CN104925223B - 一种智能振冲式动力锚泊系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能振冲式动力锚泊系统，包括动力锚本体，投放装置及控制系统。所述动力锚本体为钢质外壳，本体上、下各设置一部分外壳体。位于下部分外壳体的为机械动力部分，壳体内底部带有弹性联轴器，此弹性联轴器上、下两端依次分别连接潜水电机、偏心块，该潜水电机通过弹性联轴器带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转，其中的偏心块底部安装轴承，形成一个内置的偏心电机。本发明有益效果为：可实现锚体通过内置机械动力实现打深和智能控制的重大功能，而且产品锚固力大、操作简便、施工容易；在海底检测设备固定、深海钻井平台固定、海上浮体及防波堤建设方面亦有很广泛的应用前景。

Description

一种智能振冲式动力锚泊系统

技术领域

本发明涉及舟桥门桥锚固、防波堤锚固、水上大型浮体锚固、海洋监测等技术领域，尤其涉及一种智能振冲式动力锚泊系统。

背景技术

对目前国内外的锚体研究对此即可发现，锚固产品基本都是用于船舶、大型浮体、深海钻井平台及江河浅水区锚固要求较低的船舶固定等领域，除了军用门桥锚定外，无法在民用范围应用，例如，浮桥、浮动岛、防波堤和海底检测系统建设等方面。同时，对于我国舟桥部队的门桥专用智能锚固产品却一直处于空白，舟桥部队是担负渡河工程保障任务的工程兵，基本任务是构筑浮桥渡场、门桥渡场，保障部队快速通过江河障碍，舟桥部队与工兵、建筑、伪装、野战给水工程、工程维护等专业部队共同组成工程兵，是军队实施工程保障的技术骨干力量；目前采用的犁形锚装备古老而落后，单靠自身重力潜入河床或海床后，通过自身的结构而产生抓力，锚体抓力大小无法固定，容易出现走锚、弃锚和锚固力无监控等问题。针对以上方面，需要对现有技术进行有效创新。

因此，研制新的智能型舟桥专用锚固系统产品，解决落后的装备现状，提高我军的作战能力，已迫在眉睫；根据新型动力锚的产品设计思路，结合门桥锚定的产品的使用特性，经过深入的分析和设计，主要从抗拉力强、可反复使用、操作简便、可智能控制等方面进行设计研发，真正实现锚泊系统投起作业指挥信息化、锚定状态监控数字化、智能化。

发明内容

针对以上缺陷和技术要求，本发明提供一种锚体含机械动力装置、信号监测装置和智能控制系统装置的新型锚泊系统。该产品锚固力大、操作简便、施工容易、适用范围广，可以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能振冲式动力锚泊系统，包括动力锚本体、投放装置及控制系统。所述动力锚本体为钢质外壳，本体上、下各设置一部分外壳体。位于下部分外壳体为机械动力部分，其壳体内的底部带有弹性联轴器，此弹性联轴器上、下两端依次分别连接潜水电机、偏心块，该潜水电机通过弹性联轴器带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转，其中的偏心块底部安装轴承，形成一个内置式的偏心电机。电机在通电后开始工作，带动偏心块旋转产生水平方向的激振力。在水平方向激振力的作用下，锚体周围的海床或河床土壤即可松化，然后依靠自身重力便可轻松实现打深。

本体上壳体部分为感应探测及控制系统硬件的装置部分。该部分总共由里外三层组成，最外层为通过抛光的钢质外壳，第二层为特制的防振、防水衬层，第三层为控制模块连接层；三层有效紧密结合，轻松实现了高防水、高密封、超强抗振的目的。在该部分内由上至下依次安装控制系统的相关硬件装置、角度传感器、加速度传感器、水深传感器。传感器和硬件设施同时连接至快速防水接头端口上；同时，所述快速防水接头外端通过三缆合一(电缆线、钢丝绳、信号线复合成一根锚缆)的复合锚缆连接，此锚缆下方设置拉力传感器；所述复合锚缆直径22mm、抗拉力15T以上，由电缆线、信号线、钢丝绳组成；此外，位于动力锚本体头部增设破土翼片。

复合锚缆的另一头与显示控制装置和投起锚装置中的电动卷扬机相互连接。

所述动力锚本体总长2.4米，直径28cm；

所述快速防水接头采用不锈钢材质作为接头外壳材质，内部接头采用黄铜材质。

本发明所述的智能振冲式动力锚泊系统的有益效果为：

(1)实现锚体通过内置的机械动力实现打深和智能可控的重大功能，而且产品锚固力大、操作简便、施工容易；除了军用门桥锚定外，亦可在民用范围应用，例如浮桥、浮动岛、防波提和海底检测系统建设等方面，尤其是海底检测方面，产品适用范围广，其军事及社会效益也是显而易见的；

(2)锚体在植入机械动力后，除整块岩石基质外，可广泛适用于其它各种海床或河床基质，在水深1-18米的水域，可实现打入海床或河床6-15米深度的目标；

(3)在锚体内植入智能控制模块及感应探测模块，可轻松实现锚体姿态控制、深度探测、锚固力(抗拉力)预警以及锚体定位的控制目标，该技术填补了国内乃至世界的空白；

(4)直径22mm、长度200m、抗拉力15T以上的复合锚缆技术的突破，彻底解决了施工时因多条线缆而带来的作业危险和高故障率；

(5)高强度、高密封性的防水快速接头，加快锚体与线缆的分离及装接速度，以提高我军作战效率，从而减少因为接线或防水措施未作到位而出现的各种临时故障，以及因线缆与锚体分离或连接的繁杂性而影响工作效率；

(6)在海底检测设备固定、深海钻井平台固定、海上浮体及防波堤建设方面亦有很广泛的应用前景。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述智能振冲式动力锚泊系统的结构示意图；

图2是本发明实施例所述智能振冲式动力锚泊系统的应用状态示意图；

图3是本发明实施例所述智能振冲式动力锚泊系统的三缆合一复合锚缆内部结构示意图；

图4是本发明实施例所述智能振冲式动力锚泊系统的锚体工作流程图。

图中：

1、复合锚缆；2、动力与信号线；3、拉力传感器；4、快速防水接头；5、角度传感器；6、加速度传感器；7、水深传感器；8、潜水电机；9、弹性联轴器；10、偏心块；11、外壳体；12、轴承；13、动力锚本体；14、投起锚支架；15、改向轮；16、显示控制装置；17、发电机；18、船体；19电动卷扬机。

具体实施方式

如图1、图3所示，本发明实施例所述的智能振冲式动力锚泊系统，包括动力锚本体13，所述动力锚本体13上、下各设置一部分外壳体11，位于上部分外壳体11底部带有弹性联轴器9，此弹性联轴器9上、下两端依次分别连接潜水电机8、偏心块10，其中的偏心块10底部安装轴承12，其中的潜水电机8上方壳体，即本体上部分，内由上至下依次安装角度传感器5、加速度传感器6、水深传感器7并且这三个传感器同时连接至快速防水接头4端口上，所述快速防水接头4外端通过动力与信号线2复合锚缆1，此复合锚缆1下方设置拉力传感器3。同时，所述复合锚缆1内部由直径22mm、抗拉力15T电缆线、信号线、钢丝绳组成。

如图2、图4所示，本发明实施例所述的智能振冲式动力锚泊系统，工作时，动力锚本体13通过复合锚缆1吊至船体18上表面的投起锚支架14顶端，复合锚缆1再通过改向轮15连接至船体18表面的电动卷扬机19显示控制装置16，位于船体18上方带有发电机17并且该发电机17与显示控制装置16相接。

工作原理与流程如下：

(一)工作原理

1、锚体机械动力部分工作原理是：依靠核心动力部分的潜水电机通过弹性联轴器带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转，产生水平方向激振力，使锚体周围土质或泥沙松化，锚体依靠自身重力迅速下潜，从而完成布锚；锚体经多次试验证明可轻松实现在水深16米以下的海域打深6～15米，而且性能良好。

另外，锚体采用导弹流线型设计，头部设置破土翼片，可有效减少阻力、迅速提高锚体的下潜速度。在锚体中内置了水深传感器、角度传感器、加速度传感器等感应监测模块及系统控制模块，可及时有效地采集相关数据并传送至计算机，以实现实时监控、姿态调整、锚体定位和数据监测等功能。足够安全的防震及防水处理，有效保障了智能模块的安全运行。

2、高强度、高密封性能的快速接头技术：该部件采用不锈钢材质作为接头的外壳材质，内部接头采用高质量的黄铜材质设计，加设橡胶密封绝缘结构，从而达到接头密封防水、抗压、抗拉力的基本性能要求；另外，部件采用螺母原理设计，通过螺丝旋转加固的方法，实现线缆接头快速锁定加固的目的。快速接头机构由插座主体、插针、防水密封圈、铜针、插孔绝缘体、插头主体、接连螺母、电缆锁紧螺母、防水密封垫圈、线缆夹头组合以及锁紧密封挡圈组成，该部件的技术性能要求：①未注倒角0.5×45°；②表面电解处理；③其余表面光洁度3.2；④电压500V，电流48A；⑤耐压7MPA，水下400米内。该部位可保证线缆与设备连接处绝对密封，避免因强大的水压而使线缆接头进水，而导致产品的电气元件受损；可保证线缆与设备的连接处可承受足够强大的拉力，避免因为拉力过大而导致线缆接头断裂；可快速实现线缆与锚体的连接与分离，方便锚体与线缆的分开收纳和管理，从而提高部队的作战效率和装备管理质量。

(二)工作流程：

1、通过快速接头将复合锚缆与振冲式动力锚连接，开启计算机检测软件，启动电动卷扬机，缓慢放下放置在投起锚架的动力锚，并观察监测软件中的相关数据；

2、当动力锚触及河床或海床后，监测姿态，确定锚体与河床或海床垂直后，通过电气控制系统开启锚体中的潜水电机，带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转，产生水平方向的激振力，是锚体周围土质或泥沙松化，锚体依靠自身重力迅速下潜。同时通过电气控制系统控制电动卷扬机匀速释放复合锚缆，配合锚体下潜，完成布锚；

3、通过拉力传感器的监测到的数据判断需要锚体下潜的深度。当锚体的抗拉力达到预定值立即关闭锚体内的潜水电机电源，同时启动船体后移至预定位置。启动电动卷扬机反转缓慢收紧复合锚缆(不可太紧)，并刹车。从而完成投锚、布锚、锚定过程。锚定过程中，计算机监测软件全程监测锚固过程及相关数据，如锚固异常，将发出预警，此时应当及时检查或重新投锚、布锚。

4、起锚时，启动锚定门船移至锚体处，通过电气控制系统启动锚体内的潜水电机，通过水平激振力液化土层；然后开启电动卷扬机收紧锚缆并起出锚体，当锚体离开河床或海床后，立即关闭锚体内的潜水电机。当锚体离开水面到达投起锚架后，关闭电动卷扬机并刹车。从而完成起锚。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应该在本案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种智能振冲式动力锚泊系统，包括动力锚本体(13)，所述动力锚本体(13)包含上、下两部分外壳体(11)，其特征在于：

位于下部分外壳体(11)底部带有弹性联轴器(9)，此弹性联轴器(9)上、下两端依次分别连接潜水电机(8)、偏心块(10)，该潜水电机(8)通过弹性联轴器(9)带动振动体内安装偏心块(10)的传动轴旋转，其中的偏心块(10)底部安装轴承(12)，其中的潜水电机(8)上方壳体为本体的上部分壳体，动力锚本体(13)内部设置了传感器以及智能控制模块，实现了锚体的自动控制和数据监测，动力锚本体(13)内由上至下依次安装控制系统的硬件装置、角度传感器(5)、加速度传感器(6)、水深传感器(7)并且这三个传感器同时连接至快速防水接头(4)端口上；

同时，所述快速防水接头(4)外端通过动力与信号线(2)连接三缆合一的复合锚缆(1)，此复合锚缆(1)下方设置拉力传感器(3)；所述的复合锚缆(1)内部由直径22mm、抗拉力15T电缆线、信号线、钢丝绳组成；此外，位于动力锚本体(13)头部增设破土翼片。

2.根据权利要求1所述的智能振冲式动力锚泊系统，其特征在于：所述的复合锚缆(1)实现了电缆线、信号线、钢丝绳三缆合一的技术突破，并且实现了锚缆直径22mm、长度200m、拉力可达15T以上的技术要求。

3.根据权利要求1所述的智能振冲式动力锚泊系统，其特征在于：所述动力锚本体(13)总长2.4米，直径28cm。

4.根据权利要求1所述的智能振冲式动力锚泊系统，其特征在于：所述快速防水接头(4)采用不锈钢材质作为接头外壳材质，内部接头采用黄铜材质，可迅速实现锚体与线缆和其它附属装置的快速分离、提高部队作战速度和作业效率。