CN114537602B - 一种船用安全破冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用安全破冰装置，包括船体，所述船体的首部设有对冰面进行破碎的破碎轮，所述破碎轮的内部设有转轴一，所述转轴一的两端均设有连接杆，所述连接杆的一端设有用于对船体两侧的冰面进行支撑的支撑组件，本发明利用支撑组件和驱动组件一相互配合，在船体行驶过程中，利用辅助轮的转动推动船体的行进，从而减少了船体自身螺旋桨的动力损耗，其次，通过驱动组件一将位于辅助轮一侧的桨叶高速转动，将破碎后的冰块推动至两侧的冰面上，进而减少破冰后冰面再凝结的可能性，以预防可能因冰面再凝结而发生的船体搁浅现象。

Description

一种船用安全破冰装置

技术领域

本发明涉及破冰船技术领域，具体为一种船用安全破冰装置。

背景技术

破冰船是用于破碎水面冰层，开辟航道，保障舰船进出冰封港口、锚地，或引导舰船在冰区航行的船舶。分为江河、湖泊、港湾或海洋破冰船。船身短而宽，长宽比较小，底部首尾上翘，首柱尖削前倾，结构强度高，首尾和水线区域采用加厚钢板和加密骨架的方式加强。推进系统多采用双轴和双螺旋桨装置，以柴油机为原动力的动力推进。螺旋桨和舵有防护和加强。破冰时，首部压挤冰层在行进中连续破冰或反复突进破冰。

现有一篇专利申请号为CN202110647719.4船舶行进用破冰装置，通过破冰机构内的破冰件与撞击组件相互配合，从而实现对冰面的先预切割破损，降低冰层的厚度，再通过重物自由落体撞击冰面，实现对冰面砸破，但是，在破冰过程中，破冰设备依靠船舶尾端的螺旋桨转动推动水流作为前进动力，在破冰时由于冰面的阻力，导致船舶需要消耗较大的能量才能将破冰件推动至冰面上，破冰较为麻烦，而且能源消耗较大。

为此，我们提出一种船用安全破冰装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用安全破冰装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船用安全破冰装置，包括船体，所述船体的首部设有对冰面进行破碎的破碎轮，所述破碎轮的内部设有转轴一，所述转轴一的两端均设有连接杆，所述连接杆的一端设有用于对船体两侧的冰面进行支撑的支撑组件。

优选的，所述支撑组件包括位于船体两侧设有支撑架，所述支撑架的一端设有固定杆一，所述固定杆一的一端设有固定块，所述固定块的内部设有转轴二，所述转轴二的外部设有与破碎后的冰层相互摩擦的辅助轮。

优选的，所述辅助轮的一侧设有对船体两侧破碎后的冰块进行清理的清理组件，所述清理组件包括位于固定块内部设有转轴四，所述转轴四的一端设有底盘，所述转轴四的一端设有桨叶。

优选的，所述辅助轮的一侧设有为桨叶的转动提供动力的驱动组件一，所述驱动组件一包括分别位于船体两侧的电机一和电机二，所述电机一和电机二的一侧均设有齿轮一，所述齿轮一的一侧设有与其相啮合的齿轮二，所述齿轮二的内部设有转轴三，所述转轴三的外部设有固定杆二，所述固定杆二的一端设有齿轮三，所述齿轮三的一侧设有齿轮四，所述齿轮四的外部设有壳体二，所述齿轮一的外部设有壳体一。

优选的，所述桨叶的造型为倾斜状，当所述桨叶随转轴四转动时，所述桨叶的一侧将产生向上的抬升力。

优选的，所述齿轮一的直径为齿轮二直径的两倍，所述齿轮三的直径等于齿轮一的直径，且等于齿轮四直径的两倍。

优选的，所述转轴四的外部设有为辅助轮的转动提供动力的驱动组件二，所述驱动组件二包括分别位于船体两侧转轴四外部的锥齿轮一，所述锥齿轮一的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮二，所述锥齿轮一的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮三，所述锥齿轮二与锥齿轮三之间设有转轴五，所述转轴五的外部设有固定杆三，所述转轴五的一端设有曲杆，所述曲杆的一侧设有转轴六，所述转轴六的外部设有连杆，所述连杆的内部设有转轴七，所述转轴七的一侧设有气缸，所述气缸的外部设有固定杆四。

优选的，所述辅助轮的轮缘设有多个半圆状的凸条，所述凸条在辅助轮与冰面接触时，增加辅助轮与冰面的摩擦力。

优选的，所述辅助轮和桨叶与水平面呈倾斜角度，破碎后的冰块将与所述呈倾斜角度的桨叶或辅助轮的一侧相接触。

本发明至少具备以下有益效果：

在破冰船破冰过程中，通过电机一和电机二带动船体两侧与冰面接触的辅助轮同时转动，同时位于辅助轮一侧的齿轮一将使齿轮二带动齿轮三与齿轮四相互啮合转动，进而让齿轮四一端的桨叶对冰面周围的碎冰进行清理，相对于现有技术，在破冰过程中，破冰设备依靠船舶尾端的螺旋桨转动推动水流作为前进动力，在破冰时由于冰面的阻力，导致船舶需要消耗较大的能量才能将破冰件推动至冰面上，破冰较为麻烦，而且能源消耗较大，本发明利用支撑组件和驱动组件一相互配合，在船体行驶过程中，利用辅助轮的转动推动船体的行进，从而减少了船体自身螺旋桨的动力损耗，其次，通过驱动组件一将位于辅助轮一侧的桨叶高速转动，将破碎后的冰块推动至两侧的冰面上，进而减少破冰后冰面再凝结的可能性，以预防可能因冰面再凝结而发生的船体搁浅现象。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构正视图；

图3为本发明结构侧视图；

图4为本发明局部结构剖视图；

图5为本发明驱动变速组件结构示意图；

图6为本发明图4中A区域结构放大图；

图7为本发明另一实施例结构正视图；

图8为本发明又一实施例结构俯视图。

图中：1、船体；2、破碎轮；3、转轴一；4、连接杆；5、支撑组件；6、驱动组件一；7、清理组件；8、凸条；9、驱动组件二；51、支撑架；52、固定杆一；53、固定块；54、转轴二；55、辅助轮；61、电机一；62、齿轮一；63、齿轮二；64、转轴三；65、固定杆二；66、齿轮三；67、齿轮四；68、壳体一；69、壳体二；610、电机二；71、底盘；72、桨叶；73、转轴四；91、锥齿轮一；92、锥齿轮二；93、锥齿轮三；94、转轴五；95、固定杆三；96、曲杆；97、转轴六；98、连杆；99、转轴七；910、气缸；911、固定杆四。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种船用安全破冰装置，包括船体1，所述船体1的首部设有对冰面进行破碎的破碎轮2，所述破碎轮2的内部设有转轴一3，转轴一3与破碎轮2转动连接，所述转轴一3的两端均设有连接杆4，连接杆4的一端与转轴一3固定连接，所述连接杆4的一端设有用于对船体1两侧的冰面进行支撑的支撑组件5，在破冰船的破冰过程中，利用支撑组件5，对船体1两侧破碎后的冰层进行有效支撑，不仅可以防止破碎后的冰面重新往船体1两侧靠拢，同时也降低了船体1螺旋桨的动力损耗。

所述支撑组件5包括位于船体1两侧设有支撑架51，支撑架51的一端与连接杆4固定连接，所述支撑架51的一端设有固定杆一52，固定杆一52的一端与船体1固定连接，支撑架51的一端与固定杆一52固定连接，所述固定杆一52的一端设有固定块53，固定块53的一侧与固定杆一52固定连接，所述固定块53的内部设有转轴二54，转轴二54与固定块53转动连接且位于固定块53内部的位置相对固定，所述转轴二54的外部设有与破碎后的冰层相互摩擦的辅助轮55，辅助轮55与转轴二54固定连接，当破冰船在破碎后的冰面上行驶时，辅助轮55的一侧将会与冰层相互摩擦，此时位于船体1两侧的辅助轮55同时转动，将对破冰船的行驶起促进作用，进而降低了船体1自身螺旋桨的动力损耗。

所述辅助轮55的一侧设有对船体1两侧破碎后的冰块进行清理的清理组件7，所述清理组件7包括位于固定块53内部设有转轴四73，转轴四73与固定块53转动连接，所述转轴四73的一侧设有底盘71，底盘71位于转轴四73的外部且与其转动连接，所述转轴四73的一端设有多个呈中心对称分布的桨叶72，桨叶72的一侧与转轴四73固定连接，在破冰过程中，桨叶72将随转轴四73转动，转动的桨叶72将会对周围较小的冰块推动至两侧的冰面上，进而减少破碎后细小的冰块再凝结的可能性，以预防破冰船在破冰行动中可能发生的因冰面再凝结而出现的搁浅现象。

所述辅助轮55的一侧设有为桨叶72的转动提供动力的驱动组件一6，所述驱动组件一6包括分别位于船体1两侧的电机一61和电机二610，所述电机一61和电机二610的一侧均设有齿轮一62，电机一61与电机二610的转轴均与转轴二54固定连接，齿轮一62位于转轴二54的外部且与其固定连接，所述齿轮一62的一侧设有与其相啮合的齿轮二63，齿轮二63与齿轮一62相互啮合转动，所述齿轮二63的内部设有转轴三64，转轴三64与齿轮二63固定连接，所述转轴三64的外部设有固定杆二65，固定杆二65的一端与固定块53固定连接，固定杆二65与转轴三64转动连接，所述固定杆二65的一侧设有齿轮三66，齿轮三66与转轴三64固定连接，所述齿轮三66的一侧设有齿轮四67，齿轮四67与齿轮三66相互啮合转动，齿轮四67位于转轴四73的外部且与其固定连接，所述齿轮四67的外部设有壳体二69，壳体二69位于齿轮四67和齿轮三66的外部且与转轴三64和转轴四73转动连接，所述齿轮一62的外部设有壳体一68，电机一61与电机二610的一侧均与壳体一68固定连接，壳体一68位于齿轮一62和齿轮二63的外部且与转轴二54和转轴三64转动连接，在破冰船行驶过程中，可通过增大或减小电机一61或电机二610之间的转速差，来使船体1的首部进行左右方向的轻微摇摆，更利于船体1进行破冰，电机一61和电机二610启动时，转轴二54将带动两侧辅助轮55同时转动，进而促进船体1向前行驶，同时转轴二54将带动齿轮一62与齿轮二63相互啮合转动，进而使转轴三64带动齿轮三66与齿轮四67相互啮合转动，进一步地带动转轴四73一侧的桨叶72转动，进而对破碎后细小的冰块进行有效清理。

所述桨叶72的造型为倾斜状，当所述桨叶72随转轴四73转动时，所述桨叶72的一侧将产生向上的抬升力，此抬升力可将破碎后较小的冰块直接从桨叶72上方抛出，更方便对船体1两侧碎冰的清理，对破冰船整体破冰效果起促进作用。

所述齿轮一62的直径为齿轮二63直径的两倍，所述齿轮三66的直径等于齿轮一62的直径，且等于齿轮四67直径的两倍，由于齿轮一62的直径大于齿轮二63，所以在齿轮一62与齿轮二63相互啮合转动时，齿轮二63的转动速度得到提升，由于齿轮二63与齿轮三66分别位于转轴三64的两端，所以齿轮三66与齿轮二63将保持相等的转速，又因为齿轮三66的直径大于齿轮四67，所以在齿轮三66与齿轮四67相互啮合转动的过程中，齿轮四67的转速得到了进一步提升，综上所述，齿轮四67的转速得到了两次有效加速，进而让位于转轴二54外侧的辅助轮55与位于转轴四73一端的桨叶72得到较大的转速差，慢速转动的辅助轮55使船体1行驶时更加稳定，快速转动的桨叶72更利于对船体1两侧冰面的碎冰清理，提高了整体破冰质量。

此发明还具备另一实施例，请参考图8，所述转轴四73的外部设有为辅助轮55的转动提供动力的驱动组件二9，所述驱动组件二9包括分别位于船体1两侧转轴四73外部的锥齿轮一91，锥齿轮一91均与转轴四73固定连接，所述锥齿轮一91的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮二92，所述锥齿轮一91的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮三93，锥齿轮二92与锥齿轮三93均与锥齿轮一91相互啮合转动，所述锥齿轮二92与锥齿轮三93之间设有转轴五94，转轴五94的两端分别与锥齿轮二92和锥齿轮三93固定连接，所述转轴五94的外部设有固定杆三95，转轴五94通过固定杆三95固定连接于船体1的两侧，所述转轴五94的一端设有曲杆96，曲杆96的一侧与转轴五94固定连接，所述曲杆96的一侧设有转轴六97，转轴六97的两端均与曲杆96固定连接，所述转轴六97的外部设有连杆98，所述连杆98的内部设有转轴七99，连杆98的两端分别与转轴六97和转轴七99转动连接，所述转轴七99的一侧设有气缸910，转轴七99的两端均与气缸910固定连接，所述气缸910的外部设有固定杆四911，气缸910通过固定杆四911固定连接于船体1结构上，通过气缸910的来回推动，从而使连杆98带动其一侧的曲杆96转动，进一步地带动曲杆96一侧的转轴五94转动，转轴五94的转动将会带动其两侧的锥齿轮二92及锥齿轮三93同时转动，最终同时与锥齿轮一91相互啮合转动并带动位于船体1两侧的转轴四73同时转动，为船体1两侧的辅助轮55和桨叶72的转动提供稳定的动力，有利于提高船体1行驶的速度，减少了船尾螺旋桨的动力损耗。

此发明还具备又一实施例，请参考图7，所述辅助轮55和桨叶72与水平面呈倾斜角度，破碎后的冰块将与所述呈倾斜角度的桨叶72或辅助轮55的一侧相接触，并从斜面上滑落至两侧的冰面上，桨叶72转动时向上的抬升力与自身斜面效果互相配合，进一步加强了对破碎后残留冰块的有效清理。

所述辅助轮55的轮缘设有多个呈中心对称分布的半圆状的凸条8，凸条8的一侧均与辅助轮55固定连接，所述凸条8在辅助轮55与冰面接触时，增加辅助轮55与冰面的摩擦力，更利于辅助轮55的转动，进而促进对船体1的推动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种船用安全破冰装置，包括船体（1），其特征在于：所述船体（1）的首部设有对冰面进行破碎的破碎轮（2），所述破碎轮（2）的内部设有转轴一（3），所述转轴一（3）的两端均设有连接杆（4），所述连接杆（4）的一端设有用于对船体（1）两侧的冰面进行支撑的支撑组件（5），所述支撑组件（5）包括位于船体（1）两侧设有支撑架（51），所述支撑架（51）的一端设有固定杆一（52），所述固定杆一（52）的一端设有固定块（53），所述固定块（53）的内部设有转轴二（54），所述转轴二（54）的外部设有与破碎后的冰层相互摩擦的辅助轮（55），所述辅助轮（55）的一侧设有对船体（1）两侧破碎后的冰块进行清理的清理组件（7），所述清理组件（7）包括位于固定块（53）内部设有转轴四（73），所述转轴四（73）的一端设有底盘（71），所述转轴四（73）的一端设有桨叶（72），所述辅助轮（55）的一侧设有为桨叶（72）的转动提供动力的驱动组件一（6），所述驱动组件一（6）包括分别位于船体（1）两侧的电机一（61）和电机二（610），所述电机一（61）和电机二（610）的一侧均设有齿轮一（62），所述齿轮一（62）的一侧设有与其相啮合的齿轮二（63），所述齿轮二（63）的内部设有转轴三（64），所述转轴三（64）的外部设有固定杆二（65），所述固定杆二（65）的一端设有齿轮三（66），所述齿轮三（66）的一侧设有齿轮四（67），所述齿轮四（67）的外部设有壳体二（69），所述齿轮一（62）的外部设有壳体一（68），所述桨叶（72）的造型为倾斜状，当所述桨叶（72）随转轴四（73）转动时，所述桨叶（72）的一侧将产生向上的抬升力，所述齿轮一（62）的直径为齿轮二（63）直径的两倍，所述齿轮三（66）的直径等于齿轮一（62）的直径，且等于齿轮四（67）直径的两倍。

2.根据权利要求1所述的一种船用安全破冰装置，其特征在于：所述转轴四（73）的外部设有为辅助轮（55）的转动提供动力的驱动组件二（9），所述驱动组件二（9）包括分别位于船体（1）两侧转轴四（ 73） 外部的锥齿轮一（91），所述锥齿轮一（91）的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮二（92），所述锥齿轮一（91）的一侧设有与其相互啮合的锥齿轮三（93），所述锥齿轮二（92）与锥齿轮三（93）之间设有转轴五（94），所述转轴五（94）的外部设有固定杆三（95），所述转轴五（94）的一端设有曲杆（96），所述曲杆（96）的一侧设有转轴六（97），所述转轴六（97）的外部设有连杆（98），所述连杆（98）的内部设有转轴七（99），所述转轴七（99）的一侧设有气缸（910），所述气缸（910）的外部设有固定杆四（911）。

3.根据权利要求2所述的一种船用安全破冰装置，其特征在于：所述辅助轮（55）的轮缘设有多个半圆状的凸条（8），所述凸条（8）在辅助轮（55）与冰面接触时，增加辅助轮（55）与冰面的摩擦力。

4.根据权利要求3所述的一种船用安全破冰装置，其特征在于：所述辅助轮（55）和桨叶（72）与水平面呈倾斜角度，破碎后的冰块将与所述呈倾斜角度的桨叶（72）或辅助轮（55）的一侧相接触。

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