伏挡板（104），所述长边框（101）顶部内壁上卡接有多组拼接浮板（4），所述长边框（101）顶部凹陷设置有靠近拼接浮板（4）的内边槽（103），所述长边框（101）外壁上等间距固定套接有围栏立杆（2），所述围栏立杆（2）内壁上固定安装有控制面板（3），所述围栏立杆（2）外壁上转动连接有多组旋转扇板（205）；

所述围栏立杆（2）底部设置有与拼接浮板（4）卡接固定的浮托底座（5），所述浮托底座（5）顶部中心嵌设有气泵（502），所述气泵（502）底部设置有多组喷管（504），所述喷管（504）下方设置有限位板（505）；

所述长边框（101）端面套接有弧形锁框（102），所述长边框（101）外壁凹陷设置有活动槽（105），所述活动槽（105）底部外侧设置有与可调光伏挡板（104）套接的扭力轴，所述活动槽（105）底部设置有靠近可调光伏挡板（104）的排水槽（108），且排水槽（108）底部设置有单向阀；

所述浮托底座（5）呈锥形结构设计，且浮托底座（5）四周侧边设置有十字型穿流口（501），所述浮托底座（5）顶部安装有排布在气泵（502）周围的蓄电池（509），所述浮托底座（5）顶部侧边设置有多组导气管二（508），所述气泵（502）底部设置有延伸至穿流口（501）内部的调节阀（503），所述调节阀（503）与喷管（504）连接；

所述浮托底座（5）底部中心贯穿设置有连接穿流口（501）的垂直口，且垂直口内壁上设置有多组伸缩气缸（507），所述伸缩气缸（507）底部与限位板（505）边缘套接，所述限位板（505）顶部对称铰接有多组气垫导流板（506），且气垫导流板（506）底部设置有抬升气囊（510）；

所述控制面板（3）内部设置有处理器、数据采集模块、自检反馈模块和信号执行模块；

数据采集模块用于采集操作平台在使用期间的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，将风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo经处理器发送至自检反馈模块；

自检反馈模块在接收到风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo后，立即对操作平台的稳定效率进行分析，具体分析过程如下：获得时间阈值内操作平台的风力波动值QUo和台体位移跨度值WUo，经过公式获得稳定系数XPk，并立即经从处理器中调取存储录入的预设稳定系数YPk与稳定系数XPk进行比对分析；

若稳定系数XPk≥预设稳定系数YPk，则判定操作平台存在异常，生成调控信号，并将生成的调控信号经处理器发送至信号执行模块，信号执行模块在接收到调控信号后，立即控制气泵（502）进行工作，若稳定系数XPk＜预设稳定系数YPk，则不生成任何信号。

2.根据权利要求1所述的具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，其特征在于，所述内边槽（103）内壁上设置有贯穿至活动槽（105）内的通口，且内边槽（103）内壁上设置有套接在通口顶部的滤渣拦网（106），所述通口顶部内壁上设置有朝上的防水凸柱（107）。

3.根据权利要求2所述的具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，其特征在于，所述围栏立杆（2）顶部卡接安装有灯盖（203），所述灯盖（203）底部转动套接有风扇叶（210），且风扇叶（210）转轴上传动连接有微型发电机，所述围栏立杆（2）两侧对称设置有多组直筒杆（201）弯筒杆（202），且弯筒杆（202）位于靠近弧形锁框（102）上方。

4.根据权利要求3所述的具有自适应防横风结构的组合式水上操作平台，其特征在于，所述围栏立杆（2）外壁上凹陷设置有靠近旋转扇板（205）的矩形槽，所述矩形槽内部贯穿设置有导气管一（208），所述围栏立杆（2）内壁底部设置有锁紧卡槽（207），所述围栏立杆（2）外壁底部设置有防撞锥块（206），所述防撞锥块（206）内部设置有与导气管一（208）连接的膨胀气囊（209）。