CN106741709B - 一种客船防倾覆气囊分级释放系统 - Google Patents
一种客船防倾覆气囊分级释放系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106741709B CN106741709B CN201710041382.6A CN201710041382A CN106741709B CN 106741709 B CN106741709 B CN 106741709B CN 201710041382 A CN201710041382 A CN 201710041382A CN 106741709 B CN106741709 B CN 106741709B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air bag
- hull
- release
- passenger boat
- release system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 208000012766 Growth delay Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 31
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- -1 heatproof Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
- B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
- B63B43/10—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy
- B63B43/14—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy using outboard floating members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
- B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
- B63B43/10—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy
- B63B43/14—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy using outboard floating members
- B63B2043/145—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy using outboard floating members pneumatic, e.g. inflatable on demand
Abstract
本发明公开了一种客船防倾覆气囊分级释放系统，包括对称设置在船体两侧的气囊组、姿态传感器、水压传感器和中央处理器；气囊组包括多个水平布置的气囊，多个气囊依次竖直向上排布，最下层气囊为底层气囊，其余依次向上排布的气囊为上层气囊，底层气囊设置在船体两侧的上层甲板处，上层气囊设置在船体的上层建筑上。本发明具有释放速度快、手动与自动相结合的特点，充分利用水对气囊的浮力，还可有效防止信息误读取导致的上层气囊误释放，同时提供多重保险，当前一层气囊失效时，后一层气囊能在极短时间内迅速打开，达到增长延缓客船倾覆时间的效果，进一步提高内河客船的应急能力与安全系数。
Description
技术领域
本发明涉及船舶行驶安全技术领域，具体涉及一种客船防倾覆气囊分级释放系统。
背景技术
客船专门用于运送旅客及其可携带行李和邮件。客船多为定期定线航行，固又称为班轮或邮轮。根据SOLAS公约规定，凡载客超过12人均视为客船。客船的特点是具有多层甲板的上层建筑，设有完善的餐厅、卫生和娱乐设施，客船的航速较高，一般为16～20节，大型高速客船可达24节左右。
客船速度快，其上层建筑高大、载客量大，但干舷较低、稳性偏小，沉没速度过快，应对突发天气能力不足，一旦发生事故会导致乘客和船员缺乏逃生时间、救援来不及全面迅速展开，从而造成大量人员伤亡。而船体一旦倾覆，很难在短时间内实现船体的扶正。
目前对于普通船舶应急防倾覆的研究方面，类比汽车气囊安全系统，出现了在船体两侧安装气囊的防倾覆装置，利用气囊的浮力达到延缓沉没的效果。但该方案还未投入现实使用，且在对于针对客船的设计还未提出。在防倾覆气囊的布设和释放系统方面，也基本采用单层布设的方式，通过相关释放装置控制一次释放。但这样的方式在船体进水、加速倾覆之时，会使气囊迅速失效，不能较长时间的延缓倾覆，也不能充分利用气囊的功效，还会造成气囊的浪费，甚至有时会对延缓船舶倾覆产生阻碍作用。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其不仅可以通过气囊多层布设延长客船倾覆的时间，增大客船的安全系数，还可以通过气囊的分级释放充分利用水对气囊的浮力，多重保障客船安全，还可以达到防止气囊浪费的目的。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，设置在船体上，包括对称设置在船体两侧的气囊组、姿态传感器、水压传感器和可控制气囊组自动释放的中央处理器；所述气囊组包括多个水平布置的气囊释放模块，所述多个气囊释放模块依次竖直向上排布，最下层气囊为底层气囊释放模块，其余依次向上排布的气囊释放模块为上层气囊释放模块，所述底层气囊释放模块设置在船体两侧的上层甲板处，所述上层气囊释放模块设置在船体的上层建筑上，所述姿态传感器设置在船体的中线面上，所述水压传感器设置在船体的甲板下部和各上层气囊释放模块安装处，所述姿态传感器、水压传感器与中央处理器连通。
进一步地，所述气囊释放模块包括气体发生器和气囊，所述气囊折叠覆盖在气体发生器上。
进一步地，所述船体对应位置设有喇叭形安装孔，所述气体发生器设置在对应的喇叭形安装孔内。
更进一步地，所述喇叭形安装孔开口出设有气囊饰盖。
进一步地，所述姿态传感器有三个，分别设置在船体艏、舯、艉的中线面上。
进一步地，所述水压传感器在各安装位置的同一水平面上设有两个。
更进一步地，所述中央处理器为51单片机。
作为优选项，所述姿态传感器包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器，所述姿态传感器通过A/D转换器将电信号转换为数字信号传输给中央处理器。
作为优选项，所述水压传感器为MIK-DP10水压传感器。
作为优选项，所述船体上还设有手动控制各个气囊释放模块释放的手动控制器。
本发明的优点在于：
本发明具有释放速度快、手动与自动相结合的特点，充分利用水对气囊的浮力，还可有效防止信息误读取导致的上层气囊误释放，同时提供多重保险，使前一层气囊失效之时，后一层气囊能在极短时间内迅速打开，达到增长延缓客船倾覆时间的效果，进一步提高内河客船的应急能力与安全系数。
附图说明
图1为本发明的使用状态示意图；
图2为水压传感器的安装示意图；
图3为气囊组的使用状态示意图；
图4为收起状态下气囊的结构示意图；
图5为充气状态下气囊的结构示意图；
图6为底层气囊的使用状态示意图；
图7为打开一层上层气囊的使用状态示意图；
图8为打开二层上层气囊的使用状态示意图；
图9为打开三层上层气囊的使用状态示意图；
图10为打开四层上层气囊的使用状态示意图；
图11为本发明的流程示意图；
图中：船体1(其中：喇叭形安装孔1.1、气囊饰盖1.2)、气囊组2(其中：气囊释放模块2.1、发生器2.1.1、底层气囊2.1a、上层气囊2.1b、气囊2.1.2)、姿态传感器3、水压传感器4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1～5所示的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，设置在船体1上，包括对称设置在船体1两侧的气囊组2、姿态传感器3、水压传感器4和可控制气囊组2自动释放的中央处理器，
所述气囊组2包括多个水平布置的气囊2.1，所述气囊释放模块2.1包括气体发生器2.1.1和气囊2.1.2，所述气囊2.1.2折叠覆盖在气体发生器2.1.1上。所述多个气囊2.1依次竖直向上排布，最下层气囊2.1为底层气囊2.1a，其余依次向上排布的气囊2.1为上层气囊2.1b，所述底层气囊2.1a设置在船体1两侧的上层甲板处，所述上层气囊2.1b设置在船体1的上层建筑上，所述船体1对应位置设有喇叭形安装孔1.1，所述气体发生器2.1.1设置在对应的喇叭形安装孔1.1内。所述喇叭形安装孔1.1开口出设有气囊饰盖1.2。
所述姿态传感器3设置在船体1的中线面上，所述姿态传感器3有三个，分别设置在船体1艏、舯、艉的中线面上。所述姿态传感器3包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器，所述姿态传感器3通过A/D转换器将电信号转换为数字信号传输给中央处理器。
所述水压传感器4设置在船体1的甲板下部和各上层气囊2.1b安装处，所述水压传感器4在各安装位置的同一水平面上设有两个。所述水压传感器4为MIK-DP10水压传感器。
所述姿态传感器3、水压传感器4与中央处理器连通。所述中央处理器为51单片机。
所述船体1上还设有手动控制各个气囊2.1释放的手动控制器。
实施例：
如图11，本系统在正常工作下由船用交流电供电，在应急状况下使用交流电池供电。
当船体1横倾时，本系统首先利用姿态传感器3收集船体1相关运动姿态参数，通过A/D转换器将姿态传感器3传来的电信号转换为数字信号，中央处理器的51单片机根据基于四元数法的姿态解算和基于串联超前校正的气囊释放预判断来编写程序，判断船体是否横倾至极限动倾角且船体角速度与横倾方向是否一致，自动控制主甲板的底层气囊2.1a在倾覆一侧释放。
当主甲板的底层气囊2.1a释放后，通过上层气囊2.1b安装处对称设置、具有波浪抑制设计的两个水压传感器4判断船体1空间运动姿态，中央处理器通过读取A/D转换器所转换的关于水压的信号，计算得到船体1横倾一侧舷墙水压信息，判断船体1横倾入水程度，并结合船体1横倾角度、角速度和角加速度进而控制上层气囊2.1b(除底层气囊2.1a外)在倾覆一侧逐级释放。
如图6～10，显示了气囊分层布设的设计，即船体1表面根据需要设计长度为L(即气囊2.1长度)，深度为20～30公分的内嵌结构，即喇叭形安装孔1.1。气囊2.1用气囊饰盖1.2覆盖，气囊饰盖1.2表面膜压有浅印，以便气囊2.1充气爆开时撕裂气囊饰盖1.2，并减小冲出时受到气囊饰盖1.2的阻力。
喇叭形安装孔1.1处运用聚酰亚胺泡沫材料作为气囊2.1与喇叭形安装孔1.1的喇叭口之间的缓冲材料。聚酰亚胺泡沫材料是一种的新型的泡沫缓冲材料，已广泛运用于航天、航空、船舶等领域，质量轻、费用低，具有优良的力学性能、良好的回弹性以及尺寸稳定性，还可以阻燃、耐温、耐溶剂。性能在潮湿的情况下经过长时间储存及重复压缩后相比常态变化不大，可为气囊2.1与船体1之间提供优良的保护。
当气囊2.1工作时，气体发生器2.1.1收到指令后发出气体，使气囊2.1在极短时间内冲破气囊饰盖1.2并成型，缓冲材料由于气囊2.1的膨胀而压缩，减少气囊2.1因膨胀对喇叭形安装孔1.1前端产生的巨大冲击力，减少损失。而气体发生器2.1.1产生的多余气体则由排气孔派出，使得气囊2.1不会因气体充气速度过快、气体体积过大而爆炸。
当船体1的上层建筑遭遇恶劣天气发生横倾时，在船体1艏、舯、艉的中线面上安装的姿态传感器3测量船体1上层建筑的横倾角、角速度和角加速度，这些数据通过中央处理器的51单片机分析和提取之后可判断客船船体1在横倾至一定角度时自身的角速度及角加速度是否能够使船体1继续达到进水角。当判断到客船船体1的横倾角达到(或即将达到)进水角，且船体1角速度与横倾方向一致时，中央处理器控制安装在上层甲板上的底层气囊2.1a在倾覆一侧释放。
当底层气囊2.1a释放之后，若中央处理器分析姿态传感器3传来的数据，判断船体1上层建筑进一步横倾，则准备分级释放上层气囊2.1b；若判断船体1上层建筑不再进一步横倾时，则不释放上层气囊2.1b。
准备释放上层气囊2.1b时，在每层舷墙(上层气囊2.1b放置处)中部和甲板下部相隔一定距离放置水压传感器4。当船体1上层建筑继续横倾时，水压传感器4获取船舷处多组水压力值，经过A/D转换器转化为电子参数，并将信息传输至中央处理器。中央处理器根据获得的水压信号计算出船体1左右两侧水压差，从而得到船体1上层建筑的横倾角度。当判断到客船船体1的横倾角达到一定的角度，且船体1角速度与横倾方向一致时，中央处理器控制上层气囊2.1b在倾覆一侧逐级释放。若上层气囊2.1b释放到某一层时船体1上层建筑不再进一步横倾时，则停止释放上层气囊2.1b剩余层气囊。
底层气囊2.1a和上层气囊2.1b的释放同样可以根据船员对于船体1的横倾趋势在驾驶台操作，手动分级释放。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种客船防倾覆气囊分级释放系统，设置在船体（1）上，其特征在于：包括对称设置在船体（1）两侧的气囊组（2）、姿态传感器（3）、水压传感器（4）和可控制气囊组（2）自动释放的中央处理器，
所述气囊组（2）包括多个水平布置的气囊释放模块（2.1），所述多个气囊释放模块（2.1）依次竖直向上排布，最下层气囊释放模块（2.1）为底层气囊释放模块（2.1a），其余依次向上排布的气囊释放模块（2.1）为上层气囊释放模块（2.1b），所述底层气囊释放模块（2.1a）设置在船体（1）两侧的上层甲板处，所述上层气囊释放模块（2.1b）设置在船体（1）的上层建筑上，
所述姿态传感器（3）设置在船体（1）的中线面上，
所述水压传感器（4）设置在船体（1）的甲板下部和各上层气囊释放模块（2.1b）安装处，
所述姿态传感器（3）、水压传感器（4）与中央处理器连通。
2.根据权利要求1所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述气囊释放模块（2.1）包括气体发生器（2.1.1）和气囊（2.1.2），所述气囊（2.1.2）折叠覆盖在气体发生器（2.1.1）上。
3.根据权利要求2所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述船体（1）对应位置设有喇叭形安装孔（1.1），所述气体发生器（2.1.1）设置在对应的喇叭形安装孔（1.1）内。
4.根据权利要求3所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述喇叭形安装孔（1.1）开口出设有气囊饰盖（1.2）。
5.根据权利要求4所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述姿态传感器（3）有三个，分别设置在船体（1）艏、舯、艉的中线面上。
6.根据权利要求5所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述水压传感器（4）在各安装位置的同一水平面上设有两个。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述中央处理器为51单片机。
8.根据权利要求7所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述姿态传感器（3）包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器，所述姿态传感器（3）通过A/D转换器将电信号转换为数字信号传输给中央处理器。
9.根据权利要求8所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述水压传感器（4）为MIK-DP10水压传感器。
10.根据权利要求9所述的一种客船防倾覆气囊分级释放系统，其特征在于：所述船体（1）上还设有手动控制各个气囊释放模块（2.1）释放的手动控制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710041382.6A CN106741709B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种客船防倾覆气囊分级释放系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710041382.6A CN106741709B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种客船防倾覆气囊分级释放系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106741709A CN106741709A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106741709B true CN106741709B (zh) | 2018-08-07 |
Family
ID=58944745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710041382.6A Expired - Fee Related CN106741709B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种客船防倾覆气囊分级释放系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106741709B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107554720B (zh) * | 2017-08-16 | 2019-10-01 | 武汉理工大学 | 一种用于内河客船防沉的机械装置 |
| CN109421900B (zh) * | 2017-08-30 | 2020-11-24 | 武汉理工大学 | 一种解决无人船航行中倾覆问题的控制方法及系统 |
| CN115107937A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-09-27 | 中国海洋大学 | 一种用于海洋调查测量的无人艇 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2712794Y (zh) * | 2003-10-21 | 2005-07-27 | 徐淳谕 | 一种靠自救气袋防沉的船 |
| GR20080100319A (el) * | 2008-05-14 | 2009-12-31 | Αθανασιος Νικολαου Παπασιδερης | Σωσιβιο πλοιου και επιβατων |
| CN201999187U (zh) * | 2011-02-19 | 2011-10-05 | 彭宝安 | 多功能水下航行器气囊外壳 |
| CN202593823U (zh) * | 2012-05-21 | 2012-12-12 | 福州爱莱格游艇工业有限公司 | 一种游艇防侧翻装置 |
| CN105539764A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 李正炳 | 改进的水中航行器自救装置 |
| CN205801417U (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-14 | 甘勇 | 一种隐形多体防倾覆单体船 |
-
2017
- 2017-01-20 CN CN201710041382.6A patent/CN106741709B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106741709A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101235248B1 (ko) | 순간 충격에 능동 대응이 가능한 선박의 침몰 방지 장치 | |
| CN106741709B (zh) | 一种客船防倾覆气囊分级释放系统 | |
| US7523891B2 (en) | Safety pre-impact deceleration system for vehicles | |
| CN105711771B (zh) | 一种客船救生系统 | |
| CN201520406U (zh) | 气囊式潜器应急上浮装置 | |
| US4517914A (en) | Inflatable reversible liferaft | |
| CN105775062B (zh) | 一种船舶防倾斜加压装置 | |
| CN102351040A (zh) | 船舶防倾系统 | |
| CN1465500A (zh) | 船舶自动应急避碰减摇脱浅抗沉防倾覆装置 | |
| CN102481980A (zh) | 飞机乘员保护系统 | |
| EP3157810B1 (en) | Longitudinal scoops for rolling stability | |
| CN106184643A (zh) | 船用双滑道安全气囊及使用方法 | |
| CN106314707A (zh) | 一种气囊式抗沉防倾覆装置 | |
| CN106628041B (zh) | 船舶、浮船、水上作业平台防沉没、侧翻、倒扣系统 | |
| JP3194894U (ja) | 大気圧膨張式衝撃緩和装置 | |
| CN113264192A (zh) | 一种无人机气囊装置 | |
| CN205524871U (zh) | 一种客船救生系统 | |
| US20090228162A1 (en) | Capsize prevention system for power vessels | |
| KR101984979B1 (ko) | 선박 또는 해양 설비용 탈출 장치 | |
| CN204937428U (zh) | 一种tpu气囊防侧倾装置 | |
| CN201587519U (zh) | 一种球形双体不翻船 | |
| CN201961516U (zh) | 一种双层充气球型充气阀 | |
| CN107554720B (zh) | 一种用于内河客船防沉的机械装置 | |
| JPH03213493A (ja) | ガスバッグ式船舶救難装置 | |
| CN106585867B (zh) | 双排船 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180807 |