CN220616111U - 一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，属于多功能浮标技术领域，包括浮体，浮体上安装有吊装配重部；航道信息智能采集部，安装在浮体上，用于监测浮体所处水域的气象信息、水文信息和水质信息；智能碰撞预警部，安装浮体上，对浮体附近船舶进行实时监测和智能预警；集成控制监测部，安装浮体内，与智能碰撞预警部、航道信息智能采集部电性连接；多能供电部，包括安装在浮体顶部的太阳能组件、安装在浮体底部的水电转换组件和安装在浮体内的蓄电组件；太阳能组件、水电转换组件、航道信息智能采集部、智能碰撞预警部、集成控制监测部均与蓄电组件电性连接。提高了浮标功能的多样性、运行的安全性和供电的长久稳定性。

Description

一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标

技术领域

本实用新型涉及多功能浮标技术领域，特别是涉及一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标。

背景技术

浮标是指锚定在河里或者海上指定位置，并且浮于水面上具有导助航功能的一种标志，浮标除具备指示功能外，部分浮标还兼具气象水文监测等功能，同时在传统浮标技术的基础上还逐渐发展成内河或海洋监测新技术，但现有的浮标仍然存在一些不足。

一、浮标供电方面：大部分浮标采用蓄电池或者利用太阳能、水流能、风能等进行单一方式的供电进行工作，而单一蓄电池供电浮标存在蓄电池更换不便捷的问题；单一太阳能光伏板供电，若浮标遇长期阴雨天气，则影响用电设备的正常工作，导致浮标功能失效；单一水流能、风能等供电方式虽可充分利用水、风等各种可再生能源，但能量转化效率较低，对浮标的电力支撑不足。

二、浮标功能方面：随着人类通航安全与航海保障技术的不断提升，浮标需体现多功能化，而目前已有浮标绝大部分停留在导助航指示功能层面，虽然部分浮标兼具水文或气象监测功能，但缺乏航道信息智能监测、数据检测分析、智能碰撞预警、电量监测与调控等功能，这些功能对于船舶航行安全以及浮标自身运行安全十分有必要，使得浮标的功能仍然不够完善。

为此，提出一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，包括：

浮体，所述浮体上安装有吊装配重部；

航道信息智能采集部，安装在所述浮体上，用于监测所述浮体所处水域的气象信息、水文信息和水质信息；

智能碰撞预警部，安装在所述浮体上，对所述浮体附近的船舶信息进行实时监测，并进行智能预警；

集成控制监测部，安装在所述浮体内，并与所述智能碰撞预警部、所述航道信息智能采集部电性连接；

多能供电部，包括安装在所述浮体顶部的太阳能组件、安装在所述浮体底部的水电转换组件和安装在所述浮体内的蓄电组件；

其中，所述太阳能组件、所述水电转换组件、所述航道信息智能采集部、所述智能碰撞预警部、所述集成控制监测部均与所述蓄电组件电性连接。

优选的，所述集成控制监测部包括固接在所述浮体内部的集成控制黑箱，所述集成控制黑箱内部集成有GPS定位模块、信息传输模块、数据检测分析模块、碰撞预警分析模块、电量监测与调控模块；

所述集成控制黑箱与所述蓄电组件电性连接，所述智能碰撞预警部、所述航道信息智能采集部均与所述集成控制黑箱电性连接。

优选的，所述蓄电组件包括固接在所述浮体内部的蓄电池和逆变器，所述蓄电池与所述逆变器电性连接；

所述太阳能组件、所述水电转换组件均与所述逆变器电性连接，所述航道信息智能采集部、所述智能碰撞预警部、所述集成控制黑箱均与所述蓄电池电性连接。

优选的，所述太阳能组件包括若干固接在所述浮体顶部的微型电机，所述微型电机的输出轴上固接有第一转轴，所述第一转轴上固接有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与所述浮体的顶部转动连接；

所述微型电机与所述蓄电池和所述集成控制黑箱电性连接，所述太阳能光伏板与所述逆变器电性连接。

优选的，所述水电转换组件包括固接在所述浮体内部的水流发电机，所述水流发电机的输出轴上固接有第二转轴，所述第二转轴底部贯穿所述浮体底部并与所述浮体转动连接，所述第二转轴底部固接有涡轮机；所述水流发电机与所述逆变器连接。

优选的，所述航道信息智能采集部包括固接在所述浮体顶部的大气温度传感器、若干风速表、风向标，还包括固接在所述浮体底部的水深测距仪、水流流速流向仪以及水质参数检测传感器；

所述大气温度传感器、若干所述风速表、所述风向标、所述水深测距仪、所述水流流速流向仪和所述水质参数检测传感器均与所述蓄电池电性连接，且均与所述集成控制黑箱电性连接。

优选的，所述智能碰撞预警部包括固接在所述浮体顶部的若干摄像头、若干雷达、警示灯，所述摄像头、所述雷达、所述警示灯均与所述蓄电池电性连接，且均与所述集成控制黑箱电性连接。

优选的，所述吊装配重部包括若干固接在所述浮体顶部的第一吊钩和若干固接在所述浮体底部的第二吊钩，所述第二吊钩上铰接有锚链，若干所述锚链远离所述第二吊钩的一端铰接有配重块。

优选的，所述浮体顶部固接有垂直支撑杆，所述浮体顶部周向固接有若干侧向支撑杆，所述侧向支撑杆绕设在所述垂直支撑杆周围，所述侧向支撑杆顶部固接在所述垂直支撑杆上；

所述大气温度传感器、所述风速表、所述风向标、所述摄像头、所述警示灯均固接在所述垂直支撑杆上；若干所述雷达分别固接在若干所述侧向支撑杆上；所述太阳能光伏板位于相邻两所述侧向支撑杆之间并与所述侧向支撑杆转动连接。

优选的，所述垂直支撑杆顶部固接有避雷针。

本实用新型公开了以下技术效果：通过吊装配重装置将浮标下放并定位到水域指定地点，通过航道信息智能采集部对浮标所在航道范围内的气象、水文、水质等信息进行智能采集监测并传递给集成控制监测部存储分析；且可通过智能碰撞预警部对附近的船舶信息进行实时监测，并将信息传递给集成控制监测部分析，对处于碰撞危险区域的船舶，集成控制监测部控制智能碰撞预警部进行自动预警；同时本申请耦合了光能发电和水能发电两种发电措施，将电能存储在蓄电组件中对装置内所有部件进行供电，提高了供电稳定性和长久性，便于浮标在航道中长期稳定工作。本实用新型提高了浮标功能的多样性，同时提高了浮标运行的安全性和供电的长久稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型的立体示意图；

图3为本实用新型的俯视立体示意图；

图4为本实用新型未加配重块的仰视立体示意图。

图中：1、避雷针；2、大气温度传感器；3、风速表；4、风向标；5、警示灯；6、摄像头；7、雷达；8、侧向支撑杆；9、垂直支撑杆；10、太阳能光伏板；11、第一吊钩；12、蓄电池；13、逆变器；14、水流发电机；15、浮体；16、集成控制黑箱；17、水深测距仪；18、水流流速流向仪；19、第二吊钩；20、水质参数检测传感器；21、第二转轴；22、涡轮机；23、锚链；24、配重块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-4，本实用新型提供一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，包括：

浮体15，浮体15上安装有吊装配重部；

航道信息智能采集部，安装在浮体15上，用于监测浮体15所处水域的气象信息、水文信息和水质信息；

智能碰撞预警部，安装在浮体15上，对浮体15附近的船舶信息进行实时监测，并进行智能预警；

集成控制监测部，安装在浮体15内，并与智能碰撞预警部、航道信息智能采集部电性连接；

多能供电部，包括安装在浮体15顶部的太阳能组件、安装在浮体15底部的水电转换组件和安装在浮体15内的蓄电组件；

其中，太阳能组件、水电转换组件、航道信息智能采集部、智能碰撞预警部、集成控制监测部均与蓄电组件电性连接；

浮体15可漂浮在水上，浮体15上顶面及以上装置位于水面以上，浮体15下底面及以下装置位于水面以下，浮体15内部装置采用密闭工艺；

通过吊装配重装置将浮体15下放并定位到水域指定地点，通过航道信息智能采集部对浮体15所在航道范围内的气象、水文、水质等信息进行智能采集监测并传递给集成控制监测部存储分析；且可通过智能碰撞预警部对附近的船舶信息进行实时监测，并将信息传递给集成控制监测部分析，对处于碰撞危险区域的船舶，集成控制监测部控制智能碰撞预警部进行自动预警；同时本申请耦合了光能发电和水能发电两种发电措施，将电能存储在蓄电组件中对装置内所有部件进行供电，提高了供电稳定性和长久性，便于浮标在航道中长期稳定工作。本实用新型提高了浮标功能的多样性，同时提高了浮标运行的安全性和供电的长久稳定性。

进一步优化方案，集成控制监测部包括固接在浮体15内部的集成控制黑箱16，集成控制黑箱16内部集成有GPS定位模块、信息传输模块、数据检测分析模块、碰撞预警分析模块、电量监测与调控模块；GPS定位模块可以对浮体15的定位实施跟踪，防止极端天气下锚链23发生断裂，浮体15漂移丢失后可根据定位快速找回，避免经济损失；

集成控制黑箱16与蓄电组件电性连接，智能碰撞预警部、航道信息智能采集部均与集成控制黑箱16电性连接。

进一步优化方案，蓄电组件包括固接在浮体15内部的蓄电池12和逆变器13，蓄电池12与逆变器13电性连接；在浮标投入目标水域使用前，将蓄电池12充满电，以保证各用电装置的持续运行；蓄电池12的电量及各设备的用电量实时记录在集成控制黑箱16的电量监测与调控模块；

太阳能组件、水电转换组件均与逆变器13电性连接，航道信息智能采集部、智能碰撞预警部、集成控制黑箱16均与蓄电池12电性连接。

进一步优化方案，太阳能组件包括若干固接在浮体15顶部的微型电机，微型电机的输出轴上固接有第一转轴，第一转轴上固接有太阳能光伏板10，太阳能光伏板10与浮体15的顶部转动连接；

微型电机与蓄电池12和集成控制黑箱16电性连接，太阳能光伏板10与逆变器13电性连接；通过集成控制黑箱16控制第一转轴转动，第一转轴带动太阳能光伏板10转动进行角度调节，使得太阳能光伏板10可以始终与最强光照保持合适的角度，实现最大发电量，太阳能光伏板10将光能转换为电能并传递给逆变器13，逆变器13将直流电转换为交流电并存储在蓄电池12中。

进一步优化方案，水电转换组件包括固接在浮体15内部的水流发电机14，水流发电机14的输出轴上固接有第二转轴21，第二转轴21底部贯穿浮体15底部并与浮体15转动连接，第二转轴21底部固接有涡轮机22；水流发电机14与逆变器13连接；水流运动带动涡轮机22转动，涡轮机22转动带动第二转轴21转动，从而使得水流发电机14将水流能转换为电能，并经过逆变器13存储在蓄电池12中；其中，涡轮机22与第二转轴21外部均安装有防护装置，可防止锚链23的缠绕及其他物体的碰撞。

进一步优化方案，航道信息智能采集部包括固接在浮体15顶部的大气温度传感器2、若干风速表3、风向标4，还包括固接在浮体15底部的水深测距仪17、水流流速流向仪18以及水质参数检测传感器20；

大气温度传感器2、若干风速表3、风向标4、水深测距仪17、水流流速流向仪18和水质参数检测传感器20均与蓄电池12电性连接，且均与集成控制黑箱16电性连接；水深测距仪17、水流流速流向仪18以及水质参数检测传感器20与集成控制黑箱16中的信息传输模块以及数据检测分析模块相连接；

通过大气温度传感器2、风速表3、风向标4、摄像头6、水深测距仪17、水流流速流向仪18及水质参数检测传感器20，可对浮体15所处水域的大气温度、风速、风向、能见度、水深、水流流速、水流流向等航道气象水文信息进行监测，以及水温、pH值、溶解氧、电导率、浑浊度等水质参数进行检测分析，并可开展航道水域环境气象、水文、水质长期数据监测，并将信息传递给集成控制黑箱16，同时可通过集成控制黑箱16的信息传输模块传输至岸上控制中心，同时在恶劣气象条件下能及时发出警示信息，以多种方式告知相关人员，以提高水域船舶航行安全。

进一步优化方案，智能碰撞预警部包括固接在浮体15顶部的若干摄像头6、若干雷达7、警示灯5，摄像头6、雷达7、警示灯5均与蓄电池12电性连接，且均与集成控制黑箱16电性连接；摄像头6、雷达7与集成控制黑箱16中的信息传输模块和碰撞预警分析模块相连接；

雷达7为毫米波雷达，警示灯5为带扩音功能的警示灯，通过摄像头6、雷达7对附近过往船舶的距离、速度及移动角度进行实时监测，将监测信息传递给集成控制黑箱16，对于持续靠近处于碰撞危险距离内的船舶，集成控制黑箱16控制警示灯5发出高音警告并持续闪烁报警灯，提醒过往船舶进行避让；摄像头6安装于带扩音功能的警示灯5下部，具有良好的视角范围。

进一步优化方案，吊装配重部包括若干固接在浮体15顶部的第一吊钩11和若干固接在浮体15底部的第二吊钩19，第二吊钩19上铰接有锚链23，若干锚链23远离第二吊钩19的一端铰接有配重块24；通过起吊机械连接第一吊钩11将浮体15投入目标水域，底部配重块24做加固处理，保证浮标的正常工作。

进一步优化方案，浮体15顶部固接有垂直支撑杆9，浮体15顶部周向固接有若干侧向支撑杆8，侧向支撑杆8绕设在垂直支撑杆9周围，侧向支撑杆8顶部固接在垂直支撑杆9上；

大气温度传感器2、风速表3、风向标4、摄像头6、警示灯5均固接在垂直支撑杆9上；若干雷达7分别固接在若干侧向支撑杆8上；太阳能光伏板10位于相邻两侧向支撑杆8之间并与侧向支撑杆8转动连接；

垂直支撑杆9从上到下依次固接有避雷针1、大气温度传感器2、风速表3、风向标4以及警示灯5，且均位于侧向支撑杆8的顶部；雷达7安装于侧向支撑杆8上部外侧。

进一步优化方案，垂直支撑杆9顶部固接有避雷针1。

本实用新型在使用时，将蓄电池12内充满电，然后通过起吊机械将浮体15投入目标水域，太阳能光伏板10将光能转换为电能存储在蓄电池12中，且涡轮机22和水流发电机14将水流能转换为电能存储在蓄电池12中，蓄电池为各个装置供电，警示灯5、摄像头6对附近过往船舶的距离、速度及移动角度进行实时监测，对处于碰撞危险区域内的船舶，集成控制黑箱16控制警示灯5发出高音警告并持续闪烁报警灯；大气温度传感器2、风速表3、风向标4、摄像头6、水深测距仪17、水流流速流向仪18及水质参数检测传感器20对气象信息、水文信息和水质信息进行检测分析，并可开展航道水域环境气象、水文、水质长期数据监测，通过集成控制黑箱16的信息传输模块传输至岸上控制中心。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型，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实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于，包括：

浮体(15)，所述浮体(15)上安装有吊装配重部；

航道信息智能采集部，安装在所述浮体(15)上，用于监测所述浮体(15)所处水域的气象信息、水文信息和水质信息；

智能碰撞预警部，安装在所述浮体(15)上，对所述浮体(15)附近的船舶信息进行实时监测，并进行智能预警；

集成控制监测部，安装在所述浮体(15)内，并与所述智能碰撞预警部、所述航道信息智能采集部电性连接；

多能供电部，包括安装在所述浮体(15)顶部的太阳能组件、安装在所述浮体(15)底部的水电转换组件和安装在所述浮体(15)内的蓄电组件；

其中，所述太阳能组件、所述水电转换组件、所述航道信息智能采集部、所述智能碰撞预警部、所述集成控制监测部均与所述蓄电组件电性连接。

2.根据权利要求1所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述集成控制监测部包括固接在所述浮体(15)内部的集成控制黑箱(16)，所述集成控制黑箱(16)内部集成有GPS定位模块、信息传输模块、数据检测分析模块、碰撞预警分析模块、电量监测与调控模块；

所述集成控制黑箱(16)与所述蓄电组件电性连接，所述智能碰撞预警部、所述航道信息智能采集部均与所述集成控制黑箱(16)电性连接。

3.根据权利要求2所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述蓄电组件包括固接在所述浮体(15)内部的蓄电池(12)和逆变器(13)，所述蓄电池(12)与所述逆变器(13)电性连接；

所述太阳能组件、所述水电转换组件均与所述逆变器(13)电性连接，所述航道信息智能采集部、所述智能碰撞预警部、所述集成控制黑箱(16)均与所述蓄电池(12)电性连接。

4.根据权利要求3所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述太阳能组件包括若干固接在所述浮体(15)顶部的微型电机，所述微型电机的输出轴上固接有第一转轴，所述第一转轴上固接有太阳能光伏板(10)，所述太阳能光伏板(10)与所述浮体(15)的顶部转动连接；

所述微型电机与所述蓄电池(12)和所述集成控制黑箱(16)电性连接，所述太阳能光伏板(10)与所述逆变器(13)电性连接。

5.根据权利要求3所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述水电转换组件包括固接在所述浮体(15)内部的水流发电机(14)，所述水流发电机(14)的输出轴上固接有第二转轴(21)，所述第二转轴(21)底部贯穿所述浮体(15)底部并与所述浮体(15)转动连接，所述第二转轴(21)底部固接有涡轮机(22)；所述水流发电机(14)与所述逆变器(13)连接。

6.根据权利要求4所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述航道信息智能采集部包括固接在所述浮体(15)顶部的大气温度传感器(2)、若干风速表(3)、风向标(4)，还包括固接在所述浮体(15)底部的水深测距仪(17)、水流流速流向仪(18)以及水质参数检测传感器(20)；

所述大气温度传感器(2)、若干所述风速表(3)、所述风向标(4)、所述水深测距仪(17)、所述水流流速流向仪(18)和所述水质参数检测传感器(20)均与所述蓄电池(12)电性连接，且均与所述集成控制黑箱(16)电性连接。

7.根据权利要求6所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述智能碰撞预警部包括固接在所述浮体(15)顶部的若干摄像头(6)、若干雷达(7)、警示灯(5)，所述摄像头(6)、所述雷达(7)、所述警示灯(5)均与所述蓄电池(12)电性连接，且均与所述集成控制黑箱(16)电性连接。

8.根据权利要求1所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述吊装配重部包括若干固接在所述浮体(15)顶部的第一吊钩(11)和若干固接在所述浮体(15)底部的第二吊钩(19)，所述第二吊钩(19)上铰接有锚链(23)，若干所述锚链(23)远离所述第二吊钩(19)的一端铰接有配重块(24)。

9.根据权利要求7所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述浮体(15)顶部固接有垂直支撑杆(9)，所述浮体(15)顶部周向固接有若干侧向支撑杆(8)，所述侧向支撑杆(8)绕设在所述垂直支撑杆(9)周围，所述侧向支撑杆(8)顶部固接在所述垂直支撑杆(9)上；

所述大气温度传感器(2)、所述风速表(3)、所述风向标(4)、所述摄像头(6)、所述警示灯(5)均固接在所述垂直支撑杆(9)上；若干所述雷达(7)分别固接在若干所述侧向支撑杆(8)上；所述太阳能光伏板(10)位于相邻两所述侧向支撑杆(8)之间并与所述侧向支撑杆(8)转动连接。

10.根据权利要求9所述的信息智能采集及碰撞预警的自发电多功能浮标，其特征在于：所述垂直支撑杆(9)顶部固接有避雷针(1)。