CN103790144A - 一种连续破冰机构 - Google Patents

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本发明涉及破冰机构领域，特别是一种应用于海洋破冰作业需求的连续破冰机构。其特征在于：包括一个支架，一个机械臂，一个直线电动机，一个齿形杆，一个旋转破冰器；其中，支架连接支承机械臂；机械臂连接齿形杆的上端，用于支承齿形杆，也用于调整齿形杆的角度，在机械臂连接下的齿形杆可以作上下往复运动；直线电动机位于机械臂与齿形杆连接处，用于驱动齿形杆作上下往复运动；齿形杆前侧安装有锯齿，用于切割冰层；旋转破冰器固定在齿形杆下端，用于从上向下钻穿冰层。本发明的优点在于：以较小的力将冰层破坏，而不是依靠船身的重力将冰层压碎。从而有效减小对破冰船的推进器及相关设施的要求，提高破冰效率。

Description

一种连续破冰机构
技术领域
本发明涉及破冰机构领域，特别是一种应用于海洋破冰作业需求的连续破冰机构。 
背景技术
在寒冷的季节，海洋冰对经过的船舶产生破坏和影响。现有破冰方法主要包括：顶撞法，以破冰船前进的动力，由船体挤碎冰层；冲撞法，破冰船先倒车，后退一段距离，然后双车全速前进，撞碎冰层；堆积水破冰法，先将船体内的水抽到后舱，接着把抬起的船头开到冰面上，然后又将后舱的水抽到前舱，借助水的重量压碎冰层。这些方法均对船体结构、推进装置及其附属设施等提出较高的要求，而破冰速度也不快。 
发明一种经济快速的连续破冰机构是时之所需。 
发明内容
本发明的目的是针对海洋或湖泊现有破冰需求，提出一种安全高效、不损伤船体的连续破冰机构。 
本发明是这样实现的：如图1，所述一种连续破冰机构包括一个支架，一个机械臂，一个直线电动机，一个齿形杆，一个旋转破冰器。其中，支架连接和支承机械臂；机械臂连接齿形杆的上端，支承齿形杆，也用于调整齿形杆的角度，齿形杆可以在被机械臂夹住的条件下作上下往复运动；直线电动机位于机械臂与齿形杆连接处，用于驱动齿形杆作上下往复运动；齿形杆前侧安装有锯齿，用于切割冰层；旋转破冰器固定在齿形杆下端，旋转破冰器本体被其外壳包裹，旋转破冰器外壳可以绕旋转破冰器本体旋转，旋转破冰器外壳有锯齿，用于从上向下钻穿冰层。 
上述机械臂由两根连杆组成，分别是连杆一和连杆二，两根连杆首尾相连。机械臂一端连接支架，一端连接齿形杆。 
如图2，连杆二通过四个滑轮连接齿形杆，四个滑轮夹住齿形杆，并能保证齿形杆作上下往复运动；直线电动机初级固定在连杆二上，次级固定在齿形杆上，直线电动机用于驱动齿形杆作上下往复运动。 
    如图3，旋转破冰器固定在齿形杆下端，旋转破冰器本体被其外壳包裹，旋转破冰器外壳绕旋转破冰器本体旋转，旋转破冰器外壳有锯齿，用于从上向下钻穿冰层。有两方式驱动旋转破冰器外壳绕旋转破冰器旋转，其一，在旋转破冰器上安装电动机，电动机初级固定在旋转破冰器本体上，电动机次级固定在旋转破冰器外壳内，连接电动机的电源线沿齿形杆后侧、机械臂布线，到达并连接破冰船上的电源；其二，在旋转破冰器上安装空气动力机，接空气动力机的管线沿齿形杆后侧、机械臂布线，到达并连接破冰船上的空气压缩机。 
本发明的优点在于：以较小的力将冰层破坏，而不是依靠船身的重力将冰层压碎。从而有效减小对破冰船的推进器及相关设施的要求，提高破冰效率。 
附图说明
图１连续破冰机构示意图。 
图2连杆二与齿形杆连接处示意图。 
图3 旋转破冰器示意图。 
图4使用所述连续破冰机构作业示意图。 
图中，1破冰船，2支架，3机械臂，3.1连杆一，3.2连杆二，4齿形杆，5锯齿，6旋转破冰器， 7滑轮，8直线电动机，8.1初级，8.2次级，9电动机，9.1初级，9.2次级，10锯齿，11往复运动。 
具体实施方式
下面结合说明书附图1、2、3、4对本发明作进一步描述。 
一艘使用本发明构造成的破冰船（1）在冰区作业，它的连续破冰机构这样的：如图1，所述一种连续破冰机构包括一个支架（2），一个机械臂（3），一个直线电动机（8），一个齿形杆（4），一个旋转破冰器（5）。其中，支架（2）连接和支承机械臂（3）；机械臂（3）连接齿形杆（4）的上端，支承齿形杆（4），也用于调整齿形杆（4）的角度，齿形杆（4）可以被机械臂（3）夹住的条件下作上下往复运动（11）；直线电动机（8）位于机械臂（3）与齿形杆（4）连接处，用于驱动齿形杆（4）作上下往复运动（11）；齿形杆（4）前侧安装有锯齿（5），用于切割冰层；旋转破冰器（6）固定在齿形杆（4）下端，旋转破冰器（6）本体被其外壳包裹，旋转破冰器（6）外壳可以绕旋转破冰器（6）本体旋转，旋转破冰器（6）外壳有锯齿（10），用于从上向下钻穿冰层。 
上述机械臂（3）由两根连杆组成，分别是连杆一（3.1）、连杆二（3.2），两根连杆首尾相连。机械臂（3）一端连接支架（2），一端连接齿形杆（4）。 
如图2，连杆二（3.2）通过四个滑轮（7）连接齿形杆（4），四个滑轮（7）夹住齿形杆（4），但能保证可以作上下往复运动（11）；直线电动机（8）初级（8.1）固定在连杆二（3.2）上，次级（8.2）固定在齿形杆（4）上，直线电动机用于驱动齿形杆作上下往复运动（11）。 
如图3，旋转破冰器（6）固定在齿形杆（4）下端，旋转破冰器（6）本体被其外壳包裹，旋转破冰器（6）外壳绕旋转破冰器（6）本体旋转，旋转破冰器（6）外壳有锯齿（10），用于从上向下钻穿冰层。用电动机（9）驱动旋转破冰器（6）外壳绕旋转破冰器（6）旋转，电动机（9）初级（9.1）固定在旋转破冰器（6）本体上，电动机（9）次级（9.1）固定在旋转破冰器（6）外壳内，连接电动机（9）的电源线沿齿形杆（4）后侧、机械臂（3）布线，到达并连接破冰船（1）上的电源。 
这艘破冰船（1）上共安装三套所述连续破冰机构，如图4。其中，破冰船（1）船首正中竖直安装固定一套所述连续破冰机构。破冰船（1）船首两侧各安装固定一套所述连续破冰机构，船首两侧的两套连续破冰机构的齿形杆（4）与冰层有一定角度；这两套所述连续破冰机构的齿形杆（4）是以船中心线为轴对称的，船首两侧的两套所述连续破冰机构的齿形杆（4）之间距离大于破冰船（1）船体最宽处。 
当破冰船（1）在航道内准备工作时，调整好齿形杆（4）的位置和角度，启动旋转破冰器（6），所述一种连续破冰机构从上向下钻穿冰层，使齿形杆（4）的锯齿（5）正好穿插冰层，即锯齿（5）上部位于冰层之上，锯齿（5）下部到达冰层之下，调整好齿形杆（4）的位置和角度，开始工作。 
当破冰船（1）在航道内向前行进时，三套所述一种连连续破冰机构的齿形杆（4）在动力源驱动下快速作上下往复运动（11），摩擦并切割冰层，被切割破碎的冰层在破冰船（1）船身挤压下被推到航道周围冰层之下。 
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。 

Claims (6)

1.一种连续破冰机构，其特征在于：所述一种连续破冰机构包括一个支架，一个机械臂，一个直线电动机，一个齿形杆，一个旋转破冰器；其中，支架连接和支承机械臂；机械臂连接齿形杆的上端，支承齿形杆，也用于调整齿形杆的角度，齿形杆可以在被机械臂夹住的条件下作上下往复运动；直线电动机位于机械臂与齿形杆连接处，用于驱动齿形杆作上下往复运动；齿形杆前侧安装有锯齿，用于切割冰层；旋转破冰器固定在齿形杆下端，旋转破冰器本体被其外壳包裹，旋转破冰器外壳绕旋转破冰器本体旋转，旋转破冰器外壳有锯齿，用于从上向下钻穿冰层。
2.根据权利要求1所述的一种连续破冰机构，其特征在于：所述机械臂由两根连杆组成，分别是连杆一和连杆二，两根连杆首尾相连。
3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于：所述连杆二通过四个滑轮连接齿形杆，四个滑轮夹住齿形杆，并能保证齿形杆作上下往复运动。
4.根据权利要求1、2所述的一种连续破冰机构，其特征在于：所述直线电动机初级固定在连杆二上，次级固定在齿形杆上。
5.根据权利要求1所述的一种连续破冰机构，其特征在于：在旋转破冰器上安装电动机，电动机初级固定在旋转破冰器本体上，电动机次级固定在旋转破冰器外壳内，连接电动机的电源线沿齿形杆后侧、机械臂布线，到达并连接破冰船上的电源。
6.根据权利要求1所述的一种连续破冰机构，其特征在于：在旋转破冰器上安装空气动力机，接空气动力机的管线沿齿形杆后侧、机械臂布线，到达并连接破冰船上的空气压缩机。
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