海洋探测科考船载破冰、抢险装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海洋探测科考船载破冰、抢险装置及方法，其包括安装在船头部的破冰带斜座支架，破冰带斜座支架具有与船体固体支架接触且斜向上设置的斜面，以使得破冰反向冲力斜向传递给船体固体支架；在船体前端下部还铰接有破冰下摆动刺冰排的下端，在船体前端上部设置有下端与破冰下摆动刺冰排上端铰接的破冰驱动部，以驱动破冰下摆动刺冰排对冰面进行拍碎并突刺；在破冰带斜座支架上分别铰接有破冰第一摆臂与破冰第二摆臂的下端部且沿船身方向前后设置；本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。

【技术实现步骤摘要】
海洋探测科考船载破冰、抢险装置及方法


[0001]本专利技术涉及海洋探测科考船载破冰、抢险装置及方法。

技术介绍

[0002]现今，针对具有水下探测功能的科考船，通常需要在船体底部安装多波束探测设备。由于科考船在真实海洋环境中航行时，船首因纵摇运动不断出水和入水，容易在船首产生气泡。如果船首的气泡被水流挟裹着在向船后方下泻的过程中流经船底多波束探测区，将直接干扰探测设备的正常工作。
[0003]CN201610192970.5一种模拟观测科考船船首气泡下泻轨迹的模型试验方法仅仅是模拟而无法进行消除或减轻气泡的影响。CN201420457297.X一种应用于科考船的多波束导流罩效果不佳。
[0004]为了考察南极洲的邻近海域，给科学基地输送各种物资，要求极地破冰船能破碎2
‑
4米厚的冰层，甚至有的冰层达8米。显然，破冰厚度越大，越能接近极地，这对缩短考察船与科学考察站之间的距离是十分有利的。因此，破冰船显示出了它的重要地位，主要任务是开辟新航道、进行极地救援和物质运输等。
[0005]传统破冰船利用本身惯性和自身重力对冰层进行冲撞，在遇到厚冰层时还需往后倒退一段距离，开足马力进行再次冲撞。其不能够持续有效地进行破冰及浮冰对船身阻力大是造成传统破冰船航速低的两个重要原因
[0006]传统破冰船的船头呈折线型，为了使船头可以轻易的“爬”上冰面，一般把破冰船头部底线与水平线设计为20
°
～30
°
角；破冰船都设有专门的水舱作为破冰设备，一般都设置在它的船头、船尾和船腹两侧。当破冰船遇到较厚的冰层时，一般会加大船体尾部的重量，排空艏部的水舱，使船体艏部翘起，利用船艏部分的重量把冰压碎。为了压碎冰层，一般要求船艏的重量达到1000t左右，破冰船就可以很容易的压碎那些不太坚固的冰层。当然，如果遇到比较坚固的冰层时，可能利用上述方法无法破开冰层，破冰船往往要先后退一定的距离，然后开足马力猛冲过去，利用自身的惯性，把冰层冲开。破冰过程中需要对破冰船的浮态进行反复调整，对压载水进行反复调运，能耗大，效率低是其主要弊端，且对船首的结构强度要求极高。
[0007]CN201610578979.X一种锯刀式可潜极地科考船，不适合大型科考船。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种海洋探测科考船载破冰、抢险装置及方法。
[0009]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0010]一种海洋探测科考船的破冰装置，包括安装在船头部的破冰带斜座支架，破冰带斜座支架具有与船体固体支架接触且斜向上设置的斜面，以使得破冰反向冲力斜向传递给船体固体支架；
[0011]在船体前端下部还铰接有破冰下摆动刺冰排的下端，在船体前端上部设置有下端与破冰下摆动刺冰排上端铰接的破冰驱动部，以驱动破冰下摆动刺冰排对冰面进行拍碎并突刺；
[0012]在破冰带斜座支架上分别铰接有破冰第一摆臂与破冰第二摆臂的下端部且沿船身方向前后设置；
[0013]在破冰带斜座支架上设置有破冰卷扬机，破冰卷扬机输出有破冰牵拉绳；破冰卷扬机的动力齿轮与卷扬齿轮轴啮合，动力齿轮为扇形齿轮或滑移齿轮；
[0014]在破冰第一摆臂或破冰第二摆臂的铰接轮轴上设置有破冰带扭簧驱动轮；在破冰第一摆臂或破冰第二摆臂头部上缠绕有破冰牵拉绳的输出端；
[0015]在破冰第一摆臂头部铰接有中部与破冰第二摆臂头部铰接的破冰下摆动杆；
[0016]在破冰下摆动杆下端部通过破冰连接弹簧杆连接有破冰下冲头，以对冰面进行锤击，此时，破冰第一摆臂与破冰第二摆臂形成X型。
[0017]一种海洋探测科考船的破冰方法，当海冰低于设定厚度时，启动第一方案，首先，启动包括曲轴连杆组件的破冰驱动部；然后，破冰驱动部带动破冰下摆动刺冰排摆动，破冰下摆动刺冰排对冰面进行拍碎并突刺；
[0018]当海冰高于设定厚度时，启动第二方案，首先，通过扇形齿轮或滑移齿轮驱动卷扬齿轮轴啮合旋转，使得破冰卷扬机通过破冰牵拉绳带动破冰第一摆臂与破冰第二摆臂联动后仰，使得破冰下摆动杆向上摆动；然后，当卷扬齿轮轴到达扇形齿轮的缺齿部或与滑移齿轮分离，在破冰下摆动杆自重作用下，使得破冰卷扬机输出破冰牵拉绳，破冰第一摆臂与破冰第二摆臂联动前栽，使得破冰下摆动杆向下摆动，破冰下冲头对冰面进行锤击，同时通过破冰连接弹簧杆的弹簧力实现连续锤击。
[0019]一种海洋探测科考船的抢险装置，包括科考船搭载的抢险船艇主体及抢险无人机群；在抢险船艇主体上设置有抢险碎冰组件；
[0020]在抢险船艇主体底部设置有抢险船艇雪橇，用于在海冰面上滑行；在抢险船艇雪橇两侧设置有多组抢险抓冰驱动轮，用于在海冰面上抓地行走和/或防止倒退；在抢险船艇主体上设置有抢险浮力气垫，以使得抢险船艇主体在海水中漂浮；在抢险船艇主体上四角分布有抢险辅助挂圈，以与抢险无人机群通过牵拉绳连接；
[0021]抢险碎冰组件用于在科考船前行路径上进行预破冰。
[0022]作为上述技术方案的进一步改进：
[0023]抢险碎冰组件包括方案a和/或抢险破冰机构；
[0024]当包括方案a时，方案a包括竖直设置在抢险船艇主体的抢险提升带；在抢险提升带上铰接有若干抢险提升托板，在抢险提升带上分布有抢险伸缩导向套，在抢险伸缩导向套上设置有用于伸出顶持抢险提升托板下表面的抢险伸缩顶杆；抢险提升带抢险中间部内上部竖直设置有抢险V型导向块，抢险伸缩顶杆尾部具有位于抢险中间部内的抢险伸缩托，抢险V型导向块用于与上行段的抢险伸缩托接触，将抢险伸缩顶杆回收，使得抢险提升托板下摆动；
[0025]在抢险提升带上行段外侧下方设置有抢险下冲导向套，在抢险下冲导向套中升降有抢险下冲顶杆，在抢险下冲顶杆下端设置有抢险下冲头，以冲击海冰面，在抢险下冲顶杆上设置有抢险下冲配重，在抢险下冲配重上设置有抢险斜向托手，其下表面用于与上行的
水平状态的抢险提升托板上表面接触被提升，并与上行的下摆状的抢险提升托板上表面分离被下降，抢险下冲头冲击冰面，在抢险下冲顶杆与抢险下冲导向套之间有抢险下冲复位弹簧，以实现抢险下冲头对冰面多次冲击；
[0026]当包括抢险破冰机构时，抢险破冰机构与破冰装置结构相同。
[0027]一种海洋探测科考船的抢险方法，包括以下步骤，前提是，抢险无人机群牵引抢险船艇主体在科考船前行路径上前行；
[0028]当抢险下冲头冲冰时，首先，通过多组抢险抓冰驱动轮在海冰面上抓地；然后，抢险伸缩顶杆伸出顶持抢险提升托板下表面，使得抢险提升托板托载抢险斜向托手，通过抢险下冲顶杆带动抢险下冲头上升；其次，抢险下冲顶杆上行到顶端，上行段的抢险伸缩托沿着抢险V型导向块上行，将抢险伸缩顶杆回收，抢险提升托板在抢险下冲配重作用下向下落，冲击冰面，并通过抢险下冲复位弹簧实现抢险下冲头对冰面多次冲击；
[0029]当抢险破冰机构同时与抢险下冲头破冰时，调整抢险破冰机构与抢险下冲头下冲频率及振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋探测科考船的破冰装置，其特征在于：包括安装在船头部的破冰带斜座支架(20)，破冰带斜座支架(20)具有与船体固体支架接触且斜向上设置的斜面，以使得破冰反向冲力斜向传递给船体固体支架；在船体前端下部还铰接有破冰下摆动刺冰排(21)的下端，在船体前端上部设置有下端与破冰下摆动刺冰排(21)上端铰接的破冰驱动部(22)，以驱动破冰下摆动刺冰排(21)对冰面进行拍碎并突刺；在破冰带斜座支架(20)上分别铰接有破冰第一摆臂(26)与破冰第二摆臂(27)的下端部且沿船身方向前后设置；在破冰带斜座支架(20)上设置有破冰卷扬机(23)，破冰卷扬机(23)输出有破冰牵拉绳(24)；破冰卷扬机(23)的动力齿轮与卷扬齿轮轴啮合，动力齿轮为扇形齿轮或滑移齿轮；在破冰第一摆臂(26)或破冰第二摆臂(27)的铰接轮轴上设置有破冰带扭簧驱动轮(25)；在破冰第一摆臂(26)或破冰第二摆臂(27)头部上缠绕有破冰牵拉绳(24)的输出端；在破冰第一摆臂(26)头部铰接有中部与破冰第二摆臂(27)头部铰接的破冰下摆动杆(28)；在破冰下摆动杆(28)下端部通过破冰连接弹簧杆(30)连接有破冰下冲头(29)，以对冰面进行锤击，此时，破冰第一摆臂(26)与破冰第二摆臂(27)形成X型。2.一种海洋探测科考船的破冰方法，其特征在于：当海冰低于设定厚度时，启动第一方案，首先，启动包括曲轴连杆组件的破冰驱动部(22)；然后，破冰驱动部(22)带动破冰下摆动刺冰排(21)摆动，破冰下摆动刺冰排(21)对冰面进行拍碎并突刺；当海冰高于设定厚度时，启动第二方案，首先，通过扇形齿轮或滑移齿轮驱动卷扬齿轮轴啮合旋转，使得破冰卷扬机(23)通过破冰牵拉绳(24)带动破冰第一摆臂(26)与破冰第二摆臂(27)联动后仰，使得破冰下摆动杆(28)向上摆动；然后，当卷扬齿轮轴到达扇形齿轮的缺齿部或与滑移齿轮分离，在破冰下摆动杆(28)自重作用下，使得破冰卷扬机(23)输出破冰牵拉绳(24)，破冰第一摆臂(26)与破冰第二摆臂(27)联动前栽，使得破冰下摆动杆(28)向下摆动，破冰下冲头(29)对冰面进行锤击，同时通过破冰连接弹簧杆(30)的弹簧力实现连续锤击。3.一种海洋探测科考船的抢险装置，其特征在于：包括科考船搭载的抢险船艇主体及抢险无人机群(5)；在抢险船艇主体上设置有抢险碎冰组件(6)；在抢险船艇主体底部设置有抢险船艇雪橇(44)，用于在海冰面上滑行；在抢险船艇雪橇(44)两侧设置有多组抢险抓冰驱动轮(45)，用于在海冰面上抓地行走和/或防止倒退；在抢险船艇主体上设置有抢险浮力气垫(46)，以使得抢险船艇主体在海水中漂浮；在抢险船艇主体上四角分布有抢险辅助挂圈(47)，以与抢险无人机群(5)通过牵拉绳连接；抢险碎冰组件(6)用于在科考船前行路径上进行预破冰。4.根据权利要求3所述的海洋探测科考船的抢险装置，其特征在于：抢险碎冰组件(6)包括方案a和/或抢险破冰机构(48)；当包括方案a时，方案a包括竖直设置在抢险船艇主体的抢险提升带(49)；在抢险提升带(49)上铰接有若干抢险提升托板(50)，在抢险提升带(49)上分布有抢险伸缩导向套(52)，在抢险伸缩导向套(52)上设置有用于伸出顶持抢险提升托板(50)下表面的抢险伸缩顶杆(51)；抢险提升带(49)抢险中间部(54)内上部竖直设置有抢险V型导向块(55)，抢险伸
缩顶杆(51)尾部具有位于抢险中间部(54)内的抢险伸缩托(53)，抢险V型导向块(55)用于与上行段的抢险伸缩托(53)接触，将抢险伸缩顶杆(51)回收，使得抢险提升托板(50)下摆动；在抢险提升带(49)上行段外侧下方设置有抢险下冲导向套(56)，在抢险下冲导向套(56)中升降有抢险下冲顶杆(57)，在抢险下冲顶杆(57)下端设置有抢险下冲头(60)，以冲击海冰面，在抢险下冲顶杆(57)上设置有抢险下冲配重(58)，在抢险下冲配重(58)上设置有抢险斜向托手(59)，其下表面用于与上行的水平状态的抢险提升托板(50)上表面接触被提升，并与上行的下摆状的抢险提升托板(50)上表面分离被下降，抢险下冲头(60)冲击冰面，在抢险下冲顶杆(57)与抢险下冲导向套(56)之间有抢险下冲复位弹簧(61)，以实现抢险下冲头(60)对冰面多次冲击；当包括抢险破冰机构(48)时，抢险破冰机构(48)与权利要求1所述的破冰装置(3)结构相同。5.一种海洋探测科考船的抢险方法，其特征在于：包括以下步骤，前提是，抢险无人机群(5)牵引抢险船艇主体在科考船前行路径上前行；当抢险下冲头(60)冲冰时，首先，通过多组抢险抓冰驱动轮(45)在海...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠琳，王凤军，李淑江，梁冠辉，
申请(专利权)人：青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心，
类型：发明
国别省市：