专利名称：一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯解决方案，具体地说是重新设计了河道航标灯的内部结构并在其中安装了发电机，通过齿轮传动装置充分将河道中水体的动能转化为电能从而实现了发电的功能。同时根据发电电压与水体流速之间的函数关系，通过对电压的实时监测观测预警河道中水体的情况。
背景技术：
河道中的水体具有一定的流速，其中蕴含的能量相当可观(主要是水体的动能)，如果能对其加以合理的开发利用，使其转化为对生产、生活有益的电能，在传统能源日益枯竭的当代社会具有非常重要的意义。同时由于河道中水体的流速大多呈季节性变化，在一段时间内相对来说比较稳定，因此利用其发电的电压也会比较稳定，发电质量比较高。河道航标灯是河道中非 常常见的一种建筑物，其作用是引导船舶在河道中航行。河道航标灯在夜晚天黑、大雾能见度低等情况下开启。一般来说河道航标灯是通过自带的蓄电池供电，其长时间的开启需要消耗大量的电能。如果能将河道中水体的动能转化为电能供河道航标灯使用那么将会节约不少能量。同时由于河道航标灯一般建在河道中比较关键的位置，如果能利用其对相应位置河道中的水体情况进行观测预警，那么将会提高通航的安全性。目前，在已公开的专利中尚未见有具有发电和观测预警功能的河道航标灯解决方案的相关专利。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供了一种集发电和观测预警功能的河道航标灯解决方案，包含新型河道航标灯的结构形式和有关的运行方法，该新型河道航标灯能够在保证引航功能的同时通过齿轮传动装置高效地利用河道中水体的动能进行发电，并且通过对发电电压的实时监测观测预警河道中水体的情况，从而提高通航的安全性。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现:
一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯，其特征是它包括河道航标灯塔身，河道航标灯塔身安装在桩基上，河道航标灯塔身的顶部设有灯泡，所述桩基上还安装有集水廊道，集水廊道安装有挡水转叶，挡水转叶通过连动轴与下部齿轮相连，并实现同步转动，所述下部齿轮位于下部齿轮工作室中，下部齿轮与传动带相连，且互相啮合，传动带通过传动带固定轴固定在河道航标灯塔身内，并与通过上部齿轮固定轴固定在河道航标灯塔身内的上部齿轮相连，且传送带与上部齿轮互相啮合，所述上部齿轮对称安装在传送带的两侧，并与通过发电机固定杆固定在河道航标灯塔身内的发电机转轴相连，在河道航标灯塔身内还安装有蓄电池和电压感应器。所述集水廊道中间段的管径小于两端的管径，所述挡水转叶下半部分处于集水廊道中间段内，挡水转叶的上半部分位于转叶工作室中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
充分利用了河道中水体的能量，将其转化成电能，且发电质量高。本发明利用齿轮传动装置将水体的动能转化成了电能，并将此电能用于为河道航标灯供电，有效地节约了能源。且由于河流的流速大多呈季节性变化，在某段时间内相对来说比较稳定，因此发出的电也相对来说比较稳定，发电质量较高，有效地减少了因发电电压的巨大变化而对蓄电池造成的不良影响。在引航的同时能够观测预警河道中水体的情况，有效地实现了一体多用。由于发电电压与水体流速之间有一定的函数关系，因此通过电压感应器对发电电压进行实时监测便能了解河道中水体的情况，从而能够有效地预防各种灾害，提高通航的安全性，实现了引航与观测预警功能的有效结合。
图1是本发明的内部结构主视图。图2是本发明的内部结构左视图。图3是本发明的集水廊道结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
如图1-3所示，本发明结构包括河道航标灯塔身1、桩基2、灯泡3、集水廊道4、挡水转叶5、转叶工作室6、连动轴7、下部齿轮8、下部齿轮工作室9、传动带固定轴10、传动带11、上部齿轮固定轴12、上部齿 轮13、发电机固定杆14、发电机15、蓄电池16、电压感应器17等组成。河道航标灯塔身I通过桩基2与河基相连，其顶部安装有灯泡3。集水廊道4呈“哑铃型”(即中间段的管径比两端要小，且有一定长度的过渡段)，并且在其管径较小的中段安装有挡水转叶5，挡水转叶5的下半部位于集水廊道4中，上半部位于转叶工作室6中。连动轴7将挡水转叶5与下部齿轮8连接在一起，且连动轴7与这两者之间均不能发生相对转动(即完全焊死)。下部齿轮8位于安装在河道航标灯塔身I底部的下部齿轮工作室9中，下部齿轮8与传动带11相连，且互相啮合。传动带11通过传动带固定轴10固定在河道航标灯塔身I内，并与通过上部齿轮固定轴12固定在河道航标灯塔身I内的上部齿轮13相连，且传送带11与上部齿轮13互相啮合。上部齿轮13有两个，对称安装于传送带11的两侦U。上部齿轮13与通过发电机固定杆14固定在河道航标灯塔身I内的发电机15相连，且上部齿轮13与发电机15的上下齿轮互相啮合，当上部齿轮13转动时可带动发电机15的上下齿轮发生相对转动，进而发电。此外，在河道航标灯塔身I内还安装有蓄电池16和电压感应器17。当河道中的水流按照图1所示的方向流动时，水体流入集水廊道4中，由于集水廊道4呈“哑铃型”(如图3所示)，中间段的管径较小，因此在流量一定的情况下，中间段的水流流速较快，此时水流带动安装于集水廊道4中段的挡水转叶5快速转动。由于连动轴7与挡水转叶5、下部齿轮8之间不能发生相对转动，因此挡水转叶5转动后带动连动轴7转动，同时连动轴7也带动下部齿轮8转动。由于下部齿轮8与传送带11之间相互啮合，传送带11与上部齿轮13之间相互啮合，因此下部齿轮8转动后带动传送带11转动，同时传送带11也带动上部齿轮13转动。由于上部齿轮13与发电机15的上下齿轮相互啮合，因此上部齿轮13转动后带动发电机15的上下齿轮发生相对转动，从而实现发电的功能。本装置中有两个发电机15，其中一个发电机15用于给蓄电池16充电，当夜晚天黑或者大雾能见度低时，通过已充满的蓄电池为灯泡3供电，同时可以继续为另外的蓄电池充电。另一个发电机15接在电压感应器17上，通过实时监控电压来观测预警河道中的情况，实现观测预警的功能。本发明中涉及 的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯，其特征是它包括河道航标灯塔身(O,河道航标灯塔身(I)安装在桩基(2 )上，河道航标灯塔身(I)的顶部设有灯泡(3 )，所述桩基(2 )上还安装有集水廊道(4 )，集水廊道(4 )安装有挡水转叶(5 )，挡水转叶(5 )通过连动轴(7)与下部齿轮(8)相连，并实现同步转动，所述下部齿轮(8)位于下部齿轮工作室(9)中，下部齿轮(8)与传动带(11)相连，且互相啮合，传动带(11)通过传动带固定轴(10)固定在河道航标灯塔身(I)内，并与通过上部齿轮固定轴(12)固定在河道航标灯塔身(I)内的上部齿轮(13)相连，且传送带(11)与上部齿轮(13)互相啮合，所述上部齿轮(13)对称安装在传送带(11)的两侧，并与通过发电机固定杆(14)固定在河道航标灯塔身(I)内的发电机(15 )转轴相连，在河道航标灯塔身(I)内还安装有蓄电池(16 )和电压感应器(17 )。
2.根据权利要求1所述的具有发电和观测预警功能的河道航标灯，其特征是所述集水廊道(4)中间段的管径小于两端的管径，所述挡水转叶(5)下半部分处于集水廊道(4)中间段内，挡水转叶(5)的上半部分位于转叶工作室(6)中。
全文摘要
本发明公开了一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯，其结构是由河道航标灯塔身(1)、桩基(2)、灯泡(3)、集水廊道(4)、挡水转叶(5)、转叶工作室(6)、连动轴(7)、下部齿轮(8)、下部齿轮工作室(9)、传动带固定轴(10)、传动带(11)、上部齿轮固定轴(12)、上部齿轮(13)、发电机固定杆(14)、发电机(15)、蓄电池(16)、电压感应器(17)等组成。本发明利用齿轮传动装置将河道水体中的动能转化为电能，发电电压较稳定，发电质量较高。同时根据发电电压与河流流速之间的函数关系通过对发电电压的实时监测来观测预警河道中水体的情况。
文档编号F21S9/04GK103216782SQ20131013355
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者方家裕, 钱学生, 邓星宇 申请人:河海大学