一种高效连续破冰船的制作方法

文档序号:13436066阅读:284来源:国知局
一种高效连续破冰船的制作方法

本发明涉及一种破冰船,尤其是一种高效连续破冰船。



背景技术:

在寒冷的冬季,海洋或湖泊中的水结冰,阻塞航道,影响船舶航行,破冰船用于破碎水面冰层,为船舶开辟航道,当冰层较厚时,常采用“冲撞式”破冰法,破冰船的船艏和船尾各有一个或数个压水舱,破冰的时候,先把前柜排空,后柜灌满海水,前面会翘起,开大马力冲上冰面,然后排空后柜灌满前柜,靠重量压碎冰面,然后破冰船倒退一段距离,再开足马力冲上前面的冰层,把船下的冰层压碎,如此反复,就开出了新的航道,船体对冰层的冲撞以及船体的前后晃动对船体结构、内部零部件等造成一定损害,且破冰效率较低、单次破冰面积较小,不能防止碎冰损伤船体两侧。



技术实现要素:

本发明旨在解决上述问题,提供了一种高效连续破冰船,它能防止碎冰损伤船体两侧,横向破冰面积大,破冰效率高,其采用的技术方案如下:

一种高效连续破冰船,包括螺旋浆推进器、船体、右推板、右锯装置、顶块、前锯装置、驾驶室、配重块、横梁、横梁支架、第一伺服电机、右滑轮、右钢丝绳、左破冰锤、右破冰锤、转轴、左钢丝绳、左滑轮、左锯装置、右液压缸、左液压缸、右轴承、中轴承、左轴承、第一轴承、第二轴承、左推板,所述螺旋浆推进器固定在船体上,所述右液压缸固定在船体内,所述右液压缸的活塞杆与右推板固连,所述左液压缸固定在船体内,所述左液压缸的活塞杆与左推板固连,所述右锯装置固连在船体前头的右侧,所述左锯装置固连在船体前头的左侧,所述前锯装置固连在船体的前端上方,所述顶块固连在船体的前端下方,所述右锯装置、前锯装置、左锯装置位于同一水平高度,所述顶块位于前锯装置的下方,所述驾驶室固连在船体上,所述横梁支架的下端面固连在驾驶室上,所述横梁固连在横梁支架上,所述配重块固连在横梁后方的下端面,所述第一伺服电机通过螺钉固定在横梁支架上,所述第一轴承、第二轴承的外圈均卡在横梁上,所述第一伺服电机的输出轴卡在第一轴承、第二轴承的内圈上,所述右钢丝绳的一端固定在第一伺服电机的输出轴上,另一端依次绕过右滑轮、转轴与右破冰锤固连,所述左钢丝绳的一端固定在第一伺服电机的输出轴上,另一端依次绕过左滑轮、转轴与左破冰锤固连,所述右滑轮的下端面固连在横梁上,所述左滑轮的下端面固连在横梁上,所述右滑轮的右端面与横梁的右端面呈7°角,所述左滑轮的左端面与横梁的左端面呈7°角,所述右轴承、中轴承、左轴承的外圈均卡在横梁上,内圈均紧套在转轴上。

优选的,所述第一伺服电机的输出轴上设有挡片,所述右钢丝绳和左钢丝绳位于挡片的两侧。

所述右滑轮与左滑轮结构相同,对称设置在横梁上,所述左破冰锤与右破冰锤重量相等。

优选的,所述右锯装置包括第二伺服电机、右箱体、右锯齿轮、右敲冰锤、右支架、第三轴承,所述右箱体固连在船体上,所述第二伺服电机固定在船体内,所述第二电机输出轴穿过右箱体上的孔依次与右敲冰锤、右锯齿轮通过键连接,所述右支架的下端固连在右箱体的内底面,所述第三轴承的内圈紧套在第二电机输出轴上,外圈卡在右支架上的圆孔内。

优选的,所述右敲冰锤包括右摇杆、锤头主体、锤头尖、套筒,所述右摇杆一端与套筒固连,另一端与锤头主体固连,所述锤头主体的两端面皆与锤头尖的平面端固连,所述套筒与第二电机输出轴通过键连接,所述锤头主体整体呈圆柱状,所述锤头尖整体呈圆锥状,所述锤头主体的直径大于锤头尖圆底面的直径。

优选的,所述右锯装置与左锯装置的结构相同,安装方式相同。

优选的,所述右推板与左推板的结构相同,所述右液压缸与左液压缸结构相同。

优选的,所述顶块包括方形部、弧形部,所述方形部的一端固连在船体上,另一端与弧形部固连,所述弧形部的下端面与方形部的下端面平齐,上端面为弧形面。

优选的,所述前锯装置包括第三伺服电机、前箱体、前锯齿轮、前敲冰锤、前支架、第一锥齿轮、第二锥齿轮、锯齿轮轴、第四轴承,所述前箱体固连在船体上,所述第三伺服电机固定在船体内,所述第三伺服电机的第三电机输出轴与第一锥齿轮通过键连接,所述前支架的下端固连在前箱体的内底面,所述第四轴承的内圈紧套在第三电机输出轴上,外圈卡在前支架上的圆孔内,所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合,所述第二锥齿轮与锯齿轮轴通过键连接,所述锯齿轮轴穿过前箱体侧面的孔依次与前敲冰锤、前锯齿轮通过键连接,所述前敲冰锤与右敲冰锤结构相同。

优选的,所述横梁包括第一轴承架、第二轴承架、第三轴承架、第四轴承架、第五轴承架、横梁主体,所述第一轴承架、第二轴承架对称固连在横梁主体上,所述第三轴承架、第五轴承架对称固连在横梁主体上,所述第四轴承架设于横梁的对称轴上,所述第一轴承的外圈卡在第一轴承架的圆柱孔上,所述第二轴承的外圈卡在第二轴承架的圆柱孔上,所述右轴承的外圈卡在第三轴承架的圆柱孔上,所述中轴承的外圈卡在第四轴承架的圆柱孔上,所述左轴承的外圈卡在第五轴承架的圆柱孔上。

本发明具有如下优点:

(1)右液压缸和左液压缸分别带动右推板和左推板向外推动船体两侧的碎冰,防止碎冰损伤船体两侧;

(2)前锯装置、左锯装置、右锯装置可同时锯冰,锯齿轮在锯冰的同时,敲冰锤不断敲击冰面,提高破冰效率;

(3)顶块位于前锯装置的下方,顶块弧形部的圆弧面对冰层的法向压力会使得冰层靠近顶块的一端向上翘起,翘起的冰块夹在前锯齿轮与顶块之间,增加了冰块稳定性,有助于前锯装置锯冰;

(4)左破冰锤和右破冰锤重量相等,使第一伺服电机输出轴在挡片两侧受力均匀,挡片可防止右钢丝绳和左钢丝绳在缠绕过程中相互挤压。

(5)右钢丝绳、左钢丝绳分别向横梁的右侧和左侧偏,增加左破冰锤和右破冰锤之间的间距,增加了横向破冰面积;左破冰锤和右破冰锤先行下落砸冰,减轻前锯装置、左锯装置、右锯装置的锯冰难度。

(6)第二伺服电机、第三伺服电机均固定在船体内,增加了船体稳定性,减轻右箱体和前箱体的负重。

(7)船体无需冲撞冰层,无需前后晃动,不会对船体结构、内部零部件等造成损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1:本发明一种高效连续破冰船的整体结构示意图;

图2:本发明一种高效连续破冰船的侧视结构示意图;

图3:本发明一种高效连续破冰船的推板工作示意图;

图4:本发明一种高效连续破冰船的右液压缸处结构示意图;

图5:本发明一种高效连续破冰船的转轴处结构示意图;

图6:本发明一种高效连续破冰船的第一伺服电机处结构示意图;

图7:本发明一种高效连续破冰船的右锯装置结构示意图;

图8:本发明一种高效连续破冰船的右锯装置内部结构示意图;

图9:本发明一种高效连续破冰船的右敲冰锤结构示意图;

图10:本发明一种高效连续破冰船的顶块结构示意图;

图11:本发明一种高效连续破冰船的前锯装置结构示意图;

图12:本发明一种高效连续破冰船的前锯装置内部结构示意图;

图13:本发明一种高效连续破冰船的前锯装置侧视图;

图14:本发明一种高效连续破冰船的左滑轮结构示意图;

图15:本发明一种高效连续破冰船的横梁结构示意图。

符号说明:

1、螺旋浆推进器,2、船体,3、右推板,4、右锯装置,5、顶块,6、前锯装置,7、驾驶室,8、配重块,9、横梁,10、横梁支架,11、第一伺服电机,12、右滑轮,13、右钢丝绳,14、左破冰锤,15、右破冰锤,16、转轴,17、左钢丝绳,18、左滑轮,19、左锯装置,20、右液压缸,21、左液压缸,22、右轴承,23、中轴承,24、左轴承,25、第一轴承,26、第二轴承,27、左推板,110、挡片,401、第二伺服电机,402、右箱体,403、右锯齿轮,404、右敲冰锤,405、右支架,406、第三轴承,407、第二电机输出轴,4041、右摇杆,4042、锤头主体,4043、锤头尖,4044、套筒,501、方形部,502、弧形部,601、第三伺服电机,602、前箱体,603、前锯齿轮,604、前敲冰锤,605、前支架,606、第一锥齿轮,607、第二锥齿轮,608、锯齿轮轴,609、第四轴承,610、第三电机输出轴,901、第一轴承架,902、第二轴承架,903、第三轴承架,904、第四轴承架,905、第五轴承架,906、横梁主体。

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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明:

如图1-15所示,本发明一种高效连续破冰船,包括螺旋浆推进器1、船体2、右推板3、右锯装置4、顶块5、前锯装置6、驾驶室7、配重块8、横梁9、横梁支架10、第一伺服电机11、右滑轮12、右钢丝绳13、左破冰锤14、右破冰锤15、转轴16、左钢丝绳17、左滑轮18、左锯装置19、右液压缸20、左液压缸21、右轴承22、中轴承23、左轴承24、第一轴承25、第二轴承26、左推板27,所述螺旋浆推进器1固定在船体2上,所述右液压缸20固定在船体2内,所述右液压缸20的活塞杆与右推板3固连,所述左液压缸21固定在船体2内,所述左液压缸21的活塞杆与左推板27固连,所述右锯装置4固连在船体2前头的右侧,所述左锯装置19固连在船体2前头的左侧,所述前锯装置6固连在船体2的前端上方,所述顶块5固连在船体2的前端下方,所述右锯装置4、前锯装置6、左锯装置19位于同一水平高度,所述顶块5位于前锯装置6的下方,所述驾驶室7固连在船体2上,所述横梁支架10的下端面固连在驾驶室7上,所述横梁9固连在横梁支架10上,所述配重块8固连在横梁9后方的下端面,所述第一伺服电机11通过螺钉固定在横梁支架10上,所述第一轴承25、第二轴承26的外圈均卡在横梁9上,所述第一伺服电机11的输出轴卡在第一轴承25、第二轴承26的内圈上,所述右钢丝绳13的一端固定在第一伺服电机11的输出轴上,另一端依次绕过右滑轮12、转轴16与右破冰锤15固连,所述左钢丝绳17的一端固定在第一伺服电机11的输出轴上,另一端依次绕过左滑轮18、转轴16与左破冰锤14固连,所述右滑轮12的下端面固连在横梁9上,所述左滑轮18的下端面固连在横梁9上,所述右滑轮12的右端面与横梁9的右端面呈7°角,所述左滑轮18的左端面与横梁9的左端面呈7°角,使得右钢丝绳13、左钢丝绳17分别向横梁9的右侧和左侧偏,增加左破冰锤14和右破冰锤15之间的间距,从而增加横向破冰面积,所述右轴承22、中轴承23、左轴承24的外圈均卡在横梁9上,内圈均紧套在转轴16上。

优选的,所述第一伺服电机11的输出轴上设有挡片110,所述右钢丝绳13和左钢丝绳17位于挡片110的两侧,所述挡片110可防止右钢丝绳13和左钢丝绳17在缠绕过程中相互挤压。

所述右滑轮12与左滑轮18结构相同,对称设置在横梁9上,所述左破冰锤14与右破冰锤15重量相等,保证第一伺服电机11输出轴在挡片110两侧受力均匀。

优选的,所述右锯装置4包括第二伺服电机401、右箱体402、右锯齿轮403、右敲冰锤404、右支架405、第三轴承406,所述右箱体402固连在船体2上,所述右箱体402与船体2之间没有间隙,保证第二伺服电机401及右箱体402内零部件不受水的侵蚀,所述第二伺服电机401固定在船体2内,增加了船体2稳定性,减轻右箱体402的负重,所述第二电机输出轴407穿过右箱体402上的孔依次与右敲冰锤404、右锯齿轮403通过键连接,所述右支架405的下端固连在右箱体402的内底面,所述第三轴承406的内圈紧套在第二电机输出轴407上,外圈卡在右支架405上的圆孔内。

优选的,所述右敲冰锤404包括右摇杆4041、锤头主体4042、锤头尖4043、套筒4044,所述右摇杆4041一端与套筒4044固连,另一端与锤头主体4042固连,所述锤头主体4042的两端面皆与锤头尖4043的平面端固连,使得右敲冰锤404的安装不受第二电机输出轴407转向的影响,右敲冰锤404不管正装还是反装都能保证锤头尖4043敲击冰块,所述套筒4044与第二电机输出轴407通过键连接,所述锤头主体4042整体呈圆柱状,所述锤头尖4043整体呈圆锥状,所述锤头主体4042的直径大于锤头尖4043圆底面的直径。

优选的,所述右锯装置4与左锯装置19的结构相同,安装方式相同。

优选的,所述右推板3与左推板27的结构相同。

优选的,所述右液压缸20与左液压缸21结构相同。

优选的,所述顶块5包括方形部501、弧形部502,所述方形部501的一端固连在船体2上,另一端与弧形部502固连,所述弧形部502的下端面与方形部501的下端面平齐,上端面为弧形面。

优选的,所述前锯装置6包括第三伺服电机601、前箱体602、前锯齿轮603、前敲冰锤604、前支架605、第一锥齿轮606、第二锥齿轮607、锯齿轮轴608、第四轴承609,所述前箱体602固连在船体2上,增加了船体2稳定性,所述前箱体602与船体2之间没有间隙,保证第三伺服电机601及前箱体602内零部件不受水的侵蚀,减轻前箱体602的负重,所述第三伺服电机601固定在船体2内,所述第三伺服电机601的第三电机输出轴610与第一锥齿轮606通过键连接,所述前支架605的下端固连在前箱体602的内底面,所述第四轴承609的内圈紧套在第三电机输出轴610上,外圈卡在前支架605上的圆孔内,所述第一锥齿轮606与第二锥齿轮607啮合,所述第二锥齿轮607与锯齿轮轴608通过键连接,所述锯齿轮轴608穿过前箱体602侧面的孔依次与前敲冰锤604、前锯齿轮603通过键连接,所述前敲冰锤604与右敲冰锤404结构相同。

优选的,所述横梁9包括第一轴承架901、第二轴承架902、第三轴承架903、第四轴承架904、第五轴承架905、横梁主体906,所述第一轴承架901、第二轴承架902对称固连在横梁主体906上,所述第三轴承架903、第五轴承架905对称固连在横梁主体906上,所述第四轴承架904设于横梁9的对称轴上,所述第一轴承25的外圈卡在第一轴承架901的圆柱孔上,所述第二轴承26的外圈卡在第二轴承架902的圆柱孔上,所述右轴承22的外圈卡在第三轴承架903的圆柱孔上,所述中轴承23的外圈卡在第四轴承架904的圆柱孔上,所述左轴承24的外圈卡在第五轴承架905的圆柱孔上。

螺旋浆推进器1推动船体2前行,第一伺服电机11转动释放右钢丝绳13和左钢丝绳17,左破冰锤14、右破冰锤15依靠自身重力下落砸冰,第一伺服电机11反转拉动右钢丝绳13和左钢丝绳17,使得左破冰锤14、右破冰锤15上升到顶部,第一伺服电机11继续转动使得左破冰锤14、右破冰锤15不断下落砸冰,第二伺服电机401的第二电机输出轴407的转动带动右锯齿轮403、右敲冰锤404转动,第三伺服电机601的第三电机输出轴610的转动带动第一锥齿轮606转动,第一锥齿轮606通过与第二锥齿轮607的啮合带动锯齿轮轴608转动,锯齿轮轴608转动带动前锯齿轮603和前敲冰锤604转动,左破冰锤14、右破冰锤15先行下落砸冰可减轻前锯装置6、左锯装置19、右锯装置4的锯冰难度,右液压缸20的活塞杆和左液压缸21的活塞杆分别带动右推板3和左推板27向外推动船体2两侧的碎冰,防止碎冰损伤船体2两侧,前锯装6、左锯装置19、右锯装置4可同时锯冰,右锯齿轮403、前锯齿轮603以及左锯装置19上锯齿轮在锯冰的同时,右敲冰锤404、前敲冰锤604以及左锯装置19上的敲冰锤不断敲击冰面,提高破冰效率,使得破冰船在前行过程中可连续破冰,顶块5位于前锯装置6的下方,顶块5弧形部502的圆弧面对冰层的法向压力会使得冰层靠近顶块5的一端向上翘起,翘起的冰层夹在前锯齿轮603与顶块5之间,增加了冰层稳定性,有助于前锯装置6锯冰。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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