CN108438167A - 一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶停靠技术领域，公开了一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置。该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，包括缓冲块，所述缓冲块的背面通过两个连接弹簧活动连接有连接板正面的底端，连接板背面的顶端固定连接有转轮板的正面，转轮板上表面的左右两侧均固定连接有立板，两个立板相互平行，且两个立板的中部均通过轴承分别活动连接有转杆的左右两端，转杆的中部花键连接有牵引轮。该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，利用抗冲击溃缩机构的设置，能够在船舶被牵引靠岸的过程中为船头与停靠岸之间提供缓冲，抵消船舶被拉动因惯性产生的冲击，避免船头及停靠岸结构受损。

Description

一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置

技术领域

本发明涉及船舶停靠技术领域，具体为一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置。

背景技术

小型船舶通常采用采取顶风顶流首先靠，由船头对着停靠点进行停靠操作，通过情况下需要拖轮牵引辅助停靠，这一过程中船舶无动力在水面本拖轮拖动，靠近岸边时因为惯性会对停靠岸产生冲击，可能会对船头或停靠岸的结构造成损害，现在通常是使用废旧轮胎圈提供缓冲保护，其保护效果有限，所以急需一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，具备有效缓冲小型船舶牵引停靠时惯性带来的冲击，避免船头及停靠岸结构受损等优点。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，包括缓冲块，所述缓冲块的背面通过两个连接弹簧活动连接有连接板正面的底端，连接板背面的顶端固定连接有转轮板的正面，转轮板上表面的左右两侧均固定连接有立板，两个立板相互平行，且两个立板的中部均通过轴承分别活动连接有转杆的左右两端，转杆的中部花键连接有牵引轮，转轮板上表面右侧立板的右侧面通过安装杆固定安装有牵引电机，转杆的右端贯穿轴承并通过联轴器与牵引电机的输出端固定连接，所述缓冲块的正面设置有抗冲击溃缩机构，所述缓冲块上设置有支撑反馈装置。

优选的，所述抗冲击溃缩机构包括空腔、导向杆、粘接槽，抗压气囊、导向球壳、球槽、导向球、连通气道、供气道、密封箱、真空泵、输气管、气阀、泄气管、泄气阀、溃缩囊、皱褶和非牛顿流体层，所述缓冲块的内部开设有空腔，缓冲块的正面固定连接有两个导向杆，两个导向杆相对侧面远离缓冲块的一端均开设有两个粘接槽，两个粘接槽的内部均粘接有抗压气囊，且抗压气囊远离粘接槽底壁的一端延伸至两个导向杆之间，且抗压气囊延伸出粘接槽的一端呈半球形，抗压气囊延伸出粘接槽的一端粘接有导向球壳的内侧面，导向球壳的外侧面开设有均匀分布的球槽，球槽的内部卡接有导向球，每根导向杆内的两个抗压气囊均通过连通气道连通，导向杆内靠近缓冲块的抗压气囊通过供气道与空腔连通，连接板的正面距固定连接有密封箱的背面，且密封箱的内部固定安装有真空泵，真空泵的出气端固定连通有输气管的进气端，输气管的出气端贯穿密封箱的底壁并延伸至密封箱的外部，且输气管的出气端贯穿缓冲块的上表面并与空腔的内部连通，且输气管上还固定安装有气阀，缓冲块的上表面还固定连通有泄气管的进气端，泄气管与空腔连通，且泄气管的出气端固定连通有泄气阀的进气端，缓冲块的正面且位于两个导向杆之间粘接有溃缩囊，且溃缩囊的左右侧面还与两个导向杆粘接，溃缩囊的正面设置有皱褶，且溃缩囊的内部填充有非牛顿流体层。

优选的，两个所述导向杆以缓冲块的中轴线为参照对称，且两个导向杆相对侧面所成夹角的角度范围为四十至六十度，两个粘接槽在导向杆侧面向缓冲块方向依次排布。

优选的，两个所述导向杆的上表面均固定连接有牵引环，牵引轮上缠绕有两根牵引绳，且两个牵引绳远离牵引轮的一端分别穿过两个牵引环。

优选的，所述支撑反馈装置包括条形槽、导向槽、导向块、活动块、固定杆、固定板、连通孔、伸缩气囊、顶板和压缩弹簧，缓冲块的左右侧面均开设有条形槽，条形槽的上下侧壁均开设有导向槽，两个导向槽的内部均滑动连接有导向块，两个导向块之间固定连接有活动块，两个活动块分别延伸出两个条形槽且均固定连接有固定杆，两个固定杆分别远离两个活动块的一端均向缓冲块的后侧倾斜且均固定连接有固定板，缓冲块的背面开设有与空腔连通的连通孔，缓冲块的背面且位于连通孔的外围粘接有伸缩气囊的开口，伸缩气囊的另一端粘接有顶板的正面，顶板的正面与缓冲块的背面通过压缩弹簧活动连接，且压缩弹簧位于伸缩气囊的外围。

优选的，所述顶板和固定板均通过螺栓固定连接在连接板的正面。

优选的，所述溃缩囊为橡胶囊，且非牛顿流体层充满溃缩囊。

优选的，所述泄气阀高于转轮板的上表面。

优选的，所述球槽的开口直径小于其直径，且导向球的直径与球槽的直径相同，所述导向球壳为橡胶壳、导向球为橡胶球。

(三)有益效果

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，利用抗冲击溃缩机构的设置，能够在船舶被牵引靠岸的过程中为船头与停靠岸之间提供缓冲，抵消船舶被拉动因惯性产生的冲击，避免船头及停靠岸结构受损。

2、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，利用抗压气囊的设置，能够将船头向停靠岸方向的冲击传递至导向杆，分散冲击力，奖励冲击力影响，并且利用导向球壳和导向球的设计，能够使船头与导向球壳产生滚动摩擦，在不影响抗压气囊对船头的横向支撑的同时避免抗压气囊受损。

3、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，利用溃缩囊的设置，配合非牛顿流体层的填充，利用非牛顿流体的特性，将在船头与溃缩囊接触时的冲击分散到缓冲块上，并继而软化溃缩，缓冲冲击，有效的削弱船头靠岸过程中惯性产生的冲击力。

4、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，通过支撑反馈装置的设置，能够有效缓解缓冲块收到的冲击，并且能够利用伸缩气囊的伸缩，能够短时间内提高抗压气囊的气压，使抗压亲那个进一步对船头进行夹持固定，分散冲击力。

5、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，通过牵引环的设置，牵引绳穿过牵引环，在利用牵引绳牵引船舶时，能够利用两个导向杆上的牵引环实现船舶头部的导向，确保其头部指向两个导向杆之间。

6、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，通过气阀和泄气阀的设置，灵活开启关闭真空泵的供气，并且利用泄气阀能够在抗压气囊受压时缓慢泄气，避免抗压气囊破裂。

7、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，连接弹簧和压缩弹簧的设置能够为缓冲块提供支撑，并且在装置受冲击后帮助缓冲块在下次使用前复位，结构简单合理。

8、该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，利用抗压气囊远离粘接槽一端的球形设计，有助于抗压气囊所受冲击力的快速分散，有助于更好的降低船舶冲击对停靠岸的伤害。

附图说明

图1为本发明结构正视图；

图2为本发明图1中A-A截面图；

图3为本发明导向槽的剖视图。

图中：1缓冲块、2抗冲击溃缩机构、201空腔、202导向杆、203粘接槽，204抗压气囊、205导向球壳、206球槽、207导向球、208连通气道、209供气道、210密封箱、211真空泵、212输气管、213气阀、214泄气管、215泄气阀、216溃缩囊、217皱褶、218非牛顿流体层、3支撑反馈装置、301条形槽、302导向槽、303导向块、304活动块、305固定杆、306固定板、307连通孔、308伸缩气囊、309顶板、310压缩弹簧、4转轮板、5立板、6转杆、7牵引轮、8安装杆、9牵引电机、10联轴器、11连接弹簧、12连接板、13牵引环、14牵引绳。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，包括缓冲块1，缓冲块1的背面通过两个连接弹簧11活动连接有连接板12正面的底端，连接板12背面的顶端固定连接有转轮板4的正面，转轮板4上表面的左右两侧均固定连接有立板5，两个立板5相互平行，且两个立板5的中部均通过轴承分别活动连接有转杆6的左右两端，转杆6的中部花键连接有牵引轮7，转轮板4上表面右侧立板5的右侧面通过安装杆8固定安装有牵引电机9，转杆6的右端贯穿轴承并通过联轴器10与牵引电机9的输出端固定连接，缓冲块1的正面设置有抗冲击溃缩机构2，缓冲块1上设置有支撑反馈装置3，本装置的安装过程中，转轮板4和连接板12均通过螺栓固定在停靠岸的边角处。

抗冲击溃缩机构2包括空腔201、导向杆202、粘接槽203，抗压气囊204、导向球壳205、球槽206、导向球207、连通气道208、供气道209、密封箱210、真空泵211、输气管212、气阀213、泄气管214、泄气阀215、溃缩囊216、皱褶217和非牛顿流体层218，缓冲块1的内部开设有空腔201，缓冲块1的正面固定连接有两个导向杆202，两个导向杆202相对侧面远离缓冲块1的一端均开设有两个粘接槽203，两个粘接槽203的内部均粘接有抗压气囊204，且抗压气囊204远离粘接槽203底壁的一端延伸至两个导向杆202之间，且抗压气囊204延伸出粘接槽203的一端呈半球形，利用抗压气囊204远离粘接槽203一端的球形设计，有助于抗压气囊204所受冲击力的快速分散，有助于更好的降低船舶冲击对停靠岸的伤害，抗压气囊204延伸出粘接槽203的一端粘接有导向球壳205的内侧面，导向球壳205的外侧面开设有均匀分布的球槽206，球槽206的内部卡接有导向球207，每根导向杆202内的两个抗压气囊204均通过连通气道208连通，导向杆202内靠近缓冲块1的抗压气囊204通过供气道209与空腔201连通，连接板12的正面距固定连接有密封箱210的背面，且密封箱210的内部固定安装有真空泵211，真空泵211的出气端固定连通有输气管212的进气端，输气管212的出气端贯穿密封箱210的底壁并延伸至密封箱210的外部，且输气管212的出气端贯穿缓冲块1的上表面并与空腔201的内部连通，且输气管212上还固定安装有气阀213，缓冲块1的上表面还固定连通有泄气管214的进气端，泄气管214与空腔201连通，且泄气管214的出气端固定连通有泄气阀215的进气端，缓冲块1的正面且位于两个导向杆202之间粘接有溃缩囊216，且溃缩囊216的左右侧面还与两个导向杆202粘接，溃缩囊216的正面设置有皱褶217，且溃缩囊216的内部填充有非牛顿流体层218，非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中，绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体，人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体，非牛顿流体的粘度会因为受到的压力或速度而变化，压力越大速度越快，粘度会增加，甚至可以成为暂时性的固体，利用抗冲击溃缩机构2的设置，能够在船舶被牵引靠岸的过程中为船头与停靠岸之间提供缓冲，抵消船舶被拉动因惯性产生的冲击，避免船头及停靠岸结构受损，利用抗压气囊204的设置，能够将船头向停靠岸方向的冲击传递至导向杆202，分散冲击力，奖励冲击力影响，并且利用导向球壳205和导向球207的设计，能够使船头与导向球壳205产生滚动摩擦，在不影响抗压气囊204对船头的横向支撑的同时避免抗压气囊204受损，利用溃缩囊216的设置，配合非牛顿流体层217的填充，利用非牛顿流体的特性，将在船头与溃缩囊216接触时的冲击分散到缓冲块1上，并继而软化溃缩，缓冲冲击，有效的削弱船头靠岸过程中惯性产生的冲击力，通过气阀213和泄气阀215的设置，灵活开启关闭真空泵211的供气，并且利用泄气阀215能够在抗压气囊204受压时缓慢泄气，避免抗压气囊204破裂。

两个导向杆202以缓冲块1的中轴线为参照对称，且两个导向杆202相对侧面所成夹角的角度范围为四十至六十度，两个粘接槽203在导向杆202侧面向缓冲块1方向依次排布。

两个导向杆202的上表面均固定连接有牵引环13，牵引轮7上缠绕有两根牵引绳14，且两个牵引绳14远离牵引轮7的一端分别穿过两个牵引环13，通过牵引环13的设置，牵引绳14穿过牵引环13，在利用牵引绳14牵引船舶时，能够利用两个导向杆202上的牵引环13实现船舶头部的导向，确保其头部指向两个导向杆202之间。

支撑反馈装置3包括条形槽301、导向槽302、导向块303、活动块304、固定杆305、固定板306、连通孔307、伸缩气囊308、顶板309和压缩弹簧310，缓冲块1的左右侧面均开设有条形槽301，条形槽301的上下侧壁均开设有导向槽302，两个导向槽302的内部均滑动连接有导向块303，两个导向块303之间固定连接有活动块304，两个活动块304分别延伸出两个条形槽301且均固定连接有固定杆305，两个固定杆305分别远离两个活动块304的一端均向缓冲块1的后侧倾斜且均固定连接有固定板306，缓冲块1的背面开设有与空腔201连通的连通孔307，缓冲块1的背面且位于连通孔307的外围粘接有伸缩气囊308的开口，伸缩气囊308的另一端粘接有顶板309的正面，顶板309的正面与缓冲块1的背面通过压缩弹簧310活动连接，且压缩弹簧310位于伸缩气囊308的外围，连接弹簧11和压缩弹簧310的设置能够为缓冲块1提供支撑，并且在装置受冲击后帮助缓冲块1在下次使用前复位，结构简单合理，通过支撑反馈装置3的设置，能够有效缓解缓冲块1收到的冲击，并且能够利用伸缩气囊308的伸缩，能够短时间内提高抗压气囊204的气压，使抗压亲那个204进一步对船头进行夹持固定，分散冲击力。

顶板309和固定板306均通过螺栓固定连接在连接板12的正面。

溃缩囊216为橡胶囊，且非牛顿流体层218充满溃缩囊216。

泄气阀215高于转轮板4的上表面，能够避免泄气阀215没入水中而进水。

球槽206的开口直径小于其直径，且导向球207的直径与球槽206的直径相同，导向球壳205为橡胶壳、导向球207为橡胶球。

该基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置工作时，启动真空泵211向空腔201内充气至伸缩气囊308和抗压气囊204充气，泄气阀215排气位置，关闭气阀213，将闯过两个牵引环13的牵引绳14固定在船舶头部，启动牵引电机9带动牵引轮7转动拉动船舶使其头部进入两个导向杆202之间，船头与抗压气囊204接触，其内部气压增高，泄气阀215缓慢泄气，船头得到缓冲，过程中缓冲块1整体向连接板12方向运动，压缩弹簧310与连接弹簧11缓冲冲击，伸缩气囊308压缩使空腔301内气压增高，抗压气囊204急需夹紧船头，分散其冲击，船头冲击在溃缩囊216上，溃缩囊216内的非牛顿流体层218受冲击瞬间将冲击分散到缓冲块1上，随后液态化缓冲冲击。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，包括缓冲块(1)，所述缓冲块(1)的背面通过两个连接弹簧(11)活动连接有连接板(12)正面的底端，连接板(12)背面的顶端固定连接有转轮板(4)的正面，转轮板(4)上表面的左右两侧均固定连接有立板(5)，两个立板(5)相互平行，且两个立板(5)的中部均通过轴承分别活动连接有转杆(6)的左右两端，转杆(6)的中部花键连接有牵引轮(7)，转轮板(4)上表面右侧立板(5)的右侧面通过安装杆(8)固定安装有牵引电机(9)，转杆(6)的右端贯穿轴承并通过联轴器(10)与牵引电机(9)的输出端固定连接，其特征在于：所述缓冲块(1)的正面设置有抗冲击溃缩机构(2)，所述缓冲块(1)上设置有支撑反馈装置(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述抗冲击溃缩机构(2)包括空腔(201)、导向杆(202)、粘接槽(203)，抗压气囊(204)、导向球壳(205)、球槽(206)、导向球(207)、连通气道(208)、供气道(209)、密封箱(210)、真空泵(211)、输气管(212)、气阀(213)、泄气管(214)、泄气阀(215)、溃缩囊(216)、皱褶(217)和非牛顿流体层(218)，所述缓冲块(1)的内部开设有空腔(201)，缓冲块(1)的正面固定连接有两个导向杆(202)，两个导向杆(202)相对侧面远离缓冲块(1)的一端均开设有两个粘接槽(203)，两个粘接槽(203)的内部均粘接有抗压气囊(204)，且抗压气囊(204)远离粘接槽(203)底壁的一端延伸至两个导向杆(202)之间，且抗压气囊(204)延伸出粘接槽(203)的一端呈半球形，抗压气囊(204)延伸出粘接槽(203)的一端粘接有导向球壳(205)的内侧面，导向球壳(205)的外侧面开设有均匀分布的球槽(206)，球槽(206)的内部卡接有导向球(207)，每根导向杆(202)内的两个抗压气囊(204)均通过连通气道(208)连通，导向杆(202)内靠近缓冲块(1)的抗压气囊(204)通过供气道(209)与空腔(201)连通，连接板(12)的正面距固定连接有密封箱(210)的背面，且密封箱(210)的内部固定安装有真空泵(211)，真空泵(211)的出气端固定连通有输气管(212)的进气端，输气管(212)的出气端贯穿密封箱(210)的底壁并延伸至密封箱(210)的外部，且输气管(212)的出气端贯穿缓冲块(1)的上表面并与空腔(201)的内部连通，且输气管(212)上还固定安装有气阀(213)，缓冲块(1)的上表面还固定连通有泄气管(214)的进气端，泄气管(214)与空腔(201)连通，且泄气管(214)的出气端固定连通有泄气阀(215)的进气端，缓冲块(1)的正面且位于两个导向杆(202)之间粘接有溃缩囊(216)，且溃缩囊(216)的左右侧面还与两个导向杆(202)粘接，溃缩囊(216)的正面设置有皱褶(217)，且溃缩囊(216)的内部填充有非牛顿流体层(218)。

3.根据权利要求2所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：两个所述导向杆(202)以缓冲块(1)的中轴线为参照对称，且两个导向杆(202)相对侧面所成夹角的角度范围为四十至六十度，两个粘接槽(203)在导向杆(202)侧面向缓冲块(1)方向依次排布。

4.根据权利要求3所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：两个所述导向杆(202)的上表面均固定连接有牵引环(13)，牵引轮(7)上缠绕有两根牵引绳(14)，且两个牵引绳(14)远离牵引轮(7)的一端分别穿过两个牵引环(13)。

5.根据权利要求4所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述支撑反馈装置(3)包括条形槽(301)、导向槽(302)、导向块(303)、活动块(304)、固定杆(305)、固定板(306)、连通孔(307)、伸缩气囊(308)、顶板(309)和压缩弹簧(310)，缓冲块(1)的左右侧面均开设有条形槽(301)，条形槽(301)的上下侧壁均开设有导向槽(302)，两个导向槽(302)的内部均滑动连接有导向块(303)，两个导向块(303)之间固定连接有活动块(304)，两个活动块(304)分别延伸出两个条形槽(301)且均固定连接有固定杆(305)，两个固定杆(305)分别远离两个活动块(304)的一端均向缓冲块(1)的后侧倾斜且均固定连接有固定板(306)，缓冲块(1)的背面开设有与空腔(201)连通的连通孔(307)，缓冲块(1)的背面且位于连通孔(307)的外围粘接有伸缩气囊(308)的开口，伸缩气囊(308)的另一端粘接有顶板(309)的正面，顶板(309)的正面与缓冲块(1)的背面通过压缩弹簧(310)活动连接，且压缩弹簧(310)位于伸缩气囊(308)的外围。

6.根据权利要求5所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述顶板(309)和固定板(306)均通过螺栓固定连接在连接板(12)的正面。

7.根据权利要求6所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述溃缩囊(216)为橡胶囊，且非牛顿流体层(218)充满溃缩囊(216)。

8.根据权利要求7所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述泄气阀(215)高于转轮板(4)的上表面。

9.根据权利要求8所述的一种基于流动力学的囊式缓冲小型船舶停靠辅助装置，其特征在于：所述球槽(206)的开口直径小于其直径，且导向球(207)的直径与球槽(206)的直径相同，所述导向球壳(205)为橡胶壳、导向球(207)为橡胶球。