具有防爆缓冲功能的战舰舰桥窗体紧固结构及其紧固方法

摘要

本发明公开了一种战舰舰桥窗体紧固结构，包括一安装框体和通过安装框体固定于舰桥主体的透明窗体；透明窗体的侧边结合有一圈预应力结构框体，框体与所述安装框体之间形成有相互配合的紧固结构。本发明透明窗体于四周结合有预应力结构的刚性框体，并通过该框体与舰桥安装框体配合安装，防止了窗体受到外力冲击发生形变后整体自安装框体逃逸，从而使窗体紧固结构的安全性大大提高；本发明弹性缓冲件与滑动缓冲装置的采用在透明窗体受到爆炸等冲击后的第一时间提供非常有效的缓冲作用，可明显减缓与降低窗体受到冲击后破碎的时间与概率，进一步提高整个战舰舰桥透明窗体结构的安全防护性能。

说明书

技术领域

本发明涉及国防建设中的各类武装舰船，尤指一种战舰舰桥透明窗体的紧固结构及其紧 固方法。

背景技术

战舰一般是对军用舰艇的统称，即各种军用船只。在现代战争中战舰承担着海上进攻及 防卫、海上指挥、海陆运输及海面发射平台等的作用，有一定的防护和火力作用，因此战舰 舰桥窗体也必须具有相应的防护能力。

然而目前的战舰舰桥窗体安装结构，大多是将防弹玻璃或防暴玻璃等窗体镶嵌于类似U 型槽的边框结构内，周边设密封胶，有的会对窗体一侧的金属挡边进行法兰紧固。这样的安 装方式窗体与战舰舰桥并未形成一体，窗体基本处于自由状态，一旦受到战舰甲板爆炸或枪 弹的冲击荷载时，窗体虽然不会如钢化玻璃般全部碎成小颗粒，而是局部破碎并且在冲击的 作用下产生一个冲击方向的形变并在内部胶体的作用下保持完整，但是窗体必然发生整体弯 曲变形，且此时窗体的外形尺寸会小于边框的内径。因此窗体就可能整体从边框中逃逸而飞 往船舱内，造成船舱内人员的伤亡，而起不到其应有的防护作用。窗体的RET保持值(爆 炸冲击后玻璃重量/爆炸冲击前玻璃重量)虽然比普通玻璃大，但始终小于1而无法确保 等于1。

为了减小上述缺陷对船舱内人员安全的影响，设计时通常会提高舰桥窗口的高度，在舰 桥低处不会开设窗口，但这样并不能完全保证在实际运用当中战舰舰桥窗口不会受到外来冲 击影响，也就无法保证舰桥舱内人员及设备在舰桥窗口受到外来冲击情况下的绝对安全。

另外由于窗体与战舰舰桥并未形成一体，两者之间是存在空隙的，当战舰遭到爆炸或发 生剧烈震动时，作为脆性材质的窗体与刚性边框之间必然发生刚性碰撞，导致窗体自身首先 出现应力集中甚至碎裂而失去防护作用。

上述关于战舰舰桥透明窗体的安装方式及结构目前仍存在一定的缺陷，且没有针对性的 解决措施与技术方案，因此相关安全隐患始终存在，也成为一直困扰相关技术人员的一大难 题。

然而随着时代的进步，战舰在国防等领域的应用越来越普遍，可是能够有效提升战舰舰 桥透明窗体紧固支承结构安全性与便捷性的核心技术仍未解决。针对此类影响国防建设以及 人民生命财产安全的重要问题，目前尚无比较合理的解决方式，而本发明填补了此领域的空 白。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在武装舰船舰桥窗体的安装结构缺陷，而提供一种全新 的通过边框加强的战舰舰桥窗体的安装结构。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种战舰舰桥窗体安装结构，包括一安装框体和通 过所述安装框体固定于舰桥主体的透明窗体；所述安装框体形成有第一安装槽，所述透明窗 体的侧边插设于所述第一安装槽内；所述透明窗体的侧边结合有一圈框体，所述框体与所述 第一安装槽之间形成有相互配合的安装结构，所述框体包括一压迫组件和一紧固组件，通过 所述压迫组件和透明窗体的配合压迫所述紧固组件生成预应力进而紧固所述透明窗体。

本发明的进一步改进在于，所述紧固组件包括两个对称夹持于所述透明窗体两侧的弓形 臂，两弓形臂之间夹设形成一围合空间，所述弓形臂包括第一力臂与连接所述第一力臂的第 二力臂，所述第一力臂与所述第二力臂的连接处形成滑移端，所述第一力臂于远离所述第二 力臂的一侧形成受压端，所述第二力臂于远离所述第一力臂的一侧形成紧固端，所述第一力 臂的受压端接受所述压迫组件的压迫并配合所述透明窗体驱使所述第一力臂与第二力臂生 成预应力。

本发明的进一步改进在于，所述压迫组件包括一第一压力条和一第二压力条；

所述弓形臂的两滑移端抵靠于所述第一压力条表面；所述弓形臂的两受压端抵靠于所述 第二压力条的外侧表面，所述弓形臂的两紧固端抵靠于所述透明窗体两侧面；

通过螺栓紧固所述第一压力条与所述第二压力条，所述第二压力条压迫所述弓形臂的两 受压端向所述第一压力条方向位移，所述弓形臂的两滑移端于所述第一压力条的表面发生相 互远离的位移，所述弓形臂的两紧固端受到所述透明窗体的限位，从而驱使所述第一力臂与 所述第二力臂生成预应力紧固所述透明窗体。

本发明的进一步改进在于，所述透明窗体通过所述围合空间进行一第一方向与一第二方 向的位置调整。

本发明的进一步改进在于，所述安装框体形成所述第一压力条，通过螺栓紧固所述第一 压力条与所述第二压力条形成所述安装结构进而将所述透明窗体安装于所述第一安装槽内。

本发明的进一步改进在于，所述第一压力条与所述安装框体形成相互配合的限位部；所 述框体与所述安装框体之间设置有至少一弹性缓冲件。

本发明的进一步改进在于，所述框体的底部设置有滑动缓冲装置。

本发明的进一步改进在于，所述安装框体包括框架和固定于所述框架上的盖板，所述框 架和所述盖板配合形成所述第一安装槽。

本发明的进一步改进在于，所述透明窗体的侧边凹陷形成第二安装槽并结合有一T型 件；所述T型件包括一背板和形成于所述背板的凸条，所述凸条嵌设于所述第二安装槽内， 所述背板抵靠所述第二压力条，通过螺栓贯穿紧固所述第一压力条、所述第二压力条以及所 述T型件的背板与凸条，从而驱使所述紧固组件的第一力臂与第二力臂生成预应力紧固所述 透明窗体。

本发明的进一步改进在于，所述透明窗体和所述背板之间设有一垫片。

本发明的进一步改进在于，所述弓形臂的滑移端呈圆弧面或斜面。

本发明的进一步改进在于，所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述紧固端形成一由厚 至薄的渐变。

本发明的进一步改进在于，所述紧固组件的弓形臂的受压端向下延伸形成有一旋转定位 棱，所述第二压力条对应所述紧固组件的所述旋转定位棱形成有旋转定位槽。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有的有益效果是：

1、本发明通过预应力结构咬合舰桥窗体平面，并在舰桥窗体周边生成了一圈与其合为 一体的刚性边框，并通过该边框将窗体固定于机身骨架，由此形成一种全新的具备预应力缓 冲功能的窗体与舰桥一起的整体受力结构，有效地将窗体承受的荷载通过预应力结构传递至 舰桥，保证了舰桥结构的完整性；

2、在本发明中，舰桥窗体以位置可调的方式紧固于舰桥主体，且紧固组件对舰桥窗体 的生产制造误差有一定的宽容度，因此使得窗体与舰桥主体的装配更便捷、避免装配应力的 产生；

3、在实际运用当中，部分武装舰船舰桥窗体边缘呈圆弧面。在本发明中，紧固组件第 二力臂分裂成多个夹爪，可使紧固组件中的紧固端更贴合于舰桥窗体的圆弧面，使紧固组件 在不破坏舰桥窗体自身内应力的前提下，更牢固与稳定地紧固舰桥窗体；

4、本发明中舰桥窗体边框上生成一防逃逸结构，防逃逸结构与舰桥主体之间设有限位 结构，使得舰桥窗体受到外来冲击荷载后无法整体自舰桥主体中逃出；

5、本发明中弹性缓冲件与滑轮组件的采用在战舰舰桥窗体受到外来冲击荷载后的第一 时间提供非常有效地缓冲作用，可明显减缓与降低舰桥窗体受到外来冲击荷载后破碎的时间 与概率；

6、本发明通过预应力结构咬合舰桥窗体平面，在周边生成了一圈与其为一体的刚性边 框，当舰桥窗体受到外来冲击荷载时，所述刚性边框可以为窗体提供向外的拉力来抵御冲击 造成的形变，并且有效减缓形变产生的时间与程度，有效地保持窗体的完整性，提高舰桥窗 体的抗冲击能力；

7、舰桥窗体加工后即实现预应力结构包边，运输及安装使用过程中不会造成断面损坏， 且舰桥窗体始终为平面受力、而非断面受力，不产生破坏性内应力，舰桥窗体自身安全性能 得到了保障。

8、本发明因为具有上述特点，对舰桥窗体稳定性的提高、寿命的延长、维修保养强度 的降低等都做出了积极的贡献；

9、本发明预应力紧固的实施过程是通过拧紧相关螺栓来压迫紧固组件而使其产生预应 力，在具体操作时，通过前期的设计模块中对各个组件原材料的选择及几何形状的设计，后 期工人只需将相关螺栓拧紧到位即可得到预设的紧固力，无须受到操作力度等不确定因素的 影响，大大降低了操作条件和技术要求。

附图说明

图1为本发明战舰舰桥窗体安装结构的战舰整体结构立体示意图；

图2为本发明第一实施例带缓冲的舰桥窗体安装结构的透明窗体与安装框体连接结构 剖面图；

图3为本发明第一实施例带缓冲的舰桥窗体安装结构的透明窗体与安装框体连接结构 立体图；

图4为图3的分解图；

图5为本发明第一实施例带缓冲的舰桥窗体安装结构的透明窗体与框体的连接结构立 体图；

图6为图5的分解图；

图7为本发明第一实施例带缓冲的舰桥窗体安装结构的透明窗体与框体的连接结构平 面图；

图8为本发明紧固组件的平面示意图；

图9为本发明第一实施例的第一压力条的立体图；

图10为本发明第二压力条的立体图；

图11为本发明舰桥窗体安装结构中框体与透明窗体紧固过程原理示意图；

图12为本发明滑轮组件的结构示意图；

图13-14为本发明透明窗体受到冲击时的系统结构示意图；

图15为本发明第二实施例的舰桥窗体安装结构的透明窗体与安装框体连接结构剖面 图；

图16为本发明第二实施例的舰桥窗体安装结构的透明窗体与安装框体连接结构立体 图；

图17为图16的分解图；

图18-20为本发明多种实施例的框体截面图；

图21为本发明战舰舰桥窗体紧固结构中紧固组件的另一较佳实施例示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1-2，在本发明一种战舰舰桥窗体安装结构的第一较佳实施例中，包括一安装 框体1和通过安装框体1固定于舰桥主体5的透明窗体2(可选用防爆玻璃或防弹玻璃等、 并不限定)；安装框体1形成有第一安装槽10，透明窗体2的侧边插设于第一安装槽10内； 且透明窗体2的侧边结合有一圈框体3，框体3与第一安装槽10之间形成有相互配合的安 装结构，框体3包括一压迫组件31和一紧固组件32，通过压迫组件31和透明窗体2的配 合压迫紧固组件32生成预应力进而紧固透明窗体2。框体3与安装框体1形成相互配合的 限位部3111、111；框体3与安装框体1之间设置有至少一弹性缓冲件35。

且框体3底部设置有滑动缓冲装置，本实施例中滑动缓冲装置采用滑轮组件33；安装 有框体3的透明窗体2通过滑轮组件33搁置于下部的框架11上。本实施例中，限位部3111、 111、滑动缓冲装置以及弹性缓冲件35共同形成安装结构。

结合图12所示，滑轮组件33包括一滑轮座331和设置于滑轮座331内的滑轮332；其 中滑轮座331通过螺栓紧固于第一压力条311底部。

请参阅图7-8，紧固组件32包括两个对称夹持于透明窗体2两侧的弓形臂321，其材料 应选用具有相当强度，同时兼具一定弹性与韧性的材料，如金属、工程塑料、高分子材料等； 两弓形臂321之间夹设形成一围合空间320，弓形臂321包括一第一力臂3211与一连接第 一力臂3211的第二力臂3212，第一力臂3211与第二力臂3212的连接处形成滑移端3213， 该滑移端3213呈圆弧面或斜面可以在保证在滑移过程中产生的阻力更小；第一力臂3211于 远离第二力臂3212的一侧形成受压端3214，该受压端3214向下延伸形成有旋转定位棱 3217；第二力臂3212于远离第一力臂3211的一侧形成紧固端3215，紧固端3215上结合有 压板3216，且压板3216与第二力臂3212的连接区域向内凹陷形成一压板位置调节区3218， 通过该压板位置调节区3218可在紧固过程中实现压板3216微小的自身位置调节，以使其更 平整地贴附透明窗体2，第一力臂3211的受压端3214接受压迫组件31的压迫并配合透明 窗体2驱使第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力。在本实施例中第一力臂3211为一 短直臂，第二力臂3212为一弧形臂，且第二力臂3212的厚度自滑移端3213至紧固端3215 形成一由厚至薄的渐变，该种结构可以保证整个弧形臂充分和均匀形变，不易折断。紧固组 件32的两受压端3214之间配合形成有复数个螺栓孔。压板3216与透明窗体2之间可涂抹 粘结胶(如UV胶)或夹设双面胶(如3M胶)或垫设缓冲垫(如橡胶片)。

请参阅图3-10，为便于描述现在该实施例中作以下定义：以图4中透明窗体2的通长延 伸方向作为X轴方向，以透明窗体2的厚度方向作为Y轴方向，以透明窗体2的高度方向作 为Z轴方向，且X轴垂直于Y轴，Z轴垂直于X轴与Y轴构成的平面。

安装框体1包括框架11和固定于框架11上的盖板12，框架11和盖板12配合形成第 一安装槽10。

压迫组件31包括一第一压力条311和一第二压力条312。其中第一压力条311翻折形 成限位部3111，第一压力条311截面呈“コ”型；第二压力条312的表面中部沿X轴方向 配合旋转定位棱3217设置了两条通长的旋转定位槽3121，该旋转定位槽3121的半径等于 或略大于旋转定位棱3217的半径，这样当系统分别处于预紧固与紧固状态时，旋转定位棱 3217可以有效地在旋转定位槽3121内定位与进行转动，两滑移端3213才会在固定板1211 内侧表面仅沿Y轴方向位移。

弓形臂321的两滑移端3213抵靠于第一压力条311的表面；弓形臂321的两受压端3214 抵靠于第二压力条312的表面，弓形臂321的两紧固端3215抵靠于透明窗体2两侧面。

通过螺栓紧固第一压力条311与第二压力条312，第二压力条312压迫弓形臂321的两 受压端3214向第一压力条311方向位移，弓形臂321的两滑移端3213于第一压力条311表 面发生相互远离的位移，弓形臂321的两紧固端3215受到透明窗体2的限位，从而驱使第 一力臂3211与第二力臂3212生成预应力紧固透明窗体2；透明窗体2通过围合空间320进 行X轴方向与Z轴方向的位置调整。

透明窗体2的侧边凹陷形成第二安装槽21并结合有一T型件22；T型件22包括一背板 221和形成于背板221的凸条222，凸条222嵌设并通过结构胶25固定于第二安装槽21内， 背板221抵靠第二压力条312，且背板221与透明窗体2之间垫设有垫片24；第一压力条 311、紧固组件32和第二压力条312形成相互配合的复数个通孔，背板221与凸条222形成 与该通孔配合的复数个螺孔；通过螺栓贯穿紧固第一压力条311、紧固组件32、第二压力条 312以及T型件22，从而驱使紧固组件32的第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力紧 固透明窗体2。通过螺栓的紧固，第二压力条312压迫紧固组件32的弓形臂321的两受压 端3214向第一压力条311方向位移，紧固组件32的弓形臂321的两滑移端3213于第一压 力条311表面发生相互远离的位移，紧固组件32的弓形臂321的两紧固端3215受到透明窗 体2的限位，从而驱使紧固组件32的第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力紧固透明 窗体2。

由于T型件22的凸条222通过结构胶25结合于第二安装槽21内增大了T型件22与透 明窗体2的连接面积，从而加大了框体3与透明窗体2的整体连接强度，同时T型件22为 穿设于第一压力条311、紧固组件32和第二压力条312之间的螺栓增加了螺孔长度，使得 该螺栓拥有更长的螺距，增强了第一压力条311与第二压力条312之间螺接的强度及可靠性， 进一步保证了框体3与透明窗体2的稳定牢固连接。

在透明窗体2出厂前，先通过结构胶将T型件22结合于透明窗体2各侧边的第二安装 槽21，接着安装框体3，将第一压力条311设置于紧固组件32第一力臂3211的外侧；第二 压力条312设置于紧固组件32第一力臂3211和T型件22背板221之间，紧固组件32弓形 臂321的两紧固端3215抵靠于透明窗体2的两侧面；然后通过依次穿设于第一压力条311、 紧固组件32、第二压力条312和T型件22的螺栓紧固第一压力条311和第二压力条312， 第二压力条312压迫紧固组弓形臂321的两受压端3214向第一压力条方向位移，紧弓形臂 321的两滑移端3213于第一压力条的表面发生相互远离的位移，弓形臂321的两紧固端3215 受到透明窗体2的限位，从而驱使弓形臂321生成预应力紧固透明窗体2。在透明窗体2底 部的框体3上安装滑动缓冲装置，本实施例为滑轮组件33。然后将已安装有框体3的透明 窗体2设置于第一安装槽10内，并使得限位部3111、111相互配合，然后将弹性缓冲件35 设置于框体3和框架11之间；再将盖板12安装固定于框架11上，形成槽口；此时弹性缓 冲件35位于框体3、框架11和盖板12围成的空间内；将透明窗体2调整到预设位置后， 在槽口设置橡胶条14密封。

下面配合图7、11来进一步说明整个紧固过程的工作原理，弓形臂321的两受压端3214 在第二压力条312的压迫作用下向第一压力条311方向位移，通过旋转定位棱3217与旋转 定位槽3121的配合保证了受压端3214在移动过程中不发生X、Y轴方向上的偏移，两个弓 形臂受压端3214之间的距离在紧固过程中是可控(不变)的，同时两滑移端3213抵靠于第 一压力条311表面沿Y轴方向发生相互远离的位移，而两紧固端3215沿Y轴方向发生相互 靠近的位移直至抵靠于透明窗体2的侧面，因此两紧固端3215的压板3216间的距离也是可 控的，其在透明窗体2上的紧固位置点也是可控的；进一步通过第二压力条312压迫两受压 端3214向第一压力条311方向位移，进而驱使两滑移端3213沿Y轴方向继续相互远离，而 两紧固端3215此时抵靠于透明窗体2的侧面并由此受到限位，第一力臂3211及第二力臂 3212由此发生形变并生成预应力，至此具有稳定预应力结构的透明窗体2与框体3达到紧 固状态，透明窗体2获得紧固。同样的，当预应力需要解除时，只要将相应螺栓松开，弓形 臂321的形变会恢复到之前未紧固状态，此时预应力自动消失，整个舰桥窗体安装结构的部 件都是无损耗的和可重复使用的，不仅节约了成本，同时也非常环保。

请参阅图13，当本发明的透明窗体2受到冲击时，若冲击力较小，透明窗体2不发生 形变并在冲击力的作用下产生冲击方向的位移，压迫弹性缓冲件35和橡胶条14起到缓冲的 效果，冲击力消失后透明窗体2可在弹性缓冲件35的作用下复位。

请参阅图14，当本发明的透明窗体2受到的冲击较大，由于透明窗体2采用防弹或防 爆玻璃等夹胶玻璃，所以透明窗体破碎后仍靠胶片粘接为一整体，此时虽然透明窗体2的中 部受到冲击发生形变，但是由于框体3的存在保证了透明窗体2的周边基本未产生形变收缩， 从而防止了初步的逃逸；当透明窗体2发生的形变较大，从而带动其周边发生逃逸出第一安 装槽10的位移时，透明窗体2的周边又进一步通过框体3上的限位结构3111配合槽口进行 限位；进而防止了透明窗体2受到冲击后的整块脱出。

请参阅图18-20，本实施例中第二压力条312与透明窗体2的连接结构如图18所示；另 外也可如图19所示，在第二压力条312本身的中部形成凸条，此时无需T型件22，可直接 将第二压力条312的凸条通过结构胶25固定于第二安装槽21内，此时垫片24垫设于第二 压力条312与透明窗体2之间。也可如图20所示，透明窗体2的侧边不开设第二安装槽21， 也无需T型件22，只通过预应力结构对透明窗体2进行紧固。

请参阅图15-17，在本发明的第二较佳实施例中，本发明的一种战舰舰桥窗体安装结构 其主要结构与第一实施例相同，区别在于：不具备第一实施例中的缓冲结构，且安装框体1 形成第一压力条311，通过螺栓紧固所述第一压力条311与第二压力条312形成安装结构进 而将透明窗体2安装于第一安装槽内10。

进一步参阅图21所示，当战舰舰桥窗体2边缘呈圆弧面时，紧固组件32的第二力臂 3212可以分裂成多个夹爪，以更贴合于战舰舰桥窗体2的圆弧面，使紧固组件32在不破坏 战舰舰桥窗体2自身内应力的前提下，更牢固与稳定地紧固战舰舰桥窗体2。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员可根据上述说明对 本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以 所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。