專利名稱：海洋科學綜合考察船升降鰭板系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可升降式鰭板儀器艙系統(tǒng)，具體為海洋科學綜合考察船升降鰭板 系統(tǒng)。
背景技術：
科學考察船作為海上流動的實驗室，是海洋探測的關鍵設施。目前，海洋科學考察 船上的海洋探測儀器，有的直接安裝在船體底部的外板上，有的安裝于船體底板或傳統(tǒng)的 “軸-舵”式鰭板儀器艙底部，前者的缺陷在于探測設備無法避開船底板的湍流層，大大降低 了探測精度，還會由于湍流層的空泡效應影響儀器的使用壽命；后者則因鰭板儀器艙本身 一直處于船體外板以外，且為固定式連接，這樣一來，對鰭板儀器艙及內(nèi)部儀器的維護與更 換只能在船塢內(nèi)進行，其維護成本高、使用效率低下，而且由于鰭板儀器艙長期身處船體基 線以下，增加了航行阻力、增加了船舶實際吃水，同時其自身也長期處于受力狀態(tài)，其使用 壽命大為縮短。海洋探測活動的高科技性質(zhì)，在一定程度上決定了鰭板儀器艙應安全可靠 及減振降噪。

發(fā)明內(nèi)容
為了減少海洋科學綜合考察船因鰭板儀器艙而造成的進塢維修次數(shù)，本發(fā)明提供 了一種可升降式鰭板儀器艙系統(tǒng)，能夠通過其升降機構實現(xiàn)鰭板儀器艙在船體內(nèi)部深井中 的上下移動，并采用鎖緊裝置保證其工作時安全穩(wěn)定，并達到減振降噪的目標。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種海洋科學考察船的可升降式 鰭板系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設置在船體內(nèi)的深井、提升裝置、鰭板儀器艙、水下載荷平衡鎖緊裝 置、輔助提升裝置、緊急鎖緊裝置、安全保護裝置、液壓電控系統(tǒng)及聲光報警系統(tǒng)；所述的深 井內(nèi)設有艏部導軌、艉部導軌，鰭板儀器艙位于導軌組成的空間內(nèi)，提升裝置安裝在深井頂 部，提升裝置包括液壓絞車、滑輪及鋼絲繩，其鋼絲繩一端連接鰭板儀器艙上的滑輪上，另 一端繞過神經(jīng)頂部的定滑輪及導向滑輪后與液壓絞車相連；所述的水下載荷平衡鎖緊裝置 安裝在深井底部；輔助提升裝置安裝在深井頂部，輔助提升裝置中的輔助絞車(3)的鋼絲 繩下連接有一動滑輪組，該動滑輪組上安裝有吊鉤，所述的緊急鎖緊裝置設置在深井內(nèi)水 線上某一水平位置上。本發(fā)明的技術方案中，所述的水下載荷平衡鎖緊裝置包括設置在船體內(nèi)部深井中 的，位于鰭板儀器艙翼面軸線方向尾部的導軌支座，設置在鰭板儀器艙的側(cè)面的支撐座，設 置在鰭板儀器艙的前部的鎖緊機構；所述的導軌支座、支撐座和鎖緊機構位于深井圍壁面 上，形成平面三角形支撐。所述的鎖緊機構包括有對置雙向伸縮油缸，對置雙向伸縮油缸的伸縮連桿通過銷 軸與楔形推力塊連接；所述的楔形推力塊包括有連桿，連桿與楔形滑板連接；滑板支座上 設有滑槽，楔形滑板插入滑槽中，滑槽入口處設有限位板；滑板支座固定在深井圍壁面上； 楔形推力塊前端設有弧形頂板，所述的弧形頂板曲面的曲率與鰭板儀器艙前部的曲率相適配。所述的鎖緊機構由液壓電控控制。本發(fā)明的技術方案中，所述的鰭板儀器艙截面為流線型翼面，由外部頂板、底板、 外板及內(nèi)部的垂向、縱向加強筋板組成。本發(fā)明的技術方案中，所述的緊急鎖緊裝置，它包括設置在船體內(nèi)部深井中的，位 于鰭板儀器艙翼面軸線方向尾部的導軌支座，設置在鰭板儀器艙的側(cè)面的支撐座，設置在 鰭板儀器艙前部的機械頂緊機構；所述的導軌支座、支撐座和機械頂緊機構位于深井圍壁 面上，形成平面三角形支撐。所述的機械頂緊機構主要由頂桿、支座、連接軸、前連接板、后連接板及螺桿組成； 其支座內(nèi)部加工有內(nèi)螺紋，與加工又有外螺紋的螺桿構成螺桿副，螺桿下端有一軸頸，前連 接板與后連接板通過螺栓連接在螺桿的軸頸上，前連接板、后連接板、連接軸與頂桿通過銷 軸和擋圈順序連接，分別構成鉸接機構，頂桿安裝在支座上的水平導向套筒中，支座底部安 裝有支座底蓋。鰭板儀器艙為焊接件，截面為對稱式翼型，由外殼板形成封閉的空腔，內(nèi)部設有水 平、垂直加強筋板，底部留有探測儀器安裝支座，頂部裝有定滑輪組及安全保護鏈的安裝吊 耳?；喤c提升裝置的鋼絲繩相連來實現(xiàn)提升裝置對鰭板儀器艙的驅(qū)動、平衡鰭板儀器艙 自重等功能。本發(fā)明的海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)進行海洋探測時，提升機構將鰭板 儀器艙下半部分降至船體以外的設定位置，鰭板儀器艙上半部分仍然位于船體基線以上的 深井中，在這部分深井圍壁面上，位于鰭板儀器艙截面軸線方向的尾部焊接有導軌支座，側(cè) 向焊接有支撐座。通過水下鎖緊裝置的楔形推力塊的運動，推動鰭板儀器艙，并將其壓至支 座板和艉部導軌支座上，實現(xiàn)三點支撐形式的鎖緊功能。巡航狀態(tài)下，提升機構將鰭板儀 器艙拉升至其底板與船體基線平齊的位置后，水下載荷平衡鎖緊裝置再次將鰭板儀器艙鎖 緊。而需要對鰭板儀器艙進行維護時，提升機構再將鰭板儀器艙拉升至船體內(nèi)部水線以上 部位，并通過輔助絞車的協(xié)同作用，方便鰭板儀器艙及探測儀器的維護。本發(fā)明的有益效果是，用于投放海洋科學考察探測儀器，有效避免鰭板儀器艙長 期處于船體以外的弊端，有效保護鰭板儀器艙及內(nèi)部安裝的探測儀器，并為探測儀提供良 好的探測環(huán)境，并且結(jié)構簡單。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)
圖2水下載荷平衡鎖緊裝置平面布置圖
圖3緊急鎖緊裝置平面布置
圖4鎖緊機構結(jié)構示意圖
圖5機械頂緊機構結(jié)構圖(縮短狀態(tài))
圖6機械頂緊機構結(jié)構圖(非工作狀態(tài))
圖7艉部導軌剖面圖
圖8艏部導軌剖面圖(深井截面一半)
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圖9 鰭板儀器艙結(jié)構圖附圖中序號含義解釋如下1-液壓絞車；2-保護鏈耳板；3-輔助絞車；4-定滑輪；5導向滑輪；6保護鏈；7_限 位板；8-鋼絲繩；9-艏部導軌；10鰭板儀器艙；11-支撐座；12-鎖緊機構；13-艉部導軌； 14-機械頂緊機構；15-控制臺；16-深井；17-對置雙向伸縮油缸；18-伸縮連桿；19-弧形 頂板；20-楔形推力塊；21-楔形滑板；22-滑槽；23-滑板支座；24-頂桿；25-支座；26-連 接軸；27-前連接板；28-后連接板；29-銷軸；30-擋圈；31-螺桿；32-螺栓；33-墊片； 34-螺母；35-底蓋；36-肘板；37腹板；38-面板、39-導軌側(cè)腹板；40-導軌側(cè)肘板；41-導 軌側(cè)面板；42-導軌中面板；43-導軌中腹板；44-導軌中肘板；45-動滑輪；46-保護鏈安裝 耳板；47-電纜托架。
具體實施例方式本發(fā)明的海洋科學考察船升降鰭板系統(tǒng)如圖1所示，鰭板儀器艙10安裝于船體深 井16中，升降鰭板系統(tǒng)由提升裝置、水下載荷平衡鎖緊裝置、緊急鎖緊裝置及安全保護鏈 零部件等組成。鋼絲繩8由液壓絞車1依次連接導向滑輪5后、穿過定滑輪4，然后與鰭板 儀器艙10的動滑輪45相連，用來驅(qū)動鰭板儀器艙在深井內(nèi)的上下移動。鰭板儀器艙位于 深井內(nèi)部的艏部導軌9，艉部導軌13之間，防止過大晃動。水下載荷平衡鎖緊裝置12安裝 在深井底部，緊挨著鰭板儀器艙翼型的首部位置。水下載荷平衡鎖緊裝置的布置如圖2所示。其鎖緊裝置位于水下，由支撐座11、鎖 緊機構12和艉部導軌支座13組成平面三角形支撐點，鎖緊機構為驅(qū)動部分，負責推動鰭板 儀器艙貼近支撐座11和導軌支座13。支撐座11和導軌支座13為焊接件，其面板與鰭板儀 器艙翼型接觸表面處相適配，保證貼合緊密。鎖緊機構12產(chǎn)生的推力方向與鰭板儀器艙翼 型軸線成30°夾角，支撐座11位于鰭板儀器艙翼型一側(cè)，與軸線平行，艉部導軌支座13位 于鰭板儀器艙翼型尾部，其對稱軸與鰭板儀器艙翼型軸線重合。鎖緊動作鎖緊機構12推 動鰭板儀器艙10產(chǎn)生與鰭板儀器艙翼型軸線成30°的移動，分別于支撐座11和導軌支座 13貼合。機械頂緊機構布置如圖3所示。緊急鎖緊裝置的運行機理與水下載荷平衡鎖緊裝 置的相似，只是緊急鎖緊裝置的驅(qū)動部分機械頂緊機構14為機械手動操作，利用了蝸輪蝸 桿原理。圖4給出了鎖緊機構運行機理。對置雙向伸縮油缸17兩端伸縮連桿18通過銷軸 與楔形推力塊20相連，所述的楔形推力塊20包括有連桿，連桿與楔形滑板21連接；滑板支 座23上設有滑槽22，楔形滑板21插入滑槽22中，滑槽入口處設有限位板；滑板支座23固 定在深井圍壁面上；楔形推力塊20前端設有弧形頂板19，所述的弧形頂板曲面的曲率與鰭 板儀器艙前部的曲率相適配。對置雙向伸縮油缸17驅(qū)動其兩端伸縮連桿18同步收縮時， 拉動與其連接的楔形推力塊沿著油缸軸線同向運動，楔形推力塊的楔形滑板21在滑板支 座23的滑槽22中移動，滑槽對楔形滑板產(chǎn)生水平推動，即朝向鰭板儀器艙10方向的平動， 并通過楔形推力塊前端的弧形頂板19推動鰭板儀器艙10，使其與安裝在深井壁面的艉部 導軌支座13及鰭板儀器艙側(cè)面的支撐座11貼合(參見圖2)，并逐步壓緊。需松開時，對置 雙向伸縮油缸17驅(qū)動其兩端楔形推力塊沿著油缸軸線反向運動，產(chǎn)生背離鰭板儀器艙方向的平動，楔形推力塊前端的弧板頂板19逐步脫離鰭板儀器艙，而鰭板儀器艙處于懸吊狀 態(tài)，可依靠自重力與支座板13脫開。機械頂緊機構的結(jié)構如圖5、圖6所示，它主要由支座25、頂桿24、連接軸26、螺桿 31等組成。頂桿24為推動鰭板儀器艙水平運行的執(zhí)行機構，安裝在底座25內(nèi)的水平導向 套管中。螺桿31與底座的內(nèi)螺紋連接，其頂部由前連接板27、銷軸29及擋板30相連，構成 鉸接機構，然后由后鏈接板28及銷軸29與頂桿相連，形成鉸接機構形式。螺桿31在支座 內(nèi)部螺紋孔的旋轉(zhuǎn)，帶動其上下移動，并通過與前連接板27、后連接板28及頂桿24的鉸接 傳遞到頂桿24上，頂桿24則在底座內(nèi)的導向套管中水平移動，從而實現(xiàn)推動鰭板儀器艙的 目的。艉部導軌及導軌支座截面如圖7所示，由面板38、腹板37及肘板36焊接而成，用 以控制鰭板儀器艙的垂向運動的方向。面板38為弧形，其曲率半徑與鰭板儀器艙尾部線型 一致，其中腹板37和肘板36焊接在深井壁面上。艏部導軌截面如圖8所示，由兩半部分共同形成鰭板儀器艙升降通道。深井墻壁 上焊接有一套，由導軌側(cè)面板41、導軌側(cè)腹板39及導軌側(cè)肘板40焊接而成，其中導軌側(cè)腹 板39和導軌側(cè)肘板40與深井壁面焊接。深井中部焊接一套，由導軌中面板42、導軌中腹板 43及導軌中肘板44焊接而成。鰭板儀器艙結(jié)構如圖9所示，有鰭板儀器艙10、滑輪45 ；保護鏈安裝耳板46 ；電纜 托架47等組成，鰭板儀器艙截面為對稱式翼型。鰭板儀器艙10由外板、內(nèi)部空間水平隔板 及垂直隔板焊接而成。鰭板儀器艙10頂部面板上軸線方向的兩端焊接有保護鏈安裝耳板 46，其布置位置與深井頂部安裝的保護鏈耳板對齊。鰭板儀器艙外板一側(cè)、靠近尾部焊接有 電纜托架47，為焊接件。探測儀安裝座外形為階梯狀法蘭盤，焊接在鰭板儀器艙底板上。滑 輪45通過銷軸安裝在鰭板儀器艙頂部的垂直于水平隔板之間，通過鋼絲繩8與提升機構相 連。
權利要求
1.一種海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括設置在船體內(nèi) 的深井(16)、提升裝置、鰭板儀器艙、水下載荷平衡鎖緊裝置、輔助提升裝置、緊急鎖緊裝 置、安全保護裝置、液壓電控系統(tǒng)及聲光報警系統(tǒng)；所述的深井(16)內(nèi)設有艏部導軌(9)、 艉部導軌(13)，鰭板儀器艙位于導軌組成的空間內(nèi)，提升裝置安裝在深井頂部，其鋼絲繩 (8) 一端連接鰭板儀器艙上的滑輪(45)上，另一端繞過深井頂部的定滑輪(4)及導向滑輪 (5)后與液壓絞車(1)相連；所述的水下載荷平衡鎖緊裝置安裝在深井底部；輔助提升裝置 安裝在深井頂部，輔助提升裝置的輔助絞車(3)的鋼絲繩下連接有一動滑輪組，動滑輪組 上安裝有吊鉤，所述的緊急鎖緊裝置設置在深井內(nèi)水線上某一水平位置上。
2.根據(jù)權利要求1所述的海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)，其特征在于所述的 水下載荷平衡鎖緊裝置包括設置在船體內(nèi)部深井(16)中的，位于鰭板儀器艙翼面軸線方 向尾部的導軌支座(13)，設置在鰭板儀器艙的側(cè)面的支撐座(11)，設置在鰭板儀器艙的前 部的鎖緊機構(12)；所述的導軌支座、支座板和鎖緊機構位于深井圍壁面上，形成平面三 角形支撐。
3.根據(jù)權利要求2所述的海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)，其特征是所述的鎖 緊機構包括有對置雙向伸縮油缸(17)，對置雙向伸縮油缸的伸縮連桿(18)通過銷軸與楔 形推力塊(20)連接；所述的楔形推力塊(20)包括有連桿，連桿與楔形滑板(21)連接；滑板 支座(23)上設有滑槽(22)，楔形滑板(21)插入滑槽(22)中，滑槽入口處設有限位板；滑 板支座(23)固定在深井圍壁面上；楔形推力塊(20)前端設有弧形頂板(19)，所述的弧形 頂板曲面的曲率與鰭板儀器艙前部的曲率相適配。
4.根據(jù)權利要求1所述的海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)，其特征是所述的鰭 板儀器艙截面為流線型翼面，由外部頂板、底板、外板及內(nèi)部的垂向、縱向加強筋板組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的海洋科學考察船的可升降式鰭板系統(tǒng)，其特征是所述的緊 急鎖緊裝置，它包括設置在船體內(nèi)部深井中的，位于鰭板儀器艙翼面軸線方向尾部的導軌 支座(13)，設置在鰭板儀器艙的側(cè)面的支撐座(11)，設置在鰭板儀器艙前部的機械頂緊機 構(14)；所述的導軌支座、支撐座和機械頂緊機構位于深井圍壁面上，形成平面三角形支 撐。
6.根據(jù)權利要求5所述的鰭板儀器艙的緊急鎖緊裝置，其特征是所述的機械頂緊機 構主要由頂桿(24)、支座(25)、連接軸(26)、前連接板(27)、后連接板(28)及螺桿(31)組 成；其支座內(nèi)部加工有內(nèi)螺紋，與加工又有外螺紋的螺桿(31)構成螺桿副，螺桿(31)下端 有一軸頸，前連接板(27)與后連接板(28)通過螺栓(32)連接在螺桿(31)的軸頸上，前連 接板(27)、后連接板28)、連接軸(26)與頂桿(24)通過銷軸(29)和擋圈(30)順序連接， 分別構成鉸接機構，頂桿(24)安裝在支座(25)上的水平導向套筒中，支座底部安裝有支座 底蓋(35)。
全文摘要
一種海洋科學綜合考察船升降鰭板系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設置在船體內(nèi)的深井、提升裝置、鰭板儀器艙、水下載荷平衡鎖緊裝置、輔助提升裝置、緊急鎖緊裝置、安全保護裝置、液壓電控系統(tǒng)及聲光報警系統(tǒng)。鰭板儀器艙用于安裝可靠探測設備，由鋼絲繩與提升裝置連接，用以控制鰭板儀器艙在船體深井中的上下運動；鰭板儀器艙長期位于水下，由水下載荷平衡鎖緊裝置負責將其與船體壓緊，防止鰭板儀器艙與船體的相對碰撞；當水下載荷平衡鎖緊裝置失效時，鰭板儀器艙可提升至水線以上，由緊急鎖緊裝置將其鎖緊，防止在船體內(nèi)部的晃動；輔助提升裝置用于提升鰭板儀器艙內(nèi)的儀器設備，方便維護。其他附屬設備包括電纜托架、豎梯、照明等。
文檔編號B63C11/52GK102001428SQ20101054183
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2010年11月12日
發(fā)明者周瑞平, 徐翔, 樊紅, 王良武, 王艷國, 胡義 申請人:武漢理工大學