CN114194351B - 一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶防撞技术领域，尤其是涉及一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置。技术包括防撞球和水平设置的安装座，安装座上安装有固定座，所述固定座顶部开上下相通的安装孔，安装孔分为上下两段，其中上段为上大下小的上圆锥孔，下段为上小下大的下圆锥孔；在上圆锥孔内独立设置有上大下小的上圆锥柱，在上圆锥孔侧壁的固定座上设置有上缓冲组件，上圆锥孔下端内径小于上圆锥柱上端外径；在下圆锥孔内独立设置有上小下大的下圆锥柱，下圆锥柱与上圆锥柱呈可拆式固定在一起，下圆锥柱下端设置有用于缓冲下圆锥柱向安装座移动的下缓冲组件，下圆锥孔上端内径小于下圆锥柱下端外径。本发明在使用时减少了两碰撞船舶碰撞后的损失。

Description

一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置

技术领域

本发明属于船舶防撞技术领域，尤其是涉及一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置。

背景技术

船舶碰撞是指船舶之间和船舶与渔船或舶板、移动式平台之间相互碰撞造成的水上交通事故。船舶碰撞事故在水上交通事故中占比最大。据统计，在全球发生的海难事故中，40%以上是由船舶碰撞造成的。

由于不同船舶的尺度和吨位各不相同，且即便同一船舶，其在不同装载状态下时的干舷高度也不同（“干舷”指船舶露天甲板上缘至水面的高度）。所以两船发生碰撞时，在垂直水面的方向上，船舶从甲板至船底都有可能遭到碰撞。

当船舶碰撞已不可避免时，船舶可从两方面采取操纵措施以减小碰撞事故所造成的损失：一是降低两船瞬间接触的惯性冲量（包括降低船舶速度和调整碰撞角度）；二是避开船舶要害部位（如机舱和船中等部位）。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其结构简单，安装与回收方便，能适应安装于不同形状的船舶船体壳和船舶部位，可有效降低船舶碰撞损失。

所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，包括防撞球和水平设置的安装座，安装座上安装有固定座，所述固定座顶部开上下相通的安装孔，安装孔分为上下两段，其中上段为上大下小的上圆锥孔，下段为上小下大的下圆锥孔；

在上圆锥孔内独立设置有上大下小的上圆锥柱，上圆锥柱顶端连接有调节环，在调节环的孔内穿装有与之呈旋转配合的旋转轴，防撞球分为左半球和右半球，其中左球与旋转轴一端连接，右半球与旋转轴另一端连接，在上圆锥孔侧壁的固定座上设置有用于缓冲上圆锥柱向安装座移动的上缓冲组件，上圆锥孔下端内径小于上圆锥柱上端外径；

在下圆锥孔内独立设置有上小下大的下圆锥柱，下圆锥柱与上圆锥柱呈可拆式固定在一起，下圆锥柱下端设置有用于缓冲下圆锥柱向安装座移动的下缓冲组件，下圆锥孔上端内径小于下圆锥柱下端外径。

进一步的，还包括竖直设置的缓冲杯，缓冲杯为块状结构，缓冲杯的上表面开设有凹坑，凹坑表面为与防撞球下表面相配合的球面结构，防撞球位于凹坑正上方，在缓冲杯内开设有上下相通的安装槽，固定座整体独立设置在安装槽内，缓冲杯下端与安装座之间安装有用于缓冲缓冲杯向安装座移动的橡胶块，橡胶块中开设有通孔，固定座下端设置在通孔内。

进一步的，所述上缓冲组件包括第一调节球，在上圆锥孔侧壁的固定座上开设有用于第一调节球滚动且与上圆锥孔相通的安装通道，位于上圆锥孔的安装通道端部内径小于安装通道内径，第一调节球的直径小于安装通道内径，安装通道内安装有将第一调节球顶在上圆锥柱的第一弹簧，第一弹簧与第一调节球相互独立。

进一步的，所述下缓冲组件包括第二弹簧，第二弹簧上端顶在下圆锥柱底部，其下端顶在安装座上。

进一步的，所述安装座内设置有用于将安装座吸附在船上的电磁铁。

进一步的，所述安装座为矩形结构，且在其四角均开设有用于与船固定的固定孔。

进一步的，所述安装座为若干块，相邻两块安装座通过枢轴铰接。

进一步的，所述第二弹簧内设置有具有弹性功能的缓冲柱，第二弹簧自然状态下，缓冲柱与下圆锥柱之间留有间隙。

进一步的，所述左半球和右半球外表面均包裹有由弹性材料制作而成的缓冲层。

进一步的，所述安装通道在固定座上内外相通，在安装通道内安装有沿通道能滚动的第二调节球，第一弹簧安装在第一调节球与第二调节球之间，第一弹簧一端顶紧第一调节球将第一调节球顶在上圆锥柱上，第一弹簧另一端顶紧第二调节球将第二调节球顶在缓冲杯上的安装槽槽壁上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在使用时，将安装座安装在船上易撞区域，将防撞球背离船朝外，两个半球呈上下垂直分布，当两船发生碰撞时，防撞球其它船第一时间相接触，在旋转轴与调节环的旋转配合设计下，使防撞球能沿旋转轴轴向旋转，从而能使防撞球像车轮一样沿其它船滚动，达到改变船碰撞方向的目的。

在防撞球滚动的同时，如果碰撞力过大时，在第一弹簧、第二弹簧、橡胶块等部件的配合作用下，能在防撞球发生碰撞时产生一个向安装座的缓冲力，进一步减少了两碰撞船舶碰撞后的损失。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中安装座俯视结构示意图；

图3为两个安装座铰接时的结构示意图；

图中各部件名称：1、调节环 2、防撞球 3、旋转轴 4、缓冲杯 5、第一弹簧 6、第二调节球 7、固定座 8、橡胶块 9、下圆锥柱 10、缓冲柱 11、第二弹簧 12、安装座 13、电磁铁14、铰接孔 15、上圆锥柱 16、第一调节球 17、固定孔 18、枢轴。

实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例

如图1所示，本实施例所述的一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，包括防撞球2和水平设置的安装座12，安装座12上安装有固定座7，所述固定座7顶部开上下相通的安装孔，安装孔分为上下两段，其中上段为上大下小的上圆锥孔，下段为上小下大的下圆锥孔；

在上圆锥孔内独立设置有上大下小的上圆锥柱15，上圆锥柱15顶端连接有调节环1，在调节环1的孔内穿装有与之呈旋转配合的旋转轴3，调节环1与旋转轴3之间进行旋转配合时，可以采用旋转轴3通过轴承安装在调节环1的孔内，也可以直接采用旋转轴3与调节环1的孔呈间隙配合。

防撞球2分为左半球和右半球，其中左球与旋转轴3一端连接，右半球与旋转轴3另一端连接，左半球和右半球之间的间隙优选3cm至5cm之间，可以进一步确保防撞球2在碰撞时能沿船滚动，同时方便调节环1设计时的成本控制。

在上圆锥孔侧壁的固定座7上设置有用于缓冲上圆锥柱15向安装座12移动的上缓冲组件，上缓冲组件的设计下，一但防撞球2与其它船接触时，就会有很大的冲击力，如果不进行缓冲直接硬碰硬，其船的损伤会有大，在上缓冲组件的作用下，可以将冲击力进行缓冲；上圆锥孔下端内径小于上圆锥柱15上端外径，防止上圆锥柱15从上圆锥孔向下穿出；进一步优选上圆锥孔与上圆锥柱15的锥面平行设置，如果两向碰撞时，发生不可估量的冲击力时，第一弹簧5与上圆锥孔就会紧密贴合，处于硬接触状态，这时候只有上圆锥孔与上圆锥柱15贴合状态被破坏时，才会去破坏它处，为驾驶员改变航向争取一定的时间，从而达到一级缓冲的目的。

在下圆锥孔内独立设置有上小下大的下圆锥柱9，下圆锥柱9与上圆锥柱15呈可拆式固定在一起，方便维护和组装。在实际生产时，可以在下圆锥柱9与上圆锥柱15中间开一下上下相通的通孔，在通孔内穿装螺杆，在下圆锥柱9底部与上圆锥柱15顶部的螺杆上套装螺母，从而将下圆锥柱9与上圆锥柱15固定；还可以在上圆锥柱15底部开设一个螺纹沉孔，在螺纹沉孔内设置与之螺纹配合的螺杆，螺杆一端安装在螺纹沉孔内，另一端固定在下圆锥柱9顶部。

下圆锥柱9下端设置有用于缓冲下圆锥柱9向安装座12移动的下缓冲组件，与上缓冲组件结合进行缓冲，进一步确保了缓冲效果，同时进一步为驾驶员改变航向争取一定的时间，从而达到二级缓冲的目的。

下圆锥孔上端内径小于下圆锥柱9下端外径。优选下圆锥柱9与下圆锥孔的锥面平行，如图1所示，当防撞球2受到外力向上的移动时，在下圆锥柱9与下圆锥孔配合下，就可以将下圆锥柱9进行相对固定，从而有效的防止防撞球2脱落，进一步确保了缓冲效果。

上述设计中采用上圆锥孔与上圆锥柱15配合和下圆锥孔与下圆锥柱9配合，在两船发生碰撞时，其碰撞情况并不一样，当调节环1与旋转轴3处于不能旋转的状态下（如图1所示，当防撞球2左侧或者右侧进行碰撞时，旋转轴3就不能旋转），下圆锥柱9和上圆锥柱15就会转动，这时候就改变了防撞球2与船的接触面，旋转轴3就会旋转，防撞球2就会沿船体滚动，从而将改变船的行驶方向。

在将上述设计安装在船上时，可根据船的不同结构来决定安装多少个本装置，安装时，只需要将安装座12安装在船上易撞区域，将防撞球2背离船朝外，两个半球呈上下垂直分布，采用垂直分布是为防撞球2沿船体滚动提供条件。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，还包括竖直设置的缓冲杯4，缓冲杯4为块状结构，缓冲杯4的上表面开设有凹坑，凹坑表面为与防撞球2下表面相配合的球面结构，防撞球2位于凹坑正上方，如图1所示，当防撞球2受力向下移动时，如果实施例一中的上缓冲件与下缓冲件缓冲后还有很大撞击力，此时就会通过实施例一中的上圆锥柱15与上圆锥孔硬配合以及防撞球2与缓冲杯4进行硬配合，为驾驶员改变航向争取一定的时间。在实际应用时，也可以先让实施例一中的上圆锥柱15与上圆锥孔硬配合；优选上圆锥孔硬配合以及防撞球2与缓冲杯4进行硬配合，在缓冲杯4将要受损时，实施例一中的上圆锥柱15与上圆锥孔再进行硬配合，实现先后硬配合的方式及配合程度采用防撞球2与凹坑之间的距离来决定。

在缓冲杯4内开设有上下相通的安装槽，固定座7整体独立设置在安装槽内，将固定座7设置在安装槽内，可以进一步防止固定座7以及固定座7内设置的其它部件快速受损。

缓冲杯4下端与安装座12之间安装有用于缓冲缓冲杯4向安装座12移动的橡胶块8，橡胶块8中开设有通孔，固定座7下端设置在通孔内，在橡胶块8的作用下，当防撞球2与缓冲杯4接触后，橡胶块8进一步可以将防撞球2向下的冲击力进行缓冲，达到三级缓冲的目的。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述上缓冲组件包括第一调节球16，在上圆锥孔侧壁的固定座7上开设有用于第一调节球16滚动且与上圆锥孔相通的安装通道，位于上圆锥孔的安装通道端部内径小于安装通道内径，第一调节球16的直径小于安装通道内径；采用本段设计，可以防止第一调节球16从安装通道内直接弹出，从而可以防止第一调节球16卡在上圆锥柱15与上圆锥孔之间。

安装通道内安装有将第一调节球16顶在上圆锥柱15的第一弹簧5，第一弹簧5与第一调节球16相互独立，采用相互独立的第一弹簧5和第一调节球16设计，如图1所示，在上圆锥柱15下移时，第一调节球16可以自由滚动，同时还会克服第一弹簧5的弹力挤压第一调节球16向安装通道内移动，从而达到上圆锥柱15缓冲下移的目的。

在实际应用时，上缓冲组件还可以采用其它现有技术，如将第一调节球16变换为与上圆锥柱15呈楔形配合的楔块，将第一弹簧5变为弹片。

上缓冲组件的数量在生产制作时，还可以如图1所示，在上圆锥柱15左右两侧各设置两套，也可以设计三套及以上，还可以在上圆锥柱15前后或者其它方向进行设置，具体设置多少和怎么分布可根据上圆锥柱15所需的缓冲力来确定，一般分布采用圆周均匀分布。

实施例

如图1所示，本实施例将技术进一步进行说明，所述下缓冲组件包括第二弹簧11，当下圆锥柱9受到向下移的冲击力时，在第二弹簧11的作用下，可以对下圆锥柱9下移过程起到缓冲作用。

优选第二弹簧11上端顶在下圆锥柱9底部，其下端顶在安装座12上；考虑到下圆锥柱9与第二弹簧11需要相对旋转，还可以在下圆锥柱9与第二弹簧11之间设置水平板，第二弹簧11顶端固定在水平板上，在水平板上竖直固定有转动轴，对应转动轴在下圆锥柱9底部开设用用于转动轴独立穿入的沉孔，为了使转动轴转动平稳，还可以将转动轴通过轴承安装在沉孔内。

实际应用时，还可以采用如实施例3中的上缓冲组件，也可以采用如实施例3中所述的弹片进行缓冲。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述安装座12内设置有用于将安装座12吸附在船上的电磁铁13。

使用时，需要将电磁铁13安装在船上时，只需要给电磁铁13通电，电磁铁13产生磁场后将安装座12吸附在船上；当不使用时，直接给电磁铁13断电，磁场消失，安装座12与船分离，即可将安装座12放置在其它地方。

电磁铁13原理：当直流电通过导体时会产生磁场，若使直流电通过由导体构成的线圈则会产生具方向性的磁场。但是单纯由直流电和线圈所构成磁场不够集中而导致产生的磁力不够，因此会在线圈的中心加入一磁性物质以达到集中磁场的效果。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述安装座12为矩形结构，且在其四角均开设有用于与船固定的固定孔17。

本实施例是安装座12与船安装的另一实施方式，在实际应用时，为了确保安装座12的稳定性，也可以将实施例5与本实施例进行结合。

本实施例在安装时，如图2所示，只需要通过螺栓与螺母的配合，将螺栓穿过固定孔17和船上的固定孔，再通过螺母将安装座12固定在船上即可，为了日后安装方便，还可以直接对应固定孔17在船上设置一套与安装座12呈夹紧配合的固定件，同实施例5，在不使用时，固定件将安装座12松开，当使用时，再通过固定件将安装座12进行固定，常见的固定件有夹持的机械手等现有技术方案。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述安装座12为若干块，相邻两块安装座12通过枢轴18铰接，每块安装座12上均设置有防撞球2等缓冲部件。采用模块化铰接有利于整个防撞设施与船舶的船体壳相贴合。

在本实施例的设计下，当船舶计划通过船舶密度较大或碰撞风险较大的水域前，在船舶甲板上通过枢轴18将多个安装座12进行铰接组装，并通过船用克令吊吊放安装在需重点保护的船体壳外侧，具体铰接时，如图1所示在安装座12两端均开设前后相通的铰接孔14，如图2、图3所示，安装座12两端开设能相互插入的锯齿槽，优选锯齿为矩形结构，锯齿能插入相邻两个锯齿组成的槽内，铰接孔14开设在锯齿中部以便用于枢轴18独立穿装。在实际应用时，还可以采用将相邻两块安装座12通过合页进行铰接。

实际应用时，根据船的结构来确定安装座12的数量。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述第二弹簧11内设置有具有弹性功能的缓冲柱10，第二弹簧11自然状态下，缓冲柱10与下圆锥柱9之间留有间隙。本段设计结合实施例1和实施例2来说，在缓冲柱10的设计能达到四级缓冲的目的，缓冲柱10可以采用弹性，也可以采用橡胶棒等。

在实际应用时，可以将一级缓冲、二级缓冲、三级缓冲以及四级缓冲的缓冲功能分先后缓冲的顺序依次设计，也可以四个缓冲或两两组合进行先后顺序设计。

实施例

本实施例将技术进一步进行说明，所述左半球和右半球外表面均包裹有由弹性材料制作而成的缓冲层。

在本实施例的设计下，可以进一步保护防撞球2的结构，同时还能起到缓冲的效果。缓冲层优选橡胶材料制作而成。

实施例

如图1所示，本实施例将技术进一步进行说明，所述安装通道在固定座7上内外相通，在安装通道内安装有沿通道能滚动的第二调节球6，第一弹簧5安装在第一调节球16与第二调节球6之间，第一弹簧5一端顶紧第一调节球16将第一调节球16顶在上圆锥柱15上，第一弹簧5另一端顶紧第二调节球6将第二调节球6顶在缓冲杯4上的安装槽槽壁上。本段方案，方便第一弹簧5的更换与安装。

在实际应用时，还可以将第二调节球6变换为堵头，堵头与安装通道螺纹连接。

Claims (8)

1.一种船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，包括防撞球（2）和水平设置的安装座（12），安装座（12）上安装有固定座（7），其特征在于：所述固定座（7）顶部开上下相通的安装孔，安装孔分为上下两段，其中上段为上大下小的上圆锥孔，下段为上小下大的下圆锥孔；

在上圆锥孔内独立设置有上大下小的上圆锥柱（15），上圆锥柱（15）顶端连接有调节环（1），在调节环（1）的孔内穿装有与之呈旋转配合的旋转轴（3），防撞球（2）分为左半球和右半球，其中左球与旋转轴（3）一端连接，右半球与旋转轴（3）另一端连接，在上圆锥孔侧壁的固定座（7）上设置有用于缓冲上圆锥柱（15）向安装座（12）移动的上缓冲组件，上圆锥孔下端内径小于上圆锥柱（15）上端外径；

在下圆锥孔内独立设置有上小下大的下圆锥柱（9），下圆锥柱（9）与上圆锥柱（15）呈可拆式固定在一起，下圆锥柱（9）下端设置有用于缓冲下圆锥柱（9）向安装座（12）移动的下缓冲组件，下圆锥孔上端内径小于下圆锥柱（9）下端外径；

还包括竖直设置的缓冲杯（4），缓冲杯（4）为块状结构，缓冲杯（4）的上表面开设有凹坑，凹坑表面为与防撞球（2）下表面相配合的球面结构，防撞球（2）位于凹坑正上方，在缓冲杯（4）内开设有上下相通的安装槽，固定座（7）整体独立设置在安装槽内，缓冲杯（4）下端与安装座（12）之间安装有用于缓冲缓冲杯（4）向安装座（12）移动的橡胶块（8），橡胶块（8）中开设有通孔，固定座（7）下端设置在通孔内；

所述上缓冲组件包括第一调节球（16），在上圆锥孔侧壁的固定座（7）上开设有用于第一调节球（16）滚动且与上圆锥孔相通的安装通道，位于上圆锥孔的安装通道端部内径小于安装通道内径，第一调节球（16）的直径小于安装通道内径，安装通道内安装有将第一调节球（16）顶在上圆锥柱（15）的第一弹簧（5），第一弹簧（5）与第一调节球（16）相互独立。

2.根据权利要求1所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述下缓冲组件包括第二弹簧（11），第二弹簧（11）上端顶在下圆锥柱（9）底部，其下端顶在安装座（12）上。

3.根据权利要求1所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述安装座（12）内设置有用于将安装座（12）吸附在船上的电磁铁（13）。

4.根据权利要求1所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述安装座（12）为矩形结构，且在其四角均开设有用于与船固定的固定孔（17）。

5.根据权利要求1或4所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述安装座（12）为若干块，相邻两块安装座（12）通过枢轴（18）铰接。

6.根据权利要求2所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述第二弹簧（11）内设置有具有弹性功能的缓冲柱（10），第二弹簧（11）自然状态下，缓冲柱（10）与下圆锥柱（9）之间留有间隙。

7.根据权利要求1所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述左半球和右半球外表面均包裹有由弹性材料制作而成的缓冲层。

8.根据权利要求1所述的船舶防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于：所述安装通道在固定座（7）上内外相通，在安装通道内安装有沿通道能滚动的第二调节球（6），第一弹簧（5）安装在第一调节球（16）与第二调节球（6）之间，第一弹簧（5）一端顶紧第一调节球（16）将第一调节球（16）顶在上圆锥柱（15）上，第一弹簧（5）另一端顶紧第二调节球（6）将第二调节球（6）顶在缓冲杯（4）上的安装槽槽壁上。