CN111452914B

CN111452914B - 过闸船舶快速成组联接装置及方法

Info

Publication number: CN111452914B
Application number: CN202010246566.8A
Authority: CN
Inventors: 齐俊麟; 程细得; 王海江; 马晓奂; 杨冰
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT; Three Gorges Navigation Authority
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT; Three Gorges Navigation Authority
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: CN111452914A

Abstract

本发明提供了过闸船舶快速成组联接装置及方法，它包括联接柱和自动联接器，所述联接柱和自动联接器分别设置在待联接的两条船舶上，并通过两者之间的自动抱和联接来实现两条船舶之间的横向联接。降低联接装置构件复杂程度和制造成本。

Description

过闸船舶快速成组联接装置及方法

技术领域

本发明涉及船舶过闸快速联接装置领域，特别是涉及过闸船舶快速成组联接装置及方法。

背景技术

联接装置的设计是一个复杂的过程，船舶过闸快速成组联接装置需要综合考虑各种适用性影响因素，构件复杂程度和制造成本。按照实际需求情况，联接装置的布置应该简单易用，避免复杂的构件，以降低建造成本。目前的联接装置有插销式液压自动联接装置、挠性联接装置等。

在申请号200610124672.9提出了一种顶推船与驳船之间的联接装置，采用纵向联接，用于海上顶推船队。CN01221223.7提出了一种船用挠性联接装置，采用纵向联接，使船舶可顺利通过相对曲率半径较小的狭窄弯曲航道。三峡船舶编队过闸是在库区水域航行，所承受的风浪也很小，航道不弯曲，原有的自动联接器功能过剩，不适用于过闸编队情况。根据目前船舶过闸成组方式，船舶过闸需在导航墙虚拟闸室处待闸完成成组，成组船队由虚拟闸室驶入闸室，过闸期间没有转向的情况，对联接装置的要求比原有的船队自动联接装置更简单，只需满足船舶过闸编队的使用要求。

发明内容

本发明为了降低联接装置构件复杂程度和制造成本，提供了一种船舶过闸快速成组联接装置及联接方法。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：过闸船舶快速成组联接装置，它包括联接柱和自动联接器，所述联接柱和自动联接器分别设置在待联接的两条船舶上，并通过两者之间的自动抱和联接来实现两条船舶之间的横向联接。

所述自动联接器包括尾座，所述尾座安装在用于调节其伸出长度的伸缩调节机构的末端，所述尾座上铰接有用于夹紧联接柱的自动联接锁；所述壳体的侧面安装有用于推动其转动的转动装置。

所述伸缩调节机构采用液压缸机构或者螺杆伸缩机构。

所述转动装置包括加工在自动联接锁的壳体侧壁上的凹槽，所述凹槽上滑动配合安装有滑块，所述滑块与转动油缸的活塞杆末端铰接相连，所述转动油缸的底座铰接在尾座所在的船体上。

所述自动联接锁包括壳体，所述壳体通过尾锁铰接在尾座上，所述壳体支撑在横向支架上，所述壳体中转动安装有锁头，所述锁头上通过中间销铰接有钳臂，所述钳臂上转动安装有钳握，所述钳握与安装在另一条船舶上的联接柱配合相连，所述钳握上安装有用于带动其握紧的导合块，所述钳臂的尾部之间设置有能够升降并将其握紧状态锁定的锁块。

所述壳体的内部设置有用于对自动联接锁进行缓冲的纵向缓冲弹簧；所述横向支架的内部安装有横向缓冲弹簧。

所述联接柱通过刚性联接固定在船舶的甲板上。

所述锁块通过杠杆机构安装在锁头上；在钳臂处于握紧状态下，锁块在自重作用下下落，来锁紧钳臂；当需要解锁时，通过人工操作杠杆机构使得锁块提升，进而使钳臂解除锁定。

所述过闸船舶快速成组联接装置进行船舶联接编队的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：船舶过闸快速成组时，将干舷高度高的船舶放置在左梭，干舷低的船舶在右梭；并将自动联接器设置在干舷高度高的船舶的右舷上，将联接柱设置在干舷低的船舶的左舷上；

步骤2：将设置在干舷高度高的船舶上的自动联接器松开，即检查钳握和钳臂是否处于张开的状态，将锁块搁置在钳臂的尾部上方；

步骤3：将干舷低的船舶向干舷高度高的船舶靠泊，使得联接柱向自动联接器靠近，当两者到达合适位置时，启动自动联接器；

步骤4：通过自动联接器的伸缩调节机构推动联接锁向联接柱运动，使联接柱进入钳握，同时，联接柱推动钳握上、下的导合块，使钳握和钳臂绕中间销转动，进而使得钳握抱紧咬合联接柱；

步骤5：联接柱进入钳握的过程中，钳臂的尾部逐步张开，当钳握完全抱合联接柱时，钳臂尾部完全张开，锁块借助自重自动落入其开口中，将钳握和钳臂固定，完成了一个联接点的联接；

步骤6：当两个联接点都完成联接后，两条船间的编队作业才算完成，依次完成多条船舶之间的联接；

步骤7：解队时，依靠人力通过杠杆拉起锁块，再通过伸缩调节机构拉回自动连接器，使联接柱逐渐脱离钳握，钳臂尾部并随之合拢，将锁块放在钳臂的尾部上方，两条船的解队作业就算完成。

所述过闸船舶快速成组联接装置进行船舶联接编队的方法，船舶联接编队布置设计要点：

所述联接柱的长度受两船舶的干舷差和钳握高度因素的影响；

安装在船舶左舷的联接柱长度L按照公式（1）确定：

L=ΔT+h ₁+ h ₂+ h ₃（1）

式中：ΔT为船舶吃水最大变化量，单位m；h ₁为联接柱端部余量，单位m；h ₂为两船最大干舷差，单位m；h ₃为钳握高度，单位m；

所述自动联接器的布置要点：

第一，采用双联法完成船舶的联接，自动联接器布置在船舶右舷，并可在船首和船尾处以一定距离各布置一对自动联接器；联接柱布置在船舶左舷，可在舷侧按一定间距成对布置联接柱，以便不同长度的船舶完成梭型编队；

第二，自动联接器布置在甲板上，自动联接器的端部不应超出船端，若必需超出时，最多不超出0.015m，以避免擦伤其他船舶；

第三，对于自动联接器的结构，要保证其钳握能在钳臂上前后摆动各5度以上，锁头能在壳体中左右各转动10度以上的角度，以满足两船干舷差的影响以及在闸室充水时船舶的横摇要求；钳握绕中间销转动的角度应能满足联接柱进入钳握并能牢固锁上锁块。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用上述结构的成组联接装置，能够用于船舶过闸过程中的快速成组联接，进而满足船舶过闸编队的使用要求；而且其使用方便，操作简单，可靠性高。

2、通过上述的转动装置能够用于调节自动联接锁的角度。工作过程中，通过转动油缸驱动滑块，通过滑块驱动壳体转动，进而通过壳体带动整个联接装置转动。

3、通过上述的伸缩调节机构主要用于提供伸缩以及抱紧的动力，通过其伸缩调节能够将自动联接锁伸出船舶的船舷外部。

4、通过上述的自动联接锁主要用于自动的抱合咬紧联接柱。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的船舶过闸快速成组联接装置俯视图。

图2为本发明的船舶过闸快速成组联接装置主视图。

图3为本发明的船舶过闸编队联接示意图。

图4为本发明的联接柱与自动联接器相连的图。

图5为本发明的快速成组联接装置的编解队流程图。

图中：联接柱1、钳握2、钳臂3、导合块4、中间销5、锁块6、锁头7、横向支架8、壳体9、尾锁10、尾座11、转动油缸12、伸缩调节机构13、凹槽14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-4，过闸船舶快速成组联接装置，它包括联接柱1和自动联接器，所述联接柱1和自动联接器分别设置在待联接的两条船舶上，并通过两者之间的自动抱和联接来实现两条船舶之间的横向联接。通过采用上述结构的成组联接装置，能够用于船舶过闸过程中的快速成组联接，进而满足船舶过闸编队的使用要求；而且其使用方便，操作简单，可靠性高。

进一步的，所述自动联接器包括尾座11，所述尾座11安装在用于调节其伸出长度的伸缩调节机构13的末端，所述尾座11上铰接有用于夹紧联接柱1的自动联接锁；所述壳体9的侧面安装有用于推动其转动的转动装置。通过上述结构的自动联接器能够用于咬合抱紧联接柱1。工作过程中，通过伸缩调节机构13驱动自动联接器，通过自动联接器将联接柱1抱紧，最终实现两者的联接。

进一步的，所述伸缩调节机构13采用液压缸机构或者螺杆伸缩机构。通过上述的伸缩调节机构13主要用于提供伸缩的动力，通过其伸缩调节能够将自动联接器伸出船舶的船舷外部。

进一步的，所述转动装置包括加工在自动联接锁的壳体9侧壁上的凹槽14，所述凹槽14上滑动配合安装有滑块，所述滑块与转动油缸12的活塞杆末端铰接相连，所述转动油缸12的底座铰接在尾座11所在的船体上。通过上述的转动装置能够用于调节自动联接器的角度。工作过程中，通过转动油缸12驱动滑块，通过滑块驱动壳体9转动，进而通过壳体9带动整个联接装置转动。

进一步的，所述自动联接锁包括壳体9，所述壳体9通过尾锁10铰接在尾座11上，所述壳体9支撑在横向支架8上，所述壳体9中转动安装有锁头7，所述锁头7上通过中间销5铰接有钳臂3，所述钳臂3上转动安装有钳握2，所述钳握2与安装在另一条船舶上的联接柱1配合相连，所述钳握2上安装有用于带动其握紧的导合块4，所述钳臂3的尾部之间设置有能够升降并将其握紧状态锁定的锁块6。工作过程中，通过伸缩调节机构10推动联接锁向联接柱1运动，使联接柱1进入钳握2，同时，联接柱1推动钳握2上、下的导合块4，使钳握2和钳臂3绕中间销5转动，进而使得钳握2抱紧咬合联接柱1。

进一步的，所述壳体9的内部设置有用于对自动联接锁进行缓冲的纵向缓冲弹簧；所述横向支架8的内部安装有横向缓冲弹簧。通过上述的缓冲弹簧能够承受两个船舶之间的轻微摇晃以及碰撞。

进一步的，所述联接柱1通过刚性联接固定在船舶的甲板上。

进一步的，所述锁块6通过杠杆机构安装在锁头7上；在钳臂3处于握紧状态下，锁块6在自重作用下下落，来锁紧钳臂3；当需要解锁时，通过人工操作杠杆机构使得锁块6提升，进而使钳臂3解除锁定。通过锁块6能够对钳臂3的锁紧状态进行锁定，进而保证两者之间的锁紧固定，保证了两者连接的可靠性。

进一步的，为了保证伸缩调节机构13运动的稳定性，所述伸缩调节机构13通过直线滑轨配合安装在船舶的甲板板上。

实施例2：

如图5，所述过闸船舶快速成组联接装置进行船舶联接编队的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：船舶过闸快速成组时，将干舷高度高的船舶放置在左梭，干舷低的船舶在右梭；并将自动联接器设置在干舷高度高的船舶的右舷上，将联接柱1设置在干舷低的船舶的左舷上；

步骤2：将设置在干舷高度高的船舶上的自动联接器松开，即检查钳握2和钳臂3是否处于张开的状态，将锁块6搁置在钳臂3的尾部上方；

步骤3：将干舷低的船舶向干舷高度高的船舶靠泊，使得联接柱1向自动联接器靠近，当两者到达合适位置时，启动自动联接器；

步骤4：通过自动联接器的伸缩调节机构13推动联接锁向联接柱1运动，使联接柱1进入钳握2，同时，联接柱1推动钳握2上、下的导合块4，使钳握2和钳臂3绕中间销5转动，进而使得钳握2抱紧咬合联接柱1；

步骤5：联接柱1进入钳握2的过程中，钳臂3的尾部逐步张开，当钳握2完全抱合联接柱1时，钳臂3尾部完全张开，锁块6借助自重自动落入其开口中，将钳握2和钳臂3固定，完成了一个联接点的联接；

步骤7：解队时，依靠人力通过杠杆拉起锁块6，再通过伸缩调节机构13拉回自动连接器，使联接柱1逐渐脱离钳握2，钳臂3尾部并随之合拢，将锁块6放在钳臂3的尾部上方，两条船的解队作业就算完成。

快速成组联接装置的适航性：

船舶在进闸的过程中，由于风流、装载吃水的差异等因素的影响，使相连船舶之间产生一系列的相对运动。过闸船舶快速成组联接装置可以通过联接柱的长度来适应两船的相对沉浮和吃水差异；通过锁头在壳体中的旋转以及在联接柱中上下滑动来适应两船间的艏艉吃水差异；通过构件中的缓冲弹簧来吸收两船间的冲击载荷并传递给其他构件；通过转动油缸来调节联接臂位置和角度，以满足自动联接器与存在布置差异的联接柱之间的联接。

进一步的，所述过闸船舶快速成组联接装置进行船舶联接编队的方法，船舶联接编队布置设计要点：

所述联接柱1的长度受两船舶的干舷差和钳握高度因素的影响；

安装在船舶左舷的联接柱长度L按照公式（1）确定：

L=ΔT+h ₁+ h ₂+ h ₃（1）

式中：ΔT为船舶吃水最大变化量，单位m；h ₁为联接柱端部余量，单位m；h ₂为两船最大干舷差，单位m；h ₃为钳握高度，单位m。

对于重载船舶，ΔT取0.2m，h ₁一般取0.1~0.2m，h ₂为快速成组联接装置允许最大干舷差取0.5m，根据我国交通部行业标准《内河顶推船队自动联接器》JT/T 334-1995中提供的自动联接器的型号参数，选用160H的联接器时，h ₃取0.16m，按照公式计算得到联接柱长度为0.96m。联接柱的直径同样按照上述行业标准进行选取，得到直径为0.108m。联接柱的主要构件及相应船体结构的承载能力不能低于自动联接器设计载荷的1.6倍。

所述自动联接器的布置要点：

第三，对于自动联接器的结构，要保证其钳握能在钳臂3上前后摆动各5度以上，锁头7能在壳体9中左右各转动10度以上的角度，以满足两船干舷差的影响以及在闸室充水时船舶的横摇要求；钳握2绕中间销5转动的角度应能满足联接柱1进入钳握2并能牢固锁上锁块6。

快速成组联接装置的编解队原理：

船舶右舷布置自动联接器，左舷布置联接柱。编队时，将干舷高的船舶放置在左梭，干舷低的船舶放置在右梭。干舷高的船舶上的自动联接器处于解队时已形成的状态，即钳握2和钳臂3是张开的，锁块6搁置在钳臂3的尾部上。将干舷低的船舶向干舷高度高的船舶靠泊，使得联接柱1向自动联接器靠近，当两者到达合适位置时，启动自动联接器，通过自动联接器的伸缩调节机构13推动联接锁向联接柱1运动，使联接柱1进入钳握2，同时，联接柱1推动钳握2上、下的导合块4，使钳握2和钳臂3绕中间销5转动。随着联接柱1进入钳握2，钳臂3的尾部逐步张开，当钳握2完全抱合联接柱1时，钳臂3尾部完全张开，锁块6借助自重自动落入其开口中，将钳握2和钳臂3固定，完成了一个联接点的联接。当两个联接点都完成联接后，两条船间的编队作业才算完成。

解队时，依靠人力通过杠杆拉起锁块6，再通过伸缩调节机构13拉回联接锁，使联接柱1逐渐脱离钳握2，钳臂3尾部随之合拢，将锁块6放在钳臂3的尾部上，两条船的解队作业完成。

Claims

1.过闸船舶快速成组联接装置，它包括联接柱（1）和自动联接器，其特征在于：所述联接柱（1）和自动联接器分别设置在待联接的两条船舶上，并通过两者之间的自动抱和联接来实现两条船舶之间的横向联接；

还包括自动联接锁，所述自动联接锁包括壳体（9），所述壳体（9）通过尾锁（10）铰接在尾座（11）上，所述壳体（9）支撑在横向支架（8）上，所述壳体（9）中转动安装有锁头（7），所述锁头（7）上通过中间销（5）铰接有钳臂（3），所述钳臂（3）上转动安装有钳握（2），所述钳握（2）与安装在另一条船舶上的联接柱（1）配合相连，所述钳握（2）上安装有用于带动其握紧的导合块（4），所述钳臂（3）的尾部之间设置有能够升降并将其握紧状态锁定的锁块（6）；

所述自动联接器包括尾座（11），所述尾座（11）安装在用于调节其伸出长度的伸缩调节机构（13）的末端，所述尾座（11）上铰接有用于夹紧联接柱（1）的自动联接锁；所述壳体（9）的侧面安装有用于推动其转动的转动装置；

所述转动装置包括加工在自动联接锁的壳体（9）侧壁上的凹槽（14），所述凹槽（14）上滑动配合安装有滑块，所述滑块与转动油缸（12）的活塞杆末端铰接相连，所述转动油缸（12）的底座铰接在尾座（11）所在的船体上；

所述伸缩调节机构（13）采用液压缸机构或者螺杆伸缩机构。

2.根据权利要求1所述过闸船舶快速成组联接装置，其特征在于：所述壳体（9）的内部设置有用于对自动联接锁进行缓冲的纵向缓冲弹簧；所述横向支架（8）的内部安装有横向缓冲弹簧。

3.根据权利要求1所述过闸船舶快速成组联接装置，其特征在于：所述联接柱（1）通过刚性联接固定在船舶的甲板上。

4.根据权利要求1所述过闸船舶快速成组联接装置，其特征在于：所述锁块（6）通过杠杆机构安装在锁头（7）上；在钳臂（3）处于握紧状态下，锁块（6）在自重作用下下落，来锁紧钳臂（3）；当需要解锁时，通过人工操作杠杆机构使得锁块（6）提升，进而使钳臂（3）解除锁定。

5.采用权利要求1-4任意一项所述过闸船舶快速成组联接装置进行船舶联接编队的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：船舶过闸快速成组时，将干舷高度高的船舶放置在左梭，干舷低的船舶在右梭；并将自动联接器设置在干舷高度高的船舶的右舷上，将联接柱（1）设置在干舷低的船舶的左舷上；

步骤2：将设置在干舷高度高的船舶上的自动联接器松开，即检查钳握（2）和钳臂（3）是否处于张开的状态，将锁块（6）搁置在钳臂（3）的尾部上方；

步骤3：将干舷低的船舶向干舷高度高的船舶靠泊，使得联接柱（1）向自动联接器靠近，当两者到达合适位置时，启动自动联接器；

步骤4：通过自动联接器的伸缩调节机构（13）推动联接锁向联接柱（1）运动，使联接柱（1）进入钳握（2），同时，联接柱（1）推动钳握（2）上、下的导合块（4），使钳握（2）和钳臂（3）绕中间销（5）转动，进而使得钳握（2）抱紧咬合联接柱（1）；

步骤5：联接柱（1）进入钳握（2）的过程中，钳臂（3）的尾部逐步张开，当钳握（2）完全抱合联接柱（1）时，钳臂（3）尾部完全张开，锁块（6）借助自重自动落入其开口中，将钳握（2）和钳臂（3）固定，完成了一个联接点的联接；

步骤7：解队时，依靠人力通过杠杆拉起锁块（6），再通过伸缩调节机构（13）拉回自动连接器，使联接柱（1）逐渐脱离钳握（2），钳臂（3）尾部并随之合拢，将锁块（6）放在钳臂（3）的尾部上方，两条船的解队作业就算完成。