一种助航浮标固定方法及设备与流程

[0001]
本发明属于助航浮标技术领域，具体涉及一种助航浮标固定方法及设备。


背景技术：

[0002]
水路航运是运输系统中很重要的一部分，而航道的正确标识是船舶航运安全的重要保障。在我国长达数万公里的内河航道和数千公里的海岸沿线，每隔一定距离就会有一个航标灯，用来指示航道的安全水位区域，便于行船识别目标和为船只导航。水上航标灯包括灯标和浮标。根据相关水域环境，通常情况下，浮标锚链的长度取浮标设置地最高水平面时水深的三倍，浮筒与河床上的沉石或地锚通过多种链节和旋转环配合，将三倍水深长度的锚链两端与之固定。浮标漂浮本体浮筒因锚链长度大于水深，在风力、水流作用下必然偏离沉锤中心位置，浮标的最大活动半径叫做最大回转半径或者回旋误差。在低水位、急水流时回旋误差往往较大，这直接导致浮标定位精度不够准确。
[0003]
较长的锚链设置是基于以下几点考虑：1、系留在预定点河床或海床上的沉石因水下预埋不方便，一般仅依自重潜落在水底，从成本和制作工艺考虑多采用混凝土结构，相比金属地锚，其在水下因受浮力作用导致实际固定浮标能力减弱，为此沉石往往制作的笨重，这给运输安装带来诸多不便；2、设置地水位高度随着季节、潮讯处于不断变化之中，偶发性洪涝更会出现极端情况，为使浮标在高水位时同样使用须以高水位为基准；3、航道中的浮标还受自然和人为因素影响较大，如暴风、急流冲击及行航意外碰撞和违规带缆都将给浮标沉石跑锚移动隐患，此时需要较长的锚链抵抗水平分力。较长的锚链结构可在不增加沉石重量前提下大幅提升锚链对浮筒拉力在水平方向上的分量，从而减少沉石跑位移动的可能，但随之而来的负面效应是拉力水平分量对漂浮本体一浮筒产生弯矩从而使之倾斜，现有浮筒的底部装有铁质尾管，尾管的末端放置生铁平衡錘，尾管的作用是使浮筒保持竖直，平衡锤的作用是增加浮筒在水中的稳定性，为此额外增加了成本。


技术实现要素：

[0004]
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种能够明显减少回旋误差且浮标的浮筒能够通过锚链进行调节的助航浮标固定方法，同时提供了相应的设备。
[0005]
基于上述目的，本发明通过如下技术方案实现：一种助航浮标固定方法，包括以下步骤：（1）在浮标定位点上设置接点环，在接点环上安装三根相互配合的索链，使接点环与三根索链形成人字形索链，在任一索链远离接点环的一端端部设置固定桩；（2）在接点环上安装锚链，锚链远离接点环的一端设置与锚链相连接的浮筒，在浮筒内安装伸缩机构和控制系统；（3）在多棱锥通风腔体内安装风力发电机构，将多棱锥通风腔体安装到浮筒上。
[0006]
优选地，步骤1的详细步骤为，首先确定浮标定位点，浮标点位点确定后，根据索链
的长度确定固定桩定位点，使用专用打桩设备将固定桩打入河床或海床内，对固定桩进行固定；将索链一端固定在固定桩上，另一端固定在接点环上，依次将三根索链进行分别固定连接，三根索链固定完成后，索链处于水平紧绷状态，此时，接点环与三根索链形成人字形索链；用三根打入河床、海床上的固定桩，及固定桩顶部紧绷成人字形的高强度索链代替原河床、海床上的沉石或地锚，索链人字形结点环即为浮标定位点，其与锚链底端相连，三根固定桩的的具体位置因地而异，具体可据施工地点河床结构、水流航道形状而定，一般开阔水域，三根固定桩呈正三角形分布，浮标定位点位于三根固定桩构成的平面三角形外心位置，三根索链等长，均匀受力，特殊情况如内河较窄或浅滩航道，航道在中间河槽上，两侧浅水区不能通航，往往需设置浮标，此时三根固定桩可呈120度等腰三角形布局，人字形索链则为“人”形，三根索链不等长锚链拉力主要由河道纵向两根桩承担，第三根桩位于湿滩上，仅起辅助定位作用。
[0007]
优选地，步骤2的详细步骤为，将锚链的一端固定在接点环上，使锚链与接点环稳固连接，锚链的另一端通过设置在浮筒底端的伸缩通道入口送入伸缩通道内与链轮相啮合，多余的锚链通过辅助通道滑出浮筒，将锚链的另一端固定在固定环上，将伸缩机构的其余部件设置在浮筒内，并与链轮连接，伸缩机构设置完成后；将水位传感器分别固定在三个标志区范围内；将转速传感器固定在竖直风叶轴上；将控制系统安装在浮筒内，并将控制系统、水位传感器、转速传感器与伸缩机构连接。
[0008]
优选地，步骤3的详细步骤为，将多个喇叭型导风嘴固定在多棱锥通风腔体侧壁上，将多个喇叭型导风嘴交错连接到导风管上，导风管的出风口正对竖直风叶轴，使导风管的出风口能够吹动风叶轮；将拨动器固定在多棱锥通风腔体内，使其与竖直风叶轴上的滑移齿轮相配合；再将风力发电机构其余部件安装在多棱锥通风腔体内，而后将风力发电机构的与可充电电池组连接，将拨动器与控制系统连接；最后将安装完成的多棱锥通风腔体安装到浮筒上；助航浮标固定完成。
[0009]
一种助航浮标，包括接点环，接点环上设有三根相互配合的索链，任一索链远离接点环的一端端部设有固定桩；接点环上设有锚链，锚链远离接点环的一端设有与锚链相连接的浮筒，浮筒内设有与锚链相连接的固定环；浮筒内设有伸缩机构和控制系统；浮筒上设有多棱锥通风腔体，多棱锥通风腔体内设有与浮筒相配合的风力发电机构；风力发电机构、伸缩机构均与控制系统电连接；固定桩用一定直径中厚壁钢管制作，长度根据河床或海床结构和拉力需要而定，其前端焊有实心壁尖，后端焊有封板及固定用环，外圆长度上有多道卡箍反刺；一定直径钢管是基于成本，产业化考虑，根据力学三角形原理可知，索链在拉紧时与水平面夹角越小，索链水平分力越大，可能是垂直分力的数倍或几十倍，因此紧绷索链宜用高强度钢制作。固定桩受力点在其上端，对整个桩而言其主要受弯矩作用，钢管可等效起到圆钢作用，节约成本且便于运输。很大的水平分力易使固定桩上端相对河床移动，为此可用直径较大的钢管或台阶管来增大钢管上端与河床间接触面积。钢管长度增加可提高钢管抗弯性，同样可减少上端相对河床移动，实际应用时还需要综合考虑，河床结构等因素，固定桩前端实心劈尖作用是打桩时便于定位，导入河床。外圆长度上的多道卡箍反刺用于增大固定桩与河床间摩擦系数，卡箍反刺可更换是出于固定桩拔出后可重复利用目的。
[0010]
优选地，伸缩机构包括设置在浮筒内轴心上的伸缩通道和蜗轮蜗杆减速机；伸缩通道的一侧设有与伸缩通道间隙配合的辅助通道；浮筒内设有与伸缩通道、辅助通道相配
合的链轮，链轮与锚链相啮合，链轮轴心上设有链轮轴，链轮轴上设有链轮台阶外轮，链轮台阶外轮的一侧设有与链轮台阶外轮相啮合的斜齿轮，斜齿轮的轴心上设有齿轮轴；链轮远离锚链的一侧设有电磁刹车器，电磁刹车器包括与链轮轴相配合的链轮刹车轮毂；蜗轮蜗杆减速机包括减速机输出轴和减速机输入轴，减速机输出轴与齿轮轴间隙配合，减速机输出轴上设有与齿轮轴间隙配合的电磁离合器；减速机输入轴上设有输入齿轮。
[0011]
优选地，风力发电机构包括设置在多棱锥通风腔体内的导风管、设置在浮筒内的微型风电机组和设置在浮筒内与导风管相配合的竖直风叶轴，竖直风叶轴一端设有相对竖直风叶轴轴对称的风叶轮，另一端设有与输入齿轮相配合的滑移齿轮；微型风电机组包括风电机轴，风电机轴的一端上设有与滑移齿轮相配合的风电齿轮；浮筒内设有与滑移齿轮相配合的拨动器；导风管上设有多个与多棱锥通风腔体侧面相连接的喇叭型导风嘴，喇叭型导风嘴与导风管交错连接，导风管远离喇叭型导风嘴的一端与风叶轮相配合；多棱锥通风腔体的任一侧面上均设有通风窗，通风窗为类百叶窗状通风窗；多棱锥腔体侧面设有排水口。
[0012]
优选地，拨动器包括拨动电机，拨动电机通过拨动齿轮连接有拨动齿条，拨动齿条通过拨动齿条上的拨动滑轨与设置在浮筒内的拨动滑槽相配合；拨动齿条上设有一对与滑移齿轮相配合的拨杆；拨动电机为正反转电机。
[0013]
优选地，浮筒包括上部的上圆筒和与上圆筒相配合的下倒圆台筒，上圆筒侧面设有一对绕上圆筒外周一周的固定槽，固定槽上设有与固定槽相配合的导风环，导风环上设有多个间隙配合的导风条，任一导风条靠近下倒圆台筒的一端与导风环固定连接；微型发电机组与设置在倒圆台筒底端相对倒圆台筒轴对称的可充电电池组电连接；浮筒侧面设有三个标志区，任一标志区上设有水位传感器；竖直风叶轴上设有转速传感器；上圆筒上设有浮标信号灯。
[0014]
优选地，控制系统包括微处理器；电磁刹车器、电磁离合器、拨动电机、水位传感器、转速传感器均与微处理器电连接；可充电电池组与电磁刹车器、电磁离合器、拨动电机、水位传感器、转速传感器、浮标信号灯电连接。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：（1）通过在河床或海床上固定固定桩，通过接点环将三根索链的一端相互连接，然后将任一索链的另一端分别固定在固定桩顶端的方式，使得简单方便的对本发明浮标的浮筒进行快速安装，并且该固定方法通过对索链受力进行分析，就能得到索链与固定桩配合的优点，紧绷的索链除其重力外仅受锚链和固定桩对真的拉力作用，其大小是水平分力和垂直分力的矢量合成。从作用效果来看，垂直分力是有效的，其大小直接决定了浮标抵抗索链的移动能力，垂直分力通过索链传递作用在固定桩上，其大小等于固定桩与河床间摩擦阻力，方向是垂直向上。水平分力单从作用效果上看是无效的，但正是这无效的水平分力使固定桩上端对河床产生足够的正压力，摩擦系数一定情况下，固定桩相对河床间摩擦力将始终大于锚链对固定桩向上的垂直拉力，发生自锁现象，即只要固定桩上端相对河床无水平方向移动，不论锚链对索链产生多大拉力，固定桩均无法拔出河床。
[0016]
（2）在接点环上安装锚链，使得锚链一端固定在接点环上，也就是浮标定位点上，将锚链与通过伸缩通道内的伸缩机构连接，通过控制系统的控制和配合，使得伸缩机构能够实时应对浮筒遇到的不同状况，方便浮筒进行调节，使得浮筒能够明显减少回旋误差；固
定环将锚链一端固定在浮筒内，通过伸缩通道和辅助通道的配合，能够将预留的锚链通过辅助通道放置在水中，方便伸缩机构进行调节；在三个标志区内设置水位传感器，将感受到的水位信号传送到微处理器，微处理器将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，下达不同的指令；转速传感器能够检测竖直风叶轴的转速，及时将检测数据传输给微处理器，通过与预设阈值的对比，判断竖直风叶轴是否处于正常工作状态。
[0017]
（3）喇叭型导风嘴能够最大限度的将外界气流导引至导风管内，对外界水平气流进行导引，经过导风管的转向，使得外界气流能够吹动风叶轮；导风管与多个喇叭型导风嘴交错连接，防止水平流入喇叭型导风嘴内的气流经另一侧喇叭型导风嘴流出，使其不能正常进行气流收集动作；拨动器能够拨动滑移齿轮移动，使其与风电齿轮、输入齿轮啮合或处于空转状态，方便进行各种方式的调节；风力发电机构能够对可充电电池组进行充电，并为浮标信号灯、控制系统提供电能支撑。
[0018]
（4）本发明通过对索链受力进行分析，就能得到索链与固定桩配合的优点，紧绷的索链除其重力外仅受锚链和固定桩对真的拉力作用，其大小是水平分力和垂直分力的矢量合成。从作用效果来看，垂直分力是有效的，其大小直接决定了浮标抵抗索链的移动能力，垂直分力通过索链传递作用在固定桩上，其大小等于固定桩与河床间摩擦阻力，方向是垂直向上。水平分力单从作用效果上看是无效的，但正是这无效的水平分力使固定桩上端对河床产生足够的正压力，摩擦系数一定情况下，固定桩相对河床间摩擦力将始终大于锚链对固定桩向上的垂直拉力，发生自锁现象，即只要固定桩上端相对河床无水平方向移动，不论锚链对索链产生多大拉力，固定桩均无法拔出河床；风力发电机构、伸缩机构均与控制系统相配合，能够对浮筒进行调节，并根据浮筒上水位传感器和转速传感器的检测数据，对浮筒的状态进行实时掌控，并根据检测数据及时对浮筒进行调节，使其能够明显减少回旋误差且浮标的浮筒能够通过锚链进行智能调节，实现浮筒在水面长时间稳定工作的目的。
[0019]
（5）伸缩通道的设置方便锚链通过伸缩通道与浮筒内链轮连接，方便浮筒内的伸缩机构对锚链进行调节，辅助通道能够对余留的锚链进行暂存，在浮筒受到撞击时能够及时释放锚链，防止浮筒收到损坏；蜗轮蜗杆减速机能够对接收到的外部快速旋转动力进行减速处理，使其减速机输出端的旋转速度符合使用要求；链轮方便带动锚链运动，使浮筒外的锚链收缩或伸展；链轮台阶外轮与斜齿轮相啮合，斜齿轮的齿轮轴与减速机输出轴间隙配合，通过电磁离合器控制齿轮轴与减速机输出轴结合或分离，使二者能够在电磁离合器的控制下结合或分离；电磁刹车器能够通过链轮刹车轮毂对链轮轴进行抱闸刹车，起到控制链轮轴转动的目的；减速机输入轴将高转速传递给蜗轮蜗杆减速机，通过蜗轮蜗杆减速机的减速，转化为低转速的减速机输出轴进行转动。
[0020]
（6）将常规暴露在外垂直布局机改为水平状态放置在浮标上部多棱锥腔体内，多棱锥腔体四周安装有类百叶窗状通风窗结构的通风窗，雨水无法进入，但风可以顺利通过，多棱锥腔体内四周沿水平方向设有多个喇叭型导风嘴，该喇叭型导风嘴为无滑喇叭弯管结构，喇叭用于吸收水平吹来的河风、海风，通过弯管将水平方向吹来的风转化为垂直向下吹，吹向风叶外侧指定位置叶片上，吹在风叶轮边缘可产生相对较大扭矩。竖直风叶轴经滑移齿轮实现风力发电、风叶无负载转动和风力收紧锚链三档连接；导风管能够将喇叭型导风嘴导入的气流导向风叶轮，微型风电机组通过风电齿轮与滑移齿轮啮合，实现竖直风叶轴通过滑移齿轮带动风电齿轮运动，进而带动风电机轴实现风力发电的目的；拨动器起到
拨动滑移齿轮的目的，拨动器有三个档位，分别能够实现风力发电、风叶无负载转动和风力收紧锚链的作用；喇叭型导风嘴与导风管交错连接，防止收集到的气流通过对侧的喇叭型导风嘴直接流出；多棱锥腔体侧面设有排水口，及时排出因风浪、浮筒受到撞击等因素造成的多棱锥腔体进水。
[0021]
（7）通过拨动电机旋转带动拨动齿轮转动，使拨动齿轮带动拨动齿条移动，拨动齿条通过拨动滑轨在拨动滑槽上进行滑动，使得拨动齿条能够在浮筒内移动，使得拨动齿条可以带动一对拨杆运动，而一对拨杆分别位于滑移齿轮两侧，当一对拨杆运动时，能够带动滑移齿轮移动，使滑移齿轮运动实现不同的运动目的；拨动电机为正反转电机，能够实现滑移齿轮的三挡重复运动的动作。
[0022]
（8）固定槽与导风环相配合，能够减少外界气流对浮筒的影响，减少浮筒倾覆的可能性，导风条起到导风的目的；三个标志区与各个标志区内设置的水位传感器相配合，能够实时检测浮筒的状态，三个标志区是根据浮筒工作状态进行确定的；转速传感器的设置能够实时检测竖直风叶轴的状态，方便控制系统调整滑移齿轮的位置，实现发电或者移动锚链的目的；浮标信号灯的设置使得浮筒具有夜晚导航的目的。
[0023]
（9）设置微处理器能够对电磁刹车器、电磁离合器、拨动电机进行控制，能够接受水位传感器、转速传感器检测到的数据，并对检测到的数据进行分析比对，并下达一定的命令；可充电电池组与电磁刹车器、电磁离合器、拨动电机、水位传感器、转速传感器、浮标信号灯电连接，为电磁刹车器、电磁离合器、拨动电机、水位传感器、转速传感器、浮标信号灯提供电能，实现本发明的智能化连接。
[0024]
综上，本发明通过对浮标固定方式进行优化，通过在浮筒内设置伸缩机构和控制系统，能够将浮标的锚链长度在常规工况下收缩至水深范围内，使回旋误差近似忽略，而当恶劣环境出现或者发生意外碰撞时，浮标的锚链可自行伸长，倾斜的锚链将产生足够的水平分力，防止固定桩在受到撞击等意外情况下拔出固定桩；本发明能够通过收集水面上的风力，通过风力发电机构进行发电，为浮筒内各个元器件进行供电，使得本浮标具有夜晚导航能力，通过伸缩机构和控制系统配合使得本浮标具有智能处理意外事件的能力，当意外事件结束后，本浮标能够自动回归至初始位置，继续正常作业。
附图说明
[0025]
图1是实施例1中人字形索链的结构示意图；图2是实施例1中浮筒的部分示意图；图3是实施例1中浮筒的外部示意图；图4是实施例1中浮筒的内部部分示意图；图5是实施例1中浮筒与人字形索链的连接示意图；图6是实施例1中导风管与喇叭型导风嘴的侧视图图；图7是实施例1中伸缩机构、风力发电机构的结构示意图；图8是实施例1中伸缩机构、风力发电机构的安装结构示意图。
[0026]
图中，1、固定桩，2、索链，3、接点环，4、浮筒，5、竖直风叶轴，6、固定槽，7、上圆筒，8、下倒圆台筒，9、导风环，10、导风条，11、固定环，12、链轮，13、锚链释放区，13-1、理想工作区，13-2、锚链收紧区，14、伸缩通道，15、锚链，16、辅助通道，17、河床或海床，18、喇叭型导
风嘴，19、导风管，20、风叶轮，21、蜗轮蜗杆减速机，22、链轮刹车轮毂，23、链轮台阶外轮，24、链轮轴，25、斜齿轮，26、齿轮轴，27、减速机输出轴，28、减速机输入轴，29、输入齿轮，30、滑移槽，31、防护凸起，32、风电机轴，33、滑移齿轮，34、风电齿轮，35、电磁离合器，36、多棱锥通风腔体，37、。
具体实施方式
[0027]
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但并不限制本发明的范围。
[0028]
实施例1：一种助航浮标固定方法，包括以下步骤：（1）在浮标定位点上设置接点环3，在接点环3上安装三根相互配合的索链2，使接点环3与三根索链2形成人字形索链，在任一索链2远离接点环3的一端端部设置固定桩1；首先确定浮标定位点，浮标点位点确定后，根据索链2的长度确定固定桩1定位点，使用专用打桩设备将固定桩1打入河床或海床17内，对固定桩1进行固定；将索链2一端固定在固定桩1上，另一端固定在接点环3上，依次将三根索链2进行分别固定连接，三根索链2固定完成后，索链2处于水平紧绷状态，此时，接点环3与三根索链2形成人字形索链；（2）在接点环3上安装锚链15，锚链15远离接点环3的一端设置与锚链15相连接的浮筒4，在浮筒4内安装伸缩机构和控制系统；将锚链15的一端固定在接点环3上，使锚链15与接点环3稳固连接，锚链15的另一端通过设置在浮筒4底端的伸缩通道14入口送入伸缩通道14内与链轮12相啮合，多余的锚链15通过辅助通道16滑出浮筒4，将锚链15的另一端固定在固定环11上，将伸缩机构的其余部件设置在浮筒4内，并与链轮12连接，伸缩机构设置完成后；将水位传感器分别固定在三个标志区13、13-1、13-2范围内；将转速传感器固定在竖直风叶轴5上；将控制系统安装在浮筒4内，并将控制系统、水位传感器、转速传感器与伸缩机构连接；（3）在多棱锥通风腔体36内安装风力发电机构，将多棱锥通风腔体36安装到浮筒4上；将多个喇叭型导风嘴18固定在多棱锥通风腔体36侧壁上，将多个喇叭型导风嘴18交错连接到导风管19上，导风管19的出风口正对竖直风叶轴5，使导风管19的出风口能够吹动风叶轮20；将拨动器固定在多棱锥通风腔体36内，使其与竖直风叶轴5上的滑移齿轮33相配合；再将风力发电机构其余部件安装在多棱锥通风腔体36内，而后将风力发电机构的与可充电电池组连接，将拨动器与控制系统连接；最后将安装完成的多棱锥通风腔体36安装到浮筒4上；助航浮标固定完成。
[0029]
一种助航浮标，其结构如图1-图8所示，包括接点环3，接点环3上设有三根相互配合的索链2，任一索链2远离接点环3的一端端部设有固定桩1；接点环3上设有锚链15，锚链15远离接点环3的一端设有与锚链15相连接的浮筒4，浮筒4内设有与锚链15相连接的固定环11；浮筒4内设有伸缩机构和控制系统；浮筒4上设有多棱锥通风腔体36，多棱锥通风腔体36内设有与浮筒4相配合的风力发电机构；风力发电机构、伸缩机构均与控制系统电连接。伸缩机构包括设置在浮筒4内轴心上的伸缩通道14和蜗轮蜗杆减速机21；伸缩通道14的一侧设有与伸缩通道14间隙配合的辅助通道16；浮筒4内设有与伸缩通道14、辅助通道16相配合的链轮12，链轮12与锚链15相啮合，链轮轴24心上设有链轮轴24，链轮轴24上设有链轮台阶外轮23，链轮台阶外轮23的一侧设有与链轮台阶外轮23相啮合的斜齿轮25，斜齿轮25的
轴心上设有齿轮轴26；链轮12远离锚链15的一侧设有电磁刹车器，电磁刹车器包括与链轮轴24相配合的链轮刹车轮毂22；蜗轮蜗杆减速机21包括减速机输出轴27和减速机输入轴28，减速机输出轴27与齿轮轴26间隙配合，减速机输出轴27上设有与齿轮轴26间隙配合的电磁离合器35；减速机输入轴28上设有输入齿轮29。风力发电机构包括设置在多棱锥通风腔体36内的导风管19、设置在浮筒4内的微型风电机组和设置在浮筒4内与导风管19相配合的竖直风叶轴5，竖直风叶轴5一端设有相对竖直风叶轴5轴对称的风叶轮20，另一端设有与输入齿轮29相配合的滑移齿轮33；微型风电机组包括风电机轴32，风电机轴32的一端上设有与滑移齿轮33相配合的风电齿轮34；浮筒4内设有与滑移齿轮33相配合的拨动器；导风管19上设有多个与多棱锥通风腔体36侧面相连接的喇叭型导风嘴18，喇叭型导风嘴18与导风管19交错连接，导风管19远离喇叭型导风嘴18的一端与风叶轮20相配合；多棱锥通风腔体36的任一侧面上均设有通风窗，通风窗为类百叶窗状通风窗；多棱锥腔体侧面设有排水口。拨动器包括拨动电机，拨动电机通过拨动齿轮连接有拨动齿条，拨动齿条通过拨动齿条上的拨动滑轨与设置在浮筒4内的拨动滑槽相配合；拨动齿条上设有一对与滑移齿轮33相配合的拨杆；拨动电机为正反转电机。
[0030]
浮筒4包括上部的上圆筒7和与上圆筒7相配合的下倒圆台筒8，上圆筒7侧面设有一对绕上圆筒7外周一周的固定槽6，固定槽6上设有与固定槽6相配合的导风环9，导风环9上设有多个间隙配合的导风条10，任一导风条10靠近下倒圆台筒8的一端与导风环9固定连接；微型发电机组与设置在倒圆台筒底端相对倒圆台筒轴对称的可充电电池组电连接；浮筒4侧面设有三个标志区13、13-1、13-2，任一标志区13、13-1、13-2上设有水位传感器；竖直风叶轴5上设有转速传感器；上圆筒7上设有浮标信号灯。控制系统包括微处理器；电磁刹车器、电磁离合器35、拨动电机、水位传感器、转速传感器均与微处理器电连接；可充电电池组与电磁刹车器、电磁离合器35、拨动电机、水位传感器、转速传感器、浮标信号灯电连接。
[0031]
使用时，使用专用打桩设备将三根固定桩1打入河床或海床17内，三根紧绷的索链2一端分别固定在三根固定桩1顶端，另一端通过接点环3固定在一起，并且通过接点环3与锚链15底端相连，三根索链2分共结点处为接点环3处即浮标定位坐标处。锚链15自接点环3向上，经浮筒4伸缩通道14后与收紧释放机构的链轮12相连接；缠绕在链轮12上剩余的锚链15通过浮筒4辅助通道16落入水中，锚链15末梢端与浮筒4内侧面上的固定环11固定，图3、图4所示浮筒4侧面上设有三个浮筒4下潜深度标志区13、13-1、13-2：锚链收紧区13-2、理想工作区13-1和锚链释放区13，三段区域均设有水位传感器，浮筒4入水位置对应于哪一区段时，水位传感器将检测到的数据传递给微处理器，当微处理器仅收到锚链收紧区13-2水位传感器传递的水位信号时，微处理器判断浮筒4处于锚链收紧区13-2；当微处理器收到锚链收紧区13-2、理想工作区13-1水位传感器传递的水位信号时，微处理器判断浮筒4处于理想工作区13-1；当微处理器收到锚链收紧区13-2、理想工作区13-1、锚链释放区13水位传感器传递的水位信号时，微处理器判断浮筒4处于锚链释放区13；本发明的常规理想工况下，浮筒4入水位置在理想工作区13-1，此时锚链15收缩至水深范围内，锚链15虽一直受浮筒4预拉力和水流推动浮筒4分力作用，但水流分力远小于浮筒4预拉力，锚链15近似垂直，浮筒4回旋误差可忽略；外界气流通过多棱锥通风腔体36侧面流向多棱锥通风腔体36内，经过多个喇叭型导风嘴18的导向，将外界气流导向至导风管19内，使得外界气流转化为垂直向下的气流进入导风管19内，经导风管19尾端流向风叶轮20，使得风叶轮20旋转，旋转的风叶轮
20带动竖直风叶轴5转动，此时，滑移齿轮33与风电齿轮34相啮合，使得竖直风叶轴5带动风电机轴32运动，从而带动微型风电机组进行发电作业，微型风电机组产生的电能，并由可充电电池组储存，为浮标信号灯和控制系统提供电源；此时电磁离合器35通电，离合器处于结合状态，减速机输出轴27和齿轮轴26处于结合状态；电磁刹车器控制链轮刹车轮毂22抱紧链轮轴24，链轮刹车轮毂22的抱闸阻力可保护起伏波浪引起锚链15对减速机的疲劳冲击；当恶劣工况出现时，如浮筒4受到行船意外撞击，浮筒4立即偏离定位点，此时因锚链15上端受链轮刹车轮毂22紧抱及减速机输出轴27自锁共同作用不能伸长，浮筒4三角形弦长不变，水平方向长度变长，垂直方向长度必须变短，浮筒4必然迅即下沉，锚链收紧区13-2、理想工作区13-1、锚链释放区13的水位传感器均检测到水位信号增加，并传递给微处理器，微处理器判断浮筒4处于锚链释放区13，微处理器控制电磁离合器35断电，电磁离合器35进行分离动作，同时，微处理器控制电磁刹车器对链轮刹车轮毂22放松对链轮轴24的抱闸，此时，下潜的浮筒4使锚链15拉力迅速增大，链轮刹车轮毂22的抱闸阻力不足以克服锚链15的拉力，链轮12在锚链15拉力作用下转动释放锚链15，链轮台阶外轮23带动斜齿轮25空转，链轮12拉动辅助通道16内的锚链15对伸缩通道14内的锚链15进行补偿，使得伸缩通道14内的锚链15向外移动，伸展的锚链15确保了浮筒4不超越锚链释放区13继续下沉；当恶劣工况消失后，锚链15处于伸展状态，锚链15位于浮筒4正下方部分近似处于垂直状态，而接点环3上方锚链15因缺少浮筒4对其垂直拉力，基本沿水流冲击呈水平状态，浮筒4入水位置在锚链收紧区13-2，此时浮筒4回旋误差较大，此时微处理器仅收到锚链收紧区13-2水位传感器传递的水位信号时，微处理器判断浮筒4处于锚链收紧区13-2，微处理器控制拨动器启动，拨动电机启动，拨动电机带动拨动齿轮运动，运动的拨动齿轮带动拨动齿条移动，移动的拨动齿条带动一对拨杆移动，而一对拨杆卡在滑移齿轮33上，因此能够带动滑移齿轮33沿滑移槽30向输入齿轮29侧移动，拨动电机持续带动滑移齿轮33运动至滑移槽30底端，此时滑移齿轮33能够于输入齿轮29想啮合，使得滑移齿轮33能够带动输入齿轮29运动，运动的输入齿轮29带动减速机输入轴28运动，使蜗轮蜗杆减速机21带动减速机输出轴27运动，同时，微处理器控制电磁离合器35通电，离合器处于结合状态，并且微处理器控制电磁刹车器对链轮刹车轮毂22放松对链轮轴24的抱闸，因此，减速机输出轴27能够带动齿轮轴26运动，通过齿轮轴26上斜齿轮25与链轮台阶外轮23的啮合，带动链轮台阶外轮23运动，链轮台阶外轮23通过链轮轴24带动链轮12运动，对链轮12上的锚链15进行带动，使得锚链15沿伸缩通道14进入浮筒4内，并通过链轮12的啮合，将锚链15送入辅助通道16内，使得锚链15通过辅助通道16落入水中，从而实现对锚链15的收紧动作；若外界风速带来的气流较弱，喇叭型导风嘴18通过导风管19导入的气流较小，导致风叶轮20转速降低，此时，转速传感器检测到竖直风叶轴5转速降低，并将数据传输给微处理器，微处理器通过与预设阈值的对比判断导风管19转化的气流无法推动风叶轮20转动来收紧锚链15，控制系统将进行断续间隙收紧锚链15过程，微处理器控制拨动器启动，拨动电机启动，拨动电机带动拨动齿轮运动，运动的拨动齿轮带动拨动齿条移动，移动的拨动齿条带动一对拨杆移动，而一对拨杆卡在滑移齿轮33上，因此能够带动滑移齿轮33沿滑移槽30向风电齿轮34侧移动，微控制器控制拨动电机启动一定时间，拨动电机停止运动，此时滑移齿轮33处于滑移槽30中间位置，滑移齿轮33不与风电齿轮34、输入齿轮29相啮合，滑移齿轮33处于空转状态，竖直风叶轴5处于无负载状态，风叶轮20在无负载情况下，很小的气流便可推动其转动，当风叶轮20带动竖直风叶轴5达到一定
转速后，转速传感器将检测数据传输给微处理器，微处理器通过与预设阈值的对比判断导风管19转化的气流可以推动风叶轮20转动来收紧锚链15，微处理器控制拨动器启动，拨动电机启动，拨动电机带动拨动齿轮运动，运动的拨动齿轮带动拨动齿条移动，移动的拨动齿条带动一对拨杆移动，而一对拨杆卡在滑移齿轮33上，因此能够带动滑移齿轮33沿滑移槽30向输入齿轮29侧移动，微控制器控制拨动电机启动一定时间，使滑移齿轮33移动至滑移槽30底端，滑移齿轮33与输入齿轮29相啮合，最终实现收紧锚链15的目的，此时的蜗轮蜗杆减速机21类似车辆制动力逆向使用，通过断续将风叶轮20转动的惯性量转化为瞬间冲击力来推动减速机微量转动，减速机微量转动后风叶轮20必然停止或低于一定转速，微处理器再按上述方式控制拨动器运动，竖直风叶轴5处于无负载状态，风叶轮20恢复一定转速后再啮合，如此反复，直至收紧后锚链15将浮筒4拖至理想工作区13-1。锚链15长度收缩至水深范围内，收缩机构将多余锚链15辅助通道16落入水中，为避免落入水中锚链15与伸缩通道14的锚链15缠绕，伸缩通道14与辅助通道16保持一段距离，锚链15在自重作用下平行排列。浮筒4进入理想工作区13-1后，锚链15收缩完成，微处理器收到理想工作区13-1、锚链收紧区13-2水位传感器的检测数据，微处理器控制拨动器启动，拨动器带动滑移齿轮33与风电齿轮34啮合，带动风电机轴32运动，使风电机轴32带动微型风电机组产生电能，并由可充电电池组进行电能储存，同时微处理器控制电磁刹车器上的链轮刹车轮毂22对链轮轴24进行抱闸动作，使链轮12处于稳定停止状态；其中，固定槽6上固定有导风环9，导风环9上的导风条10起到导流气流的目的；防护凸起31能够防止滑移齿轮33滑出滑移槽30；浮筒包括上圆筒7和下倒圆台筒8。
[0032]
实施例2：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为三棱锥通风腔体。
[0033]
实施例3：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为四棱锥通风腔体。
[0034]
实施例4：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为五棱锥通风腔体。
[0035]
实施例5：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为六棱锥通风腔体。
[0036]
实施例6：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为七棱锥通风腔体。
[0037]
实施例7：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为八棱锥通风腔体。
[0038]
实施例8：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为九棱
锥通风腔体。
[0039]
实施例9：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：多棱锥通风腔体36为十棱锥通风腔体。
[0040]
实施例10：一种助航浮标固定方法及设备，与实施例1的不同之处在于：任一拨杆与滑移齿轮33相接处设有配合轮，使得滑移齿轮33与拨杆之间进行滚动摩擦，能够有效延长滑移齿轮33和拨杆的使用寿命。
[0041]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。