跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置及其方法

1.本发明涉及桥梁安全防护设备技术领域，尤其是涉及一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置及其方法。


背景技术：

2.近年来，跨河大桥越来越多，内河交通量也逐渐增大，而在水位上涨时，船只同行是会有因超高而碰撞桥梁的事故发生，对桥梁结构造成破坏。传统的跨河大桥下汛期内河船只超高预警方法，一般采用的是人工巡查河标志牌等方式，其存在诸多问题，如工作效率低、预警准确性差等。现有的超高报警装置仅仅具有报警功能，没有防护功能，同时实时检测耗能较大，不便维护。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决上述现有技术存在的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，包括若干并列设置的检测报警机构以及防护机构；
5.所述检测报警机构包括安装壳体、湿度检测触发单元、报警单元、船只检测单元以及电源模块，湿度检测触发单元、报警单元、船只检测单元均与电源模块电连接，湿度检测触发单元与船只检测单元电连接，船只检测单元与报警单元和防护机构电连接，安装壳体通过固定机构设置在桥梁防撞护栏外侧。
6.优选的，所述湿度检测触发单元包括湿度传感器、第一数据处理模块以及触发电路模块，湿度传感器设置在安装壳体外侧并与第一数据处理模块电连接用于检测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时驱动触发电路启动船只检测单元。
7.优选的，所述船只检测单元包括激光雷达和第二数据处理模块，激光雷达用于检测船只高度和距离桥体的距离并与第二数据处理模块电连接。
8.优选的，所述报警单元包括报警灯、报警喇叭以及第三数据处理模块，所述第三数据处理模块与第二数据处理模块电连接用于接收船只高度和距离数据，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯和报警喇叭。
9.优选的，电源模块包括蓄电池、太阳能电池板、电动推杆以及电动推杆控制器，电动推杆控制器与电动推杆电连接，电动推杆的固定端铰接在安装壳体内，太阳能电池板一侧铰接在安装壳体的顶部，太阳能电池板另一侧与电动推杆的伸缩端铰接，太阳能电池板与所述蓄电池电连接。
10.优选的，所述检测报警机构还包括水位检测传感器和无线发送单元，水位检测传感器与无线发送单元电连接，所述无线发送单元与船只检测单元电连接。
11.优选的，所述防护机构包括若干并列设置在防护栏中的电动阻尼器和电动插销，电动阻尼器一端铰接在防护栏底部，电动阻尼器的另一端设置有挡板，电动阻尼器设置在防护栏的凹槽内，所述凹槽内圆周分布有至少两个电动插销用于固定和释放电动阻尼器，
电动阻尼器和电动插销均与报警单元相连接。
12.优选的，所述固定机构包括l形固定板和设置在l形固定板两侧的弹性夹板。
13.一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护方法，具体步骤如下：
14.步骤s1:湿度检测触发单元实时监测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时驱动触发电路启动船只检测单元；
15.步骤s2:船只检测单元通过激光雷达检测范围内的船只高度和距离，并通过无线发射单元将限高数据发送出去，便于远距离船只及时调整航线，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯和报警喇叭；
16.步骤s3:当距离大于设定防护距离值时，报警模块启动防护机构，通过电动插销释放电动阻尼器，电动阻尼器由竖直状态变为水平状态，并根据船只距离变化计算船只行进速度，根据行进速度调整电动阻尼器的阻尼。
17.因此，本发明采用上述一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置及其方法，具有以下有益效果：
18.(1)采用湿度检测触发单元检测环境湿度，从而实现汛期的判定，在汛期实时检测船只高度，实现预警功能，减少检测耗能，同时采用太阳能电池板和蓄电池供电，根据时间调整太阳能电池板的角度，提高发电效率。
19.(2)通过无线发送单元将水位数据发送出去，便于远距离船只获取水位数据，及时调整航线。
20.(3)具有防护机构，在报警未起到效果时，船只超高且距离越来越近时，启动防护机构，根据船只速度调整阻尼大小，减少碰撞带来的损伤。
21.(4)检测报警机构的安装壳体通过固定机构固定在护栏外侧，通过弹性夹板夹持固定，便于检测报警机构的更换和维修。
22.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
23.图1为本发明一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置结构示意图；
24.图2为本发明防护机构的俯视；
25.图3为本发明电路原理框图；
26.图4为本发明超高预警防护流程图。
27.附图标记
28.1、安装壳体；2、湿度检测触发单元；3、报警单元；31、报警灯；32、报警喇叭；4、激光雷达；5、电源模块；51、太阳能电池板；52、电动推杆；53、蓄电池；6、水位检测传感器；7、无线发送单元；8、防护机构；81、电动阻尼器；82、挡板；83、电动插销；9、固定机构；91、l形固定板；92、弹性夹板。
具体实施方式
29.实施例
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.下面结合附图，对本发明的实施方式作详细说明。
35.参考图1-3，一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，包括若干并列设置的检测报警机构以及防护机构8。根据大桥的跨度设置检测报警机构的数量。
36.检测报警机构包括安装壳体1、湿度检测触发单元2、报警单元3、船只检测单元以及电源模块5。
37.湿度检测触发单元2、报警单元3、船只检测单元均与电源模块5电连接，电源模块5包括蓄电池53、太阳能电池板51、电动推杆52以及电动推杆控制器(图中未画出)，电动推杆52的固定端铰接在安装壳体1内，太阳能电池板51一侧铰接在安装壳体1的顶部，太阳能电池板51另一侧与电动推杆52的伸缩端铰接，太阳能电池板51与蓄电池53电连接。电动推杆控制器与电动推杆52电连接，实现电动推杆52的伸缩，从而实现根据时间和位置调整太阳能电池板51的角度，提高发电效率。
38.湿度检测触发单元2与船只检测单元电连接，湿度检测触发单元2包括湿度传感器、第一数据处理模块以及触发电路模块，湿度传感器设置在安装壳体1外侧并与第一数据处理模块电连接用于检测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时，即判定河流处于汛期，驱动触发电路启动船只检测单元。船只检测单元包括激光雷达4和第二数据处理模块，激光雷达4用于检测船只高度和距离桥体的距离并与第二数据处理模块电连接，用于获取船只数据。船只检测单元与报警单元3和防护机构8电连接，报警单元3包括报警灯31、报警喇叭32以及第三数据处理模块，第三数据处理模块与第二数据处理模块电连接用于接收船只高度和距离数据，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯31和报警喇叭32，实现声光报警。
39.检测报警机构还包括水位检测传感器6(本实施例采用超声波距离传感器)和无线发送单元7，水位检测传感器6与无线发送单元7电连接，无线发送单元7与船只检测单元电连接。
40.上述传感器以及相应的数据处理模块为本领域常规部件，在此不再详细叙述。
41.安装壳体1通过固定机构9设置在桥梁防撞护栏外侧。固定机构9包括l形固定板91和设置在l形固定板91两侧的弹性夹板92，通过弹性夹板92夹持固定，便于检测报警机构的更换和维修。
42.防护机构8包括若干并列设置在防护栏中的电动阻尼器81和电动插销83，电动阻尼器81一端铰接在防护栏底部，电动阻尼器81的另一端设置在防护栏的凹槽内，凹槽内圆周分布有至少两个电动插销83，本实施例设置有3个电动插销83，其中两个为了将电动阻尼器81固定在凹槽内，另外一个电动阻尼器81用于推到电动阻尼器81，实现电动阻尼器81的固定和释放，电动阻尼器82和电动插销83均与报警单元3相连接。
43.参考图4，一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护方法，具体步骤如下：
44.步骤s1:湿度检测触发单元实时监测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时驱动触发电路启动船只检测单元。
45.步骤s2:船只检测单元通过激光雷达检测范围内的船只高度和距离，并通过无线发射单元将限高数据发送出去，通过水位检测传感器6检测水位得出线稿数据，便于远距离船只及时调整航线，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯和报警喇叭。
46.步骤s3:当距离大于设定防护距离值时，报警模块启动防护机构，通过电动插销释放电动阻尼器，电动阻尼器由竖直状态变为水平状态，并根据船只距离变化计算船只行进速度，根据行进速度调整电动阻尼器的阻尼。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：包括若干并列设置的检测报警机构以及防护机构；所述检测报警机构包括安装壳体、湿度检测触发单元、报警单元、船只检测单元以及电源模块，湿度检测触发单元、报警单元、船只检测单元均与电源模块电连接，湿度检测触发单元与船只检测单元电连接，船只检测单元与报警单元和防护机构电连接，安装壳体通过固定机构设置在桥梁防撞护栏外侧。2.根据权利要求1所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述湿度检测触发单元包括湿度传感器、第一数据处理模块以及触发电路模块，湿度传感器设置在安装壳体外侧并与第一数据处理模块电连接用于检测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时驱动触发电路启动船只检测单元。3.根据权利要求2所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述船只检测单元包括激光雷达和第二数据处理模块，激光雷达用于检测船只高度和距离桥体的距离并与第二数据处理模块电连接。4.根据权利要求3所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述报警单元包括报警灯、报警喇叭以及第三数据处理模块，所述第三数据处理模块与第二数据处理模块电连接用于接收船只高度和距离数据，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯和报警喇叭。5.根据权利要求4所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：电源模块包括蓄电池、太阳能电池板、电动推杆以及电动推杆控制器，电动推杆控制器与电动推杆电连接，电动推杆的固定端铰接在安装壳体内，太阳能电池板一侧铰接在安装壳体的顶部，太阳能电池板另一侧与电动推杆的伸缩端铰接，太阳能电池板与所述蓄电池电连接。6.根据权利要求5所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述检测报警机构还包括水位检测传感器和无线发送单元，水位检测传感器与无线发送单元电连接，所述无线发送单元与船只检测单元电连接。7.根据权利要求6所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述防护机构包括若干并列设置在防护栏中的电动阻尼器和电动插销，电动阻尼器一端铰接在防护栏底部，电动阻尼器的另一端设置有挡板，电动阻尼器设置在防护栏的凹槽内，所述凹槽内圆周分布有至少两个电动插销用于固定和释放电动阻尼器，电动阻尼器和电动插销均与报警单元相连接。8.根据权利要求7所述的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，其特征在于：所述固定机构包括l形固定板和设置在l形固定板两侧的弹性夹板。9.一种基于上述权利要求1-8任意一项的一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置的预警防护方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤s1:湿度检测触发单元实时监测环境湿度，当检测湿度大于设定湿度值时驱动触发电路启动船只检测单元；步骤s2:船只检测单元通过激光雷达检测范围内的船只高度和距离，并通过无线发射单元将限高数据发送出去，便于远距离船只及时调整航线，当距离大于设定预警距离值且船只高度大于设定报警高度值时启动报警灯和报警喇叭；
步骤s3:当距离大于设定防护距离值时，报警模块启动防护机构，通过电动插销释放电动阻尼器，电动阻尼器由竖直状态变为水平状态，并根据船只距离变化计算船只行进速度，根据行进速度调整电动阻尼器的阻尼。

技术总结
本发明公开了一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置，属于桥梁安全防护设备技术领域，包括若干并列设置的检测报警机构以及防护机构；所述检测报警机构包括安装壳体、湿度检测触发单元、报警单元、船只检测单元以及电源模块，湿度检测触发单元与船只检测单元电连接，船只检测单元与报警单元和防护机构电连接，安装壳体通过固定机构设置在桥梁防撞护栏外侧同时公开了一种基于上述装置的超高预警防护方法。采用上述一种跨河大桥下汛期内河船只超高预警防护装置及其方法，采用湿度检测触发单元来判断环境是否处于汛期，非汛期不必要开启预警装置，减少能耗，节约成本，同时具有防护机构，提高桥体的防护性能。提高桥体的防护性能。提高桥体的防护性能。


技术研发人员：谭冬莲 赵悦 丁闻远 严楚琴
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/12