一种基于北斗三代的碰撞报警功能航标的制作方法

1.本实用新型属于航标技术领域，尤其涉及一种基于北斗三代的碰撞报警航标。


背景技术：

2.航标在保障船舶安全航行方面起着积极作用，是航海保障工作重要组成部分。目前，北斗(二代)短报文在航标管理上的广泛应用，大大增加了海上航标遥测遥控管理范围，但是传输能力一直是海上航标管理水平提升、航海保障事业做强的瓶颈。为了克服北斗二代的缺陷，我国目前已发展并逐步使用北斗三代取代北斗二代。北斗三代区域通信能力达到每次14000比特(1000汉字)，既能传输文字，还可传输语音和图片，并支持每次560比特(40个汉字)的全球通信能力。
3.现行的航标管理工作中，对没有公共通信网络的海洋地区，受限于北斗二代的数据传输能力，不能实现对远海航标的实时监控，尤其是船舶与航标发生碰撞时，无法及时地将船舶与航标碰撞的信息传输至陆上的控制中心，导致航标偏离预定位置而无法及时发现。
4.因此，如何提供一种能够利用北斗三代及时获取船舶与航标碰撞信息的具有碰撞报警功能的航标，成为本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述技术问题，基于北斗三代技术，通过对加速度信号进行采集，可实时将信号传输至陆上的控制中心，当加速度信号出现异常时，进行碰撞报警。
6.本实用新型提供了一种基于北斗三代的碰撞报警功能航标，包括：
7.浮体，能够承受其上部载荷并在水面漂浮；
8.三角支架，固定安装于浮体上端面；
9.航标灯，安装于所述三角支架；
10.所述航标灯内部安装有蓄电池、加速度传感器和北斗三代收发模块；
11.其中，所述加速度传感器用于捕捉阈值以上的加速度信号，所述北斗三代收发模块用于将所述加速度信号传输至陆上控制中心；
12.所述三角支架上还安装有太阳能电池板和垂直轴风力发电装置，且均与所述蓄电池电性连接。
13.进一步的，所述太阳能电池板设置在所述三角支架的三个面上，且太阳能电池板的边缘与所述三角支架的边框固定连接。
14.进一步的，所述三角支架包括用于承载垂直轴风力发电装置中心柱体、第一支撑板、第二支撑板以及用于承载航标灯的承载支架；
15.其中，所述第一支撑板和第二支撑板均为三角形，且第二支撑板的中间开设有贯穿孔，且第一支撑板和第二支撑板三个角与所述三角支架的三个支撑腿固定连接；
16.所述中心柱体固定安装在三角支架上端面的中心位置并穿过所述贯穿孔，且所述
电路板，61-叶片，62-连接板，63-传动轴，64-永磁同步发电机，65-叶片前缘，66-叶片尾缘，251-固定孔，252-加速度传感器，253-电源模块，254-蓄电池，255-北斗三代收发模块，256-微处理器。
具体实施方式
37.以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
38.如图1-8所示，本实施方式提供了一种远海航标碰撞报警的航标，包括浮体1、航标灯2、三角支架4、太阳能电池板5和垂直轴风力发电装置6；所述三角支架4固定安装在所述浮体1上；所述太阳能电池板5设置在所述三角支架4的三个面上，且太阳能电池板5的边缘与所述三角支架4的边框固定连接；所述三角支架4的上端还设置有所述垂直轴风力发电装置6，所述航标灯2设置在所述三角支架4的顶端，所述航标灯2内部安装有加速度传感器252和北斗三代收发模块255。
39.其中，当有船舶碰撞本实施方式的航标的时，航标会产生瞬时加大的加速度，当加速度超过预设的阈值时，加速度传感器252捕捉该超过阈值的加速度信号，加速度信号经处理后，传输到所述北斗三代收发模块255，其将加速度信号传输到陆上的控制中心，所述北斗三代收发模块255拥有更强的数据传输能力，可实现在没有公网信号的地方，也可将船舶与航标碰撞的信息传输至陆上的控制中心，实现了航标的碰撞监控。
40.可以理解的是，浮体1为封闭结构，具有水密特性，可以承受其上部载荷并在水面漂浮。三角支架4的三个面安装太阳能电池板5，至少保证一个面能照射到阳光；航标灯2发射灯光为过往船舶指示航向，垂直轴风力发电装置6和太阳能电池板5形成风光互补，为航标灯2及其他负载提供电能。
41.本实施方式中，参阅图1，三角支架4在整个航标中起到承受上部设备载荷的作用，其包括用于承载垂直轴风力发电装置6的中心柱体3、第一支撑板7、第二支撑板8、肘板9以及用于承载航标灯2的承载支架10。
42.具体的，所述第一支撑板7和第二支撑板8均为三角形，且第二支撑板8的中间开设有贯穿孔，第一支撑板7和第二支撑板8的三个角与所述三角支架4的三个支撑腿固定连接；所述中心柱体3固定安装在三角支架4上端面的中心位置并穿过所述贯穿孔；所述三角支架4的三个支撑腿的上部分别固定设置有一个肘板9，所述承载支架10与所述肘板9的上端焊接连接。
43.可以理解的是，所述中心柱体3的外径与所述贯穿孔的内径相适配，以使得中心柱体3刚好穿过贯穿孔，从而第二支撑板8能够对中心柱体3起到辅助支撑的作用。
44.本实施方式中，所述承载支架10上还固定安装有支撑柱14，所述支撑柱14的上部和下部分别固定安装有第一扇形支撑板11和第二扇形支撑板12，所述第一扇形支撑板11和第二扇形支撑板12之间固定安装有筒体13，所述航标灯2固定安装与第一扇形支撑板11的上表面。
45.本实施方式通过设置支撑柱14、第一扇形支撑板11、第二扇形支撑板12以及筒体
13，使得承载航标灯2的支撑结构更加稳定。
46.本实施方式中，参阅图2-3，所述垂直轴风力发电装置6固定安装于中心柱体3的上端面，并且，所述垂直轴风力发电装置6包括叶片61、连接板62、传动轴63和永磁同步发电机64。
47.具体的，所述永磁同步发电机64固定安装于中心柱体3的上端面，且永磁同步发电机64的转轴与所述传动轴63固定连接；所述传动轴63的上部沿周向均匀设置有三个连接板62，且连接板62的一端与所述传动轴63固定连接，另一端与所述叶片61固定连接。
48.作为优选实施例，连接板62与传动轴63以及叶片61的连接方式均为焊接连接，以便减轻航标上部重量。所述垂直轴发电装置6中的叶片61、连接板62、传动轴63均为铝合金材质。
49.本实施例中，所述叶片61为翼型结构，并且，连接板62与叶片前缘65之间的夹角为120度，所述连接板62与叶片尾缘66之间的夹角角度为60度。以便风力发电机更容易被风力带动。
50.通过上述设置，当有一定风力时，风力带动叶片61转动，叶片61通过连接板62带动传动轴63旋转，进而传动轴63带动永磁同步发电机64的转轴转动，永磁同步发电机64实现发电。
51.本实施例中，参阅图4-8，所述航标灯2包括保护框架21、led灯泡22、底座23和下壳体24，所述led灯泡22安装在所述底座23上，所述led灯泡22外侧设置所述保护框架21，所述保护框架21与所述底座23固定连接，所述底座23下部设置所述下壳体24，且所述底座23与所述下壳体24之间通过螺栓连接。
52.可以理解的是，所述航标灯2的下壳体24的底面与所述第一扇形支撑板11焊接连接，led灯泡22外侧设置保护框架21，起到保护led灯泡的作用，防止碰撞时对led灯泡发生损坏；所述底座23与所述下壳体24之间通过螺栓连接，在内部零件损坏时方便拆解维修更换。
53.其中，所述下壳体24内部还设置有电路板25，所述电路板25包括固定孔251、加速度传感器252、电源模块253、蓄电池254、北斗三代收发模块255和微处理器256；所述固定孔251分布在所述电路板25的四个角处，所述电路板25通过螺丝与下壳体24固定连接。
54.可以理解的是，所述电源模块253为负载装置供应来自太阳能电池板5和垂直轴风力发电装置6的电能，所述蓄电池254储存电能并在太阳能电池板5和垂直轴风力发电装置6产生的电能不够用的情况下，为负载装置提供电能；所述加速度传感器252负责捕捉阈值以上的加速度信号并传输给所述微处理器256，所述微处理器256处理加速度信号并由所述北斗三代收发模块255传输至控制中心。
55.本实施例中，参阅图8，本实用新型的原理是：设定加速度传感器252采集加速度的阈值，加速度传感器252采集阈值以上的加速度信号；当船舶意外碰撞航标时，航标会产生较大的加速度数值，当发生船舶与航标碰撞时，加速度传感器252采集加速度数据并传输至微处理器256，微处理器256处理加速度信号并由北斗三代收发模块255传输至控制中心，由控制中心研判数据并处理碰撞事故。
56.本实施例中的远海碰撞报警航标，相比于传统基于北斗二代和利用公网通信技术的海洋航标，具有数据传输能力强和能够实现远海数据传输的能力，可实现在没有公网信
号的海洋，也可将船舶与航标碰撞的信息传输至陆上的控制中心，实现了远海航标的碰撞监控。
57.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：
1.一种基于北斗三代的碰撞报警功能航标，包括：浮体，能够承受其上部载荷并在水面漂浮；三角支架，固定安装于浮体上端面；航标灯，安装于所述三角支架；其特征在于：所述航标灯内部安装有蓄电池、加速度传感器和北斗三代收发模块；其中，所述加速度传感器用于捕捉阈值以上的加速度信号，所述北斗三代收发模块用于将所述加速度信号传输至陆上控制中心；所述三角支架上还安装有太阳能电池板和垂直轴风力发电装置，且均与所述蓄电池电性连接。2.根据权利要求1所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述太阳能电池板设置在所述三角支架的三个面上，且太阳能电池板的边缘与所述三角支架的边框固定连接。3.根据权利要求1所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述三角支架包括用于承载垂直轴风力发电装置中心柱体、第一支撑板、第二支撑板以及用于承载航标灯的承载支架；其中，所述第一支撑板和第二支撑板均为三角形，且第二支撑板的中间开设有贯穿孔，且第一支撑板和第二支撑板三个角与所述三角支架的三个支撑腿固定连接；所述中心柱体固定安装在三角支架上端面的中心位置并穿过所述贯穿孔，且所述中心柱体的外径与所述贯穿孔的内径相适配；所述三角支架的三个支撑腿的上部分别固定设置有一个肘板，所述承载支架与肘板的上端焊接连接。4.根据权利要求3所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述承载支架上还固定安装有支撑柱，所述支撑柱的上部和下部分别固定安装有第一扇形支撑板和第二扇形支撑板，所述第一扇形支撑板和第二扇形支撑板之间固定安装有筒体，所述航标灯固定安装与第一扇形支撑板的上表面。5.根据权利要求3所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述垂直轴风力发电装置包括叶片、连接板、传动轴和永磁同步发电机；其中，所述永磁同步发电机固定安装于中心柱体的上端面，且永磁同步发电机的转轴与所述传动轴固定连接；所述传动轴的上部沿周向均匀设置有三个连接板，且连接板一端与所述传动轴固定连接，另一端与所述叶片固定连接。6.根据权利要求5所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述叶片为翼型结构，并且，连接板与叶片前缘之间的夹角为120度，所述连接板与叶片尾缘之间的夹角角度为60度。7.根据权利要求3所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述航标灯包括led灯泡、底座和下壳体；其中，所述led灯泡安装在所述底座上，所述底座下部设置所述下壳体，且所述底座与所述下壳体之间通过螺栓连接。8.根据权利要求7所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述led灯泡外侧设置有保护框架，所述保护框架与所述底座固定连接。9.根据权利要求7所述的碰撞报警功能航标，其特征在于：所述下壳体内部还设置有电路板，所述电路板上设置有所述加速度传感器、北斗三代收发模块和微处理器；其中，加速度传感器采集阈值以上的加速度信号，加速度传感器采集加速度数据并传
输至微处理器，微处理器处理加速度信号并由北斗三代收发模块传输至控制中心。

技术总结
本实用新型公开了一种基于北斗三代的碰撞报警功能航标，包括：浮体、三角支架、航标灯，所述航标灯内部安装有蓄电池、加速度传感器和北斗三代收发模块；其中，所述加速度传感器用于捕捉阈值以上的加速度信号，所述北斗三代收发模块用于将所述加速度信号传输至陆上控制中心；所述三角支架上还安装有太阳能电池板和垂直轴风力发电装置，且均与所述蓄电池电相连接。本实施例中的远海碰撞报警航标，相比于现有技术，具有数据传输能力强和能够实现远海数据传输的能力，可实现在没有公网信号的远海，也可将船舶与航标碰撞的信息传输至陆上的控制中心，实现了远海航标的碰撞监控。实现了远海航标的碰撞监控。实现了远海航标的碰撞监控。


技术研发人员：王玉强 季克淮 毛建峰 田冠军 谢海东 侯新利 李建永 李金鹏 昝磊 李海明 丁岳 王永安
受保护的技术使用者：交通运输部北海航海保障中心天津航标处
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/6/7