CN105015717B - 箱式深水定位抛投船及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涉及抛投船技术领域的箱式深水定位抛投船及其使用方法，包括：船体，所述船体上设有仓口，所述仓口贯通至所述船体的底面；沉箱，设置于所述仓口中，所述沉箱包括箱体侧板和与所述箱体侧板活动连接的箱体底门；升降系统，设置于所述船体上，且与所述沉箱的箱体侧板连接；定位系统，设置于所述船体上，探测水下地形和所述沉箱的下沉深度；中央控制器，设置于所述船体上，与所述升降系统和所述定位系统连接，所述中央控制器控制所述箱体底门的打开和关闭。本发明的抛投船集定位、装箱、计量、投放为一体，可循环作业，自动化联控，可视化操作，工效保证率高。

Description

箱式深水定位抛投船及其使用方法

技术领域

本发明涉及抛投船技术领域，特别是涉及一种箱式深水定位抛投船及其使用方法。

背景技术

抛石因其工艺简单、施工便捷的特点，被广泛采用于长江岸坡整治、航道整治等工程中。以往抛石施工时，首先将整个抛石区域划分为若干个小抛区，然后在水上对抛石船进行GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位，同时测量水面流速计算块石落距，据此调整定位船的位置，使得块石理论上可抛投至小抛区内的指定位置，最后在水面上采用人工抛投、挖掘机机械抛投或浮吊船抛投等方式将块石抛下。在整个抛投的过程中，最难以控制的就是块石的落距。特别是在水深较深、水下地形条件复杂，水流流速、流向复杂多变的区域，按经验公式计算的块石落距与实际情况有较大的误差，而且不同粒径的块石落距相差很大，使得各种抛投方式都无法精确的将块石抛投至指定位置，工程措施无法达到预期的效果，还需要定期进行维护，耗费额外的人力、物力。因此，为解决深水条件下无法精确定位抛投的问题，有必要寻找一种深水精确定位抛投的设备，将块石精确运送至水下指定位置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种在深水、流急条件下集定位、装箱、投放为一体的专用设备，可抛投块石、网兜石、袋装砂包的箱式深水定位抛投船及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种箱式深水定位抛投船，包括：船体，所述船体上设有仓口，所述仓口贯通至所述船体的底面；沉箱，设置于所述仓口中，所述沉箱包括箱体侧板和与所述箱体侧板活动连接的箱体底门；升降系统，设置于所述船体上，且与所述沉箱的箱体侧板连接；定位系统，设置于所述船体上，探测水下地形和所述沉箱的下沉深度；中央控制器，设置于所述船体上，与所述升降系统和所述定位系统连接，所述中央控制器控制所述箱体底门的打开和关闭。

优选地，所述升降系统包括液压绞车，所述液压绞车上绕设有中位钢丝绳；所述箱式深水定位抛投船还包括自动脱钩装置；所述自动脱钩装置包括：驱动部件、与所述箱体底门连接的顶环和与所述箱体侧板活动连接的铰钩控制杆，所述铰钩控制杆的一端为活动端，所述驱动部件的两端分别与所述铰钩控制杆的活动端和所述中位钢丝绳连接，所述铰钩控制杆上设有钩部；当所述钩部穿入所述顶环时，所述箱体底门关闭。

进一步地，所述顶环通过一底门控制绳与所述中位钢丝绳连接。

进一步地，所述液压绞车上还绕设有四个边位钢丝绳，四个所述边位钢丝绳分别与所述沉箱的顶部的四个角连接。

优选地，所述升降系统还包括相连接且均设置于所述船体上的发动机和油泵，所述油泵与所述液压绞车连接。

优选地，所述沉箱的箱体侧板上设有两个相对设置的舷板支承部；所述升降系统包括设置于船体上的计重活动支档，所述计重活动支档可沿着所述船体的长度方向移动，所述计重活动支档可支撑所述舷板支承部的底部，且测量所述沉箱的重量。

优选地，所述沉箱的内部还设有若干个与所述箱体侧板连接的箱体隔板，所述箱体隔板的底部与所述箱体底门之间设有间隙。

优选地，所述定位系统包括与所述中央控制器连接的多波速测深仪，所述多波速测深仪可对水下深度和水下地形进行全面覆盖测量，并形成三维水下地形模型。

进一步地，所述定位系统还包括与所述中央控制器连接的GPS定位仪，所述GPS定位仪用于对抛投区域的定位以及掌握所述沉箱的深度。

本发明还涉及一种采用上述箱式深水定位抛投船的使用方法，包括以下步骤：

1)所述船体的定位及施工准备：根据所述定位系统的定位信息将船体移动至指定抛投区域，抛锚定位；运用所述定位系统测量抛投区域的水下地形及水下深度，记录为抛投物料前的初始资料；计算出理论上的抛投物料的量，将初始资料和相关施工参数均输入所述中央控制器，作为施工控制的参考依据；

2)所述沉箱装料：将物料装入所述沉箱中，对所述沉箱进行称重计量；

3)所述沉箱下沉：通过所述中央控制器控制所述升降系统，使所述升降系统驱动所述沉箱下沉，所述中央控制器根据所述定位系统测量的水流流速的数据调整所述沉箱下沉的速率；所述定位系统监控所述沉箱的位置，防止所述沉箱发生旋转或倾斜；所述中央控制器根据所述升降系统的数据控制所述沉箱的下沉深度；

4)物料抛投：当所述沉箱下沉至预先设定的物料抛投位置时，通过所述中央控制器控制所述升降系统，所述升降系统使所述沉箱停止下沉，所述中央控制器控制所述箱体底门打开，物料从所述沉箱中自动滑落、平铺至河床面；此时，所述定位系统获取的所述沉箱位置的数据，记录为实际抛投区域；

5)所述沉箱回升归位：物料安放至河床面后，所述升降系统牵引所述沉箱，将所述沉箱提拉至所述船体的仓口中；所述中央控制器控制所述箱体底门关闭；之后，所述升降系统牵引所述沉箱回升至所述仓口的顶面。

如上所述，本发明的箱式深水定位抛投船及其使用方法，具有以下有益效果：

1)本发明的抛投船的仓口内设置的沉箱可下沉至接近河床面后，再进行定点抛投物料，从而避免了上层大流速带来的漂移问题；采用本发明的抛投船抛投物料受流速影响较小，可以均匀、连续、准确地投放物料，能够更好地保证施工质量、达到工程效果。

2)本发明的抛投船集定位、装箱、计量、投放为一体，可循环作业，自动化联控，可视化操作，工效保证率高。

3)本发明的抛投船能够避免了传统水面抛石工艺中小粒径块石因水流漂距发生抛投不到位情况，保证了有效抛投量，损耗系数大大降低，物料资源得到有效节约，同时也减少了补抛工序；当抛投物料为网兜石时，还减少了网兜石的倒运次数，降低了网兜的破损率，有效提高了工效和效益。

4)本发明的抛投船能够适应各种深水抛投块石的施工，可施工作业时间长，特别是在水深、流急条件时抛石效果更突出；可抛投散块石、网兜石、袋装砂包等物料。

附图说明

图1显示为本发明的箱式深水定位抛投船的沉箱处于仓口中的主视结构示意图。

图2显示为本发明的箱式深水定位抛投船的的其中一个沉箱下沉后的主视结构示意图。

图3显示为图2的A处的结构示意图。

图4显示为本发明的箱式深水定位抛投船的俯视结构示意图。

图5显示为本发明的箱式深水定位抛投船的沉箱与边位钢丝绳和中位钢丝绳连接的俯视结构示意图。

图6显示为本发明的箱式深水定位抛投船的沉箱的主视结构示意图。

图7显示为本发明的箱式深水定位抛投船的沉箱的箱体底门使用过程中的结构示意图。

图8显示为图7的B处的结构示意图。

附图标号说明

100 船体

110 仓口

120 自动化控制室

200 沉箱

210 箱体侧板

211 第一侧板

212 第二侧板

213 第三侧板

214 第四侧板

215 舷板支承部

220 箱体底门

221 底门铰链

230 箱体隔板

231 竖板

232 横板

240 吊耳

250 网兜扣环

300 升降系统

310 发动机

320 油泵

330 液压绞车

340 制动安全锁定装置

350 边位钢丝绳

360 中位钢丝绳

361 钢丝绳结点

370 计重活动支档

400 自动脱钩装置

410 驱动部件

411 脱钩套管

421 铰钩杆支铰

422 铰钩控制杆

4221 活动端

423 钩部

431 底门控制绳

432 顶环

433 底门控制杆

434 底铰

500 定位系统

510 多波速测深仪

520 GPS定位仪

530 流速仪

610 中央控制器

620 显示器

710 吊机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1至图8所示，本实施例的箱式深水定位抛投船包括：船体100、沉箱200、升降系统300、定位系统500和中央控制器610；

船体100，船体100上设有仓口110，仓口110贯通至船体100的底面；

沉箱200，设置于仓口110中，沉箱200包括箱体侧板210和与箱体侧板210活动连接的箱体底门220；

升降系统300，设置于船体100上，且与沉箱200的箱体侧板210连接；

定位系统500，设置于船体100上，探测水下地形和沉箱200的下沉深度；

中央控制器610，设置于船体100上，与升降系统300和定位系统500连接，中央控制器610控制箱体底门220的打开和关闭。

中央控制器610控制升降系统300；中央控制器610控制定位系统500，同时定位系统500也将采集到的信息反馈给中央控制器610；升降系统300带动沉箱200在仓口110中沿着船体100的高度方向移动；中央控制器610控制箱体底门220的打开和关闭。

当箱体底门220关闭时，可在沉箱200中放入物料，升降系统300驱动沉箱200下沉至预先设定的物料抛投位置时，中央控制器610控制控制箱体底门220打开，物料从沉箱200中自动滑落、平铺至河床面；该结构使物料在接近河床面后，再进行定点抛投物料，从而避免了上层大流速带来的漂移问题，本实施例中，物料为块石，本实施例的抛投船受流速影响较小，可以均匀、连续、准确地投放物料，能够更好地保证施工质量、达到工程效果，本发明的抛投船能够适应各种深水抛投物料的施工，可施工作业时间长，特别是在水深、流急条件时抛石效果更突出。

由于物料在被抛投前是装在沉箱200中的，能够避免了传统水面抛石工艺中小粒径块石因水流漂距发生抛投不到位情况，保证了有效抛投量，损耗系数大大降低，物料资源得到有效节约，同时也减少了补抛工序。

升降系统300包括依次连接且均设置于船体100上的发动机310、油泵320、液压绞车330和制动安全锁定装置340，发动机310是柴油发动机310，升降系统300由液压驱动，中央控制器610连接且控制发动机310、油泵320、液压绞车330和制动安全锁定装置340。

液压绞车330上绕设有中位钢丝绳360，中央控制器610控制液压绞车330，使中位钢丝绳360向上或者向下移动；

箱式深水定位抛投船还包括自动脱钩装置400；自动脱钩装置400包括：驱动部件410、顶环432和铰钩控制杆422；铰钩控制杆422与箱体侧板210活动连接，铰钩控制杆422的一端为活动端4221，驱动部件410的上端与中位钢丝绳连接360，驱动部件410的下端与铰钩控制杆422的活动端4221活动连接；铰钩控制杆422上设有钩部423；顶环432与箱体底门220连接；

当钩部423穿入顶环432时，箱体底门220关闭；中位钢丝绳360向上提拉，会带动驱动部件410向上提拉，当驱动部件410向上提拉时，驱动部件410带动铰钩控制杆422转动，钩部423会从顶环432中移出，则钩部423与顶环432分离；

所述顶环432的上端通过一底门控制绳431与中位钢丝绳360连接，顶环432的下端通过底门控制杆433与底铰434连接，底铰434与箱体底门220连接；

本实施例中，驱动部件410为脱钩控制绳，脱钩控制绳的上端与中位钢丝绳360，脱钩控制绳的下端连接一脱钩套管411；

箱体侧板210上设有铰钩杆支铰421，铰钩控制杆422与铰钩杆支铰421活动连接，铰钩控制杆422以铰钩杆支铰421为圆心转动；当箱体底门220关闭时，脱钩套管411套在铰钩控制杆422的活动端4221上；钩部423处于铰钩控制杆422的活动端4221与铰钩杆支铰421连接铰钩控制杆422的连接点之间；

底门控制绳431的长度大于脱钩控制绳的长度，该结构使箱体底门220向下打开时，保证箱体底门220能够有较大的打开幅度；脱钩控制绳的上端和底门控制绳431的上端均连接在中位钢丝绳360下端的钢丝绳结点361上。

当沉箱200下沉至预先设定的物料抛投位置时，中央控制器610控制液压绞车330，液压绞车330驱动中位钢丝绳360提升收紧，脱钩控制绳牵引脱钩套管411移动，则脱钩套管411拉动铰钩控制杆422绕铰钩杆支铰421转动，以控制铰钩控制杆422的钩部423从顶环432中脱出，使底门控制杆433和底门控制绳431下落，则箱体底门220打开，同时，脱钩套管411从铰钩控制杆422的活动端4221脱出。

当沉箱200回升归位时，中央控制器610控制液压绞车330，液压绞车330驱动中位钢丝绳360提升收紧，中位钢丝绳360牵引底门控制绳431和底门控制杆433向上移动，使箱体底门220关闭；

当沉箱200精确归位后，手动将铰钩控制杆422绕铰钩杆支铰421转动归原档位，以控制钩部423穿入顶环432中，放松中位钢丝绳360，使箱体底门220的重量由铰钩杆支铰421支承，此时箱体底门220为关闭锁定状态。沉箱200再次下沉时，手动将脱钩套管411套入铰钩控制杆422的活动端4221，准备下一次脱钩控制。

本实施例中，箱体底门220为两块底门板，两块底门板分别与箱体侧板210通过底门铰链221活动连接，在沉箱200下降过程中底门板关闭起到浮力作用；

自动脱钩装置400的数量为两套，且相对设置，每个自动脱钩装置400中，顶环432、底铰434和底门控制杆433的数量都是两个，每个底门控制杆433的两端分别连接相应的顶环432和底铰434；

液压绞车330上还绕设有四个边位钢丝绳350，沉箱200的顶部的四个角上分别设有吊耳240，四个边位钢丝绳350分别与沉箱200的顶部的相应的吊耳240连接。

本实施例中，沉箱200为矩形，矩形沉箱200的上部的四个角上设有四个吊耳240，四个吊耳240分别与四个边位钢丝绳350连接；矩形沉箱200的箱体侧板210包括依次连接的第一侧板211、第二侧板212、第三侧板213和第四侧板214，第一侧板211和第三侧板213相对设置，第一侧板211和第三侧板213均平行于船体100的长度方向，第二侧板212和第四侧板214相对设置，两块底门板分别与第一侧板211和第三侧板213铰链连接，由于两块底门板的开口处于沉箱200的底部的中央，所以分别连接两个自动脱钩装置400的两个中位钢丝绳360分别处于第二侧板212和第四侧板214的高度方向的中间位置附近。

柴油发动机310带动油泵320控制液压绞车330，液压绞车330和制动安全锁定装置340能够升降四个边位钢丝绳350和两个中位钢丝绳360，从而将物料通过沉箱200精确地投放至河床表面，不需要考虑块石落距，不受水流作用干扰。本实施例中，沉箱200的数量为两个，两个沉箱200能够交替进行吊放与装料工作，提高抛投效率。

沉箱200的箱体侧板210的第二侧板212和第四侧板214上分别设有两个相对设置的凸出的舷板支承部215；升降系统300还包括设置于船体100上的计重活动支档370，计重活动支档370可沿着船体100的长度方向移动，计重活动支档370可支撑舷板支承部215的底部，且测量沉箱200的重量。

计重活动支档370与船体100活动连接，当沉箱200处于仓口110顶部时，计重活动支档370沿着船体100的长度方向移动至相应的舷板支承部215的下方，计重活动支档370支撑舷板支承部215的底部，计重活动支档370测量沉箱200的重量，计重活动支档370与中央控制器610连接，计重活动支档370测量出的沉箱200的重量数据能够被输送到中央控制器610中；当沉箱200需要下沉时，升降系统300先轻微提升沉箱200，计重活动支档370沿着船体100的长度方向移动从舷板支承部215的下方移出，则沉箱200能够向下移动。

定位系统500包括与中央控制器610连接的多波速测深仪510、流速仪530和两个GPS定位仪520，多波速测深仪510和流速仪530均设置于船体100上，两个GPS定位仪520设置于沉箱200上；

多波速测深仪510可对水下深度和水下地形进行全面覆盖测量，并形成三维水下地形模型。在抛投开始前，对抛投区域水下地形进行一次测量，抛投结束后立刻再测量一次，两次测量地形的变化即为本次抛投的效果；这种即抛即测的方式可以有效地避免河床动态冲淤变化的干扰，很好地控制了抛填的均匀度；同时结合抛前对沉箱200内物料重量的自动计量，可以为将来工程验收提供充足的依据。多波速测深仪510兼顾专用船定位功能，多波束定位采用定位精度较高的RTK-DGPS方式。多波速测深仪510的平面定位精度优于2cm，高程精度优于3cm，控制网的似大地水准面精度优于±5cm；流速仪530用于测量水体的流速；

GPS定位仪520用于对抛投区域的定位以及掌握沉箱200的深度和位置；两个定位仪分别设置于沉箱200的第二侧板212和第四侧板214的顶部，且两个GPS定位仪520分别处于第二侧板212和第四侧板214的中间靠近底部支铰的位置，两个GPS定位仪520用于对抛投区域的定位以及掌握沉箱200下沉的深度和位置；当沉箱200下沉至预先设定的物料抛投位置时，打开沉箱200的两个底门板卸料，并可以精确地显示出卸料区域的具体边界，直观地反映出物料是否已吊放至指定位置，并以此为依据移动船体100进行下一步抛投或进行补抛；

船体100上设有自动化控制室120，中央控制器610设置在自动化控制室120内，中央控制器610连接显示器620和操作部件，中央控制器610与发动机310、油泵320、液压绞车330、制动安全锁定装置340、计重活动支档370、多波速测深仪510、两个GPS定位仪520、流速仪530、显示器620和操作部件连接。操作部件设置于操作台上；发动机310、油泵320、液压绞车330、GPS定位仪520、多波速测深仪510等都通过船上自动化控制室120内的操作部件进行电子操控，所有数据都可通过数据采集部件直观地反映在显示器620上。自动化控制室120中既可以看到船体100的位置，又可以看到沉箱200精确抛投安放的位置，还能动态反映安放的误差。

本实施例的船体100的甲板上还设有一台吊机710，吊机710可以从船体100两侧停靠的运料船上吊运物料为两个沉箱200装料。

本实施例中，船体100为一艘开体驳，船体100的船型为长40m、宽13m、深2.8m，重载吃水1.8m，船体100的中间部分开设有仓口110，仓口110尺寸为长10.5m、宽9m。仓口110内可以并排安置两个沉箱200，用于吊放块石至河床。为使沉箱200垂直吊放、提拉时不受仓口110边角阻碍的影响，仓口110在下口做成高约0.3m的45°外扩斜角。开体驳配备一套由绞锚机、钢缆组成的锚泊系统，能自行调节船位，适合长距离移船作业。

沉箱200均为上部开口、下部两个底门板控制开合的钢板结构，单个沉箱200尺寸为长10m、宽4m、深1m，容积40m³。每个底门尺寸为长10.10m、宽1.95m、厚30cm，底门材料采用2cm钢板或者0.8cm龙骨钢板。自动脱钩装置400实现底门开启闭合。

本实施例中，与每个沉箱200对应的，油泵320为两台，液压绞车330为两台，制动安全锁定装置340为六个、计重活动支档370为四个。四个边位钢丝绳350和两个中位钢丝绳360采用具有良好耐磨耐久性能、直径32mm的船用镀锌钢材合成，四个边位钢丝绳350、两个中位钢丝绳360和制动安全锁定装置340上设置标尺记录仪；四个边位钢丝绳350和两个中位钢丝绳360控制一个沉箱200，四个边位钢丝绳350分别连接沉箱200上部四个吊耳240控制沉箱200升降，两根中位钢丝绳360分别连接两个自动脱钩装置400，控制底门板开启闭合。四个计重活动支档370在沉箱200归位装卸物料时起支撑沉箱200作用，沉箱200升降时可活动缩回船体100，计重活动支档370同时可兼做为物料重量计量仪。

本发明是一种能够在深水达到10m～50m、流急达到最大流速V_max＝2.5m/s条件下，集定位、装箱、投放为一体的专用设备，本发明通过船体100上自带的多波速测深仪510、GPS定位仪520等精确定位系统500作精准定位，利用液压绞车330、制动安全锁定装置340等升降系统300中的装置进行联动操控后将装有块石物料的沉箱200下放到接近河床面，打开底门结构装置，将块石全部抛投至河床，再将沉箱200提升，在接近水面时关闭底门将沉箱200提至船体100内，随即进行下一阶段物料灌装及下沉提升，循环作业。

本发明的抛投船施工综合造价低，应用范围广，适用于江河护岸、航道整治、深水筑堤等工程。

实施例2

如图1至图8所示，采用实施例1的箱式深水定位抛投船的使用方法，包括以下步骤：

1)船体100的定位及施工准备：根据GPS定位仪520的定位信息将船体100移动至指定抛投区域，抛锚定位；运用流速仪530测流、运用多波速测深仪510测量抛投区域的水下地形及水下深度，记录为抛投物料前的初始资料；计算出理论上的抛投物料的量，将初始资料和相关施工参数均输入中央控制器610，作为施工控制的参考依据；

2)沉箱200装料：运料船装载物料后在船体100两侧靠泊，通过吊机710将物料吊装入船体100的沉箱200内，沉箱200装料后运用计重活动支档370称重计量；沉箱200下沉准备就绪后，手动将脱钩套管411套在铰钩控制杆422的活动端4221上，准备好自动脱钩控制，此时钩部423穿入顶环432，也就是钩部423勾住顶环432，箱体底门220处于关闭状态；

3)沉箱200下沉：在自动化控制室120中，通过中央控制器610同步启动柴油机、油泵320及液压绞车330，液压绞车330先略微上提，移除计重活动支档370，使计重活动支档370缩回船体100，再同步下放四根边位钢丝绳350，使沉箱2000平稳下沉，中央控制器610根据测量得到的水流流速，调整沉箱200的下沉速率；沉箱200下沉时监控沉箱200上的GPS定位仪520的数据，了解沉箱200的位置，防止沉箱200发生旋转或倾斜，同时根据四个边位钢丝绳350上设置的标尺记录仪的下沉位置数据控制沉箱200的下沉深度；

4)物料抛投：当沉箱200下沉至预先设定的物料抛投位置时，本实施例的预先设定的物料抛投位置为距离河床3～4m处，中央控制器610通过升降系统300控制四根边位钢丝绳350挂空挡制动，沉箱200停止下沉，升降系统300提升收紧两个中位钢丝绳360，带动脱钩控制绳牵引脱钩套管411移动，拉动铰钩控制杆422绕铰钩杆支铰421转动，以控制钩部423从底门控制杆433上的顶环432中脱出，使底门控制杆433和底门控制绳431下落，两块底门板打开；同时脱钩套管411从铰钩控制杆422的活动端4221脱出；物料从沉箱200中自动滑落、平铺至河床面；此时，GPS定位仪520获取的沉箱200位置的数据，记录为实际抛投区域；

5)沉箱200回升归位：物料安放至河床面后，将四根边位钢丝绳350、两根中位钢丝绳360360挂挡，同步牵引将沉箱200提拉至船体100的仓口110中；四根边位钢丝绳350挂空挡制动，继续提升收紧两根中位钢丝绳360，牵引底门控制绳431和底门控制杆433，控制沉箱200的两扇底门板关闭；之后，将四根边位钢丝绳350和两根中位钢丝绳360归档牵引沉箱200回升至仓口110的顶面，移出四个计重活动支档370支撑沉箱200；当沉箱200精确归位后，手动将钩部423控制杆422绕铰钩杆支铰421转动归原档位，以控制钩部423穿入底门控制杆433上的顶环432中，放松中位钢丝绳360，使底门重量由铰钩杆支铰421支承；此时即为两扇底门板处于关闭且锁定的状态；

以上步骤2)～5)即为专用船集定位、装箱、计量、投放为一体的作业流程。船仓内设置两个沉箱200可以循环操作，一个沉箱200装料的同时另一个沉箱200进行下沉抛投工作，交错施工，最大化利用人力、物力资源，提高施工效率。

在完成一次沉箱200吊放、抛投、回收后，可立即运用多波速测深仪510测量抛投区域的水下地形，将此次测量结果与抛投前的初始测量资料对比得到的地形变化即为此次抛投效果。实测抛投效果、抛投区域范围等所有数据都可通过数据采集软件直观地反映在显示器620上。在确认满足施工要求后，即可控制船体100的锚泊系统调整船位，进行下一抛投区的抛投施工。

实施例3

如图1至图8所示，本实施例与实施例1的区别在于：沉箱200内部还设有若干个与箱体侧板210连接的箱体隔板230，箱体隔板230包括若干个竖板231和一个横板232，每个竖板231的两侧分别与第一侧板211和第三侧板213连接，若干个竖板231均与一个横板232连接，若干个竖板231和一个横板232的底部均与箱体底门220之间设有间隙，横板232与船体100的长度方向平行。本实施例中，竖板231的数量为四块，横板232的数量为一块，四块竖板231与一个横板232将沉箱200内部分隔为10个尺寸为2m×2m的框格，分隔时将框格做成上窄下宽的型式，使物料下落时不受夹力。四块竖板231与一个横板232的底部与箱体底门220之间的间隙为10cm，使得各个框格的底部相互连通，以利于抛投网兜石时可以将各个网兜用尼龙绳绑扎成一体，吊放至河床时形成成片防护效果。各个框格上口四周设置网兜扣环250，便于装载网兜石时临时固定网兜。

当抛投物料为网兜石时，首先在沉箱200内部框格内铺设尼龙网兜，然后通过吊机710吊入石料，工人配合吊机710进行网兜绑扎收口后，沉箱200即可下沉，大大优化了网兜石装灌、制作、抛投的工艺，提高施工效率。

本施例的箱式深水定位抛投船可用于抛投网兜石，采用本施例的箱式深水定位抛投船的使用方法，包括以下步骤：

1)船体100的定位及施工准备：根据GPS定位仪520的定位信息将船体100移动至指定抛投区域，抛锚定位；运用流速仪530测流速、运用多波速测深仪510测量抛投区域的水下地形及水下深度，记录为抛投网兜石前的初始资料；根据若干个竖板231和一个横板232划分出的框格的数量，计算出每个框格理论上的抛投网兜石的量，将初始资料和相关施工参数均输入中央控制器610，作为施工控制的参考依据；

2)沉箱200装料：运料船装载网兜石后在船体100两侧靠泊，通过吊机710将网兜石吊装至沉箱200的每个框格内，沉箱200装料后运用计重活动支档370称重计量；当抛投网兜石为网兜石时，需由工人在沉箱200框格内先铺设网兜，可在沉箱200的底部用绳子将相邻网兜连接成一整体；装满一个沉箱200的每个框格后，人工配合吊机710收紧网兜后进行绳子的口部的收紧并扎牢，防止未扎紧被吊钩挂住导致网兜无法抛投或破损；沉箱200下沉准备就绪后，手动将脱钩套管411套在铰钩控制杆422的活动端4221上，准备好自动脱钩控制，此时钩部423勾住顶环432，箱体底门220处于关闭状态；

3)沉箱200下沉：在自动化控制室120中，通过中央控制器610同步启动柴油机、油泵320及液压绞车330，液压绞车330先略微上提，移除计重活动支档370，使计重活动支档370缩回船体100，再同步下放四根边位钢丝绳350，使沉箱200平稳下沉，中央控制器610根据测量得到的水流流速，调整沉箱200的下沉速率；沉箱200下沉时监控沉箱200上的GPS定位仪520的数据，了解沉箱200的位置，防止沉箱200发生旋转或倾斜，同时根据四个边位钢丝绳350上设置的标尺记录仪的数据控制沉箱200的下沉深度；

4)物料抛投：当沉箱200下沉至预先设定的物料抛投位置时，本实施例的预先设定的物料抛投位置为距离河床3～4m处，中央控制器610通过升降系统300控制四根边位钢丝绳350挂空挡制动，沉箱200停止下沉，升降系统300提升收紧两个中位钢丝绳360，带动脱钩控制绳牵引脱钩套管411移动，拉动铰钩控制杆422绕铰钩杆支铰421转动，以控制钩部423从底门控制杆433上的顶环432中脱出，使底门控制杆433和底门控制绳431下落，两块底门板打开；同时脱钩套管411从铰钩控制杆422的活动端4221脱出；物料从沉箱200中自动滑落、平铺至河床面；此时，GPS定位仪520获取的沉箱200位置的数据，记录为实际抛投区域；

5)沉箱200回升归位：物料安放至河床面后，将四根边位钢丝绳350、两根中位钢丝绳360挂挡，同步牵引将沉箱200提拉至船体100的仓口110中；四根边位钢丝绳350挂空挡制动，继续提升收紧两根中位钢丝绳360，牵引底门控制绳431和底门控制杆433，控制沉箱200的箱体底门220关闭；之后，将四根边位钢丝绳350和两根中位钢丝绳360归档牵引沉箱200回升至仓口110的顶面，移出四个计重活动支档370支撑沉箱200；当沉箱200精确归位后，手动将铰钩控制杆422绕铰钩杆支铰421转动归原档位，以控制钩部423穿入底门控制杆433上的顶环432中，放松中位钢丝绳360，使底门重量由铰钩杆支铰421支承。此时即为两扇底门板处于关闭且锁定的状态。

本实施例的抛投船也可抛投袋装砂包等，适用于江河护岸、航道整治、深水筑堤等工程。本实施例的抛投船抛投网兜石时，还能够减少网兜石的倒运次数，降低了网兜的破损率，有效提高了工效和效益。

本发明提供了一种不受水流条件、水下地形条件影响，可在水深最大达50m深水区域精确地将物料投放至水下指定位置并可立即检测抛投效果的新型抛投设备，同时也可抛投网兜石、袋装砂包等多种材料。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种箱式深水定位抛投船，其特征在于，包括：

船体(100)，所述船体(100)上设有仓口(110)，所述仓口(110)贯通至所述船体(100)的底面；

沉箱(200)，设置于所述仓口(110)中，所述沉箱(200)包括箱体侧板(210)和与所述箱体侧板(210)活动连接的箱体底门(220)；

升降系统(300)，设置于所述船体(100)上，且与所述沉箱(200)的箱体侧板(210)连接；

定位系统(500)，设置于所述船体(100)上，探测水下地形和所述沉箱(200)的下沉深度；

中央控制器(610)，设置于所述船体(100)上，与所述升降系统(300)和所述定位系统(500)连接，所述中央控制器(610)控制所述箱体底门(220)的打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述升降系统(300)包括液压绞车(330)，所述液压绞车(330)上绕设有中位钢丝绳(360)；

所述箱式深水定位抛投船还包括自动脱钩装置(400)；

所述自动脱钩装置(400)包括：驱动部件(410)、与所述箱体底门(220)连接的顶环(432)和与所述箱体侧板(210)活动连接的铰钩控制杆(422)，所述铰钩控制杆(422)的一端为活动端(4221)，所述驱动部件(410)的两端分别与所述铰钩控制杆(422)的活动端(4221)和所述中位钢丝绳(360)连接，所述铰钩控制杆(422)上设有钩部(423)；当所述钩部(423)穿入所述顶环(432)时，所述箱体底门(220)关闭。

3.根据权利要求2所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述顶环(432)通过一底门控制绳(431)与所述中位钢丝绳(360)连接。

4.根据权利要求2所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述液压绞车(330)上还绕设有四个边位钢丝绳(350)，四个所述边位钢丝绳(350)分别与所述沉箱(200)的顶部的四个角连接。

5.根据权利要求4所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述升降系统(300)还包括相连接且均设置于所述船体(100)上的发动机(310)和油泵(320)，所述油泵(320)与所述液压绞车(330)连接。

6.根据权利要求1所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：

所述沉箱(200)的箱体侧板(210)上设有两个相对设置的舷板支承部(215)；

所述升降系统(300)包括设置于船体(100)上的计重活动支档(370)，所述计重活动支档(370)可沿着所述船体(100)的长度方向移动，所述计重活动支档(370)可支撑所述舷板支承部(215)的底部，且测量所述沉箱(200)的重量。

7.根据权利要求1所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述沉箱(200)的内部还设有若干个与所述箱体侧板(210)连接的箱体隔板(230)，所述箱体隔板(230)的底部与所述箱体底门(220)之间设有间隙。

8.根据权利要求1所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述定位系统(500)包括与所述中央控制器(610)连接的多波速测深仪(510)，所述多波速测深仪(510)可对水下深度和水下地形进行全面覆盖测量，并形成三维水下地形模型。

9.根据权利要求8所述的箱式深水定位抛投船，其特征在于：所述定位系统(500)还包括与所述中央控制器(610)连接的GPS定位仪(520)，所述GPS定位仪(520)用于对抛投区域的定位以及掌握所述沉箱(200)的深度。

10.采用权利要求1所述的箱式深水定位抛投船的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)所述船体(100)的定位及施工准备：根据所述定位系统(500)的定位信息将船体(100)移动至指定抛投区域，抛锚定位；运用所述定位系统(500)测量抛投区域的水下地形及水下深度，记录为抛投物料前的初始资料；计算出理论上的抛投物料的量，将初始资料和相关施工参数均输入所述中央控制器(610)，作为施工控制的参考依据；

2)所述沉箱(200)装料：将物料装入所述沉箱(200)中，对所述沉箱(200)进行称重计量；

3)所述沉箱(200)下沉：通过所述中央控制器(610)控制所述升降系统(300)，使所述升降系统(300)驱动所述沉箱(200)下沉，所述中央控制器(610)根据所述定位系统(500)测量的水流流速的数据调整所述沉箱(200)下沉的速率；所述定位系统(500)监控所述沉箱(200)的位置，防止所述沉箱(200)发生旋转或倾斜；所述中央控制器(610)根据所述升降系统(300)的数据控制所述沉箱(200)的下沉深度；

4)物料抛投：当所述沉箱(200)下沉至预先设定的物料抛投位置时，通过所述中央控制器(610)控制所述升降系统(300)，所述升降系统(300)使所述沉箱(200)停止下沉，所述中央控制器(610)控制所述箱体底门(220)打开，物料从所述沉箱(200)中自动滑落、平铺至河床面；此时，所述定位系统(500)获取的所述沉箱(200)位置的数据，记录为实际抛投区域；

5)所述沉箱(200)回升归位：物料安放至河床面后，所述升降系统(300)牵引所述沉箱(200)，将所述沉箱(200)提拉至所述船体(100)的仓口(110)中；所述中央控制器(610)控制所述箱体底门(220)关闭；之后，所述升降系统(300)牵引所述沉箱(200)回升至所述仓口(110)的顶面。