自动摆渡装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种自动摆渡装置，包括渡船和绳索摆渡装置，所述绳索摆渡装置由绳桩、绳索和绳架组成，绳桩设置在渡口上游河心，绳架设置在渡船船面或船底中心，绳索将绳桩、绳架连接起来构成一个系统，操控船舵调整船身与水流方向的偏角θ，实现自动摆渡和停靠；其中摆渡时，操作船舵使船头向对岸偏斜，停靠时使船头向码头偏斜。本发明的有益效果是：适应性强。在具有一定流速的河段上均可采用，流速越大效果越佳，既可用于交通，也可用于娱乐；结构简单，建造容易；简化船体设计，省去机电操作人员和维修费用，没有能源消耗环境污染，与人力船相比，代替了人工撑篙摇橹繁重的体力劳动。
【专利说明】
自动摆渡装置
技术领域
[0001] 本发明涉及交通运输，特别是内河摆渡，是为往返于江河两岸的渡船提供的一种 用绳索取代机电动力或人力实现自动摆渡的技术装置。
【背景技术】
[0002] 地球上有许多源远流长的大江大河和众多的大小河流，它们为人类提供了舟楫、 灌溉之利和丰富的水力资源，在经济和文化发展中起着重要作用。但是，由于河流之隔给人 们的交通带来了极大的不便，面对奔泻的河水，望而生畏，即使对河两岸只隔几十米乃至数 米，却咫尺天涯，可望而不可及。
[0003] 为征服江河之隔的交通困难，人们便在江河上架设起桥梁使天堑变通途。由于建 桥投资大，技术要求高，施工难度大，到目前还有众多的渡船以满足人们过往的需要。运载 行人、车辆、货物等往返于江河两岸的渡船是靠机电动力或人力来实现摆渡的，虽然设置比 较简单，但机动船造价高，消耗能源，振动噪音大，人力船人的劳动强度大，危险性大。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明公开了一种用绳索取代渡船的机电动力或人力实现自动 摆渡的技术装置，称为绳索自动摆渡装置，把用这种装置实现摆渡的渡船称为绳索自动摆 渡船。
[0005] 本发明的技术方案为： 一种自动摆渡装置，其特征在于，包括渡船和绳索摆渡装置，所述绳索摆渡装置由绳 粧、绳索和绳架组成，绳粧设置在渡口上游河心，绳架设置在渡船船面或船底中心，绳索将 绳粧、绳架连接起来构成一个系统，操控船舵调整船身与水流方向的偏角Θ，实现自动摆渡 和停靠;其中摆渡时，操作船舵使船头向对岸偏斜，停靠时使船头向码头偏斜。
[0006] 进一步地，上述绳索摆渡装置有显露式或隐藏式两种形式，显露式装置露出水面， 隐藏式装置淹没在水中。
[0007] 进一步地，上述绳粧有抛放式、扦入式和浇注式三种设置方式，抛放式是用铁锚、 碇石做绳粧，直接将其抛放在码头上游河心，扦入式是将扦件钉入河底，浇注式是先挖出孔 穴，再用混凝土将粧件固定起来，或利用上游的桥梁、悬河绳索做绳粧。
[0008] 进一步地，上述渡船上的绳架设置在船面上时，将绳鼻固定在棚顶梁上，设置在船 底板上时，将一长度大于吃水深度的管件封固在船底板上，再将底板打通，将绳索从管中穿 过底板。
[0009] 进一步地，上述绳索、绳粧、绳架的强度选择或校核公式为:P=n. 102S. V2 式中P为绳索的破断拉力(Kg)，n-为安全系数，S-侧船舷的吃水面积（m2)，V-水的流 速(m/s)。
[0010] 绳索自动摆渡装置，是根据运动物体都具有作功的本领这一原理，利用水流的运 动变化对外界作功来实现自动摆渡的，工作原理见图2。船只如果没有绳索的约束，将会被 水流冲走，在绳索的约束下，船只就只有绕绳粧摆动的可能了。由于船身与水流方向有一偏 角Θ，斜对着船舷冲来的水柱与船舷作用后沿船舷流出，该水柱对船舷有一个大小为R的作 用力，而且此力与水流方向成一偏角n，当合力R的偏角η大于绳索与水流方向的夹角Φ时， 船只就绕〇点摆动，到达并停靠在彼岸上，亦即操控船舵，使船身与水流方向成一定角度，船 只便在水力的作用和绳索的约束下，实现自动摆渡。用绳索实现自动摆渡，水力的作用是基 础，船的偏角是条件，绳索的约束是关键，即流速V，偏角θ，约束τ是实现自动摆渡的"三要 素"。
[0011]在一定的条件下，经理论分析，水柱对船舷的作用力R及作用力与水流方向的夹角 η分别为：
式中S-船舷的垂直吃水面积(米2)，V-水的流速(米/秒），可用P=n. 102S. V2 来选择或校核绳粧、绳索、绳架的强度。
[0012]能使船只绕〇点摆动的切向分力即作用力在垂直于绳索中心线方向的分力Ft和船 只的切线加速度即船只的运动规律分别为： Ρ?=Κ8?η(η_Φ )=露满.sin(n-<i> )(公斤） ω t= Ft/M=3S_-s祷_ '_| · sink- φ )/m (米/秒2) 式中M-船的质量(工程质量单位），Φ -绳索与水流的夹角(度）。
[0013] 这种装置根据渡口、渡船的具体情况和使用要求设置成显露式和隐蔽式。显露式 就是将装置露出水面，这种型式适用于河床凸凹不平，有明礁或暗礁的渡口上采用，也易被 过往船只发现，隐蔽式就是将装置淹没在水里面，特点是不易发现，有一种神秘感，适用于 河床无较大障碍物，且过往船只较少的河段，特别适宜于娱乐船。
[0014] 绳粧有抛放式、扦入式和浇注式三种设置方式，抛放式是用铁锚或碇石做绳粧，将 其抛放河心，扦入式是将粧件钉入河底，浇注是先挖出孔穴，再用混凝土将粧件固定，亦可 借上游的桥梁或悬河绳索做绳粧。
[0015] 绳索可选用尼龙绳、剑麻绳、钢丝绳或钢丝用绳具扣住，长度L按下式计算 L=B/2sin Φ max+1 (米） 式中B-渡口宽度(米），Φmax-绳索与水流的最大夹角(靠岸夹角），1一绳结及预留长 度。
[0016] 显露式绳架可将绳鼻固定在棚顶梁上，隐蔽式绳架可用高度大于吃水深度的管件 密封固定在船底板上，再将船底板打通。绳索从管中穿过船底板。
[0017] 本发明的有益效果： 1、 适应性强。在具有一定流速的河段上均可采用，流速越大效果越佳，既可用于交通， 也可用于娱乐； 2、 结构简单，建造容易； 3、 可就地取材，建造和使用成本极低;与建桥相比成本可忽略不计，与机电动力船相比 可省去机电设备，简化船体设计，省去机电操作人员和维修费用，没有能源消耗环境污染， 与人力船相比，代替了人工撑篙摇橹繁重的体力劳动。
[0018] 4、操作和安全性能好，操控船舵即可实现自动摆渡，消除了机动船的污染、振动、 噪音，乘坐舒适。
[0019]
【附图说明】
[0020] 图1为本发明装置纵向断面示意图； 图2为本发明装置平面布置及工作原理示意图； 图中1-绳粧，2-绳索，3-绳架。
[0021]
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的说明： 在本发明中，使用的方位词如"上、下、左、右"通常是指参考附图所示的上、下、左、右； "内、外"是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0023] 以显露式为例，如图1、图2所示，本发明的技术装置由绳粧1、绳索2、绳架3组成，绳 粧钉入上游河心，绳架设置在船面中心，绳索将绳粧和绳架连接起来。通过操作船舵使船只 与水流方向成一定角度，使船头向对岸偏斜，船只便在水流的作用和绳索的约束下，实现自 动摆渡。具体实施步骤是： 1、 实地勘察，选定渡口，修建码头； 2、 测定渡口有关数据，如流速V、河面宽度B、河床情况、水深等； 3、 根据渡口具体情况和过往人货量选用或研制渡船并确定装置型式。本实施例为显露 式，绳架设置在船只棚顶梁上； 4、 确定绳粧型式与位置，本实施例为扦入式，绳粧与码头连线与水流的夹角(i>maX<ri= arcsh( ，将绳粧钉入河底； 5、 选用绳索的种类、型号和规格，确定长度L=B/2sin<i)max+l; 6、 选用绳具，用绳索将绳粧、绳架连接起来扣紧绳扣，并调试。
[0024] 在具体实施中，在取得洪期流速V和渡船一侧的吃水面积S后，可按P=n. 102s.v2来 选择或校核绳粧、绳索、绳架。
【主权项】
1. 一种自动摆渡装置，其特征在于，包括渡船和绳索摆渡装置，所述绳索摆渡装置由绳 粧、绳索和绳架组成，绳粧设置在渡口上游河屯、，绳架设置在渡船船面或船底中屯、，绳索将 绳粧、绳架连接起来构成一个系统，操控船舱调整船身与水流方向的偏角（Θ)，实现自动摆 渡和停靠;其中摆渡时，操作船舱使船头向对岸偏斜，停靠时使船头向码头偏斜。2. 如权利要求书1所述的自动摆渡装置，其特征在于，所述绳索摆渡装置有显露式或隐 藏式两种形式，显露式装置露出水面，隐藏式装置淹没在水中。3. 如权利要求书1或2所述的自动摆渡装置，其特征在于，所述绳粧有抛放式、杆入式和 诱注式Ξ种设置方式，抛放式是用铁错、礎石做绳粧，直接将其抛放在码头上游河屯、，杆入 式是将杆件钉入河底，诱注式是先挖出孔穴，再用混凝±将粧件固定起来，或利用上游的桥 梁、悬河绳索做绳粧。4. 如权利要求书1或2所述的自动摆渡装置，其特征在于，所述渡船上的绳架设置在船 面上时，将绳鼻固定在棚顶梁上，设置在船底板上时，将一长度大于吃水深度的管件封固在 船底板上，再将底板打通，将绳索从管中穿过底板。5. 如权利要求书1或2所述的自动摆渡装置，其特征在于，所述绳索、绳粧、绳架的强度 选择或校核公式为:P=n X 102S XI?? 式中P为绳索的破断拉力(Kg)，n-为安全系数，S-侧船艇的吃水面积（πΟ，ν-水的流 速(m/S)。
【文档编号】E02B3/24GK106081039SQ201610667329
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610667329.2, CN 106081039 A, CN 106081039A, CN 201610667329, CN-A-106081039, CN106081039 A, CN106081039A, CN201610667329, CN201610667329.2
【发明人】饶崇明, 饶正良
【申请人】咸宁市农业科学院