CN110077551B - 一种船只自动防侧翻机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种船只自动防侧翻机构，包括有气囊圈、吊装机构、充气机构、排气机构和自动启闭系统；气囊圈水平环绕在船身的侧面，气囊圈位于船只的吃水线上方；吊装机构的两端分别与气囊圈和甲板固定连接，吊装机构包括有多个环绕甲板设置的桩和固定安装在每个桩上的连接绳，连接绳沿着船身向下延伸并与气囊圈固定连接；充气机构和排气机构的工作端均与气囊圈连通；充气机构和排气机构均与自动启闭系统通讯连接；该防侧翻机构不改变船只的本来结构，在必要情况下可以快速从船只上脱离，从而没有安全隐患；并且该防侧翻机构可以感应船只的倾斜情况，根据船只的倾斜程度自动运行。

Description

一种船只自动防侧翻机构

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种船只自动防侧翻机构。

背景技术

船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具，另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统，外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料。

现有的船舶平衡装置，无法在波浪较大的海面上平稳行驶，在阴雨大风的天气无法安稳的前行，影响了船舶内部的人们的生活，且无法灵活的控制船舶下方的导向。

目前已经有大量的平衡装置应用于船舶上，使其能够在风浪中平稳前进，例如：

中国专利CN208647113U公开了一种船只防侧翻机构。它包括船只本体、两根分别设置在船只本体左右两侧且一端水平铰接于船只本体的支撑臂、两套分别设置在两个支撑臂的另一端的设有浮力体的浮力装置、两个一端分别水平铰接于船只本体左右两侧而另一端水平铰接于支撑臂的中间部位的第一动力伸缩缸；船只本体、支撑臂和第一动力伸缩缸在水平方向构成力学三角形。当船只突然遇到大风大浪的恶劣天气时，设在船只本体两侧的支撑臂通过第一动力伸缩缸推动向外张开，而设在支撑臂外端的浮力装置由于受到水体的向上浮力作用，利用支撑臂通过杠杆的原理增大扭矩对抗船只本体受到风浪影响而侧摆的扭矩，从而平衡稳定船只本体。

中国专利CN107792312B公开了一种计算机控制船舶抗摇摆的装置及方法，包括船体，所述船体底部设置凹槽，所述凹槽内通过升降机构设有调整块，所述船体两侧分别通过滑动密封机构设有门字形支架，所述滑动密封机构为设置在船体两侧的通孔和位于通孔内的密封圈，所述船体内设有将支架推出的电动推杆，所述支架上设有气囊，所述气囊通过高压输气管连接压缩机，所述电动推杆、升降机构和压缩机均与微型计算机连接，所述升降机构为剪叉式电动升降机构，本发明的装置能够在遇有风浪或船体失衡的情况下，有效地防止摇摆和侧翻，保证船舶行驶安全，装置耐用使用寿命长。

中国专利CN208036565U公开了一种防止船体倾斜的船舶平衡装置，包括平衡装置主体和平衡装置箱，平衡装置箱的底部外侧内嵌有浮力块，且平衡装置箱的底部固定有活动嵌槽，活动嵌槽的上方固定有若干个均匀分布的固定螺母，且固定螺母的内侧固定有支撑板，支撑板的下方固定有固定板。该种防止船体倾斜的船舶平衡装置，设置了浮力块，浮力块呈“对称”结构分布，且浮力块由小密度材料制成固定于平衡装置箱的两侧，为了防止上轻下重的结构使船舶下体不够沉稳，通过左右两端的浮力块，使船舶的两端轻中间中，通过浮力的压力使船舶能稳定的达到竖直水平的固定，从而提高了船舶的稳定性，适用于平衡装置的生产与使用，具有良好的发展前景。

以上专利均在船体两侧增加远离船体的浮力机构，浮力机构通过杠杆作用进一步地平稳船只，然而在船只的设计和改进过程中，分体船已经被证明不适合在风浪中行驶，无论是具有两个船体还是在船体两侧加装小船体或浮力块，所构成的分体船在平稳地海域能够非常平稳地行驶，但是分体船在风浪中容易断裂，反而产生更大的危险。

所以需要一种船只自动防侧翻机构，该机构在不增加船体机构的前提下安装在船只的两侧，并且该机构能够感应船体的倾斜程度自动启动，从而阻止船只侧翻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船只自动防侧翻机构，该防侧翻机构不改变船只的本来结构，在必要情况下可以快速从船只上脱离，从而没有安全隐患；并且该防侧翻机构可以感应船只的倾斜情况，根据船只的倾斜程度自动运行。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种船只自动防侧翻机构，包括有气囊圈、吊装机构、充气机构、排气机构和自动启闭系统；

气囊圈水平环绕在船身的侧面，气囊圈位于船只的吃水线上方；

吊装机构的两端分别与气囊圈和甲板固定连接，吊装机构包括有多个环绕甲板设置的桩和固定安装在每个桩上的连接绳，连接绳沿着船身向下延伸并与气囊圈固定连接；

充气机构和排气机构的工作端均与气囊圈连通；

充气机构和排气机构均与自动启闭系统通讯连接。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，气囊圈包括有多个气囊和连接相邻的两个气囊的连接件，气囊、充气机构和排气机构数量相同，每个气囊均与相邻的充气机构、排气机构连通。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，连接件包括有铰接公头、铰接母头和空心销，铰接公头和铰接母头分别固定安装在气囊的两端，空心销设置在相邻的两个气囊之间，铰接公头和铰接母头均与空心销铰接，空心销与连接绳固定连接。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，充气机构包括有增压泵、第一电磁阀和充气管，第一电磁阀固定安装在增压泵的工作端，第一电磁阀通过充气管和气囊连通，充气管穿过空心销和气囊连通。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，排气机构包括有真空泵、第二电磁阀和排气管，第二电磁阀固定安装在真空泵的工作端，第二电磁阀通过排气管和气囊连通，排气管穿过空心销和气囊连通。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，自动启闭系统包括有倾斜传感器和计算机，倾斜传感器、充气机构和排气机构均与计算机通讯连接。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，倾斜传感器为陀螺仪传感器。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，倾斜传感器为水面探测器，水面探测器包括有支架和两个超声波传感器，支架固定安装在船顶的中间，两个超声波传感器均安装在支架的顶端并且分别朝向船体的两侧设置，超声波传感器的工作端互为90度夹角，超声波传感器的工作端与水面之间呈45度夹角。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，连接绳包括有钢索和止动块，止动块设置在空心销的底端，止动块和空心销抵接，钢索穿过空心销的空心处与止动块固定连接，空心销内安装有爆破装置。

作为一种船只自动防侧翻机构的一种优选方案，爆破装置包括有塑料导爆管、雷管脚线、放炮母线和起爆器，塑料导爆管环绕钢索设置，塑料导爆管内置有炸药，雷管脚线插入到塑料导爆管内部，雷管脚线通过放炮母线和起爆器电连接。

本发明的有益效果：

船只行驶时通过自动启闭系统感应船体的倾斜程度，当船体倾斜到一定程度时，自动启闭系统开启充气机构，充气机构对气囊圈进行充气，气囊圈展开的时候，增加的排开液体体积将会大大增加浮力，为船只带来较好的稳定性；

当船只恢复稳定后，自动启闭系统开启排气机构，排气机构对气囊圈进行排气，气囊圈恢复原状，从而不妨碍到船只的正常行驶；

当气囊圈发生故障对船只造成严重的安全隐患时，还可以通过爆破装置紧急断开气囊圈和吊装机构之间的连接，从而使得气囊圈分成多个气囊坠入海中，避免事故发生。

1、该防侧翻机构可以感应船只的倾斜情况，并根据船只的倾斜程度自动运行；

2、该防侧翻机构不改变船只的本来结构，从而没有安全隐患；

3、该防侧翻机构在必要情况下可以快速从船只上脱离，避免产生事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的正视图；

图2是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的后视图；

图3是图2的A处局部放大图；

图4是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的侧视图；

图5是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的俯视图；

图6是图5的B处局部放大图；

图7是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的立体图；

图8是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的连接件立体分解图；

图9是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的空心销立体图；

图10是本发明实施例所述的一种船只自动防侧翻机构的空心销剖视图；

图中：

1、气囊圈；1a、气囊；1b、连接件；1b1、铰接公头；1b2、铰接母头；1b3、空心销；

2、吊装机构；2a、桩；2b、连接绳；2b1、钢索；2b2、止动块；

3、充气机构；3a、增压泵；3b、第一电磁阀；3c、充气管；

4、排气机构；4a、真空泵；4b、第二电磁阀；4c、排气管；

5、水面探测器；5a、支架；5b、超声波传感器；

6、引爆装置；6a、塑料导爆管；6b、雷管脚线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图10所示的一种船只自动防侧翻机构，包括有气囊圈1、吊装机构2、充气机构3、排气机构4和自动启闭系统；

气囊圈1水平环绕在船身的侧面，气囊圈1位于船只的吃水线上方；

吊装机构2的两端分别与气囊圈1和甲板固定连接，吊装机构2包括有多个环绕甲板设置的桩2a和固定安装在每个桩2a上的连接绳2b，连接绳2b沿着船身向下延伸并与气囊圈1固定连接；

充气机构3和排气机构4的工作端均与气囊圈1连通；

充气机构3和排气机构4均与自动启闭系统通讯连接。

船只通过吊装机构2将气囊圈1悬吊在船只的吃水线上方，使得气囊圈1环绕套设在船身的周围，由于船身为上宽下窄的形状，所以气囊圈1向上移动至一定的高度之后即牢牢地套在船身的周围不能移动，从而实现了在不改变船体结构的前提下，气囊圈1牢牢地固定在船体的周围；

充气机构3用于向气囊圈1内部充气，使得气囊圈1膨胀具有浮力；

排气机构4用于从气囊圈1内抽气，使得气囊圈1泄压并恢复常态；

自动启闭系统用于感应船体的倾斜情况，并根据船体的倾斜程度自动开启或关闭充气机构3和排气机构4，使得船体在风浪中得到气囊圈1的浮力支持，防止侧翻，在风浪之后又能恢复常态，正常行驶。

气囊圈1包括有多个气囊1a和连接相邻的两个气囊1a的连接件1b，气囊1a、充气机构3和排气机构4数量相同，每个气囊1a均与相邻的充气机构3、排气机构4连通。

桩2a为空心结构，充气机构3和排气机构4固定安装在每个桩2a内部，通过多个气囊1a组成气囊圈1，彼此相邻的一个气囊1a、一个充气机构3和一个排气机构4组成一个独立的工作组，多组同时进行充气、排气，能够大大提高气囊圈1的充气和排气效率，增强防侧翻机构的灵敏度。

连接件1b包括有铰接公头1b1、铰接母头1b2和空心销1b3，铰接公头1b1和铰接母头1b2分别固定安装在气囊1a的两端，空心销1b3设置在相邻的两个气囊1a之间，铰接公头1b1和铰接母头1b2均与空心销1b3铰接，空心销1b3与连接绳2b固定连接。

多个连接绳2b将每个空心销1b3悬吊在船只的周围，空心销1b3与一个气囊1a的铰接公头1b1铰接，同时空心销1b3与相邻的另一个气囊1a的铰接母头1b2铰接，从而使得空心销1b3得以将相邻的两个气囊1a铰接起来，使其环绕船只设置，同时将多个气囊1a悬吊在船只的周围。

充气机构3包括有增压泵3a、第一电磁阀3b和充气管3c，第一电磁阀3b固定安装在增压泵3a的工作端，第一电磁阀3b通过充气管3c和气囊1a连通，充气管3c穿过空心销1b3和气囊1a连通。

气囊1a充气时，第一电磁阀3b开启，增压泵3a工作通过充气管3c向气囊1a内部充气，充气结束后增压泵3a和第一电磁阀3b关闭。

排气机构4包括有真空泵4a、第二电磁阀4b和排气管4c，第二电磁阀4b固定安装在真空泵4a的工作端，第二电磁阀4b通过排气管4c和气囊1a连通，排气管4c穿过空心销1b3和气囊1a连通。

气囊1a排气时，第二电磁阀4b开启，真空泵4a工作通过排气管4c向气囊1a内部排气，排气结束后真空泵4a和第二电磁阀4b关闭。

自动启闭系统包括有倾斜传感器和计算机，倾斜传感器、充气机构3和排气机构4均与计算机通讯连接。

倾斜传感器用于感应船身的倾斜情况并将结果发送给计算机，计算机根据船身的倾斜程度发送信号给充气机构3和排气机构4，使得充气机构3或排气机构4工作从而对气囊圈1进行充气或排气。

倾斜传感器为陀螺仪传感器。

陀螺仪传感器的工作原理等同于中国专利CN107792312B公开的一种计算机控制船舶抗摇摆的装置及方法中的陀螺仪传感器工作原理，此处不做累述。

倾斜传感器为水面探测器5，水面探测器5包括有支架5a和两个超声波传感器5b，支架5a固定安装在船顶的中间，两个超声波传感器5b均安装在支架5a的顶端并且分别朝向船体的两侧设置，超声波传感器5b的工作端互为90度夹角，超声波传感器5b的工作端与水面之间呈45度夹角。

当船只竖直时，超声波传感器5b测量的水面与支架5a之间的距离应该相同，当船只倾斜时，一侧的超声波传感器5b测距会增加，另一侧会减少，比如说当船只倾斜使得倾斜一侧的超声波传感器5b所测出的距离和另一侧的超声波传感器5b测出的距离比为0.176（tan10）的时候，船体倾斜角度为35度。

连接绳2b包括有钢索2b1和止动块2b2，止动块2b2设置在空心销1b3的底端，止动块2b2和空心销1b3抵接，钢索2b1穿过空心销1b3的空心处与止动块2b2固定连接，空心销1b3内安装有爆破装置6。

海洋环境复杂，尤其是风浪环境极其复杂，现有的任何实验室或软件均不能模拟，为了避免防侧翻机构在运行的过程中发生技术人员难以预见的问题，导致灾难发生，所以在必要的情况下，应当能够让防侧翻机构快速脱离船只，从而避免对船只造成影响；

所以必要的时候，引爆爆破装置6，爆破装置6爆炸会同时炸断空心销1b3、钢索2b1、充气管3c和排气管4c，从而使得气囊圈1分离成多个气囊1a坠落到海中。

爆破装置6包括有塑料导爆管6a、雷管脚线6b、放炮母线和起爆器，塑料导爆管6a环绕钢索2b1设置，塑料导爆管6a内置有炸药，雷管脚线6b插入到塑料导爆管6a内部，雷管脚线6b通过放炮母线和起爆器电连接。

爆破装置6的引爆原理等同于中国专利CN203375884U公开的一种应用在深孔爆破中的引爆机构的引爆原理，此处不做累述。

本发明的工作原理：

船只行驶时通过自动启闭系统感应船体的倾斜程度，当船体倾斜到一定程度时，自动启闭系统开启充气机构3，充气机构3对气囊圈1进行充气，气囊圈1展开的时候，增加的排开液体体积将会大大增加浮力，为船只带来较好的稳定性；

当船只恢复稳定后，自动启闭系统开启排气机构4，排气机构4对气囊圈1进行排气，气囊圈1恢复原状，从而不妨碍到船只的正常行驶；

当气囊圈1发生故障对船只造成严重的安全隐患时，还可以通过爆破装置6紧急断开气囊圈1和吊装机构2之间的连接，从而使得气囊圈1分成多个气囊1a坠入海中，避免事故发生。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (5)

1.一种船只自动防侧翻机构，其特征在于，包括有气囊圈（1）、吊装机构（2）、充气机构（3）、排气机构（4）和自动启闭系统；

气囊圈（1）水平环绕在船身的侧面，气囊圈（1）位于船只的吃水线上方；

吊装机构（2）的两端分别与气囊圈（1）和甲板固定连接，吊装机构（2）包括有多个环绕甲板设置的桩（2a）和固定安装在每个桩（2a）上的连接绳（2b），连接绳（2b）沿着船身向下延伸并与气囊圈（1）固定连接；

充气机构（3）和排气机构（4）的工作端均与气囊圈（1）连通；

充气机构（3）和排气机构（4）均与自动启闭系统通讯连接；

气囊圈（1）包括有多个气囊（1a）和连接相邻的两个气囊（1a）的连接件（1b），气囊（1a）、充气机构（3）和排气机构（4）数量相同，每个气囊（1a）均与相邻的充气机构（3）、排气机构（4）连通；

连接件（1b）包括有铰接公头（1b1）、铰接母头（1b2）和空心销（1b3），铰接公头（1b1）和铰接母头（1b2）分别固定安装在气囊（1a）的两端，空心销（1b3）设置在相邻的两个气囊（1a）之间，铰接公头（1b1）和铰接母头（1b2）均与空心销（1b3）铰接，空心销（1b3）与连接绳（2b）固定连接；

充气机构（3）包括有增压泵（3a）、第一电磁阀（3b）和充气管（3c），第一电磁阀（3b）固定安装在增压泵（3a）的工作端，第一电磁阀（3b）通过充气管（3c）和气囊（1a）连通，充气管（3c）穿过空心销（1b3）和气囊（1a）连通；

排气机构（4）包括有真空泵（4a）、第二电磁阀（4b）和排气管（4c），第二电磁阀（4b）固定安装在真空泵（4a）的工作端，第二电磁阀（4b）通过排气管（4c）和气囊（1a）连通，排气管（4c）穿过空心销（1b3）和气囊（1a）连通；

连接绳（2b）包括有钢索（2b1）和止动块（2b2），止动块（2b2）设置在空心销（1b3）的底端，止动块（2b2）和空心销（1b3）抵接，钢索（2b1）穿过空心销（1b3）的空心处与止动块（2b2）固定连接，空心销（1b3）内安装有爆破装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种船只自动防侧翻机构，其特征在于，自动启闭系统包括有倾斜传感器和计算机，倾斜传感器、充气机构（3）和排气机构（4）均与计算机通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种船只自动防侧翻机构，其特征在于，倾斜传感器为陀螺仪传感器。

4.根据权利要求2所述的一种船只自动防侧翻机构，其特征在于，倾斜传感器为水面探测器（5），水面探测器（5）包括有支架（5a）和两个超声波传感器（5b），支架（5a）固定安装在船顶的中间，两个超声波传感器（5b）均安装在支架（5a）的顶端并且分别朝向船体的两侧设置，超声波传感器（5b）的工作端互为90度夹角，超声波传感器（5b）的工作端与水面之间呈45度夹角。

5.根据权利要求4所述的一种船只自动防侧翻机构，其特征在于，爆破装置（6）包括有塑料导爆管（6a）、雷管脚线（6b）、放炮母线和起爆器，塑料导爆管（6a）环绕钢索（2b1）设置，塑料导爆管（6a）内置有炸药，雷管脚线（6b）插入到塑料导爆管（6a）内部，雷管脚线（6b）通过放炮母线和起爆器电连接。