具有光亮焦距调节机构的海上助航装置及方法

技术领域

本发明涉及航海导航领域，具体为具有光亮焦距调节机构的海上助航装置及方法。

背景技术

灯浮标为海上浮动助航装置，其标体高度远大于其浮体直径，具有初稳心距大、回旋半径小、占用航道面积小等优点，它是以特定的灯光、标志、音响或无线电信号等供传播定位航向，避离危险，使船舶沿航道或预定航线安全航行的助航设施。

现有常用的助航灯浮标的表面会设置吃水线，以便于工作人员监测海水是否涨潮，在浅海区域用该类型的助航灯可帮助出海打鱼的小型船只不脱离航线，在涨潮时海水上涨海面波浪较大，不适合出海打鱼且船只在上面航行也存在一定危险，为此，在船只出海前都需要通过望远镜观察助航灯浮标外表面的吃水线，若有船只出海打鱼过程中碰到涨潮的现象，其海面波涛汹涌船只晃动幅度大，而且助航灯在波浪的拍打下也会剧烈浮动，由于助航灯发散的光源颜色是不变的，在天色特殊的情况下在加上船体晃动剧烈，工作人员并不能很快速的观察到助航灯并返航，为此，我们提出了具有光亮焦距调节机构的海上助航装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在海上天色突变情况下能有效对航船进行指引的具有光亮焦距调节机构的海上助航装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

具有光亮焦距调节机构的海上助航装置，包括探照灯和安装于所述探照灯上端的电动机，所述探照灯的外侧固定套接有固定架，且所述电动机的输出端嵌于所述固定架的内侧，所述电动机的上端固定安装有安装架一，且所述固定架的下端安装有安装架二，所述探照灯的内侧滑动套接有延伸筒，且所述延伸筒远离所述探照灯的一端通过转接环安装有导向镜筒；变焦机构，可使所述延伸筒在所述探照灯的内部伸缩调节光亮的所述变焦机构安装于所述探照灯的下端，且所述探照灯的外侧安装有可对所述延伸筒进行限位的抱死机构；切换机构，可对所述变焦机构的状态进行切换的所述切换机构安装于所述变焦机构的侧端，其中安装架一的上端和安装架二的下端与灯塔顶部建筑连接。

优选的，所述变焦机构包括固定安装于所述延伸筒下端的固定柱，且所述固定架的下端通过连接轴转动安装有齿轮盘，所述齿轮盘和所述固定柱的下端通过连接轴二活动安装有连接臂，齿轮盘转动时，可通过连接臂和固定柱将延伸筒从探照灯的内部移出。

优选的，所述切换机构包括固定安装于所述安装架二上端的固定筒，且所述固定筒的上端面与所述固定架的下端面活动贴合，所述固定筒的内部活动安装有活动轴，所述固定筒的内壁固定安装有挡板，且所述挡板与所述活动轴滑动嵌合，所述挡板的上端安装有弹簧一，所述固定筒的内部滑动安装有若干组呈圆周阵列排布的活动齿，且所述活动齿与所述活动轴之间通过连接座铰接安装有连接杆，所述活动齿与所述齿轮盘相互啮合，所述活动轴的下端固定安装有限位托架，所述限位托架与所述固定筒为滑动连接，且所述限位托架的内侧固定安装有限位盘，所述限位盘与所述固定架之间安装有调节件，所述调节件的内侧安装有定位件，活动轴不受到调节件的限制时，在单一的弹簧一的作用下可使活动轴的上端面与固定筒贴合，即可使活动齿伸出固定筒。

优选的，所述调节件包括固定安装于所述固定架下端的安装条板，且所述安装条板的内侧活动嵌有转动杆，所述转动杆靠近所述固定筒的一端固定安装有凸轮，且所述转动杆的外侧固定套接有手柄，可通过手柄带动转动杆转动，凸轮在转动过程中通过限位盘使活动轴向下移动。

优选的，所述定位件包括开设于所述限位盘内侧的定位槽，所述转动杆的内侧滑动安装有推杆，且所述凸轮的内侧滑动安装有活动柱，所述活动柱的前端固定安装有定位柱，且所述定位柱活动贯穿于所述凸轮，所述定位柱与所述定位槽相互嵌合，所述活动柱远离所述定位柱的一端安装有弹簧二，所述活动柱的内侧开设有限位腔，所述推杆靠近所述限位腔的一端固定安装有限位斜块，且所述限位斜块与所述限位腔为滑动嵌合，通过定位柱与定位槽的嵌合，可保证凸轮对限位盘推移后的稳定性。

优选的，所述抱死机构包括固定安装于所述探照灯上端的限位支架，且所述限位支架的内侧活动嵌有两组传动轴，两组所述传动轴靠近所述限位支架的一端固定安装有同步轮二，所述限位支架远离所述固定架的一端活动嵌有收卷柱，且所述收卷柱的外表面固定套接有同步轮一，所述同步轮一和两组所述同步轮二之间传动安装有同步带二，所述收卷柱的内侧活动嵌有钢索，且所述钢索的两端均通过固定块与所述探照灯为固定连接，所述探照灯的内侧活动嵌有两组以所述收卷柱为轴呈对称排布的制动滑块，所述制动滑块远离所述探照灯的一端开设有限位槽，且所述钢索与限位槽活动嵌合，所述制动滑块的外侧活动嵌有两组限位杆，且所述限位杆远离所述钢索的一端固定嵌于所述探照灯的内侧，所述制动滑块与所述探照灯之间对应所述限位杆的外侧安装有弹簧三，所述传动轴与所述转动杆之间安装有传动件，当收卷柱转动时，可将钢索进行收卷拉扯，使钢索处于紧绷状态，其钢索便可对制动滑块推挤，使制动滑块挤压在延伸筒的外壁。

优选的，所述传动件包括呈矩形排布固定安装于所述固定架左侧端的四组固定板，且所述传动轴的左侧端活动贯穿于所述固定板，分布于下方的两组所述固定板的内侧活动嵌有转动轴，且所述转动轴、所述转动杆和所述传动轴左侧端外表面均固定套接有同步轮三，且多组所述同步轮三的外表面传动安装有同步带一，转动杆对限位盘推移时，可使收卷柱对钢索收卷拉扯。

优选的，所述制动滑块靠近所述延伸筒的一端为橡胶材质制成，橡胶材质制成的制动滑块的底部与延伸筒接触后可产生较大的摩擦力。

优选的，所述固定架的内侧开设有若干组呈圆周阵列排布的半圆槽，所述电动机输出端的内部活动嵌有活动顶柱，且所述活动顶柱的端头与所述半圆槽活动嵌合，所述活动顶柱远离所述半圆槽的一端安装有弹簧四，在探照灯受到较大的阻力时，电动机输出端可出现空转现象。

具有光亮焦距调节机构的海上助航装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

S1.探照灯启动阶段，在夜间将探照灯的开关打开，通过转接环对导向镜筒的方向进行转动，使光线有效照射，之后便可将电动机启动，电动机可使探照灯在灯塔顶圆周转动照射；

S2.光亮调节阶段，电动机停机状态下，通过调节件和定位件使若干组活动齿从固定筒的内部伸出，手动推动探照灯转动，转动过程中通过齿轮盘与活动齿的啮合，在连接臂的限定下延伸筒缓慢从探照灯的内部伸出，观察光线变化情况，调节至合适状态，即可对调节件和定位件复位；

S3.对应海上恶劣气候探照灯警示状态阶段，通过调节件和定位件使若干组活动齿从固定筒的内部伸出，并启动探照灯和电动机，探照灯在做旋转运动的同时，延伸筒在探照灯的内部直线往复移动，使探照灯发出的光线在海面上忽明忽暗，形成闪烁效果，用以警示和提醒，延伸筒伸出越长光线照射的范围越小，但光线凝聚力最大有效射程增大，延伸筒伸出越短效果则反之。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过变焦机构和切换机构以及抱死机构的配合，通过调节件和定位件可改变活动轴的位置状态，即可改变活动齿的收缩，在齿轮盘与活动齿啮合过程中可使延伸筒伸出从而改变探照灯的光亮程度，且在海上恶劣气候状况下通过探照灯的圆周运动配合延伸筒的往复直线运动，可使探照灯发出忽明忽暗的闪烁灯光，可对海上航船进行警示，以及对海上航船更加显明的引导，避免应天色原因导致船员不能快速的观察到灯塔的指引。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体另一视角结构示意图；

图3为本发明探照灯和延伸筒结构示意图；

图4为本发明活动轴结构示意图；

图5为本发明图4中A处放大图；

图6为本发明转动杆内部结构示意图；

图7为本发明同步带一结构示意图；

图8为本发明同步带二结构示意图；

图9为本发明图8中B处放大图；

图10为本发明电动机输出端内部结构示意图；

图11为本发明限位盘结构示意图。

图中：1-探照灯；2-延伸筒；3-导向镜筒；4-固定架；5-电动机；6-安装架一；7-安装架二；8-变焦机构；9-切换机构；10-传动件；11-抱死机构；12-调节件；13-定位件；14-齿轮盘；15-固定柱；16-连接臂；17-固定筒；18-活动轴；19-限位盘；20-转动杆；21-凸轮；22-定位槽；23-挡板；24-弹簧一；25-活动齿；26-连接杆；27-推杆；28-限位斜块；29-活动柱；30-定位柱；31-限位腔；32-弹簧二；33-固定板；34-同步带一；35-限位支架；36-传动轴；37-同步带二；38-收卷柱；39-同步轮一；40-同步轮二；41-同步轮三；42-制动滑块；43-限位杆；44-弹簧三；45-钢索；46-活动顶柱；47-弹簧四；48-半圆槽；49-限位托架；50-安装条板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

请参阅图1和图2，图示中的具有光亮焦距调节机构的海上助航装置，包括探照灯1和安装于探照灯1上端的电动机5，电动机5的型号为5IK，探照灯1的外侧固定套接有固定架4，且电动机5的输出端嵌于固定架4的内侧，电动机5的上端固定安装有安装架一6，且固定架4的下端安装有安装架二7，探照灯1的内侧滑动套接有延伸筒2，且延伸筒2远离探照灯1的一端通过转接环安装有导向镜筒3；变焦机构8，可使延伸筒2在探照灯1的内部伸缩调节光亮的变焦机构8安装于探照灯1的下端，且探照灯1的外侧安装有可对延伸筒2进行限位的抱死机构11；切换机构9，可对变焦机构8的状态进行切换的切换机构9安装于变焦机构8的侧端，其中安装架一6的上端和安装架二7的下端与灯塔顶部建筑连接。

请参阅图3和图4，图示中变焦机构8包括固定安装于延伸筒2下端的固定柱15，且固定架4的下端通过连接轴转动安装有齿轮盘14，齿轮盘14和固定柱15的下端通过连接轴二活动安装有连接臂16，齿轮盘14转动时，可通过连接臂16和固定柱15将延伸筒2从探照灯1的内部移出。

请参阅图3-图5，图示中切换机构9包括固定安装于安装架二7上端的固定筒17，且固定筒17的上端面与固定架4的下端面活动贴合，固定筒17的内部活动安装有活动轴18，固定筒17的内壁固定安装有挡板23，且挡板23与活动轴18滑动嵌合，挡板23的上端安装有弹簧一24，固定筒17的内部滑动安装有若干组呈圆周阵列排布的活动齿25，且活动齿25与活动轴18之间通过连接座铰接安装有连接杆26，活动齿25与齿轮盘14相互啮合，活动轴18的下端固定安装有限位托架49，限位托架49与固定筒17为滑动连接，且限位托架49的内侧固定安装有限位盘19，限位盘19与固定架4之间安装有调节件12，调节件12的内侧安装有定位件13，活动轴18不受到调节件12的限制时，在单一的弹簧一24的作用下可使活动轴18的上端面与固定筒17贴合，即可使活动齿25伸出固定筒17。

请参阅图3和图4，图示中调节件12包括固定安装于固定架4下端的安装条板50，且安装条板50的内侧活动嵌有转动杆20，转动杆20靠近固定筒17的一端固定安装有凸轮21，且转动杆20的外侧固定套接有手柄，可通过手柄带动转动杆20转动，凸轮21在转动过程中通过限位盘19使活动轴18向下移动。

请参阅图4、图6和图11，图示中定位件13包括开设于限位盘19内侧的定位槽22，转动杆20的内侧滑动安装有推杆27，且凸轮21的内侧滑动安装有活动柱29，活动柱29的前端固定安装有定位柱30，且定位柱30活动贯穿于凸轮21，定位柱30与定位槽22相互嵌合，活动柱29远离定位柱30的一端安装有弹簧二32，活动柱29的内侧开设有限位腔31，推杆27靠近限位腔31的一端固定安装有限位斜块28，且限位斜块28与限位腔31为滑动嵌合，通过定位柱30与定位槽22的嵌合，可保证凸轮21对限位盘19推移后的稳定性。

请参阅图3和图10，图示中固定架4的内侧开设有若干组呈圆周阵列排布的半圆槽48，电动机5输出端的内部活动嵌有活动顶柱46，且活动顶柱46的端头与半圆槽48活动嵌合，活动顶柱46远离半圆槽48的一端安装有弹簧四47，在探照灯1受到较大的阻力时，电动机5输出端可出现空转现象。

具有光亮焦距调节机构的海上助航装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

S1.探照灯1启动阶段，在夜间将探照灯1的开关打开，通过转接环对导向镜筒3的方向进行转动，使光线有效照射，之后便可将电动机5启动，电动机5可使探照灯1在灯塔顶圆周转动照射；

S2.光亮调节阶段，电动机5停机状态下，通过调节件12和定位件13使若干组活动齿25从固定筒17的内部伸出，手动推动探照灯1转动，转动过程中通过齿轮盘14与活动齿25的啮合，在连接臂16的限定下延伸筒2缓慢从探照灯1的内部伸出，观察光线变化情况，调节至合适状态，即可对调节件12和定位件13复位；

S3.对应海上恶劣气候探照灯1警示状态阶段，通过调节件12和定位件13使若干组活动齿25从固定筒17的内部伸出，并启动探照灯1和电动机5，探照灯1在做旋转运动的同时，延伸筒2在探照灯1的内部直线往复移动，使探照灯1发出的光线在海面上忽明忽暗，形成闪烁效果，用以警示和提醒，延伸筒2伸出越长光线照射的范围越小，但光线凝聚力最大有效射程增大，延伸筒2伸出越短效果则反之。

可对探照灯1进行光亮调节的工作原理：在需要对探照灯1的光亮进行调节时(图示中凸轮21的状态非初始状态)，使用者通过手柄带动转动杆20和凸轮21转动九十度，在转动的前需要将推杆27推动，推杆27伸进时其限位斜块28通过与限位腔31的嵌合，可使活动柱29对弹簧二32压缩，使定位柱30回缩至凸轮21的内部不与定位槽22嵌合，此时对转动杆20旋转，在旋转完成后松开对推杆27的，此时通过弹簧二32的弹力对活动柱29的推动，可使限位腔31推动限位斜块28的斜边使推杆27复位，在转动杆20转动的同时可通过传动件10解除抱死机构11对延伸筒2的限制；

其中限位盘19不在受到凸轮21的推挤后，其活动轴18在弹簧一24的作用下可快速向上移动，与固定筒17贴合，此时若干组活动齿25伸出固定筒17并与齿轮盘14啮合，之后使用者推动探照灯1转动由于活动齿25的固定不动，探照灯1的转动可使齿轮盘14转动，齿轮盘14通过连接臂16可对固定柱15推挤，便可使延伸筒2从探照灯1的内部伸出，延伸筒2伸出越长探照灯1发出的光线范围越小，且光线有效射程增大，此时观察探照灯1的光亮情况，调节至合适状态。

实施例2

请参阅图8和图9，本实施方式对于实施例1进一步说明，抱死机构11包括固定安装于探照灯1上端的限位支架35，且限位支架35的内侧活动嵌有两组传动轴36，两组传动轴36靠近限位支架35的一端固定安装有同步轮二40，限位支架35远离固定架4的一端活动嵌有收卷柱38，且收卷柱38的外表面固定套接有同步轮一39，同步轮一39和两组同步轮二40之间传动安装有同步带二37，收卷柱38的内侧活动嵌有钢索45，且钢索45的两端均通过固定块与探照灯1为固定连接，探照灯1的内侧活动嵌有两组以收卷柱38为轴呈对称排布的制动滑块42，制动滑块42远离探照灯1的一端开设有限位槽，且钢索45与限位槽活动嵌合，制动滑块42的外侧活动嵌有两组限位杆43，且限位杆43远离钢索45的一端固定嵌于探照灯1的内侧，制动滑块42与探照灯1之间对应限位杆43的外侧安装有弹簧三44，传动轴36与转动杆20之间安装有传动件10，当收卷柱38转动时，可将钢索45进行收卷拉扯，使钢索45处于紧绷状态，其钢索45便可对制动滑块42推挤，使制动滑块42挤压在延伸筒2的外壁。

请参阅图7，图示中传动件10包括呈矩形排布固定安装于固定架4左侧端的四组固定板33，且传动轴36的左侧端活动贯穿于固定板33，分布于下方的两组固定板33的内侧活动嵌有转动轴，且转动轴、转动杆20和传动轴36左侧端外表面均固定套接有同步轮三41，且多组同步轮三41的外表面传动安装有同步带一34，转动杆20对限位盘19推移时，可使收卷柱38对钢索45收卷拉扯。

请参阅图9，图示中制动滑块42靠近延伸筒2的一端为橡胶材质制成，橡胶材质制成的制动滑块42的底部与延伸筒2接触后可产生较大的摩擦力。

本实施例中：在转动杆20转动时可通过同步带一34、传动轴一36和同步带二37带动同步轮一39转动，即带动收卷柱38转动，当未进行光亮调节时，即为使用变焦机构8时，收卷柱38对钢索45起到收卷拉扯作用，使钢索45处于紧绷状态，此时钢索45可对制动滑块42推挤，使制动滑块42的端面紧贴延伸筒2的外壁，对延伸筒2起到限制作用，防止误触导致探照灯1光亮发生变化。

实施例3

请参阅图3和图4，实施方式对于其它实施例进一步说明，图示中变焦机构8包括固定安装于延伸筒2下端的固定柱15，且固定架4的下端通过连接轴转动安装有齿轮盘14，齿轮盘14和固定柱15的下端通过连接轴二活动安装有连接臂16，齿轮盘14转动时，可通过连接臂16和固定柱15将延伸筒2从探照灯1的内部移出。

请参阅图3-图5，图示中切换机构9包括固定安装于安装架二7上端的固定筒17，且固定筒17的上端面与固定架4的下端面活动贴合，固定筒17的内部活动安装有活动轴18，固定筒17的内壁固定安装有挡板23，且挡板23与活动轴18滑动嵌合，挡板23的上端安装有弹簧一24，固定筒17的内部滑动安装有若干组呈圆周阵列排布的活动齿25，且活动齿25与活动轴18之间通过连接座铰接安装有连接杆26，活动齿25与齿轮盘14相互啮合，活动轴18的下端固定安装有限位托架49，限位托架49与固定筒17为滑动连接，且限位托架49的内侧固定安装有限位盘19，限位盘19与固定架4之间安装有调节件12，调节件12的内侧安装有定位件13，活动轴18不受到调节件12的限制时，在单一的弹簧一24的作用下可使活动轴18的上端面与固定筒17贴合，即可使活动齿25伸出固定筒17。

请参阅图3和图4，图示中调节件12包括固定安装于固定架4下端的安装条板50，且安装条板50的内侧活动嵌有转动杆20，转动杆20靠近固定筒17的一端固定安装有凸轮21，且转动杆20的外侧固定套接有手柄，可通过手柄带动转动杆20转动，凸轮21在转动过程中通过限位盘19使活动轴18向下移动。

请参阅图4、图6和图11，图示中定位件13包括开设于限位盘19内侧的定位槽22，转动杆20的内侧滑动安装有推杆27，且凸轮21的内侧滑动安装有活动柱29，活动柱29的前端固定安装有定位柱30，且定位柱30活动贯穿于凸轮21，定位柱30与定位槽22相互嵌合，活动柱29远离定位柱30的一端安装有弹簧二32，活动柱29的内侧开设有限位腔31，推杆27靠近限位腔31的一端固定安装有限位斜块28，且限位斜块28与限位腔31为滑动嵌合，通过定位柱30与定位槽22的嵌合，可保证凸轮21对限位盘19推移后的稳定性。

请参阅图3和图10，图示中固定架4的内侧开设有若干组呈圆周阵列排布的半圆槽48，电动机5输出端的内部活动嵌有活动顶柱46，且活动顶柱46的端头与半圆槽48活动嵌合，活动顶柱46远离半圆槽48的一端安装有弹簧四47，在探照灯1受到较大的阻力时，电动机5输出端可出现空转现象。

可在海上天色突变情况下能有效对航船进行指引的工作原理：探照灯1在正常工作中，若海上天色忽变，面临恶劣气候，此时使用者可对旋转中的探照灯1进行阻挡探照灯1的转速是比较慢的，探照灯1在受到阻力的情况下，电动机5的持续运行，可使活动顶柱46脱离半圆槽48，并回缩至电动机5输出端的内部，此时电动机5发生空转现象；

在探照灯1不在转动后，通过定位件13使转动杆20和凸轮21转动九十度，使凸轮21不在对限位盘19推挤，此时若干组活动齿25便处于伸出状态，这时便可将探照灯1松开，探照灯1在电动机5的作用下继续旋转照射，而延伸筒2在变焦机构8的作用下进行直线往复运动，在延伸筒2伸出最短时，探照灯1的照射范围最大，而有效射程最短，在延伸筒2伸出最长时，探照灯1的照射范围越小，而有效射程最长，可使航行在恶劣气候海面上的航船能有效的观察到灯塔内部忽明忽暗呈闪烁状的光源。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。