本發(fā)明屬于航海導航設備制造領域。

背景技術：

近年來，隨著我國沿海改革開放和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，沿岸港口群的建設步伐不斷加快，港口數(shù)量和規(guī)模逐年增加，臨海產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。在此背景下，為保障港口生產(chǎn)安全、船舶航行安全及海洋環(huán)境清潔，航標事業(yè)的發(fā)展正面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

北方一些環(huán)渤海港口地處中、高緯度，冬季嚴寒，多為冬季冰凍港口。冬季冰凍港口常會出現(xiàn)大量密集流冰，冰況嚴重時，容易造成港口水上常規(guī)燈浮標標體損壞、標志移位、燈光熄滅，航標助航效能降低、失效。嚴重影響進出港船舶的航行安全，降低了港口的通航能力。我國從八十年代開始在一些港口試驗冰期燈浮標，但標志移位、發(fā)光無法保障等問題始終未很好解決。這些嚴重制約了我國北方港口經(jīng)濟建設的發(fā)展，降低我國在國際貿(mào)易和航運經(jīng)濟界的國際影響力，因此對提高冬季航標助航效能的呼聲越來越高。

現(xiàn)有的助航浮標中，以冰標取代了以往的不發(fā)光棒標，大大提升了冰凍港口冬季夜間助航效能。為進一步提升冰標的導(抗)冰能力，出現(xiàn)了一種新型的冰標，其在燈器、遙測遙控、專用電池、外形結(jié)構等方面進行了改造，增強了抗冰、導冰能力，提高了冬季航標助航效能。

新型冰標的獨特設計使其在滿足冬季最低助航需求的同時，最大限度的擁有了導(抗)冰能力。也正是由于新型冰標以導(抗)冰功能為重點的設計思路，新型冰標同普通浮標相比，在目視效果、雷達掃測效果方面相對較差，只適用于冰凍期滿足用戶的最低助航需求同時，在北方冰凍港口需每年實施春、冬季換標作業(yè)，即在冬季來臨之前，將常規(guī)浮標更換為具備抗導冰性能的冰標，在冬季結(jié)束后，再將冰標更換為常規(guī)浮標。

隨著當前航運及港口經(jīng)濟快速發(fā)展，助航設施的設置數(shù)量及助航服務需求也隨之快速增長，加大航標科技研發(fā)的力度及經(jīng)濟投入成為目前航標行業(yè)科學發(fā)展、綠色發(fā)展的重要途徑。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠滿足冰凍區(qū)一年四季的助航服務需求和冰凍期助航效能的冰區(qū)四季通用的助航左右燈浮標，同時延長航標維護保養(yǎng)周期，提高航標管理維護效率，減輕航標作業(yè)人員及船舶的作業(yè)強度，降低燈浮標管理維護成本，以適應航標科學發(fā)展、綠色發(fā)展的要求。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

冰區(qū)四季通用的助航左右燈浮標，該燈浮標由左側(cè)標和右側(cè)標組成為一組，所述的燈浮標由鋼骨架，標體，燈器和配重組成，所述的鋼骨架包括中心鋼管及中心鋼管兩側(cè)設有的兩塊支撐鋼板，標體由滾塑體外殼及其內(nèi)部的防水填充物組成，所述的標體包括下圓臺、中圓柱和上圓臺三個部分，所述的下圓臺、中圓柱和上圓臺均為左右相對兩個，每個中心角度為180°，并通過連接螺栓與鋼骨架連接在一起，所述的上圓臺上部設有燈器，下圓臺底部設有配重，所述的左側(cè)標為紅色標體，其水線以上的部分投影的形狀為罐形，所述的右側(cè)標為綠色標體，其水線以上的部分投影的形狀為錐形。

進一步的，所述的的鋼骨架采用兩塊支撐鋼板和中心鋼管的焊接結(jié)構，所述的兩塊支撐鋼板設置在中心鋼管兩側(cè)的中心角度為180°的平面上。

進一步的，標體采用不腿色高分子材料。

進一步的，所述的鋼骨架通過連接螺栓與滾塑體外殼相連接，所述的標體的下圓臺、中圓柱和上圓臺三個部分之間設有10mm的間隙。

進一步的，所述的左側(cè)標和右側(cè)標上分別設有吊耳，所述的吊耳包括上吊耳和下吊耳，與鋼骨架通過焊接連接，用于吊裝燈浮標，其中左側(cè)標上吊耳設置在中圓柱部位，其中右側(cè)標的上吊耳設置在上圓臺部位，所述的下吊耳與中心鋼管尾管焊接，用于與錨連連接。

進一步的，所述的鋼骨架下部的配重通過下支撐拖架固定在中心鋼管上。

本發(fā)明的有益技術效果是：本發(fā)明具備一定的導(抗)冰能力，在20CM浮冰的擠壓下可利用標體自身的浮力和恢復力矩保持原位，并在浮冰流過后重新露出水面。浮標燈器的強度滿足20CM浮冰的碰撞和擠壓，同時標體、燈器、供電系統(tǒng)應保持氣密，燈器和供電系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度應滿足-35℃～+40℃。通用浮標的優(yōu)點是浮標的焦面高度高，顯形面積大，經(jīng)海上投放實驗，左右標區(qū)分明顯，焦面高度和顯形面積符合設計要求，雷達掃視效果好，具備一定的導(抗)冰能力，能夠作為冰區(qū)四季通用的助航左右標燈浮標。同時免除了浮標的更換，節(jié)省了維護成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明左右燈浮標中左側(cè)標(罐形)外觀結(jié)構示意圖。

圖2為本發(fā)明左右燈浮標中左側(cè)標(罐形)中部剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明左右燈浮標中左側(cè)標(罐形)分解示意圖。

圖4為本發(fā)明左右燈浮標中右側(cè)標(錐形)外觀結(jié)構示意圖。

圖5為本發(fā)明左右燈浮標中右側(cè)標(錐形)中部剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明左右燈浮標中右側(cè)標(錐形)分解示意圖。

圖中：1、燈器；2、上圓臺；3、連接螺栓；4、上吊耳；5、中圓柱；6、下圓臺；7、配重；8、下吊耳；9、支撐鋼板；10、中心鋼管；11、支撐拖架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

參見附圖1、附圖2和附圖3，罐形浮標也稱為左側(cè)標，顏色為紅色，結(jié)構的主要特點是水線上部呈罐的形狀。主要結(jié)構由鋼骨架、高分子材料制成的塑料標體、燈器1和配重7組成。圖中燈器1為銅質(zhì)燈器，采用鋰離子電池供電；燈器1底部為滾塑體外殼與填充物組成的上圓臺2，共有2個，每個中心角度為180度，通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；滾塑體外殼與填充物組成的中圓柱5，共有2個，每個中心角度為180度，通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；中圓柱5上設有上吊耳4，用于浮標的吊裝和維護；滾塑體外殼與填充物組成下圓臺6，共有2個，每個中心角度為180度，通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；下圓臺6底部為配重7，材料為鑄鐵；配重7底部為下吊耳8，與組成鋼骨架的中心鋼管10焊接，用于連接錨鏈；支撐鋼板9共2塊，與中心鋼管10共同組成鋼骨架，用于連接高分子材料的滾塑體；鋼骨架的中心鋼管10采用無縫鋼管，鋼管的底部與配重7焊接，在中心鋼管10的底部裝有防水的鋰電電池為燈器1供電；本發(fā)明在配重7的底部設有支撐拖架11，用于固定配重7。

參見附圖4、附圖5和附圖6，錐形浮標也稱為右側(cè)標，顏色為綠色，結(jié)構的主要特點是水線上部呈錐的形狀。主要結(jié)構由鋼骨架，高分子材料制成的塑料標體，燈器1和配重7組成。圖中燈器1為銅質(zhì)燈器，采用鋰離子電池供電；燈器1底部為滾塑體外殼與填充物組成的上圓臺2，共有2個，每個中心角度為180度；通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；上圓臺2上設有上吊耳4，用于浮標的吊裝和維護；滾塑體外殼與填充物組成的中圓柱5，共有2個，每個中心角度為180度，通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；滾塑體外殼與填充物組成下圓臺6，共有2個，每個中心角度為180度，通過連接螺栓3連接滾塑體外殼和鋼骨架；下圓臺6底部為配重7，材料為鑄鐵；配重7底部為下吊耳8，與組成鋼骨架的中心鋼管10焊接，用于連接錨鏈；支撐鋼板9共2塊，與中心鋼管10共同組成鋼骨架，用于連接高分子材料的滾塑體；鋼骨架的中心鋼管10采用無縫鋼管，鋼管的底部與配重7焊接，在中心鋼管10的底部裝有防水的鋰電電池為燈器1供電；本發(fā)明在配重7的底部設有支撐拖架11，用于固定配重7。

本發(fā)明中，由左側(cè)標和右側(cè)標組成為一組，鋼骨架采用兩塊支撐鋼板9和中心鋼管10的焊接結(jié)構，所述的兩塊支撐鋼板9設置在中心鋼管10兩側(cè)的中心角度為180°的平面上。本發(fā)明左側(cè)標和右側(cè)標的標體均包括上圓臺2、中圓柱5和下圓臺6三個部分，標體的上圓臺2、中圓柱5和下圓臺6三個部分之間設有10mm的間隙。

本發(fā)明的制作方法是：

罐形標即左側(cè)標的制造。首先制備用于制造滾塑外殼的模具，模具采用不銹鋼制造，按照下圓臺6，中圓柱5和上圓臺2分別制造。采用滾塑方法用不褪色的高分子材料制作標體的外殼，完成外殼制造后，再向標體的外殼內(nèi)部充填防水的填充材料，保證充滿。該填充物為質(zhì)量小于水的填充材料，以保證標體的浮力。采用無縫鋼管和鋼板制備浮標的鋼骨架，鋼骨架為兩塊支撐鋼板9和中心鋼管10的焊接結(jié)構，兩塊支撐鋼板9設置在中心鋼管10兩側(cè)的中心角度為180°的平面上，鋼骨架的上部與燈器1連接，下部與配重7連接，配重7通過下支撐拖架11固定在中心鋼管10上，中圓柱5的位置設置上吊耳4，并與鋼骨架焊接，下吊耳8與中心鋼管10尾管焊接。完成鋼骨架制備后，將上圓臺2、中圓柱5和下圓臺6的滾塑體外殼與鋼骨架用連接螺栓3連接，完成罐形標即左側(cè)燈浮標的制造。

按照上述方法制造的罐形浮標，經(jīng)模態(tài)分析和強度計算證實，浮標能夠抵抗浮冰的沖擊，強度符合設計要求。經(jīng)北方港口的下水實驗，罐形浮標的焦面高度和顯形面積符合設計要求，雷達掃視效果很好，可以在冬季使用，在冬季以外的季節(jié)能夠替代目前的使用的燈浮標。

錐形標即右側(cè)標的制造。首先制備用于制造滾塑外殼的模具，模具采用不銹鋼制造，按照下圓臺6，中圓柱5和上圓臺2分別制造。采用滾塑方法用不褪色的高分子材料制作標體的外殼，完成外殼制造后，再向標體的外殼內(nèi)部充填防水的填充材料，保證充滿。該填充物為質(zhì)量小于水的填充材料，以保證標體的浮力。采用無縫鋼管和鋼板制備浮標的鋼骨架，鋼骨架為兩塊支撐鋼板9和中心鋼管10的焊接結(jié)構，兩塊支撐鋼板9設置在中心鋼管10兩側(cè)的中心角度為180°的平面上，鋼骨架的上部與燈器1連接，上圓臺2位置焊接上吊耳4，下部與配重7連接，配重7通過下支撐拖架11固定在中心鋼管10上，下吊耳8與中心鋼管10焊接。完成鋼骨架制備后，將上圓臺2、中圓柱5和下圓臺6的滾塑體外殼與鋼骨架用連接螺栓3連接，完成錐形標即右側(cè)標的制造。

按照上述方法制造的錐形浮標，經(jīng)模態(tài)分析和強度計算證實，浮標能夠抵抗浮冰的沖擊，強度符合設計要求。經(jīng)北方港口的下水實驗，錐形浮標的焦面高度和顯形面積符合設計要求，雷達掃視效果很好，可以在冬季使用，在冬季以外的季節(jié)能夠替代目前的使用的燈浮標。

使用時，將罐形的左側(cè)標和錐形的右側(cè)標放在航道邊線上，形狀和顏色區(qū)別明顯，能夠起到助航的效果。同時，本發(fā)明左罐右錐標體設計保證了左右標外形有明顯的區(qū)分度，滿足了助航需要。同時，左側(cè)標即罐形標的中圓柱5長度大于右側(cè)即錐形標的長度，保證了浮標的視覺效果。

本發(fā)明主要技術指標為：顯形面積不小于3.8㎡，燈光射程不低于3nm，焦面高度大于3.5m。搖擺周期符合國家《浮標通用技術條件》(JT/T760-2009)的規(guī)定T＝3-5s。本發(fā)明具備一定的導(抗)冰能力，在20CM浮冰的擠壓下可利用標體自身的浮力和恢復力矩保持原位，并在浮冰流過后重新露出水面。浮標燈器1的強度滿足20CM浮冰的碰撞和擠壓，同時標體、燈器、供電系統(tǒng)應保持氣密，燈器1和供電系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度應滿足-35℃～+40℃。