CN114013228B - 一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，包括上层船体和多组下层船体，多组下层船体在上层船体的底部对称分布，每组下层船体均包括多个下层驱动船体和下层两栖浮体，所述的下层驱动船体和下层两栖浮体沿船体的纵向方向间隔分布，所述下层驱动船体的顶部通过波浪补偿单元与上层船体的底板连接，所述的下层两栖浮体通过升降缸与上层船体的底板连接。本发明采用由上层船体、下层驱动船体和下层两栖浮体组成的上下两层的空间布局，可针对上层船体整体得到波浪补偿，扩大了补偿范围；下层驱动船体属于分离式，可随机组合动力输出方式，使得船舶转向更加灵活；下层两栖浮体可提供船舶的两栖性。
Description
技术领域
本发明涉及一种双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，尤其涉及一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶。
背景技术
船舶是海上重要的交通运输或作业工具之一，是人类进行海洋探索和海洋运输的关键性着力点。但由于船舶的航行离不开水面的支撑，在受到海面浮力的同时，也会受到海水复杂流动的影响，使船上的人员眩晕和设备摇晃。这样既不利于人员在船舶上的生产生活，也不利于设备在海上工作的稳定性。于是各种各样的波浪补偿方式应运而生，良好的地提高了作业人员和作业设备的稳定性。虽然船用波浪补偿平台应用已经非常的广泛，但都是针对特定的补偿对象，并没有出现对船体的全面补偿。同时，船舶在滩涂岸边进行作业时，常常会导致搁浅或无法进行岸边作业，如能在岸边实现直接登陆或水上航行两栖式工作方式，就能解决这一难题。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，能够有效对船舶整体进行波浪补偿，同时能够满足水陆两栖功能的船舶，极大地增强了船舶的适用场合和应用范围。
技术方案：本发明包括上层船体和多组下层船体，多组下层船体在上层船体的底部对称分布，每组下层船体均包括多个下层驱动船体和下层两栖浮体，所述的下层驱动船体和下层两栖浮体沿船体的纵向方向间隔分布，所述下层驱动船体的顶部通过波浪补偿单元与上层船体的底板连接，所述的下层两栖浮体通过升降缸与上层船体的底板连接。
所述的下层驱动船体顶部安装有旋转平台，旋转平台顶部安装有波浪补偿单元，波浪补偿单元可选择六自由度，也可根据实际需要使用其他自由度补偿平台。
所述下层驱动船体的重心位置处安装有姿态传感器，通过姿态传感器检测下层驱动船体的横摇、纵摇、横荡、纵荡、升沉、首摇的运动姿态值，并通过信号线将运动姿态值输入到运动控制器中。
所述波浪补偿单元的驱动缸采用液压缸，所述的液压缸上安装有线位移传感器，用来测量每个缸的伸缩位移量。
所述的下层两栖浮体包括浮体和履带，浮体和履带可以通过下层两栖浮体两侧安装的旋转机构调整上下位置。
所述下层两栖浮体的两侧安装有旋转机构，调整浮体和履带的位置。
所述的下层两栖浮体与上层船体的连接处安装有线位移传感器，用来测量升降缸的伸缩位移量。
所述下层船体的船头和船尾均为下层两栖浮体。
所述的上层船体上安装有角度传感器，测量上层船体实际的转动角度。
所述的上层船体甲板上安装有吊机和控制室，船体尾部设有油箱，通过油管为下层驱动船体和下层两栖浮体提供燃油，再由下层驱动船体和下层两栖浮体的驱动装置为船舶提供动力。
有益效果：本发明采用由上层船体、下层驱动船体和下层两栖浮体组成的上下两层的空间布局，可针对上层船体整体得到波浪补偿，扩大了补偿范围；下层驱动船体属于分离式，可随机组合动力输出方式，使得船舶转向更加灵活；下层两栖浮体可提供船舶的两栖性，当船舶在水中航行时，可利用浮体在水面的浮力对上层船体起到支撑作用，当船舶上岸时，可利用履带使船舶在岸上移动；波浪补偿单元及其底部的旋转平台、下层两栖浮体两侧的旋转机构及其与上层船体连接的液压缸都具有良好的防水性，且下层两栖浮体两侧的液压缸不仅调节下层两栖浮体与上层船体之间的相对距离，在上岸时可防止下层驱动船体着地，对船体造成损坏，还能根据实际的需要对船体的升沉进行补偿。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的船舶在水中的示意图；
图3为本发明的船舶在陆地的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，本发明包括上层船体1和两组下层船体，两组下层船体在上层船体1底部的两侧对称分布，上层船体1和下层船体组成上下两层的空间布局，可针对上层船体1整体进行波浪补偿，扩大了补偿范围。其中，每组下层船体均包括多个下层驱动船体2和下层两栖浮体3，下层驱动船体2和下层两栖浮体3沿船体的纵向方向间隔分布，且船头和船尾均为下层两栖浮体3，如图2和图3所示。下层驱动船体2的顶部通过波浪补偿单元4与上层船体1的底板连接，下层两栖浮体3通过升降缸33与上层船体1的底板连接。上层船体1、下层驱动船体2和下层两栖浮体3都应有良好的防水性和排水系统，避免船体发生故障，造成损失。
如图3所示，下层驱动船体2顶部安装有旋转平台21，旋转平台21顶部安装有波浪补偿单元4，波浪补偿单元4可选择六自由度，也可根据实际需要使用其他自由度补偿平台，其所用驱动缸采用液压缸，液压缸的安装处均进行结构加强，保证结构上的刚性。同时，通过冗余设计对称的分布在上层船体1的底部，保证了整体负载的稳定与安全。波浪补偿单元4顶部固定在上层船体1的底部，底部与旋转平台21固定，根据各个液压缸的协同，完成波浪补偿的动作。
如图3所示，下层两栖浮体3包括浮体31和履带32，浮体31和履带32可以通过下层两栖浮体3两侧安装的旋转机构34调整上下位置，当船舶在水中航行时，通过旋转机构34将浮体31置下，为船舶在水中航行提供浮力，当船舶即将靠岸时，通过旋转机构34将履带32置下，并由两侧升降缸33下降履带32，由船舶头部的下层两栖浮体3先接触地面，为船舶在陆地上移动提供动力。
下层两栖浮体3与上层船体1的连接处及波浪补偿单元4中所用到的液压缸都安装有线位移传感器，用来测量每个缸的伸缩位移量，同时每个下层驱动船体2的重心位置都安装有姿态传感器，通过姿态传感器检测下层驱动船体2的横摇、纵摇、横荡、纵荡、升沉、首摇的运动姿态值，并通过信号线将运动姿态值输入到运动控制器中。上层船体1上安装有角度传感器，测量上层船体1实际的转动角度，运动控制器根据波浪补偿值的反解算法计算出横摇、纵摇、横荡、纵荡、升沉、首摇的补偿值，各液压缸根据补偿值协作，对上层船体1实现波浪补偿。
下层两栖浮体3和波浪补偿单元4都包含测控装置、液动系统、电动系统、辅助装置等。相关机电设备应与波浪补偿单元4、履带驱动装置的功率相匹配，姿态测量装置与角度传感器可冗余布置，增加测量的灵敏性。
如图1所示，上层船体1甲板上安装有吊机11和控制室12，船体尾部设有油箱13，该船舶以燃油为动力源，油箱13通过油管为下层驱动船体2和下层两栖浮体3提供燃油，再由下层驱动船体2和下层两栖浮体3的驱动装置为船舶提供动力。
当船舶在水中航行时，通过下层两栖浮体3两侧的旋转机构34将浮体31置下，为船舶在水中航行提供浮力，此时，下层驱动船体2提供整个船舶的动力输出。上岸过程：当船舶即将靠岸时，通过旋转机构34将履带32置下，并由两侧升降缸33下降履带32，由船舶头部的下层两栖浮体3先接触地面，为船舶在陆地上移动提供动力，再由波浪补偿单元4的升沉补偿运动提升船舶前部的下层驱动船体2的高度，防止下层驱动船体2磕碰地面造成损坏。
随着船身继续上岸，再由波浪补偿单4的升沉补偿运动提升船舶后部的下层驱动船体2的高度，此时主要由前端和中部的下层两栖浮体3的履带32提供船舶的动力输出，待整体船舶上岸后，前端、中部和后端的下层两栖浮体3的履带32共同成为船舶的行走装置。
下水过程：即为上岸过程的相反过程，当船舶驶入水中时，由旋转机构34将浮体31置下，并沉入水中提供浮力，待下层驱动船体2接触水面后提供水中动力输出，再依次执行直至船尾的下层两栖浮体3的浮体31置下并沉入水中，即完成整体的下水过程。
Claims (3)
1.一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，其特征在于，包括上层船体（1）和多组下层船体，多组下层船体在上层船体（1）的底部对称分布，每组下层船体均包括多个下层驱动船体（2）和下层两栖浮体（3），所述的下层驱动船体（2）和下层两栖浮体（3）沿船体的纵向方向间隔分布，所述下层驱动船体（2）的顶部通过波浪补偿单元（4）与上层船体（1）的底板连接，所述的下层两栖浮体（3）通过升降缸（33）与上层船体（1）的底板连接；
所述的下层两栖浮体（3）包括浮体（31）和履带（32），所述下层两栖浮体（3）的两侧安装有旋转机构（34）；当船舶在水中航行时，通过下层两栖浮体两侧的旋转机构将浮体置下，为船舶在水中航行提供浮力，此时，下层驱动船体提供整个船舶的动力输出；当船舶即将靠岸时，通过旋转机构将履带置下，并由两侧升降缸下降履带，由船舶头部的下层两栖浮体先接触地面，为船舶在陆地上移动提供动力，再由波浪补偿单元的升沉补偿运动提升船舶前部的下层驱动船体的高度；
随着船身继续上岸，再由波浪补偿单元的升沉补偿运动提升船舶后部的下层驱动船体的高度，此时主要由前端和中部的下层两栖浮体的履带提供船舶的动力输出，待整体船舶上岸后，前端、中部和后端的下层两栖浮体的履带共同成为船舶的行走装置；
所述的下层驱动船体（2）顶部安装有旋转平台（21），旋转平台（21）顶部安装有波浪补偿单元（4），所述下层驱动船体（2）的重心位置处安装有姿态传感器，所述波浪补偿单元（4）的驱动缸采用液压缸，所述的液压缸上安装有线位移传感器，所述的下层两栖浮体（3）与上层船体（1）的连接处安装有线位移传感器，所述下层船体的船头和船尾均为下层两栖浮体（3）。
2.根据权利要求1所述的一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，其特征在于，所述的上层船体（1）上安装有角度传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种两栖式双层多浮体且具有波浪补偿功能的船舶，其特征在于，所述上层船体（1）的甲板上安装有吊机（11）和控制室（12），船体尾部设有油箱（13）。
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