专利名称：带骑式顶推船的一体式拖船/驳船的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及海上货物驳船，特别(但不限于)涉及新颖的一体式拖船/驳船系统，它具有一可推动一体式拖船/驳船的骑式顶推船。
本发明的技术背景有两种美国海岸警卫队(USCG)规则提供的“一体式拖船/驳船”(ITB)方式(1)用一条拖船拖一条驳船，以及(2)由拖和推组成的双重目的方式。对操纵驳船来说，推是比拖好的方式，这是因为它在推动驳船时能比驳船更好地控制拖船。在推动驳船时有两种操作方式(1)用拖船来推驳船的船尾，诸如密西西比河驳船操作方式，利用绳索将拖船和驳船系在一起，以及(2)利用位于驳船船尾凹座里的拖船推动驳船，而利用绳索或枢转臂将拖船和驳船连接在一起。第一种推动方式的一个变化是用绳索将拖船系在驳船的侧面。这些方式适合在零级浪的情况下工作。
在五级浪的海里，拖船和驳船之间的运动、特别是纵摇运动可能发生较大的不同，这是由于对拖船和驳船来说有不同的波高和方向，而这是因为拖船和驳船具有不同浮力的原因，不同浮力造成不一样的波高。虽然驳船可以很小的或无纵摇运动通过一定的波浪，但拖船可能经受非常厉害的纵摇运动，且由于上面所述的原因以不同于驳船所经受的频率运动。因此，由于拖船船首的起伏运动，可能发生相对驳船凹座的碰撞。此外，由于不平衡的波浪运动产生的剧烈的转矩可能损坏连接臂。
已经证明有若干重大损坏事故发生在驳船运输过程中，其主要原因是因为在ITB中的较差的和不稳定的状况。已有许多文章要求进一步改进ITB系统，以使美国水域里的驳船安全工作。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种连接拖船和驳船的系统，利用这种方式可避免上面所述的不同的运动的问题。
本发明的另一个目的是提供这样一种系统，它能在紧急情况下提供拖船的快速分离。
本发明的再一个目的是提供这样一种系统，它能很方便地使用。
本发明的还有一个目的是提供这样一种系统，它能利用自己的动力使拖船安装在驳船上。
本发明的其它目的、以及它的具体特征、零件和优点将从下面结合附图的描述中显示出来，并看的更加清楚。
本发明的简要说明本发明通过提供(在一较佳的实施例里的)一运载货物的一体式拖船/驳船可实现上述的目的，该一体式拖船/驳船包括一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；以及安装在所述驳船一部分顶部的拖船，由此，当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船将经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置。按照本发明的另一方面，提供一种使拖船脱离一体式拖船/驳船的方法，所述一体式拖船/驳船包括一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；一安装在形成于所述驳船的一部分上的凹槽里的拖船，这样，当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船将经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置；所述拖船船体底部的第一或前部分是平面并是水平的，所述船体底部的第二部分是平面并是从所述第一部分向后和向下倾斜的，并且所述凹槽所述底部的倾斜部分和所述凹槽所述底部的水平部分在一折角线处结合，并分别与所述拖船所述船体底部的所述第一和第二部分接触；当所述拖船安装在所述驳船上时具有在所述折角线前方的重心；所述方法包括向后推动所述拖船，直至所述重心移动到所述折角线的后面；以及允许所述拖船沿着所述凹槽所述底部的所述倾斜部分滑动，并进入所述驳船浮在上面的水中。按照本发明的还有一个方面，提供一种形成一体式拖船/驳船的方法，所述拖船/驳船包括一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；一安装在形成于所述驳船一部分上的凹槽里的拖船，这样，当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船将经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置；所述方法包括对所述驳船加重物，使所述凹槽的底部在所述拖船和所述驳船浮在上面的水面下；利用所述推进装置将所述拖船推入所述凹槽；将所述拖船固定在所述驳船上；卸去在所述驳船上的重物，使其在水中恢复到正常位置。
附图的简要说明参考附图将有助于理解本发明及其各个方面，提供附图的目的仅是为了描述，而不是用来限制本发明的范围，其中
图1是按照本发明的一体式拖船/驳船(ITB)的侧视图；图2是ITB的俯视图；图3A，3B和3C分别是本发明的拖船或骑式顶推船的后视图，侧视图和前视图；图4A-4F是顶推船与驳船分离的局部的侧视图；图5是描述利用顶推船的动力装置可将顶推船安装在驳船上的方法的局部的侧视图6A和6B分别是安装在驳船上的、有助于顶推船与驳船分离的装置的局部的、部分示意的侧视图和前视图；图7A和7B分别是图6A和6B所示装置的局部的、部分示意的俯视图和侧视图。
实施本发明的较佳方式现在参看附图，其中，在所有附图中，相似的和相同的部件用相同的标号表示。
图1描述了按照本发明形成的一体式拖船/驳船(ITB)，它用标号20总括表示。ITB20包括一驳船22，它具有若干货舱或货柜24，其中存放货物。驳船22还包括若干位于船体底部的压载舱23。根据定义，驳船是一种运载货物的海上运输工具，没有任何推进功能，但是，驳船可以带发动机，以作装卸货物和系泊用。
形成于驳船22尾部的“干船坞式”凹槽21用来安装拖船或骑式顶推船30。凹槽21和周围结构(未详细画出)非常坚固，足以支承骑式顶推船30、以及额外允许的、在ITB20工作过程中由于动态运动而产生的各种力的总重量。
从图3A-3C可更清楚地看到，通常的拖船、骑式顶推船30一般具有罗经观察台32，操舵室34，起居室舱面36，主甲板38，机舱40，以及下部机械平舱42，还包括用来操作、推进和控制骑式顶推船的传统部件，住房辅助设备和容纳船员。当然，可以理解，根据骑式顶推船30的大小，可安装上面所述的一部分。两个Z型传动装置、即船首转向推进器50安装在骑式顶推船30的尾部，并由机舱40里的主机提供动力。骑式顶推船30具有尖船尾60和平船首62，一模制的弹性碰垫64固定在船首。图3C所示的沟槽84和86的用途将在下面参考图6A和6B描述。
利用在骑式顶推船和驳船22之间的适当的快速释放装置(未画出)、诸如有轨电车连接机构、或用于干船坞操作中固定机构将骑式顶推船30固定在凹槽21里(图1和2)，而碰垫64与凹槽的前壁接触，以便使骑式顶推船与驳船缓冲接触。在凹槽21的侧壁和底部也安装着适当的弹性缓冲垫(未画出)，以便与骑式顶推船30的船体接触。
如此，骑式顶推船30以稳定的方式牢牢地安装在驳船22上，由此，它能够对驳船提供推进和操舵，且由于骑式顶推船和驳船将具有完全一样的船体运动，因此不会出现上面讨论的、相对不同的波浪作用和其它不同的运动的问题。
骑式顶推船30将保持在图1和2所示的位置上，而图4A显示了ITB20通过正常操作以提供推进和操舵功能。然而，骑式顶推船30还提供了另一功能即万一ITB20处于沉没危险时，其可作快速分开的、自身包含的救生艇用。这个功能如图4A-4F所示。图4A显示了安装在驳船22的凹槽21里正常位置上的骑式顶推船30。在出现必须使骑式顶推船30离开驳船22而下水的紧急情况时，释放将骑式顶推船固定在驳船上的机构，反转推进器50和52，骑式顶推船相对驳船向后移动，如图4B所示。当骑式顶推船30的重心移动到由在凹槽21底部的平面部分和倾斜部分(它们与骑式顶推船的对应表面相一致地配合)之间限定的折角线70的后部时，骑式顶推船反时针转动，如图4C和4D所示。当骑式顶推船30船首的下边缘滑离凹槽21底部的倾斜部分并离开它时，骑式顶推船30在水中顺时针转动到正常位置(图4E)，并尽力倒车以离开驳船22。骑式顶推船30的尖船尾60有助于骑式顶推船顺利地进入水中。当ITB在航行途中，由于几乎ITB20所有的功能都发生在骑式顶推船30上，且所有的船员一般情况下也都在骑式顶推船上，因此，所有的或几乎绝大多数人都将得救。
虽然骑式顶推船可利用起重机和类似的装置(均未显示)安装在凹槽21里，以形成ITB20，但骑式顶推船30也可利用本身的动力进入凹槽21。图5描述了这种情况，其中，对驳船20加重物，使其船尾部分下降到水里，并让水部分地充填凹槽21。由于驳船22船尾部分下降，如图所示，骑式顶推船30可在自己动力作用下进入凹槽21。当骑式顶推船30位于凹槽21里时，利用固定装置(未画出)将其固定，并卸去驳船22的上所加的重物，如此，ITB20将恢复其在水中的正常位置。
图6A和6B描述了一有助于使骑式顶推船30脱离凹槽21而下水的装置，该装置包括一对平行的轨道80和82，它们分别与沿骑式顶推船船体下侧边缘形成的沟槽84和86(图6B，以及图3C)的上表面接触，该轨道可绕着靠近折角线70的一点枢转。可以看到，骑式顶推船30的重心G在折角线70前方的距离L处，这有助于在骑式顶推船处于凹槽21里的它的通常位置时保持骑式顶推船的稳定性。参看图6A，安装在凹槽21的底板内、折角线70前方的第一对液压装置90(图6A只能看到一个)在骑式顶推船30在凹槽21里的正常位置时被压缩(轨道80用实线表示)。同时，安装在凹槽2 1的底板内、但在折角线70后面的第二对液压装置92(图6A只画了一个)延伸至轨道80和82，以提供额外的稳定性。当发生紧急情况、要求使骑式顶推船下水时，在分开连接装置和推进器50和52反转的作用下，骑式顶推船向后移动一个距离L，而在可能有的液压操纵的缸体或其它偏压装置(均未显示)的帮助下，骑式顶推船的进一步向后移动将在下水操作过程中产生不平衡的动量。同时，液压装置90伸展，而液压装置92被压缩，它们的综合作用使轨道80和82转动到虚线所示的位置，使骑式顶推船顺时针转动并开始滑动进入水中(图4B-4D)。
参看图7A-7B，可以看到，轨道80和82的上表面包括若干可自由转动的滚子94，这些滚子的轴线与骑式顶推船移动方向的轴线垂直，从而可大大地降低与骑式顶推船船体底部的摩擦接触，从而可使骑式顶推船尽快地下水。
为了增加骑式顶推船30的下水速度，可在凹槽21的底表面上覆盖一层高分子量的塑料材料98(图6B)，以进一步减少滑动摩擦。
由此可见，在上述说明书中描述的和显示的上述目的完全是可以实现的，由于在不脱离本发明范围的情况下可在上述结构中作出某些改变，因此，包含在上述说明书和显示在附图中的所有内容都应解释为仅是为了描述，而不是为了限制。
还应该明白，下面的权利要求书试图覆盖这里所述的本发明的所有一般的和特殊的特征，以及本发明范围内的所有陈述。
权利要求
1.一种运载货物的一体式拖船/驳船，包括(1)一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；以及(2)一安装在所述驳船一部分的顶部上的拖船，当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置。
2.如权利要求1所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述拖船安装在形成于所述驳船船尾部分的向后敞开的凹槽里。
3.如权利要求2所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，还包括在紧急情况时允许所述拖船与所述驳船快速分开和脱离的装置。
4.如权利要求3所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述装置可包括一形成于安装着所述拖船的一凹槽底部的至少一部分上的、向后和向下倾斜的表面。
5.如权利要求3所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述装置可包括一安装在一凹槽里的转动结构，在该凹槽里安装着所述拖船，所述拖船至少部分地安装在所述转动结构上，当所述拖船脱离所述驳船下水时，所述转动结构向着所述驳船的船尾转动所述拖船。
6.如权利要求5所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述转动结构的上表面上安装着滚子，以便当所述拖船脱离所述驳船下水时减少滚动摩擦。
7.如权利要求4所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，(1)所述拖船船体底部上的第一或前面部分是平面的和水平的；(2)所述船体底部的第二部分是平面的和自所述第一部分向后和向下倾斜的；(3)所述凹槽所述底部的所述倾斜部分和一水平部分在一折角线处结合，并分别与所述拖船所述船体底部的所述第一和第二部分啮合。
8.如权利要求7所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，(1)所述船体底部的所述第一部分包括所述船体底部40-45％的长度，而所述船体底部的所述第二部分包括船体底部25-30％的长度；以及(2)所述拖船安装在所述驳船上时，所述拖船的重心在所述折角线的前面。
9.如权利要求7所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述船体底部的所述第二部分自水平面倾斜11度。
10.如权利要求1所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，(1)所述拖船船体底部的第一或前面部分是平面的和水平的；(2)所述船体底部的第二部分是平面的，并自所述第一部分向后和向下倾斜；以及(3)所述船体底部的第三部分是平面的，并自所述第二部分向后延伸。
11.如权利要求10所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，(1)所述第一部分包括所述船体底部长度的40-45％；(2)所述第二部分包括所述船体底部长度的25-30％；以及(3)所述第三部分包括所述船体底部长度的20％。
12.如权利要求10所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述船体底部的所述第二部分自水平面倾斜11度。
13.如权利要求10所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，推进装置悬置在所述第三部分下。
14.如权利要求1所述的一体式拖船/驳船，其特征在于，所述拖船具有一尖船尾。
15.一种自一体式拖船/驳船上分离一拖船的方法，所述拖船/驳船包括一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；一安装在一凹槽里的拖船，所述凹槽形成于所述驳船的一部分上，由此当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置；所述拖船船体底部的第一或前面部分是平面的和水平的，所述船体底部的第二部分是平面的，并自所述第一部分向后和向下倾斜，并且所述凹槽所述底部的一倾斜部分和一水平部分在一折角线处结合，并分别与所述拖船所述船体底部的所述第一和第二部分啮合；以及，当所述拖船安装在所述驳船上时，所述拖船的重心在所述折角线的前面；所述方法包括(1)向后推动所述拖船，直至所述重心在所述折角线后面；以及(2)允许所述拖船沿所述凹槽所述底部的倾斜部分滑下，进入所述驳船浮在其上的水中。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括(1)在所述凹槽里设置一转动结构，且所述拖船至少部分地安装在所述转动结构上，以便当所述拖船与所述驳船分离时向所述驳船的船尾转动所述拖船；以及(2)当所述重心在所述折角线后面时，转动所述转动结构，以便向所述驳船的船尾转动所述拖船。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括在所述转动结构的上表面安装滚子，以便当所述拖船与所述驳船分离时减少滚动摩擦。
18.一种形成一体式拖船/驳船的方法，所述拖船/驳船包括一运载货物的驳船，所述驳船不具有推进装置；一安装在一凹槽里的拖船，所述凹槽形成于所述驳船的一部分上，由此当所述一体式拖船/驳船工作时，所述拖船和所述驳船经受相同的运动，所述拖船包括推进和操舵所述一体式拖船/驳船的装置；所述方法包括(1)对所述驳船加重物，使所述凹槽的底部在所述拖船和所述驳船浮于其中的水面之下；(2)利用所述推进装置将所述拖船推入所述凹槽里；(3)将所述拖船固定在所述驳船上；以及(4)卸去加在所述驳船上的重物，使所述驳船在所述水中保持正常位置。
全文摘要
一种运载货物的一体式拖船/驳船(ITB)(20)包括一不具有推进装置的运载货物的驳船(22)；以及一拖船(30)，它安装在驳船的顶部，拖船包括推进和操舵ITB的装置(50，52)。另一方面，一种使拖船与ITB分离的方法，该方法包括向后推动拖船，直至其重心在折角线后面，该折角线由安装拖船的凹槽(21)的水平部分和倾斜部分相交形成；以及允许拖船沿凹槽底部的倾斜部分滑下，进入驳船浮在其上的水中。
文档编号B63B35/70GK1168120SQ96191476
公开日1997年12月17日 申请日期1996年1月16日 优先权日1995年1月17日
发明者詹姆斯·H·哈拉 申请人:斯卡赫股份有限公司