CN111762291A - 一种采用双向辅助锤击的破冰船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用双向辅助锤击的破冰船，包括船头体，所述船头体内设有开口向右的移动腔和控制腔，所述移动腔的内壁上左右滑动设有移动块，所述移动块向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有顶压头，所述控制腔左侧弧形壁上滑动设有弧形杆，所述弧形杆向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有破冰球，所述船头体内开设有开口向下的升降腔，本发明利用在船体与薄冰撞击行进中，薄冰不断带动移动块移动的动力，来传动控制破冰球间隙性冲击击碎冰层的方式，辅助破碎薄冰，有效降低了船体在薄冰区域行驶燃油消耗量。

Description

一种采用双向辅助锤击的破冰船

技术领域

本发明涉及船舶相关技术领域，具体为一种采用双向辅助锤击的破冰船。

背景技术

破冰船是一种在极北或者极南冰川海洋地区进行的船舶，一般破冰前行方式有两种，其中一种是针对薄冰地区，使用坚固的船头直接行使撞击破碎前进，另外一种是针对厚冰地区，采用吃水较浅的船头，直接冲上冰层，利用船体的重量压碎冰层，但是，不管是哪种破冰方式，对船舶的燃油动力耗能都相当高，导致每次出行需要携带大量燃油，并且在遇到难以破碎的冰层时，容易破坏船体，因此，为了降低破冰船的燃气动力消耗，以及提升破冰效率，有必要设计一种能够加装在船体上，并能辅助破冰的装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用双向辅助锤击的破冰船，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的实施例的一种采用双向辅助锤击的破冰船，包括船头体，所述船头体内设有开口向右的移动腔和控制腔，所述移动腔的内壁上左右滑动设有移动块，所述移动块向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有顶压头，所述控制腔左侧弧形壁上滑动设有弧形杆，所述弧形杆向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有破冰球，所述船头体内开设有开口向下的升降腔，所述升降腔的内壁上滑动设有复位块，所述复位块的内壁里固设有击打柱，所述击打柱向下延伸部分能伸出外界，且其底面固设有破冰块，所述船头体内设有能控制所述破冰球间隙性向右冲击锤击冰层的控制机构，所述控制机构包括转动设在所述控制腔前后壁间的环形齿圈，所述环形齿圈的外圈面带有直齿，所述环形齿圈的内圈面固设有限制块，所述控制腔的后壁上转动设有连接轴，所述连接轴的外周上固设有连接套，所述连接套的外周上固设有限制块，所述限制块能能与所述连接块抵接，所述弧形杆靠近所述环形齿圈内壁里固嵌有弧形齿条，所述弧形齿条与所述环形齿圈啮合，所述控制腔的右侧连通开设有限制腔，所述限制腔的底壁上左右滑动设有滑动块，所述滑动块向左延伸部分伸入所述控制腔内，且所述齿形插块能插入所述环形齿圈外圈两个齿牙之间，并能限制所述环形齿圈转动，所述船头体内设有能间歇性控制所述破冰块向下凿击厚冰的动力机构，所述动力机构包括开设在所述升降腔左侧且开口向下的传动腔，所述传动腔的前后壁间转动设有从动履带轮和传动轴，所述传动轴的外周上固设有传动履带轮，所述传动履带轮与所述从动履带轮之间传动连接设有履带，所述升降腔的上侧连通设有击打腔，所述击打柱向上延伸部分伸入所述击打腔内，所述击打腔的后壁上转动设有击打轴，所述击打轴的外周上固设有击打环，所述击打环的外周上固设有击打块，所述击打块能与所述击打柱的顶面抵接。

进一步的技术方案，所述移动块的左侧面与所述移动腔的左壁之间固定安装有顶压弹簧，所述移动腔的后壁上转动设有齿轮轴，所述齿轮轴的外周上固设有移动齿轮，所述移动块的顶面带有齿牙，所述移动齿轮与所述移动块的顶面啮合，所述移动腔的后侧开设有动力腔，所述齿轮轴下昂后延伸部分伸入所述动力腔内，且其外周上固设有传动齿轮，所述齿轮轴的后侧面固设有棘轮组，所述动力腔的后壁上转动设有棘轮轴，所述连接轴向后延伸部分伸入所述动力腔内，并与所述动力腔的后壁转动连接，所述连接轴和所述棘轮轴的外周上均固设有动力带轮，两个所述动力带轮之间传动连接设有动力皮带，所述棘轮轴的前侧面与所述棘轮组动力连接，所述动力腔的前壁上转动设有从动轴，所述从动轴的外周上固设有传动齿轮，所述从动轴向前延伸部分伸入所述限制腔内，且其外周上固设有扇形齿轮，所述滑动块的上侧内壁里固嵌有直齿条，所述直齿条能与所述扇形齿轮啮合。

进一步的技术方案，所述弧形杆的顶面与所述控制腔的顶壁间固定安装有冲动弹簧，所述弧形杆的顶面抵接设有顶杆，所述控制腔的上侧开设有从动腔，所述从动腔与所述限制腔连通，所述从动腔的后壁上转动设有旋转轴，所述旋转轴的外周上固设有旋转杆，所述旋转杆内开设有两个左右对称的空腔，所述顶杆向上延伸部分伸入所述从动腔内，并与所述旋转杆在所述空腔内铰接，所述限制腔的左右壁间固设有滑杆，所述滑杆的外周上滑动设有滑动套，所述滑动套顶面铰接设有连杆，所述连杆向上延伸部分伸入所述从动腔内，并与所述旋转杆在所述空腔内铰接，所述滑动套的底面固设有连接齿条，所述从动轴的外周上固设有连接齿轮，所述连接齿轮与所述连接齿条啮合。

进一步的技术方案，所述击打腔的后侧开设有皮带腔，所述传动轴和所述击打轴向后延伸部分均伸入所述皮带腔内，且其外周上均固设有传动带轮，两个所述传动带轮之间传动连接设有传动皮带，所述复位块的顶面与所述升降腔的顶壁间固定安装有击打弹簧。

本发明的有益效果是：本发明利用在船体与薄冰撞击行进中，薄冰不断带动移动块移动的动力，来传动控制破冰球间隙性冲击击碎冰层的方式，辅助破碎薄冰，有效降低了船体在薄冰区域行驶燃油消耗量，并且能够在厚冰层地区，当船头冲上冰层时，利用冰层带动履带的动力方式，来传动控制破冰块间隙性锤击厚冰层，辅助破碎厚冰，有降低了船体在厚冰区域行驶燃油消耗量。

附图说明

图1是本发明整体内部结构示意图；

图2是本发明中动力腔48和皮带腔45的内部结构示意图；

图3是本发明图2中B-B方向的局部剖视图；

图4是本发明图1中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面结合图1-4对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

参照图1-4，根据本发明的实施例的一种采用双向辅助锤击的破冰船，包括船头体11，所述船头体11内设有开口向右的移动腔37和控制腔28，所述移动腔37的内壁上左右滑动设有移动块36，所述移动块36向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有顶压头35，所述控制腔28左侧弧形壁上滑动设有弧形杆27，所述弧形杆27向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有破冰球30，所述船头体11内开设有开口向下的升降腔24，所述升降腔24的内壁上滑动设有复位块18，所述复位块18的内壁里固设有击打柱16，所述击打柱16向下延伸部分能伸出外界，且其底面固设有破冰块25，所述船头体11内设有能控制所述破冰球30间隙性向右冲击锤击冰层的控制机构101，所述控制机构101包括转动设在所述控制腔28前后壁间的环形齿圈29，所述环形齿圈29的外圈面带有直齿，所述环形齿圈29的内圈面固设有限制块38，所述控制腔28的后壁上转动设有连接轴32，所述连接轴32的外周上固设有连接套31，所述连接套31的外周上固设有限制块38，所述限制块38能能与所述连接块33抵接，所述弧形杆27靠近所述环形齿圈29内壁里固嵌有弧形齿条26，所述弧形齿条26与所述环形齿圈29啮合，所述控制腔28的右侧连通开设有限制腔68，所述限制腔68的底壁上左右滑动设有滑动块60，所述滑动块60向左延伸部分伸入所述控制腔28内，且所述齿形插块59能插入所述环形齿圈29外圈两个齿牙之间，并能限制所述环形齿圈29转动，所述船头体11内设有能间歇性控制所述破冰块25向下凿击厚冰的动力机构102，所述动力机构102包括开设在所述升降腔24左侧且开口向下的传动腔19，所述传动腔19的前后壁间转动设有从动履带轮23和传动轴21，所述传动轴21的外周上固设有传动履带轮20，所述传动履带轮20与所述从动履带轮23之间传动连接设有履带22，所述升降腔24的上侧连通设有击打腔12，所述击打柱16向上延伸部分伸入所述击打腔12内，所述击打腔12的后壁上转动设有击打轴14，所述击打轴14的外周上固设有击打环13，所述击打环13的外周上固设有击打块15，所述击打块15能与所述击打柱16的顶面抵接。

另外，在一个实施例中，所述移动块36的左侧面与所述移动腔37的左壁之间固定安装有顶压弹簧34，所述移动腔37的后壁上转动设有齿轮轴51，所述齿轮轴51的外周上固设有移动齿轮62，所述移动块36的顶面带有齿牙，所述移动齿轮62与所述移动块36的顶面啮合，所述移动腔37的后侧开设有动力腔48，所述齿轮轴51下昂后延伸部分伸入所述动力腔48内，且其外周上固设有传动齿轮52，所述齿轮轴51的后侧面固设有棘轮组56，所述动力腔48的后壁上转动设有棘轮轴55，所述连接轴32向后延伸部分伸入所述动力腔48内，并与所述动力腔48的后壁转动连接，所述连接轴32和所述棘轮轴55的外周上均固设有动力带轮50，两个所述动力带轮50之间传动连接设有动力皮带49，所述棘轮轴55的前侧面与所述棘轮组56动力连接，所述动力腔48的前壁上转动设有从动轴54，所述从动轴54的外周上固设有传动齿轮52，所述从动轴54向前延伸部分伸入所述限制腔68内，且其外周上固设有扇形齿轮58，所述滑动块60的上侧内壁里固嵌有直齿条61，所述直齿条61能与所述扇形齿轮58啮合，通过所述船头体11撞击右侧方的冰层，可使冰层反作用推动所述顶压头35向左移动，从而可使所述移动块36向左移动带动所述齿轮轴51转动，通过所述顶压弹簧34可使所述顶压头35复位，当所述顶压头35向左移动时，可使所述齿轮轴51带动所述棘轮轴55正转，同时带动所述从动轴54正转，此时，通过所述动力皮带49可使所述连接轴32正转，从而可使所述连接套31带动所述连接块33顺时针转动，则可使所述限制块38带动所述环形齿圈29逆时针转动，继而可使所述破冰球30和所述弧形杆27向所述控制腔28内收回，同时，所述从动轴54正转能够带动所述扇形齿轮58逆时针转动带动所述滑动块60向右移动，则可使所述齿形插块59与所述环形齿圈29分离，继而可使所述环形齿圈29正常转动，当所述顶压头35向右移动复位时，可使所述齿轮轴51带动所述从动轴54反转，此时所述棘轮轴55不动，则可使所述控制腔28不动，同时可控制所述扇形齿轮58反转与所述直齿条61分离，进而可使所述限制弹簧63带动所述滑动块60向左移动复位，继而可使所述齿形插块59重新插入所述环形齿圈29的齿牙之间限制所述环形齿圈29转动。

另外，在一个实施例中，所述弧形杆27的顶面与所述控制腔28的顶壁间固定安装有冲动弹簧44，所述弧形杆27的顶面抵接设有顶杆43，所述控制腔28的上侧开设有从动腔41，所述从动腔41与所述限制腔68连通，所述从动腔41的后壁上转动设有旋转轴39，所述旋转轴39的外周上固设有旋转杆40，所述旋转杆40内开设有两个左右对称的空腔42，所述顶杆43向上延伸部分伸入所述从动腔41内，并与所述旋转杆40在所述空腔42内铰接，所述限制腔68的左右壁间固设有滑杆66，所述滑杆66的外周上滑动设有滑动套65，所述滑动套65顶面铰接设有连杆67，所述连杆67向上延伸部分伸入所述从动腔41内，并与所述旋转杆40在所述空腔42内铰接，所述滑动套65的底面固设有连接齿条64，所述从动轴54的外周上固设有连接齿轮57，所述连接齿轮57与所述连接齿条64啮合，当所述破冰球30和所述弧形杆27向所述控制腔28收回至最大位置处时，可使所述顶杆43带动所述旋转杆40倾斜，则可使所述连杆67带动所述滑动套65向左移动，从而可使所述连接齿条64带动所述连接齿轮57逆时针转动，进而可使所述扇形齿轮58带动所述滑动块60向右移动，继而可使所述齿形插块59与所述环形齿圈29分离，此时通过所述冲动弹簧44的弹性作用，可使所述弧形杆27带动所述破冰球30迅速向外冲击，则可使所述破冰球30锤击冰层，达到辅助破冰效果，此时所述环形齿圈29逆时针转动带动所述连接轴32反转，可使所述棘轮轴55反转，通过所述棘轮组56的啮合效果，可使所述棘轮轴55与所述齿轮轴51互不影响转动。

另外，在一个实施例中，所述击打腔12的后侧开设有皮带腔45，所述传动轴21和所述击打轴14向后延伸部分均伸入所述皮带腔45内，且其外周上均固设有传动带轮47，两个所述传动带轮47之间传动连接设有传动皮带46，所述复位块18的顶面与所述升降腔24的顶壁间固定安装有击打弹簧17，当所述船头体11行驶冲上厚冰层时，持续行驶可使所述履带22收到冰层摩擦带动运转，从而可使所述履带22带动所述传动履带轮20和所述从动履带轮23转动，进而可使所述传动轴21转动，则可使所述传动皮带46带动所述击打轴14顺时针转动，继而可使所述击打块15间隙性抵接并带动所述击打柱16向下锤击，通过所述击打弹簧17可进行复位，从而达到辅助破冰的效果。

初始状态时，履带22不动，破冰块25位于升降腔24内，破冰球30和弧形杆27处于收拢状态，连接块33与限制块38抵接，连接齿条64与连接齿轮57分离，滑动套65位于右侧，扇形齿轮58与直齿条61分离，齿形插块59插入环形齿圈29外圈齿牙间。

当使用时，通过船头体11撞击右侧方的冰层，可使冰层反作用推动顶压头35向左移动，从而可使移动块36向左移动带动齿轮轴51转动，通过顶压弹簧34可使顶压头35复位，当顶压头35向左移动时，可使齿轮轴51带动棘轮轴55正转，同时带动从动轴54正转，此时，通过动力皮带49可使连接轴32正转，从而可使连接套31带动连接块33顺时针转动，则可使限制块38带动环形齿圈29逆时针转动，继而可使破冰球30和弧形杆27向控制腔28内收回，同时，从动轴54正转能够带动扇形齿轮58逆时针转动带动滑动块60向右移动，则可使齿形插块59与环形齿圈29分离，继而可使环形齿圈29正常转动，当顶压头35向右移动复位时，可使齿轮轴51带动从动轴54反转，此时棘轮轴55不动，则可使控制腔28不动，同时可控制扇形齿轮58反转与直齿条61分离，进而可使限制弹簧63带动滑动块60向左移动复位，继而可使齿形插块59重新插入环形齿圈29的齿牙之间限制环形齿圈29转动，当破冰球30和弧形杆27向控制腔28收回至最大位置处时，可使顶杆43带动旋转杆40倾斜，则可使连杆67带动滑动套65向左移动，从而可使连接齿条64带动连接齿轮57逆时针转动，进而可使扇形齿轮58带动滑动块60向右移动，继而可使齿形插块59与环形齿圈29分离，此时通过冲动弹簧44的弹性作用，可使弧形杆27带动破冰球30迅速向外冲击，则可使破冰球30锤击冰层，达到辅助破冰效果，此时环形齿圈29逆时针转动带动连接轴32反转，可使棘轮轴55反转，通过棘轮组56的啮合效果，可使棘轮轴55与齿轮轴51互不影响转动，当船头体11行驶冲上厚冰层时，持续行驶可使履带22收到冰层摩擦带动运转，从而可使履带22带动传动履带轮20和从动履带轮23转动，进而可使传动轴21转动，则可使传动皮带46带动击打轴14顺时针转动，继而可使击打块15间隙性抵接并带动击打柱16向下锤击，通过击打弹簧17可进行复位，从而达到辅助破冰的效果。

本发明的有益效果是：本发明利用在船体与薄冰撞击行进中，薄冰不断带动移动块移动的动力，来传动控制破冰球间隙性冲击击碎冰层的方式，辅助破碎薄冰，有效降低了船体在薄冰区域行驶燃油消耗量，并且能够在厚冰层地区，当船头冲上冰层时，利用冰层带动履带的动力方式，来传动控制破冰块间隙性锤击厚冰层，辅助破碎厚冰，有降低了船体在厚冰区域行驶燃油消耗量。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种采用双向辅助锤击的破冰船，包括船头体，其特征在于：所述船头体内设有开口向右的移动腔和控制腔，所述移动腔的内壁上左右滑动设有移动块，所述移动块向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有顶压头，所述控制腔左侧弧形壁上滑动设有弧形杆，所述弧形杆向右延伸部分伸出外界，且其右侧面固设有破冰球，所述船头体内开设有开口向下的升降腔，所述升降腔的内壁上滑动设有复位块，所述复位块的内壁里固设有击打柱，所述击打柱向下延伸部分能伸出外界，且其底面固设有破冰块，所述船头体内设有能控制所述破冰球间隙性向右冲击锤击冰层的控制机构，所述控制机构包括转动设在所述控制腔前后壁间的环形齿圈，所述环形齿圈的外圈面带有直齿，所述环形齿圈的内圈面固设有限制块，所述控制腔的后壁上转动设有连接轴，所述连接轴的外周上固设有连接套，所述连接套的外周上固设有限制块，所述限制块能能与所述连接块抵接，所述弧形杆靠近所述环形齿圈内壁里固嵌有弧形齿条，所述弧形齿条与所述环形齿圈啮合，所述控制腔的右侧连通开设有限制腔，所述限制腔的底壁上左右滑动设有滑动块，所述滑动块向左延伸部分伸入所述控制腔内，且所述齿形插块能插入所述环形齿圈外圈两个齿牙之间，并能限制所述环形齿圈转动；所述船头体内设有能间歇性控制所述破冰块向下凿击厚冰的动力机构，所述动力机构包括开设在所述升降腔左侧且开口向下的传动腔，所述传动腔的前后壁间转动设有从动履带轮和传动轴，所述传动轴的外周上固设有传动履带轮，所述传动履带轮与所述从动履带轮之间传动连接设有履带，所述升降腔的上侧连通设有击打腔，所述击打柱向上延伸部分伸入所述击打腔内，所述击打腔的后壁上转动设有击打轴，所述击打轴的外周上固设有击打环，所述击打环的外周上固设有击打块，所述击打块能与所述击打柱的顶面抵接。

2.根据权利要求1所述的一种采用双向辅助锤击的破冰船，其特征在于：所述移动块的左侧面与所述移动腔的左壁之间固定安装有顶压弹簧，所述移动腔的后壁上转动设有齿轮轴，所述齿轮轴的外周上固设有移动齿轮，所述移动块的顶面带有齿牙，所述移动齿轮与所述移动块的顶面啮合，所述移动腔的后侧开设有动力腔，所述齿轮轴下昂后延伸部分伸入所述动力腔内，且其外周上固设有传动齿轮，所述齿轮轴的后侧面固设有棘轮组，所述动力腔的后壁上转动设有棘轮轴，所述连接轴向后延伸部分伸入所述动力腔内，并与所述动力腔的后壁转动连接，所述连接轴和所述棘轮轴的外周上均固设有动力带轮，两个所述动力带轮之间传动连接设有动力皮带，所述棘轮轴的前侧面与所述棘轮组动力连接，所述动力腔的前壁上转动设有从动轴，所述从动轴的外周上固设有传动齿轮，所述从动轴向前延伸部分伸入所述限制腔内，且其外周上固设有扇形齿轮，所述滑动块的上侧内壁里固嵌有直齿条，所述直齿条能与所述扇形齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的一种采用双向辅助锤击的破冰船，其特征在于：所述弧形杆的顶面与所述控制腔的顶壁间固定安装有冲动弹簧，所述弧形杆的顶面抵接设有顶杆，所述控制腔的上侧开设有从动腔，所述从动腔与所述限制腔连通，所述从动腔的后壁上转动设有旋转轴，所述旋转轴的外周上固设有旋转杆，所述旋转杆内开设有两个左右对称的空腔，所述顶杆向上延伸部分伸入所述从动腔内，并与所述旋转杆在所述空腔内铰接，所述限制腔的左右壁间固设有滑杆，所述滑杆的外周上滑动设有滑动套，所述滑动套顶面铰接设有连杆，所述连杆向上延伸部分伸入所述从动腔内，并与所述旋转杆在所述空腔内铰接，所述滑动套的底面固设有连接齿条，所述从动轴的外周上固设有连接齿轮，所述连接齿轮与所述连接齿条啮合。

4.根据权利要求3所述的一种采用双向辅助锤击的破冰船，其特征在于：所述击打腔的后侧开设有皮带腔，所述传动轴和所述击打轴向后延伸部分均伸入所述皮带腔内，且其外周上均固设有传动带轮，两个所述传动带轮之间传动连接设有传动皮带，所述复位块的顶面与所述升降腔的顶壁间固定安装有击打弹簧。

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