一种海洋工程与科学调查集成作业船型

摘要

本发明公开了一种海洋工程与科学调查集成作业船型，在船体上设置横档机构、副吊点、缆绳收放装置、吊篮式声学舱吊篮式声学设备安装接口和搭载架。副吊点用于科学调查作业，主吊点用于海洋工程作业；根据使用情况，将横档机构从舒展状态和收纳状态之间切换，实现主吊点和副吊点的切换使用。缆绳收放装置用于实现长尼龙缆绳的收放、储存、挤干水分，满足海洋工程作业超长缆绳的使用需求。根据科学调查任务的需求，通过安装接口和搭载架在船体外壁搭载合适的声学设备。将浮标收放与海洋调查作业集成在同一船上，克服了两种作业需要由不同种类的船舶实现的技术偏见使得能够集海洋工程与科学调查功能与一体，具备更强的综合海洋环境监测保障能力。

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程及科考船设计领域，具体涉及一种海洋工程与科学调查集成作业船型。

背景技术

海洋工程船，就是船舶上搭载了用途不同的工程设备。搭载何种工程设备，便是何种海洋工程船，其结构的设计与所搭载的工程设备相关。海洋调查船则是用于进行海洋水文气象调查、生态环境调查、海底地形地貌调查、海洋地质取样调查、海洋地球物理调查等。

以上两类船舶的不同之处是所搭载的作业设备对象不同，相似之处是都配备门型吊、绞车，液压吊机等甲板作业支撑设备。根据作业目标的不同，其搭载的支撑设备形式也不尽相同，无法兼顾两种作业需求。

虽然海洋调查设备和海洋工程作业大多均采用门型吊收放，但海洋工程作业中使用的门型吊的起吊高度很高，而这种起吊高度很高的门吊不适用于海洋调查设备的起吊作业，因此需解决大型门型吊兼顾配合科学调查设备收放问题。另外，海洋工程作业需解决6000m长深海缆绳收放、存储、挤干水分的问题。海洋调查作业还需要安装船底声学设备，安装声学设备所需的附体必然影响船的总体性能。需要解决安装声学设备的兼容问题，尽可能降低声学舱附体对总体性能的影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种海洋工程与科学调查集成作业船型，将浮标收放与海洋调查作业集成在同一船上，克服了两种作业需要由不同种类的船舶实现的技术偏见使得能够集海洋工程与科学调查功能与一体，具备更强的综合海洋环境监测保障能力。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种海洋工程与科学调查集成作业船型，包括船体和门型吊，门型吊设在船体的尾部，其特征在于：还包括横档机构、主吊点以及副吊点，主吊点设在门型吊的顶部中间位置；横档机构设在门型吊的支柱上，且位于门型吊两侧支柱之间，副吊点设在横档机构靠近门型吊中部的端头上，横档机构具有舒展和收纳两种状态；在横档机构处于舒展状态时，副吊点随横档机构移动至门型吊的中部，且副吊点悬浮在主吊点的下方。

按上述技术方案，横档机构包括横档杆、第一连杆、第二连杆、以及伸缩执行件，第一连杆和横档杆均与门型吊的立柱铰接相连，且第一连杆位于横档杆的上方；第一连杆和横档杆的另一端分别与第二连杆的两端铰接相连；伸缩执行件一端铰接在门型吊的立柱上，伸缩执行件的另一端铰接在第一连杆上；伸缩执行件通过伸缩运动控制第一连杆和门型吊立柱之间的夹角，从而控制横档机构在舒展状态和收缩状态之间的切换。

按上述技术方案，具体地，在横档杆运行至水平状态时，第一连杆和第二连杆处于同一条直线上。

按上述技术方案，伸缩执行件采用油缸或者气缸。

按上述技术方案，在船体上还设有缆绳收放装置，缆绳收放装置包括沿缆绳方向依次布设的第一张紧装置、压绳装置、第二张紧装置、环形导缆器、排缆装置以及缆绳存放处，第一张紧装置、压绳装置和第二张紧装置依次相邻布设在甲板上，若干个环形导缆器设在第二张紧装置和船体上的缆绳存储仓库之间，最后一个环形导缆器位于缆绳存储仓库的顶部，且排缆装置设在最后一个环形导缆器的下部，缆绳存放处设在排缆装置底部的缆绳存储仓库的底板上，缆绳在排缆装置的作用下环形缠绕在缆绳存放处上。

按上述技术方案，缆绳在第一张紧装置、压绳装置和第二张紧装置之间始终处于拉伸状态。

按上述技术方案，在缆绳存储仓库的地板上设有门型框架，最后一个环形导缆器设在门型框架的顶部中间位置；缆绳存放处由若干个立杆组成的环状带结构，环状带结构分为内圈和外圈，缆绳在排缆装置的作用下缠绕在内圈和外圈之间。

按上述技术方案，环形状结构采用方形带结构或者圆形带结构。

按上述技术方案，排缆装置包括行走导轨、大车行走机构、小车行走机构、以及送绳器，行走导轨布设在缆绳存放处两侧的地板上；大车行走机构以滑动连接的方式布设行走导轨上，且在行走导轨上往复移动；在大车行走机构上布设有第一导轨，第一导轨和行走导轨垂直布设；小车行走机构以滑动连接的方式设在大车行走机构上，且在第一导轨上往复移动；送绳器固定设在小车行走机构上；在大车行走机构和小车行走机构的作用下，送绳器在缆绳存放处上方的区域内移动。

按上述技术方案，在船体的底部设有吊篮式声学舱，在吊篮式声学舱的船体侧壁上设有拆卸的吊篮式声学设备安装接口和搭载架；根据科学调查任务的需求，通过安装接口和搭载架在船体外壁搭载合适的声学设备。

本发明具有以下有益效果：

1、在门型吊的立柱上设置有横档机构，副吊点位于横档机构上，随横档机构移动；主吊点位于门型吊的顶部中间位置。副吊点用于科学调查作业，主吊点用于海洋工程作业；根据使用情况，将横档机构从舒展状态和收纳状态之间切换，实现主吊点和副吊点的切换使用，从而使得海洋工程与科学调查作业有机融合，同时具备两种作业能力。

2、舱内设置缆绳收放装置，用于实现长尼龙缆绳的收放、储存、挤干水分；其中第一和第二张紧装置实现对缆绳的水分挤干作业；环形导缆器对缆绳进行导向，将缆绳导入导出储存舱；存储仓内的行走导轨、大车行走机构和小车行走机构的配合使用，使得固定在小车行走机构上的送绳器在缆绳存放处上方进行“回字形”运动，从而实现将缆绳整齐的存放在缆绳存放处内；通过改变行走导轨、大车行走机构和小车行走机构的运行方向实现收放缆绳的作业。

3、在船体的底部设有吊篮式声学舱，在吊篮式声学舱的船体侧壁上设有拆卸的吊篮式声学设备安装接口和搭载架；根据科学调查任务的需求，通过安装接口和搭载架在船体外壁搭载合适的声学设备。

附图说明

图1是本发明提供实施例的门型吊上设置横档机构的机构示意图；

图2是本发明提供实施例的横档机构收纳状态的结构示意图；

图3是本发明提供实施例的横档机构舒展状态的结构示意图；

图4是本发明提供实施例的缆绳收放装置位于甲板上部分的布置图；

图5是本发明提供实施例的缆绳收放装置位于缆绳存储仓库内部分的布置图；

图6是本发明提供实施例的排缆装置的结构示意图；

图7是本发明提供实施例的排缆装置的运行示意图一；

图8是本发明提供实施例的排缆装置的运行示意图二；

图9是本发明提供实施例的排缆装置的运行示意图三；

图中，1、船体；1-1、甲板；2、门型吊；2-1、支柱；3、横档机构；3-1、横档杆；3-2、第二连杆；3-3、第一连杆；3-4、伸缩执行件；4、主吊点；5、副吊点；6、第一张紧装置；7、压绳装置；8、第二张紧装置；9、环形导缆器；10-1、行走导轨；10-2、大车行走机构；10-3、小车行走机构；10-4、送绳器；11、缆绳存放处；11-1、立杆；12、门型框架；13、缆绳存储仓库；14、缆绳；15、绞盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图2所示，本发明提供的一种海洋工程与科学调查集成作业船型，包括船体1和门型吊2，门型吊设在船体的尾部。还包括横档机构3、主吊点4以及副吊点5，主吊点设在门型吊的顶部中间位置；横档机构设在门型吊的支柱2-1上，且位于门型吊两侧支柱之间，副吊点设在横档机构靠近门型吊中部的端头上，横档机构具有舒展和收纳两种状态；在横档机构处于舒展状态时，副吊点随横档机构移动至门型吊的中部，且副吊点悬浮在主吊点的下方。

具体的，横档机构包括横档杆3-1、第一连杆3-3、第二连杆3-2、以及伸缩执行件3-4，第一连杆和横档杆均与门型吊的立柱铰接相连，且第一连杆位于横档杆的上方；第一连杆和横档杆的另一端分别与第二连杆的两端铰接相连；伸缩执行件一端铰接在门型吊的立柱上(图中实施例，伸缩执行件和门型吊立柱的铰接点位于第一连杆的上方)，伸缩执行件的另一端铰接在第一连杆上；伸缩执行件通过伸缩运动控制第一连杆和门型吊立柱之间的夹角，从而控制横档机构在舒展状态和收缩状态之间的切换。

当进行海洋工程作业时，横档需要处于收存状态，不干扰工程作业。当进行科学调查作业时，横档展开进行作业。横杆机构通过油缸伸缩进行横档的收存和展开动作。油缸与连杆通过铰链连接，连杆通过铰链与横档杆一端连接，横档杆、连杆、油缸的另一端均连接在门型吊的支柱上。油缸伸出时，连杆受力向门型吊支柱转动，连杆连带一起向门型吊支柱方向动作，从而带动横档杆向门型吊方向转动直至横档杆收存于门型吊支柱旁，完成收存动作。油缸收缩时，带动连杆和向偏离门型吊支柱方向运动，连杆、连杆和横档杆在重力和油缸联合作用下进行展开动作直至横档杆处于水平位置，完成展开动作。

进一步，在横档杆运行至水平状态时，第一连杆和第二连杆处于同一条直线上。

优选的，伸缩执行件采用油缸或者气缸。

具体的，在船体上还设有缆绳收放装置，缆绳收放装置包括沿缆绳14方向依次布设的第一张紧装置6、压绳装置7、第二张紧装置8、环形导缆器9、排缆装置以及缆绳存放处11，第一张紧装置、压绳装置和第二张紧装置依次相邻布设在甲板1-1上，若干个环形导缆器设在第二张紧装置和船体上的缆绳存储仓库之间(根据需求可以布设一个或者多个环形导缆器)，最后一个环形导缆器位于缆绳存储仓库的顶部，且排缆装置设在最后一个环形导缆器的下部，缆绳存放处设在排缆装置底部的缆绳存储仓库的底板上，缆绳在排缆装置的作用下环形缠绕在缆绳存放处上。

进一步，缆绳在第一张紧装置、压绳装置和第二张紧装置之间始终处于拉伸状态。

具体的，在缆绳存储仓库13的地板上设有门型框架12，最后一个环形导缆器设在门型框架的顶部中间位置；缆绳存放处由若干个立杆11-1组成的环状带结构，环状带结构分为内圈和外圈，缆绳在排缆装置的作用下缠绕在内圈和外圈之间。

优选的，环形状结构采用方形带结构或者圆形带结构。

具体的，排缆装置包括行走导轨10-1、大车行走机构10-2、小车行走机构10-3、以及送绳器10-4，行走导轨布设在缆绳存放处两侧的地板上；大车行走机构以滑动连接的方式布设行走导轨上，且在行走导轨上往复移动；在大车行走机构上布设有第一导轨，第一导轨和行走导轨垂直布设；小车行走机构以滑动连接的方式设在大车行走机构上，且在第一导轨上往复移动；送绳器固定设在小车行走机构上；在大车行走机构和小车行走机构的作用下，送绳器在缆绳存放处上方的区域内移动。

缆绳送进至储存舱内后，通过排缆装置的大车和小车行走机构带动送绳器进行回字形运动，从而将缆绳按照“回字形”摆放于储存位置，由外而内先摆放第一层将缆绳储存处最下处摆满一层缆绳、然后向上由内而外再摆放一层缆绳，依次向上轮流摆放缆绳，直至收存缆绳结束。这样摆放的缆绳整齐，较为节省存储空间，缆绳不易打结。

收存缆绳动作：缆绳经外部的绞盘15导缆后，经过第一张紧装置牵引至压绳装置，再通过第二张紧装置将缆绳送进甲板上环形导缆器至排缆装置上的送绳器。压绳器、送绳器提供收放缆绳的动力，二者通过恒张力控制达到速度同步。开始收缆动作后，排缆装置上小车行走机构沿“回字形”带动送绳器行走，送绳器同时收存缆绳，缆绳随该行走方向开始摆放在储存舱内底部，待缆绳摆放至该行走方向路线终端，即该方向摆放结束，然后大车开始行走，带动小车和送绳器将缆绳沿“回字形”另一个方向摆放直至该方向行程结束，接着小车往回走，重复前述过程直至该方向摆放结束，再接着大车往回走直至该方向摆放结束，形成一“回”形圈，第一圈由外向里摆放结束，依次动作绕绳，第一层结束，第二层由里向外，依次动作。最终直至缆绳收存完毕。布放缆绳动作与之相反。

进一步，在船体的底部设有吊篮式声学舱，在吊篮式声学舱的船体侧壁上设有拆卸的吊篮式声学设备安装接口和搭载架；根据科学调查任务的需求，通过安装接口和搭载架在船体外壁搭载合适的声学设备。

门型吊设置横档机构后，使得海洋工程与科学调查作业有机融合，同时具备两种作业能力；舱内设置缆绳收放装置，用于实现长尼龙缆的收放、储存、挤干水分；在船体的水下部位及船体的首部设计搭载空间，兼顾了科考功能，在船底安装可拆卸的声学设备附体，还可开展声学测量作业。以上设计满足了相关研究单位对海洋环境监测全面保障能力的需求。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。