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CN106926978B - 基于浮力的滑道式浮标收放系统 - Google Patents

基于浮力的滑道式浮标收放系统 Download PDF

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CN106926978B CN201710202574.0A CN201710202574A CN106926978B CN 106926978 B CN106926978 B CN 106926978B CN 201710202574 A CN201710202574 A CN 201710202574A CN 106926978 B CN106926978 B CN 106926978B
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Abstract

基于浮力的滑道式浮标收放系统，包括浮标和用于装载浮标的船只，船只尾部设有用来容置浮标的浮标舱，浮标舱内设有滑道，浮标支撑于滑道上；浮标舱的尾部设有可开闭的水密门；船只上设有拖曳绞车和牵引绞车，拖曳绞车通过拖曳绳与浮标形成可拆卸式连接，牵引绞车通过牵引绳与浮标形成可拆卸式连接；船只的尾部设有浮态调整系统，所述浮态调整系统包括压载舱及压载舱的注水管路和排水管路，浮标舱设有排水管路。本发明基于船只浮态调整、尾部可开闭并且通过尾部打开与海水连通的浮标舱、拖曳牵引及底部滑道的设置来实现浮标收放，浮标布放效率高且布放安全，尤其适用于大型海洋浮标的布放。

Description

基于浮力的滑道式浮标收放系统
技术领域
本发明涉及海洋装置布收放装置技术领域，具体涉及一种基于浮力的滑道式浮标收放系统，所述收放系统主要适用于大型海洋浮标。
背景技术
海洋水纹环境检测、气象资料搜集以及海上航道规划等是我国走向蓝海战略的重要方向，而海上大型浮标可以对一定区域范围内的海洋环境进行长期、持续观测，实践证明通过布置海上浮标可以有效地对海上风浪环境、水纹信息甚至海底地震等进行检测，通过海上大型浮标的建设可以提高我国海上综合科考水平。
海上浮标具有尺度大、质量重等特点，传统的浮标投放方式是通过海洋浮标调查船从港口将浮标拖带至投放点进行投放，拖带的航速6kn左右，航速低、耗时长，投放效率低下，这种拖带浮标布放方式制约了大型海上浮标的建设。
发明内容
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种投放效率高且安全的基于浮力的滑道式浮标收放系统。
本发明的技术方案如下：
基于浮力的滑道式浮标收放系统，包括浮标和用于装载浮标的船只，船只尾部设有用来容置浮标的浮标舱，浮标舱内设有滑道，浮标支撑于滑道上；浮标舱的尾部设有可开闭的水密门；船只上设有拖曳绞车和牵引绞车，拖曳绞车通过拖曳绳与浮标形成可拆卸式连接，牵引绞车通过牵引绳与浮标形成可拆卸式连接；船只的尾部设有浮态调整系统，所述浮态调整系统包括压载舱及压载舱的注水管路和排水管路，浮标舱设有排水管路。
其进一步技术方案为：
所述浮标包括圆盘形基座，圆盘形基座上设有至少一个系缆桩一和至少一个系缆桩二，拖曳绞车通过拖曳绳与系缆桩一形成可拆卸式连接，牵引绞车通过牵引绳与系缆桩二形成可拆卸式连接。
所述系缆桩一、系缆桩二的数量分别为一个、二个，系缆桩一与系缆桩二沿着圆盘形基座的圆周方向布置，且两个系缆桩二的连线位于圆盘形基座的直径方向上，所述连线与系缆桩一所在圆盘形基座的径向方向垂直；拖曳绞车设在船只的中纵剖面上，牵引绞车、牵引绳均与系缆桩二对应设置，两台牵引绞车关于船只的中纵剖面对称布置。
所述浮标舱为相对于船只中纵剖面对称的结构。
所述船只设有分别用来对拖曳绳和牵引绳导向的缆桩，且从缆桩引出的绳段夹角锐角。
所述夹角为30°～50°。
所述滑道设在浮标舱的底部，滑道的数量至少两个，且滑道在尾部设有向下的倾斜段。
所述圆盘形基座的底部为渐缩结构，滑道包括侧滑道和中间滑道，侧滑道对应于所述渐缩结构的侧向设置，中间滑道对应于所述渐缩结构的底部设置。
所述滑道采用重载滚轮滑道。
所述浮标舱内设有垂向限位机构和纵向限位机构，分别用于浮标的垂向和纵向限位。
本发明的技术效果：
1、本发明在船只设置了压载舱及其注水和排水系统，通过压载来调整船只的浮态处于尾倾状态或非尾倾状态，在船只上尾部可开闭且通过尾部打开可与海水连通的浮标舱用来容置浮标，在船只上设有由拖曳绞车、牵引绞车和缆绳与浮标上的系缆桩组成的拖曳牵引机构，实现浮标的拖曳牵引，基于浮态调整为尾倾状态及使海水进入浮标舱的设置，能够实现浮标在浮力作用下脱离浮标舱，实现布放；在浮标舱内设置供浮标滑动的滑道，在回收浮标时，便于将浮标拖曳至浮标舱，实现浮标的回收，相比于传统的由拖带船拖带浮标布放方式，本发明大为提高了浮标的布放效率。
2、本发明进一步将拖曳绞车布置在船只的中纵剖面上，将浮标上的系缆桩一所在圆盘形基座的径向方向与两个系缆桩二的连线垂直，并且使两台牵引绞车相对于船只的中纵剖面对称布置，由此不仅能够实现浮标的拖曳牵引，而且还能够控制浮标的姿态。
3、本发明在浮标舱内设置滑道，且根据浮标的底部形状来设计滑道的具体位置和数量，进一步在滑道的尾部设置有倾斜段，回收浮标时，能够更好地控制浮标的运动，在浮标存放在浮标舱内时，可在垂直方向上为浮标提供支撑力。
本发明基于船只浮态调整、尾部可开闭并且通过尾部打开与海水连通的浮标舱、拖曳牵引及底部滑道的设置来实现浮标收放，避免了传统拖带浮标布放效率低的不足，尤其适用于大型海洋浮标的布放。
附图说明
图1为本发明船只尾部容置有浮标的浮标舱的侧视结构示意图，图中CL表示船只的中心线。
图2为本发明所述船只的俯视图，其中，浮标舱的水密门处于打开状态，浮标已经布放并脱离船只，图中CL表示船只的中心线。
图3为本发明所述浮标的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为浮标出入浮标舱的状态示意图。
图6为浮标布放到位后的示意图。
图7为浮标回收到位后的示意图
其中：1、浮标；101、圆盘形基座；102、系缆桩一；103、系缆桩二；104、基塔；2、船只；3、浮标舱；301、滑道；3011、侧滑道；3012、中间滑道；302、水密门；4、拖曳绞车；5、牵引绞车；6、拖曳绳；7、牵引绳；8、压载舱；9、缆桩；10、系缆绞盘；11、固定式多功能机械手。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
见图1、图2、图5，本发明包括浮标1和用于装载浮标1的船只2，船只2尾部设有用来容置浮标1的浮标舱3，浮标舱3内设有滑道301，浮标1支撑于滑道301上；浮标舱3的尾部设有可开闭的水密门302；船只2上设有拖曳绞车4和牵引绞车5，拖曳绞车4通过拖曳绳6与浮标1形成可拆卸式连接，牵引绞车5通过牵引绳7与浮标1形成可拆卸式连接；船只2的尾部设有浮态调整系统，所述浮态调整系统包括压载舱8及压载舱8的注水管路和排水管路(图中未示出)，浮标舱3设有排水管路(图中未示出)，压载舱8的数量可以设置多个。其中，水密门302为现有技术，可借鉴大型登陆舰的水密性坞门，将其设置为与浮标舱3的舱体结构可相对旋转从而打开或关闭的门体结构；所述压载舱8的注水管路和排水管路、浮标舱3的排水管路均为成熟的现有技术，其中，压载舱8的注水管路和排水管路使用压载泵，压载泵将海水由注水管路注入压载舱8，压载泵的进水口还连接有排水管路，用来排出压载舱8内的海水，而浮标舱8的排水管路则通过海水泵将浮标舱3内的海水排出，为了防止水倒流，可在压载舱8的注水管路和排水管路上、浮标舱3的排水管路上均安装止回阀。所谓浮标舱3的尾部，与船只2的尾部方向相同，即指船只2长度方向上船艏方向为前部，船艉方向为尾部。
具体地，见图3、图4、图6，所述浮标1包括圆盘形基座101和竖立在圆盘形基座101上的基塔104，基塔104上可布置各类传感器及通信设备以实现数据的实时传送，圆盘形基座101上设有至少一个系缆桩一102和至少一个系缆桩二103，拖曳绞车4通过拖曳绳6与系缆桩一102形成可拆卸式连接，牵引绞车5通过牵引绳7与系缆桩二103形成可拆卸式连接；进一步地，所述系缆桩一102、系缆桩二103的数量分别为一个、二个，系缆桩一102与系缆桩二103沿着圆盘形基座101的圆周方向布置，且两个系缆桩二103的连线位于圆盘形基座101的直径方向上，两个系缆桩二103的连线与系缆桩一102所在圆盘形基座101的径向方向垂直；拖曳绞车4设在船只2的中纵剖面上，牵引绞车5、牵引绳7均与系缆桩二103对应设置，即每一个系缆桩二103对应设置一牵引绞车5，且二者之间通过牵引绳7实现连接，两台牵引绞车5关于船只2的中纵剖面对称布置。为了方便回收浮标1，在系缆桩一102所在圆盘形基座101的径向方向上关于圆盘形基座101的中轴线对称布置有一个系缆桩一102，拖曳绳6可与浮标1上的任一系缆桩一102进行连接。
浮标舱3为相对于船只2的中纵剖面对称的结构。
见图2，船只2设有分别用来对拖曳绳6和牵引绳7导向的缆桩9，且导进缆桩9的牵引绳7绳段与从该缆桩9引出的牵引绳7绳段之间的夹角α为锐角，所述夹角α为30°～50°。
进一步地，所述滑道301设在浮标舱3的底部，滑道301的数量至少两个，且滑道301在尾部设有向下的倾斜段，所述倾斜段的设置便于浮标1出入浮标舱3；滑道301的浮标舱3内的设置位置和数量可以根据圆盘形基座101的形状来设置，本发明所述圆盘形基座101的底部为渐缩结构，滑道301包括侧滑道3011和中间滑道3012，侧滑道3011对应于所述渐缩结构的侧向设置，中间滑道3012对应于所述渐缩结构的底部设置。本发明主要适用于大型海洋浮标，故滑道301优选采用重载滚轮滑道。
浮标舱3内设有垂向限位机构和纵向限位机构，分别用于浮标1的垂向和纵向限位，所述纵向限位机构和垂向限位机构为现有技术，所述纵向限位机构可以采用在设置在浮标舱3内的可伸缩锁紧机构，如使用气缸控制限位块伸缩或者使用电磁铁与弹簧组成的限位机构，在浮标1回收时沿着滑道301回收到位后，通过控制限位块伸缩从而在纵向上对浮标限位，也可以在浮标底部设置限位凹槽，在浮标舱3内设置可伸缩的线限位柱，当浮标1回收到位后，通过控制限位柱的伸缩，使其与浮标1底部的县为凹槽接合，从而对浮标1进行纵向限位，当然，也可以采用现有技术中的其他已有限位方式；所述垂向限位机构同样可以采用气缸控制的可伸缩的顶紧结构，或者电磁铁和弹簧组成的可伸缩的顶紧结构。
浮标1在浮标舱3内的初始状态定位支撑在滑道301上，即拖曳绞车4引出的拖曳绳6与浮标1上的系缆桩一102连接，两台牵引绞车5引出的牵引绳7分别绕经缆桩9后与两个系缆桩二103分别连接，拖曳绞车4、牵引绞车5、拖曳绳4、牵引绳6则一同对浮标进行横向限位，通过所述纵向限位机构和垂向限位机构对浮标进行纵向、垂向的限位，船只2携带浮标1航行至浮标1布放目的地，布放和回收浮标1的说明如下：
1、浮标1的布放：首先通过压载舱8的注水管路对压载舱8注水进行预压载，而工作人员则进入浮标舱3解除浮标1的纵向限位和垂向限位，开启浮标舱3的水密门302，海水进入浮标舱3，继续调整压载使船只2处于尾倾状态，当船只2尾部吃水达到一定数值时，浮标舱3内的浮标处于漂浮状态，此时，滑道301不再承受浮标1的重力，操纵船只2前进，使浮标1基于浮力的作用自水密门302逐渐脱离浮标舱3，见图6，图6中船只2尾部所示浮标1为脱离3水密门后的状态，此时可以调整船只2的位置，牵引浮标，使浮标1投放至最终目的地，通过人工或机械解除拖曳绳6、牵引绳7与浮标1的连接，由此完成其布放，如图6中双点划线所示浮标所在位置。为了提高工作安全性，本发明可在船只2上设置有固定式多功能机械手11，其为成熟的现有技术，其结构可参照公布号为CN102807165A公布的中国发明专利中公开的固定式多功能机械手，通过固定式多功能机械手11解除拖曳绳6、牵引绳7与浮标1的连接。
2、浮标1的回收：通过固定式多功能机械手11将拖曳绳6与系缆桩一102连接，将牵引绳7与系缆桩二103连接，压载舱8通过注水管路进行预压载，打开水密门302使海水进入浮标舱3，调整压载舱8的压载使船只2处于尾倾状态，操纵船只2，使船头迎浪航行，在拖曳绳6和牵引绳7的拖曳力、牵引力以及浮力的作用下，浮标1沿着滑道301滑进浮标舱3，图5所示为浮标1驶上滑道301的状态示意图，当浮标1回收到位后，由所述纵向限位机构和垂向限位机构分别对浮标1进行纵向限位和垂向限位，而拖曳绞车4、牵引绞车5、拖曳绳4、牵引绳6则一同对浮标进行横向限位，图7所示为浮标回收到位后的状态，浮标1最终定位支撑在滑道301上，关闭水密门302，并打开浮标舱3的排水管路，将浮标舱3内的海水排出，同时通过压载舱8的排水管路将压载舱9内的海水排出，恢复船只2正常航行时的浮态。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.基于浮力的滑道式浮标收放系统，包括浮标(1)和用于装载浮标(1)的船只(2)，其特征在于：船只(2)尾部设有用来容置浮标(1)的浮标舱(3)，浮标舱(3)内设有滑道(301)，浮标(1)支撑于滑道(301)上；浮标舱(3)的尾部设有可开闭的水密门(302)；船只(2)上设有拖曳绞车(4)和牵引绞车(5)，拖曳绞车(4)通过拖曳绳(6)与浮标(1)形成可拆卸式连接，牵引绞车(5)通过牵引绳(7)与浮标(1)形成可拆卸式连接；船只(2)的尾部设有浮态调整系统，所述浮态调整系统包括压载舱(8)及压载舱(8)的注水管路和排水管路，浮标舱(3)设有排水管路。
2.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述浮标(1)包括圆盘形基座(101)，圆盘形基座(101)上设有至少一个系缆桩一(102)和至少一个系缆桩二(103)，拖曳绞车(4)通过拖曳绳(6)与系缆桩一(102)形成可拆卸式连接，牵引绞车(5)通过牵引绳(7)与系缆桩二(103)形成可拆卸式连接。
3.按权利要求2所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述系缆桩一(102)、系缆桩二(103)的数量分别为一个、二个，系缆桩一(102)与系缆桩二(103)沿着圆盘形基座(101)的圆周方向布置，且两个系缆桩二(103)的连线位于圆盘形基座(101)的直径方向上，所述连线与系缆桩一(102)所在圆盘形基座(101)的径向方向垂直；拖曳绞车(4)设在船只(2)的中纵剖面上，牵引绞车(5)、牵引绳(7)均与系缆桩二(103)对应设置，两台牵引绞车(5)关于船只(2)的中纵剖面对称布置。
4.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述浮标舱(3)为相对于船只(2)中纵剖面对称的结构。
5.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述船只(2)设有分别用来对拖曳绳(6)和牵引绳(7)导向的缆桩(9)，且导进缆桩(9)的牵引绳(7)绳段与从该缆桩(9)引出的牵引绳(7)绳段之间的夹角为锐角。
6.按权利要求5所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述夹角为30°～50°。
7.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述滑道(301)设在浮标舱(3)的底部，滑道(301)的数量至少两个，且滑道(301)在尾部设有向下的倾斜段。
8.按权利要求2所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述圆盘形基座(101)的底部为渐缩结构，滑道(301)包括侧滑道(3011)和中间滑道(3012)，侧滑道(3011)对应于所述渐缩结构的侧向设置，中间滑道(3012)对应于所述渐缩结构的底部设置。
9.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述滑道(301)采用重载滚轮滑道。
10.按权利要求1所述的基于浮力的滑道式浮标收放系统，其特征在于：所述浮标舱(3)内设有垂向限位机构和纵向限位机构，分别用于浮标(1)的垂向和纵向限位。
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