一种船用自动可倒式桅杆系统的制作方法

1.本实用新型涉及船舶自动控制技术领域，尤其是一种船用自动可倒式桅杆系统。


背景技术：

2.随着国家经济的高速发展，越来越多的跨河、跨江、跨海大桥竣工通车。由于桥下船只来来往往，经常会出现船只撞击桥墩的事故，不仅使桥梁存在安全隐患，同时也造成经济损失。大桥通航孔的水流速、水深以及风速、风向、能见度很难准确掌握。
3.大桥空高(桥面到水面的距离)会随着河道(航道)的水位涨落而变动，船舶驾驶人员很难准确知道当下桥梁的净空高度。船舶在载物和空载时，吃水线以上的高度也是变化的，船舶驾驶人员很难准确知道自身船舶高度。由于这些数据的动态变化，船舶驾驶人员需要凭经验判断并决定是否能够通过桥梁，可能导致撞桥事件的发生。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种船用自动可倒式桅杆系统，包括桅杆、中央控制单元、液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统；所述液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统与中央控制单元连接；所述气象超声波传感器安装于船头，向中央控制单元传输气象信号；所述四角吃水系统安装于船体侧面，向中央控制单元传输水位信号；所述中央控制单元在气象信号或水位信号超限时，向液压单元传输控制信号；所述液压单元安装于桅杆底部，在接收到中央控制单元发出的控制信号时，驱动桅杆倾倒或垂立。
5.进一步地，还包括垂立接近开关和垂立锁止装置；所述垂立锁止装置与垂立接近开关连接；所述垂立接近开关与中央控制单元连接，所述垂立接近开关检测到桅杆垂立后，向中央控制单元传输垂立到位信号，并启动垂立锁止装置将桅杆锁定。
6.进一步地，所述垂立锁止装置包括垂立锁定锁销；当桅杆固定在垂立位置时，所述垂立锁定锁销插入以保持桅杆垂立，当桅杆需要倾倒时，所述垂立锁定锁销打开以解除桅杆垂立。
7.进一步地，还包括倾倒接近开关和倾倒锁止装置；所述倾倒锁止装置与倾倒接近开关连接；所述倾倒接近开关与中央控制单元连接，所述倾倒接近开关检测到桅杆倾倒后，向中央控制单元传输倾倒到位信号，并启动倾倒锁止装置将桅杆锁定。
8.进一步地，所述倾倒锁止装置包括倾倒锁定锁销；当桅杆固定在倾倒位置时，所述倾倒锁定锁销插入以保持桅杆倾倒，当桅杆需要垂立时，所述倾倒锁定锁销打开以解除桅杆倾倒。
9.进一步地，还包括导航系统，所述导航系统与中央控制单元连接，向中央控制单元传输卫星定位信号。
10.进一步地，所述中央控制单元中预载潮汐表；所述中央控制单元通过卫星定位信号获取船体坐标，通过潮汐表查询船体坐标对应位置的水深，计算得出水面到桥梁下的通航净高；四角吃水根据吃水深度计算船舶桅杆顶到水面的高度，进而判断通航净高是否满
足船舶通航需求。
11.进一步地，还包括摄像头，所述摄像头安装于船头，与中央控制单元建立连接并向中央控制单元传输视频信号。
12.进一步地，所述中央控制单元中预载桥梁数据库，所述中央控制单元通过视频信号获取桥梁数据，通过桥梁数据库查询桥梁高度；如果数据库未查询到桥梁信息，则发出报警信号进行人工干预。
13.进一步地，还包括承托，所述承托安装于船体甲板，当桅杆倾倒时，通过承托对桅杆起支撑作用。
14.上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例通过对气象、桥梁高度和船体吃水深度信号的实时获取分析，当桅杆无法通过桥梁或是遇到恶劣天气时，可以自动倾倒桅杆并固定，避免桅杆碰撞桥梁或是被恶劣天气影响的可能；当船舶通过桥梁或是离开恶劣天气环境时，可以自动升起桅杆并保持垂立状态；同时桅杆的倾倒亦可以降低船舶的重心，上述手段有助于增强船舶的稳定性和安全性，降低事故发生的可能。
附图说明
15.图1为本实用新型的一种船用自动可倒式桅杆系统的组成架构图；
16.图2为本实用新型的一种船用自动可倒式桅杆系统中桅杆垂立状态的示意图；
17.图3为本实用新型的一种船用自动可倒式桅杆系统中桅杆倾倒状态的示意图；
18.图4为本实用新型的一种船用自动可倒式桅杆系统中锁止装置的示意图；
19.附图标记：
20.1-1.气象超声波传感器；1-2.上位机数据接收、处理、功能设置；1-3.星光级高清摄像头；1-4.四角吃水系统；1-5.北斗导航系统；1-6.液压单元；1-7.上限位开关；1-8.上电动锁止装置；1-9.下限位开关；1-10.下电动锁止装置；1-11.桅杆自动控制中央单元；
21.2-1.垂立接近开关；2-2.甲板；
22.3-1.倾倒接近开关；3-2.甲板；3-3.承托；
23.4-1.桅杆锁止耳板；4-2.电动锁锁杆；4-3.电动锁止接近开关；4-4电动锁；4-5电动锁安装板；4-6.甲板。
具体实施方式
24.下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。
25.对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
26.参照图1，本实施例介绍的一种船用自动可倒式桅杆系统，包括桅杆、中央控制单元、液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统；液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统与中央控制单元连接；气象超声波传感器安装于船头，向中央控制单元传输气象信号；四角吃水系统安装于船体侧面，向中央控制单元传输水位信号；中央控制单元在气象信号或水位信号超限时，向液压单元传输控制信号；液压单元安装于桅杆底部，在接收到中央
控制单元发出的控制信号时，驱动桅杆倾倒或垂立。其中，气象超声波传感器所收集的气象信号可以包括风速、风向、温度、湿度、大气压力、雨量信息；当监测值达到系统设置的暴风雨数值指标时，中央控制信号启动液压单元，开始驱动桅杆倾倒。
27.在一部分实施例中，如图2所示，一种船用自动可倒式桅杆系统还包括垂立接近开关和垂立锁止装置；垂立锁止装置与垂立接近开关连接；垂立接近开关与中央控制单元连接，垂立接近开关检测到桅杆垂立后，向中央控制单元传输垂立到位信号，并启动垂立锁止装置将桅杆锁定。其中，垂立锁止装置包括垂立锁定锁销；当桅杆固定在垂立位置时，垂立锁定锁销插入以保持桅杆垂立，当桅杆需要倾倒时，垂立锁定锁销打开以解除桅杆垂立。
28.在一部分实施例中，如图3所示，一种船用自动可倒式桅杆系统还包括倾倒接近开关和倾倒锁止装置；倾倒锁止装置与倾倒接近开关连接；倾倒接近开关与中央控制单元连接，倾倒接近开关检测到桅杆倾倒后，向中央控制单元传输倾倒到位信号，并启动倾倒锁止装置将桅杆锁定。其中，倾倒锁止装置包括倾倒锁定锁销；当桅杆固定在倾倒位置时，倾倒锁定锁销插入以保持桅杆倾倒，当桅杆需要垂立时，倾倒锁定锁销打开以解除桅杆倾倒。
29.本实施例桅杆倾倒过程可以总结为如下流程：垂立锁止装置解锁桅杆垂立锁定状态，同时液压单元启动保持桅杆直立状态，当垂立锁定锁销打开到位后，垂立接近开关监测到锁销到位后，反馈信号到中央控制单元，中央控制单元通过液压站驱动油缸支撑，桅杆开始倾倒，当倾倒接近开关监测到桅杆倾倒到位后，反馈信号到中央控制单元，中央控制单元停掉液压单元驱动，同时倾倒锁定锁销自动锁定倾倒位置，确保桅杆倾倒后的稳定性。
30.本实施例桅杆垂立过程可以总结为如下流程：倾倒接近开关解锁倾倒锁定锁销，当检测到倾倒锁定锁销打开到位后，液压单元启动驱动油缸收缩支撑桅杆垂立，当垂立接近开关监测桅杆垂立到位后，反馈信号给桅杆控制单元保持桅杆受力平衡，油缸停止动作，同时启动垂立锁定锁销锁定桅杆，当垂立接近开关监测到垂立锁定锁销到位后，中央控制单元停掉液压单元。
31.垂立锁止装置和倾倒锁止装置的具体结构参考图4。
32.在一部分实施例中，一种船用自动可倒式桅杆系统还包括导航系统，导航系统与中央控制单元连接，向中央控制单元传输卫星定位信号。中央控制单元中预载潮汐表；中央控制单元通过卫星定位信号获取船体坐标，通过潮汐表查询船体坐标对应位置的水深，计算得出水面到桥梁下的通航净高；四角吃水根据吃水深度计算船舶桅杆顶到水面的高度，进而判断通航净高是否满足船舶通航需求。
33.在一部分实施例中，一种船用自动可倒式桅杆系统还包括摄像头，摄像头安装于船头，与中央控制单元建立连接并向中央控制单元传输视频信号。中央控制单元中预载桥梁数据库，中央控制单元通过视频信号获取桥梁数据，通过桥梁数据库查询桥梁高度；如果数据库未查询到桥梁信息，则发出报警信号进行人工干预。
34.本实施例利用四角吃水系统确定船舶的吃水深度，通过船底到桅杆顶的高度减去吃水深度，计算得到船舶从水面到桅杆顶的高度。桅杆顶安装星光级摄像头24小时不间断监控航道，监控设置抓拍航道桥梁与系统内数据库存储的桥梁数据进行匹配，确定所经过的桥梁，桥梁高度，及用于通航的桥墩间的间距相关参数存储于系统数据库，同时数据库每年更新船舶所航行航道的潮汐表，通过北斗导航系统定位确定对应坐标，进而读取潮汐表对应坐标水深，得出水面到桥梁下的通航净高，通过与船舶水面以上高度值进行比较判断
船只是否可以安全通过该桥梁，如果桥梁通航高度大于船舶水面以上高度，可以正常通过；如果小于船舶水面以上高度大于倾倒桅杆以后的船舶高度，
35.在一部分实施例中，一种船用自动可倒式桅杆系统还包括承托，承托安装于船体甲板，当桅杆倾倒时，通过承托对桅杆起支撑作用。
36.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，包括桅杆、中央控制单元、液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统；所述液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统与中央控制单元连接；所述气象超声波传感器安装于船头，向中央控制单元传输气象信号；所述四角吃水系统安装于船体侧面，向中央控制单元传输水位信号；所述中央控制单元在气象信号或水位信号超限时，向液压单元传输控制信号；所述液压单元安装于桅杆底部，在接收到中央控制单元发出的控制信号时，驱动桅杆倾倒或垂立。2.根据权利要求1所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，还包括垂立接近开关和垂立锁止装置；所述垂立锁止装置与垂立接近开关连接；所述垂立接近开关与中央控制单元连接，所述垂立接近开关检测到桅杆垂立后，向中央控制单元传输垂立到位信号，并启动垂立锁止装置将桅杆锁定。3.根据权利要求2所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，所述垂立锁止装置包括垂立锁定锁销；当桅杆固定在垂立位置时，所述垂立锁定锁销插入以保持桅杆垂立，当桅杆需要倾倒时，所述垂立锁定锁销打开以解除桅杆垂立。4.根据权利要求1所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，还包括倾倒接近开关和倾倒锁止装置；所述倾倒锁止装置与倾倒接近开关连接；所述倾倒接近开关与中央控制单元连接，所述倾倒接近开关检测到桅杆倾倒后，向中央控制单元传输倾倒到位信号，并启动倾倒锁止装置将桅杆锁定。5.根据权利要求4所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，所述倾倒锁止装置包括倾倒锁定锁销；当桅杆固定在倾倒位置时，所述倾倒锁定锁销插入以保持桅杆倾倒，当桅杆需要垂立时，所述倾倒锁定锁销打开以解除桅杆倾倒。6.根据权利要求1所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，还包括导航系统，所述导航系统与中央控制单元连接，向中央控制单元传输卫星定位信号。7.根据权利要求6所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，所述中央控制单元中预载潮汐表；所述中央控制单元通过卫星定位信号获取船体坐标，通过潮汐表查询船体坐标对应位置的水深，计算得出水面到桥梁下的通航净高；四角吃水根据吃水深度计算船舶桅杆顶到水面的高度，进而判断通航净高是否满足船舶通航需求。8.根据权利要求1所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头安装于船头，与中央控制单元建立连接并向中央控制单元传输视频信号。9.根据权利要求8所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，所述中央控制单元中预载桥梁数据库，所述中央控制单元通过视频信号获取桥梁数据，通过桥梁数据库查询桥梁高度；如果数据库未查询到桥梁信息，则发出报警信号进行人工干预。10.根据权利要求1所述的一种船用自动可倒式桅杆系统，其特征在于，还包括承托，所述承托安装于船体甲板，当桅杆倾倒时，通过承托对桅杆起支撑作用。

技术总结
本实用新型公开了一种船用自动可倒式桅杆系统，包括桅杆、中央控制单元、液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统；液压单元、气象超声波传感器和四角吃水系统与中央控制单元连接；气象超声波传感器安装于船头，向中央控制单元传输气象信号；四角吃水系统安装于船体侧面，向中央控制单元传输水位信号；中央控制单元在气象信号或水位信号超限时，向液压单元传输控制信号；液压单元安装于桅杆底部，在接收到中央控制单元发出的控制信号时，驱动桅杆倾倒或垂立。本实用新型通过对气象、桥梁高度和船体吃水深度信号的实时获取分析，可以自动倾倒桅杆并固定或自动升起桅杆并保持垂立状态；有助于增强船舶的稳定性和安全性，降低事故发生的可能。事故发生的可能。事故发生的可能。


技术研发人员：亢晓勇 黄红宇 王义程 张北平 林明冲 艾荣军 杨武 邵向武 谢小明
受保护的技术使用者：中交四航局江门航通船业有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2023/5/16