船舶水上稳停竖直式定位装置的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶水上稳停竖直式定位装置。


背景技术：

2.船舶为较为理想的水上应急载体，但是洪涝发生，河道的水流湍急，因此在作为载体的船舶需要稳定的定位能力。一般的船舶定位桩为液压油缸带动进行升降，为满足不同的水深，油缸需要设置足够的工作行程，成本大，且定位桩提桩时，油缸的活动杆需要收缩至缸体内部，活动杆外壁将携带的污染物可能进入油缸，对缸体工作造成不良影响。不仅如此，湍急的河流中，水流涌动，一般的船体的定位桩体仅依靠桩体的一次定位，不能很好适应不同方向水流对船体的冲击和影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了改善现有技术中水流湍急对船体定位的影响的问题，而提出的一种船舶水上稳停竖直式定位装置，利用水流加强定位桩的稳固性，提高船体的稳停效果。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.船舶水上稳停竖直式定位装置，包括定位桩，所述定位桩通过滑台与船体在水平方向活动连接，用于船体在作业时的位置微调。所述定位桩与滑台在竖直方向滑动连接，船体在正常行驶时，定位桩可被收起；船体在停驻时，定位桩被放下，其底部扎入水底，用于船体定位。
6.进一步的，所述定位桩空心设置，定位桩的内部设置活动滑轮，所述滑台上设置同步台和用于放卷吊绳的放卷器，所述同步台与滑台通过同步油缸连接。所述同步台上设置调整滑轮和转向滑轮，所述吊绳从放卷器被放出，依次经过转向滑轮、活动滑轮被调整滑轮收卷。
7.吊绳一端固定并缠绕在调整滑轮上，当放卷器收起或者放出吊绳时，调整滑轮通过限位钳定位保持不转动，使得活动滑轮将在竖直方向产生位移，带动定位桩移动，用于完成定位桩的放桩和收桩。滑台上设置用于定位桩在竖直方向定位的定位件，当定位桩在竖直方向的位置固定，定位件构用于定位桩的定位。
8.优选的，所述同步台于定位桩的上方设置施压油缸，所述施压油缸内部的施压活塞固定连接施压杆，所述施压杆贯穿定位桩的顶部延伸至定位桩的内部，所述滑动轮滑的上方设置用于与施压杆底部接触的受力件。所述施压活塞的上部空间也通过双向油管与油箱连通。
9.进一步的，所述调整滑轮的轴端设置结合轴，所述结合轴上固定套接同步齿轮，所述同步齿轮与同步齿条啮合，所述同步齿条的一端固定连接施压杆。同步台于调整滑轮处设置对应的限位钳。
10.优选的，施压油缸施压时，当施压杆往下移动时，调整滑轮对应的限位钳松开，齿
条同步往下移动，齿条带动齿轮旋转，使得调整滑轮正向旋转，调整滑轮放线，在放卷器不工作的情况下，保证定位桩具有被定位桩下压移动的余量。
11.当施压油缸的施压活塞移动至下极限位置，施压活塞需要回位。此时，同步油缸收缩，同步台下降，施压油缸跟随同步台下降，施压活塞相对移动至施压油缸的上极限位置，施压油缸可继续施压。在此过程中，调整滑轮反向旋转，调整滑轮进行收线动作，避免吊绳松弛。
12.定位桩在放桩过程中，首先通过定位桩的自身重力完成下放，达到水底初步位置。然后通过施压活塞的上部空间进油，施压活塞下移和回位，完成施压油缸的施压杆对定位桩的连续施压，使得定位桩的底部扎进水底深处。
13.进一步的，所述定位桩的底部设置螺旋杆，螺旋杆的外部设置螺旋槽，当定位桩扎入河底中时，螺旋杆为竖直方向移动，此时螺旋槽可用于河底泥沙的排出，减少定位桩扎入的阻力。
14.进一步的，所述定位桩的底部还设置旋转套筒、感应板和螺旋套，所述旋转套筒与定位桩旋转连接，所述旋转套筒上设置感应板，感应板上设置水流方向感应件，所述旋转套筒的内部设置助推转杆，所述助推转杆通过同步套筒与螺旋杆套接，所述螺旋杆与螺旋套螺旋连接，所述螺旋套外部设置用于扎入水底部的定位爪。
15.当定位桩扎入河底中时，定位爪可扎入河底，形成定位桩的外部定位。感应板用于感应水流，水流可推动感应板，使旋转套筒旋转，旋转套筒通过助推转杆和同步套筒带动螺旋杆旋转，由于螺旋套已经通过定位爪定位，螺旋杆可相对螺旋套做旋转和下移动作，进一步扎入河底。
16.为保证螺旋杆在水流的推动下一直保持往下移动，需要保持螺旋杆相对螺旋套定向旋转。优选的，所述助推转杆与同步套筒的套接面设置单向齿和容纳单向齿的收纳槽，所述单向齿通过弹性件与助推转杆连接。单向齿的齿面一面为竖直面，另一面为斜面。当水流推动感应板正向转动(正向转动为使螺旋杆往下移动的转动方向)，单向齿的竖直面受力，助推转杆可带动同步套筒旋转；当水流推动感应板反向转动，单向齿的斜面受力，单向齿缩进收纳槽中，助推转杆不可带动同步套筒旋转，避免同步套筒和螺旋杆反向旋转。
17.为保持感应板一直正向转动，感应板的位置可活动。优选的，所述旋转套筒内部设置用于容纳感应板贯穿的弧形通道，所述感应板的一侧设置换边齿面，所述旋转套筒设置与换边齿面啮合的换边齿轮和驱动换边齿轮旋转的驱动件，换边齿轮可带动感应板在旋转套筒内部移动，形成感应板在旋转套筒从弧形通道的不同方向伸出，从而保持水流对感应板的冲击力形成感应板的正向转动。
18.优选的，所述感应板包括第一感应板和第二感应板，所述第一感应板和第二感应板相对面的换边齿面齿部位置对应。当所述第一感应板和第二感应板位于旋转套筒的外部，第一感应板和第二感应板相对面通过齿面啮合，形成感应面，由于第一感应板和第二感应板结合，感应面弹性减弱，用于习形成相对刚性的接触面。当所述第一感应板和第二感应板位于旋转套筒内部的弧形通道，第一感应板和第二感应板分离，所述第一感应板和第二感应板的齿面部分与换边齿轮啮合，第一感应板和第二感应板可在换边齿轮的驱动下移动。
19.本发明的有益效果是：
20.1、本船舶水上稳停竖直式定位装置的定位桩可通过自身重力进行水底扎入，然后通过施压油缸进行压桩深扎，实现稳固定桩，同时定位桩的螺旋杆便于定位桩的深扎。
21.2、本船舶水上稳停竖直式定位装置设置旋转套筒和感应板，利用水流对感应板形成冲击，加深定位桩底部螺旋杆在水底的扎入，进一步加强定位的稳固定桩，且螺旋杆通过进行螺旋深扎，弱化螺旋杆深扎的阻力。
22.3、本船舶水上稳停竖直式定位装置的感应板为活动式，保证在不同水流下，感应板均为正向转动，保持螺旋杆在水流的推动下一直保持往下移动的趋势，形成船体的有效稳停。
23.综上所述，本船舶水上稳停竖直式定位装置的定位桩可通过自身重力进行水底扎入，然后通过施压油缸进行压桩深扎，实现稳固定桩，并在一次定位后，可利用水流对感应板的作用，使得定位桩底部的螺旋杆不断深扎，进一步加强定位桩的定位力。
附图说明
24.图1为本竖直式定位装置的结构示意图；
25.图2为本竖直式定位装置螺旋杆处的结构示意图；
26.图3为本竖直式定位装置调整滑轮处的结构示意图；
27.图4为本竖直式定位装置同步套筒处的结构示意图；
28.图5为本竖直式定位装置旋转套筒处(第二感应板受力)的结构示意图；
29.图6为本竖直式定位装置旋转套筒处(第一感应板受力)的结构示意图；
30.图7为本竖直式定位装置旋转套筒a处的结构示意图。
31.图中：1、船体；2、滑台；3、定位桩；21、放卷器；22、吊绳；23、调整滑轮；24、转向滑轮；25、施压油缸；26、同步油缸；27、同步台；28、限位钳；31、活动滑轮；32、旋转套筒；33、感应板；34、螺旋杆；35、螺旋套；36、定位爪；321、换边齿轮；322、助推转杆；3221、单向齿；3222、弹性件；331、第一感应板；332、第二感应板；333、换边齿面；341、同步套筒；251、施压活塞；252、施压杆；253、同步齿条；254、双向油管；231、结合轴；232、同步齿轮。
具体实施方式
32.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。
33.实施例1
34.参照图1，船舶水上稳停竖直式定位装置，包括定位桩3，所述定位桩3通过滑台2与船体1在水平方向活动连接，用于船体在作业时的位置微调。所述定位桩3与滑台2在竖直方向滑动连接，船体1在正常行驶时，定位桩3可被收起；船体2在停驻时，定位桩3被放下，其底部扎入水底，用于船体定位。
35.进一步的，本实施例中的定位桩3空心设置，定位桩3的内部设置活动滑轮31，所述滑台2上设置与定位桩3在竖直方向位置对应的同步台27和用于放卷吊绳22的放卷器21，所述同步台27与滑台2通过同步油缸26连接。所述同步台27上设置调整滑轮23和转向滑轮24，所述吊绳22从放卷器21被放出，依次经过转向滑轮24、活动滑轮31被调整滑轮23收卷。
36.吊绳22一端固定并缠绕在调整滑轮23上，当放卷器21收起或者放出吊绳时，调整
滑轮23通过限位钳28定位保持不转动，使得活动滑轮31将在竖直方向产生位移，带动定位桩3移动，用于完成定位桩3的放桩和收桩。滑台2上设置用于定位桩3在竖直方向定位的定位件，当定位桩3在竖直方向的位置固定，定位件构用于定位桩3的定位。
37.本实施例中，所述同步台27于定位桩3的上方设置施压油缸25，所述施压油缸25内部的施压活塞251固定连接施压杆252，所述施压杆252贯穿定位桩3的顶部延伸至定位桩3的内部，所述滑动轮滑31的上方设置用于与施压杆252底部接触的受力件。所述施压活塞251的上部空间通过双向油管254与油箱连通。
38.参考图3，所述调整滑轮23的轴端设置结合轴231，所述结合轴231上固定套接同步齿轮232，所述同步齿轮232与同步齿条253啮合，所述同步齿条253的一端固定连接施压杆252。同步台27于调整滑轮23处设置对应的限位钳28。
39.施压油缸25施压时，当施压杆252往下移动时，调整滑轮23对应的限位钳松开，同步齿条253同步往下移动，同步齿条253带动齿轮旋转，使得调整滑轮23正向旋转，调整滑轮23放线，在放卷器21不工作的情况下，保证定位桩3具有被定位桩252下压移动的余量。
40.当施压油缸25的施压活塞251移动至下极限位置，施压活塞251需要回位。此时，同步油缸26收缩，同步台27下降，施压油缸25跟随同步台27下降，施压活塞251相对移动至施压油缸25的上极限位置，施压油缸25可继续施压。在此过程中，调整滑轮23反向旋转，调整滑轮23进行收线动作，避免吊绳22松弛。
41.定位桩3在放桩过程中，首先通过定位桩3的自身重力完成下放，达到水底初步位置。然后通过施压活塞251的上部空间进油，施压活塞251的下移和回位，完成施压油缸25的施压杆252对定位桩3的连续施压，使得定位桩3的底部扎进水底深处。本处施压油缸25可跟随定位桩3移动，减少施压油缸25的行程。
42.进一步的，所述定位桩3的底部设置螺旋杆34，螺旋杆34的外部设置螺旋槽，当定位桩3扎入河底中时，螺旋杆34为竖直方向移动，此时螺旋槽可用于河底泥沙的排出，减少定位桩3扎入的阻力。
43.实施例2
44.与实施例1不同的是，参考图2，本实施例中的定位桩3的底部还设置旋转套筒32、感应板33和螺旋套35，所述旋转套筒32与定位桩3旋转连接，所述旋转套筒32上设置感应板33，感应板33上设置水流方向感应件，所述旋转套筒32的内部设置助推转杆322，所述助推转杆322通过同步套筒341与螺旋杆34套接，所述螺旋杆34与螺旋套35螺旋连接，所述螺旋套35外部设置用于扎入水底部的定位爪36。
45.当定位桩3扎入河底中时，定位爪36可扎入河底，形成定位桩3的外部定位。感应板33用于感应水流，水流可推动感应板33，使旋转套筒32旋转，旋转套筒32通过助推转杆322和同步套筒341带动螺旋杆34旋转，由于螺旋套35已经通过定位爪36定位，螺旋杆34可相对螺旋套35做旋转和下移动作，进一步扎入河底。
46.为保证螺旋杆34在水流的推动下一直保持往下移动，需要保持螺旋杆34相对螺旋套35定向旋转。参考图4，本实施例中的助推转杆322与同步套筒341的套接面设置单向齿3221和容纳单向齿3221的收纳槽，所述单向齿3221通过弹性件3222与助推转杆322连接。单向齿3221的齿面一面为竖直面，另一面为斜面。当水流推动感应板33正向转动(正向转动为使螺旋杆34往下移动的转动方向)，单向齿3221的竖直面受力，助推转杆322可带动同步套
筒341旋转；当水流推动感应板33反向转动，单向齿3221的斜面受力，单向齿3221缩进收纳槽中，助推转杆322不可带动同步套筒341旋转，避免同步套筒341和螺旋杆34反向旋转。
47.为保持感应板33一直正向转动，感应板33的位置可活动。参考图5和图6，本实施例中的所述旋转套筒32内部设置用于容纳感应板33贯穿的弧形通道，所述感应板33的一侧设置换边齿面333，所述旋转套筒32设置与换边齿面333啮合的换边齿轮321和驱动换边齿轮321旋转的驱动件，换边齿轮321可带动感应板33在旋转套筒32内部移动，形成感应板33在旋转套筒32从弧形通道的不同方向伸出，从而保持水流对感应板33的冲击力形成感应板33的正向转动。
48.本实施例中，所述感应板33包括第一感应板331和第二感应板332，参考图7，所述第一感应板331和第二感应板332相对面的换边齿面333齿部位置对应。当所述第一感应板331和第二感应板332位于旋转套筒32的外部，第一感应板331和第二感应板332相对面通过齿面啮合，形成感应面，由于第一感应板331和第二感应板332结合，感应面弹性减弱，用于习形成相对刚性的接触面。当所述第一感应板331和第二感应板332位于旋转套筒32内部的弧形通道，第一感应板331和第二感应板332分离，所述第一感应板331和第二感应板332的齿面部分与换边齿轮321啮合，第一感应板331和第二感应板332可在换边齿轮321的驱动下移动。
49.当水流w的方向为图5所示，感应板从旋转套筒32的一侧伸出，则第二感应板332受到冲击，感应板33正向转动，使螺旋杆34往下移动。当水流w的方向为图6所示，换边齿轮321旋转带动感应板移动，感应板从旋转套筒32的另一侧伸出，则第一感应板331受到冲击，感应板33同样是正向转动，使螺旋杆34往下移动。
50.值得说明的是，感应板的实际受力不一定为垂直于感应面的方向，但感应板的位置变化可保持水流冲击力使得感应板正向转动。
51.本实施例中的船舶水上稳停竖直式定位装置的工作过程为：
52.步骤一：放卷器21的放卷轴反向转动可放出吊绳22，定位桩3位置下移，同时，同步油缸26收缩，同步台27与定位桩3同步下移，直到定位桩3的底部扎入水底的极限位置，关闭放卷器21。此时，限位钳28对调整滑轮23进行限位。
53.步骤二：压桩时，调整滑轮23对应的限位钳28松开，施压活塞251的上部空间进油施压油缸25对定位桩3施压，施压活塞251和施压杆252往下移动，施压杆252对定位桩3进行施压；此时同步齿条253同步往下移动，同步齿条253带动齿轮旋转，使得调整滑轮23正向旋转，调整滑轮23放线，保证定位桩3具有被定位桩252下压移动的余量；
54.当施压油缸25的施压活塞251移动至下极限位置，同步油缸26出油收缩，同步台27下降，施压油缸25跟随同步台27下降，施压活塞251相对移动至施压油缸25的上极限位置，施压油缸25可继续施压，在此过程中，调整滑轮23反向旋转，调整滑轮23进行收线动作，避免吊绳22松弛；
55.通过施压油缸25的连续工作，使得定位桩3的底部扎进水底深处，完成定桩，随后限位钳28对调整滑轮23进行限位。此时，定位爪36可扎入河底，形成定位桩3的外部定位。
56.步骤三：在水中，水流可推动感应板33，使旋转套筒32旋转，旋转套筒32通过助推转杆322和同步套筒341带动螺旋杆34旋转，螺旋杆34可相对螺旋套35做旋转和下移动作，进一步扎入河底。
57.在上述过程中，当水流推动感应板33正向转动，助推转杆322才可带动同步套筒341旋转，避免同步套筒341和螺旋杆34反向旋转。不仅如此，感应板33的位置可活动，换边齿轮321可带动感应板33在旋转套筒32内部移动，形成感应板33在旋转套筒32从弧形通道的不同方向伸出，从而保持水流对感应板33的冲击力形成感应板33的正向转动，保证螺旋杆34在水流的推动下一直保持往下移动，辅助船体的有效稳停。
58.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.船舶水上稳停竖直式定位装置，包括定位桩(3)，所述定位桩(3)通过滑台(2)与船体(1)在水平方向活动连接，所述定位桩(3)与滑台(2)在竖直方向滑动连接，其特征在于，所述定位桩(3)空心设置，定位桩(3)的内部设置活动滑轮(31)，所述滑台(2)上设置同步台(27)和用于放卷吊绳(22)的放卷器(21)，所述同步台(27)与滑台(2)通过同步油缸(26)连接；所述同步台(27)上设置调整滑轮(23)和转向滑轮(24)，所述吊绳(22)从放卷器(21)被放出，依次经过转向滑轮(24)、活动滑轮(31)被调整滑轮(23)收卷；所述定位桩(3)的底部设置旋转套筒(32)、感应板(33)、螺旋杆(34)和螺旋套(35)，所述旋转套筒(32)与定位桩(3)旋转连接，所述旋转套筒(32)上设置感应板(33)，所述旋转套筒(32)的内部设置助推转杆(322)，所述助推转杆(322)通过同步套筒(341)与螺旋杆(34)套接，所述螺旋杆(34)的外部设置螺旋槽，所述螺旋杆(34)与螺旋套(35)螺旋连接，所述螺旋套(35)外部设置用于扎入水底部的定位爪(36)。2.根据权利要求1所述的船舶水上稳停竖直式定位装置，其特征在于，所述旋转套筒(32)内部设置用于容纳感应板(33)贯穿的弧形通道，所述感应板(33)的一侧设置换边齿面(333)，所述旋转套筒(32)设置与换边齿面(333)啮合的换边齿轮(321)。3.根据权利要求2所述的船舶水上稳停竖直式定位装置，其特征在于，所述感应板(33)包括第一感应板(331)和第二感应板(332)，所述第一感应板(331)和第二感应板(332)相对面的换边齿面(333)齿部位置对应；当所述第一感应板(331)和第二感应板(332)位于旋转套筒(32)的外部，第一感应板(331)和第二感应板(332)相对面通过齿面啮合，形成感应面；当所述第一感应板(331)和第二感应板(332)位于旋转套筒(32)内部的弧形通道，第一感应板(331)和第二感应板(332)分离，所述第一感应板(331)和第二感应板(332)的齿面部分与换边齿轮(321)啮合。4.根据权利要求3所述的船舶水上稳停竖直式定位装置，其特征在于，所述助推转杆(322)与同步套筒(341)的套接面设置单向齿(3221)和容纳单向齿(3221)的收纳槽，所述单向齿(3221)通过弹性件(3222)与助推转杆(322)连接。5.根据权利要求1、3或者4所述的船舶水上稳停竖直式定位装置，其特征在于，所述同步台(27)于定位桩(3)的上方设置施压油缸(25)，所述施压油缸(25)内部的施压活塞(251)固定连接施压杆(252)，所述施压杆(252)贯穿定位桩(3)的顶部延伸至定位桩(3)的内部，所述活动轮滑(31)的上方设置用于与施压杆(252)底部接触的受力件。6.根据权利要求5所述的船舶水上稳停竖直式定位装置，其特征在于，所述调整滑轮(23)的轴端设置结合轴(231)，所述结合轴(231)上固定套接同步齿轮(232)，所述同步齿轮(232)与同步齿条(253)啮合，所述同步齿条(253)的一端固定连接施压杆(252)。

技术总结
本发明公开了一种船舶水上稳停竖直式定位装置，包括定位桩，所述定位桩通过滑台与船体在水平方向活动连接以及在竖直方向滑动连接，所述定位桩空心设置，定位桩的内部设置活动滑轮，所述滑台用于放卷吊绳的放卷器，所述定位桩的底部设置旋转套筒、感应板、螺旋杆和螺旋套，所述旋转套筒与定位桩旋转连接，所述旋转套筒上设置感应板，感应板可带动螺旋杆旋转和下移，本发明中的船舶水上稳停竖直式定位装置的定位桩可通过自身重力进行水底扎入，然后通过施压油缸进行压桩深扎，实现稳固定桩，并在一次定位后，可利用水流对感应板的作用，使得定位桩底部的螺旋杆不断深扎，进一步加强定位桩的定位力。定位桩的定位力。定位桩的定位力。


技术研发人员：龚迎斌 罗超华 李建和 欧绍明
受保护的技术使用者：湖南金航船舶制造有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/5/16