CN105857519A - 一种工程船的四锚定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工程船的四锚定位系统，四锚定位系统包括四个锚定位装置，锚定位装置包括定位桩、锚机、锚、锚链、设置在船体上的定位管和动力舱，动力舱的上端设置有圆形的开口，定位桩设置在定位管中，定位桩的上端插设在开口中，下端设置有电机舱，电机舱的下端具有卷筒，电机舱中设有驱动卷筒转动的驱动装置，动力舱中设有使定位桩上下运动的升降机构和能够阻止定位桩周向转动的限位机构，锚链的一端通过锚机和锚链舱的内部固连，另外一端连接有锚，锚链上滑动套设有定位套管，卷筒上卷绕有链绳，链绳的一端和卷筒固连，另一端固连在定位套管上，船体上设有带动定位套管沿锚链移动的牵引件。本发明能够使船舶定位更加稳定，工作范围更广。

Description

一种工程船的四锚定位系统

技术领域

本发明属于船舶设备技术领域，涉及一种工程船的四锚定位系统。

背景技术

海洋调查船、海洋地质钻探船、石油工程船等一些特殊用途的船舶在进行海上工程作业时，为了在预定位置上取得调查样品，需要将工程船舶定位在一个较为准确的位置上。工程船舶以锚固式或桩固式三桩或四桩两种定位设备居多。桩固式定位技术虽然定位精度高，定位后不受潮汐影响，但在定位后，作业覆盖区域十分有限，仅仅局限于甲板上轨道所能覆盖的区域，造成施工区域按照船位大小划分，定位点庞大。要移动船位时，需要重复进行升降定位桩、校准定位点，仅能适用于小范围内作业需求。另一方面，悬空的船体对船体稳定性造成较大影响，存在安全隐患。传统锚固式船舶定位，在船舶的甲板上安装四台船用锚机，通过滚轮导向甲板四角，抛锚时，人工调整四锚收放量，进行四角抛锚，将船舶定位到作业点上，相对于桩固式定位，单次抛锚覆盖区域可达1平方公里，作业范围广，定位次数相对较小。采用锚定位，由于从船舶到海底之间有很长一部分的锚链处于垂荡状态，其定位精度受到潮汐和水流影响，很不稳定，如果锚链过度张紧，容易移锚，损害设备甚至造成人身安全事故；如果锚链松软，容易造成重复定位和修正次数增大，效率降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种工程船的四锚定位系统，本工程船的四锚定位系统能够使船舶定位更加稳定，工作范围更广。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种工程船的四锚定位系统，所述工程船包括船体和设置在船体中的锚链舱，所述四锚定位系统包括四个锚定位装置，四个锚定位装置分别对称设置在工程船的艏部两侧和艉部两侧，所述锚定位装置包括定位桩、锚机、锚、锚链、设置在船体上的定位管和动力舱，所述定位管竖直设置，所述定位管的下端贯穿船体上的底部外板，上端贯穿船体上的主甲板，所述动力舱设置在主甲板上，所述定位管的上端和动力舱连通，所述动力舱的上端设置有圆形的开口，所述开口和定位管同轴设置，所述定位桩竖直设置在定位管中，所述定位桩的上端插设在开口中，下端设置有电机舱，所述电机舱的下端转动设置有卷筒，所述电机舱中设置有能够驱动卷筒周向转动的驱动装置，所述动力舱中设置有能够使定位桩上下运动的升降机构和能够阻止定位桩周向转动的限位机构，所述锚机固连在船体的主甲板上，所述锚链的一端通过锚机和锚链舱的内部固连，另外一端脱卸式连接有锚，所述锚链上滑动套设有定位套管，所述卷筒上卷绕有链绳，该链绳的一端和卷筒固连，另外一端固连在定位套管上，所述船体上设有能够带动定位套管沿锚链移动的牵引件，所述牵引件包括卷绕机和牵引绳，所述定位套管的外周壁上转动连接有连接环，所述牵引绳的一端固连并且卷绕在卷绕机的卷绕筒上，另一端固定在连接环上，所述定位套管上设有能够将定位套管固定在锚链上的定位件。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述定位套管内壁上周向固连有四个连接支架，所述连接支架上均转动连接有导向轮，该四个导向轮周向均布，所述锚链包括横向链节和纵向链节，所述横向链节与纵向链节间隔设置，所述导向轮抵靠在横向链节与纵向链节的夹角处。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述定位件包括驱动油缸和定位销，所述定位套管的侧壁上开设有通孔，上述定位销滑动插接在通孔内，所述驱动油缸固连在定位套管上，且驱动油缸的活塞杆沿定位套管的径向设置，所述定位销的一端固连在驱动油缸的活塞杆端部，在驱动油缸的作用下定位销能够伸入定位管套并插入横向链节内。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述驱动装置包括电机、减速器，所述卷筒固定在转轴的下端，所述转轴转动设置在电机舱的下端，所述电机的输出轴和减速器的输入轴固连，所述减速器的输出轴和转轴的上端固连。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述升降机构包括两个对称设置的齿轮齿条传动机构，所述齿轮齿条传动机构包括齿条、主动齿轮和液压马达，所述齿条设置在定位桩的外壁上，所述液压马达设置在动力舱中，所述液压马达的输出轴上均固连有主动齿轮，所述主动齿轮和齿条啮合传动。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述限位机构包括两根定位条，所述定位桩的外壁上对称设置有两条定位槽，所述定位槽竖直设置，两根所述定位条对称设置在定位管的内壁上，两根所述定位条分别为于两条定位槽中，所述定位条和定位槽之间间隙配合。

上述的工程船的四锚定位系统中，所述定位管的内壁上还转动设置有两组辅助升降机构，该两组辅助升降机构对称设置并且和两根齿条的位置相对应，每组辅助升降机构均包含若干个转动设置的从动齿轮，改该若干个从动齿轮从上到下依次设置并且均和相对应的齿条啮合传动。

与现有技术相比，本工程船的四锚定位系统具有以下优点：

1、由于定位套管固定在锚链上且远离垂荡部分，具有较好的定位能力，定位桩不需要伸长到海底，同时定位套管通过链绳对定位桩进行定位，使得四个锚定位装置上的四根定位桩受到四个不同方向的近似水平的拉力来对船体进行定位，定位更加稳定，工作范围更广。

2、由于定位套管沿着锚链移动过程中通过导向轮进行导向，避免定位套管出现卡滞现象，定位套管的移动更加顺畅。

3、升降机构和限位机构结构简单、可靠，成本低。

4、本发明结合了桩腿定位及锚链定位的优点，具有桩腿定位准确稳定和抗干扰的特点，同时又具有锚链定位的移船调节方便，工作可调节范围大的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是定位套管的结构剖视图。

图3是本发明的局部结构示意图

图4是图3中A-A剖面图。

图5是图3中B-B剖面图。

图6是图1中C出的放大图。

图中，1、船体；11、动力舱；111、开口；12、定位管；13、主甲板；14、底部外板；2、定位桩；21、卷筒；22、链绳；23、齿条；24、定位槽；3、锚机；31、锚链；311、横向链节；312、纵向链节；32、锚；4、定位套管；41、连接支架；42、导向轮；43、通孔；44、连接环；5、牵引件；51、卷绕机；52、牵引绳；6、定位件；61、驱动油缸；62、定位销；7、电机舱；71、电机；72、减速器；73、转轴；8、主动齿轮；81、从动齿轮；82、液压马达；9、定位条。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图6所示，一种工程船的四锚定位系统，所述工程船包括船体1和设置在船体1中的锚链舱，所述四锚定位系统包括四个锚定位装置，四个锚定位装置分别对称设置在工程船的艏部两侧和艉部两侧，即在工程船的艏部两侧各设置一个锚定位装并且相互对称，在工程船的艉部两侧各设置一个锚定位装置并且相互对称，所述锚定位装置包括定位桩2、锚机3、锚32、锚链31、设置在船体1上的定位管12和动力舱11，所述定位管12竖直设置，所述定位管12的下端贯穿船体1上的底部外板14，上端贯穿船体1上的主甲板13，所述动力舱11设置在主甲板13上，所述定位管12的上端和动力舱11连通，即定位管12的上端和主甲板13连通并且该连通处位于动力舱11中，所述动力舱11的上端设置有圆形的开口111，所述开口111和定位管12同轴设置，所述定位桩2竖直设置在定位管12中，所述定位桩2的上端插设在开口111中，下端设置有电机舱7，所述电机舱7的下端转动设置有卷筒21，所述电机舱7中设置有能够驱动卷筒21周向转动的驱动装置，所述动力舱11中设置有能够使定位桩2上下运动的升降机构和能够阻止定位桩2周向转动的限位机构，所述锚机3固连在船体1的主甲板13上，所述锚链31的一端通过锚机3和锚链舱的内部固连，另外一端脱卸式连接有锚32，所述锚链31上滑动套设有定位套管4，所述卷筒21上卷绕有链绳22，该链绳22的一端和卷筒21固连，另外一端固连在定位套管4上，所述船体1上设有能够带动定位套管4沿锚链31移动的牵引件5，所述牵引件5包括卷绕机51和牵引绳52，所述定位套管4的外周壁上转动连接有连接环44，所述牵引绳52的一端固连并且卷绕在卷绕机51的卷绕筒上，另一端固定在连接环44上，所述定位套管4上设有能够将定位套管4固定在锚链31上的定位件6。

本工程船的四锚定位系统的工作原理如下：四个锚定位装置同时工作，先将四个锚机3上连接的锚32抛到海底，然后通过升降机构将定位桩2往下移动，即卷筒21向海底延伸，与一般定位桩2不同的是，本实施例的定位桩2不用插入海底，在卷筒21向海底延伸的同时，通过卷绕机51释放牵引绳52使定位套管4在重力作用下能够沿着锚链31下降，在定位桩2往下移动的同时通过驱动装置驱动卷筒21周向转动使卷筒21释放链绳22，待定位套管4越过锚链31的垂荡部分后通过定位件6将定位套管4固定在锚链31上，当卷筒21的位置和定位套管4平齐时，定位桩2停止往下移动，此时链绳22将定位套管4与定位桩2上的卷筒21连接定位在一起，因为定位套管4固定在锚链31上且远离垂荡部分，具有较好的定位能力，同时定位套管4通过链绳22对定位桩2进行施力，所以使得四根定位桩2受到四个不同方向的近似水平的拉力，从而对船体1进行定位，定位更加稳定，工作范围更广，抗干扰能力强。

另外，在抛锚状态，也可以通过驱动装置再次驱动卷筒21转动，来调整链绳22的张紧状态，从而实现调整四根定位桩2的受力情况。

当需要移动船体1的时候，只要使定位套管4脱离与锚链31的固连状态，将定位桩2及定位套管4向上升起，然后通过锚机3控制相应的锚链31收放移动船体1即可，当移动完后，再重复上述动作定位即可。

卷绕机51能够带动卷绕筒旋转实现对牵引绳52的释放与收拢，从而对定位套管4进行牵引，对定位套筒4相对于锚链31的位置进行控制。

连接环44是转动连接在定位套管4的外周壁上，所以定位套管4可以在定位套管4的外周壁转动，使用和调整更加灵活。

具体来说，所述定位套管4内壁上周向固连有四个连接支架41，所述连接支架41上均转动连接有导向轮42，该四个导向轮42周向均布，所述锚链31包括横向链节311和纵向链节312，所述横向链节311与纵向链节312间隔设置，所述导向轮42抵靠在横向链节311与纵向链节312的夹角处。

定位套管4沿着锚链31移动过程中通过导向轮42进行导向，避免定位套管4出现卡滞现象，定位套管4的移动更加顺畅。

具体来说，所述定位件6包括驱动油缸61和定位销62，所述定位套管4的侧壁上开设有通孔43，上述定位销62滑动插接在通孔43内，所述驱动油缸61固连在定位套管4上，且驱动油缸61的活塞杆沿定位套管4的径向设置，所述定位销62的一端固连在驱动油缸61的活塞杆端部，在驱动油缸61的作用下定位销62能够伸入定位管套并插入横向链节311内。

当定位套管4移动到位后驱动油缸61的活塞杆伸出，即定位销62伸入定位套管4内并插入到横向链节311内，从而将定位套管4固定在锚链31上，结构简单，驱动油缸61通过液压缸路和液压泵站连接，液压泵站通过控制器控制，所述控制器是计算机。

具体来说，所述驱动装置包括电机71、减速器72，所述卷筒21固定在转轴73的下端，所述转轴73转动设置在电机舱7的下端，所述电机71的输出轴和减速器72的输入轴固连，所述减速器72的输出轴和转轴73的上端固连。

电机舱7是个水密的舱室，所述转轴73电机舱7的下端之间具有密封装置，防止水体进入到电机舱7中，电机71通过减速器72带动卷筒21转动，结构简单，操作可靠。

具体来说，所述升降机构包括两个对称设置的齿轮齿条传动机构，所述齿轮齿条传动机构包括齿条23、主动齿轮8和液压马达82，所述齿条23设置在定位桩2的外壁上，所述液压马达82设置在动力舱11中，所述液压马达82的输出轴上均固连有主动齿轮8，所述主动齿轮8和齿条23啮合传动。

在定位桩2的外壁上设置齿条23，液压马达82通过液压管和液压泵站连接，所述液压泵站通过控制器控制，所述控制器是计算机，液压马达82应可以正、反转，所以可以实现主动齿轮8的正转和反转，从而通过和齿条23的啮合传动实现定位桩2的上下运动，两个齿轮齿条传动机构对称设置的目的是为了定位桩2的上下运动过程中受力平衡，从而实现运动平稳可靠。

具体来说，所述限位机构包括两根定位条9，所述定位桩2的外壁上对称设置有两条定位槽24，所述定位槽24竖直设置，两根所述定位条9对称设置在定位管12的内壁上，两根所述定位条9分别为于两条定位槽24中，所述定位条9和定位槽24之间间隙配合，具体来说，定位槽24的深度方向和定位桩2的径向一致。

定位条9和定位槽24的配合，可以避免定位桩2周向转动，具体来说定位条9的横截面呈矩形，所述定位条9和定位槽24之间可以设置定位滚轮，所述定位滚轮转动设置在定位条9上，所述定位滚轮低压在定位槽24中，定位滚轮可以减少摩擦力，减轻液压马达82的工作负担。

具体来说，所述定位管12的内壁上还转动设置有两组辅助升降机构，该两组辅助升降机构对称设置并且和两根齿条23的位置相对应，每组辅助升降机构均包含若干个转动设置的从动齿轮81，改该若干个从动齿轮81从上到下依次设置并且均和相对应的齿条23啮合传动。

两组辅助升降机构的作用是为了使定位管12在上下运动的刚才中更加平稳和可靠。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种工程船的四锚定位系统，所述工程船包括船体(1)和设置在船体(1)中的锚链舱，所述四锚定位系统包括四个锚定位装置，四个锚定位装置分别对称设置在工程船的艏部两侧和艉部两侧，所述锚定位装置包括定位桩(2)、锚机(3)、锚(32)、锚链(31)、设置在船体(1)上的定位管(12)和动力舱(11)，所述定位管(12)竖直设置，所述定位管(12)的下端贯穿船体(1)上的底部外板(14)，上端贯穿船体(1)上的主甲板(13)，所述动力舱(11)设置在主甲板(13)上，所述定位管(12)的上端和动力舱(11)连通，所述动力舱(11)的上端设置有圆形的开口(111)，所述开口(111)和定位管(12)同轴设置，所述定位桩(2)竖直设置在定位管(12)中，所述定位桩(2)的上端插设在开口(111)中，下端设置有电机舱(7)，所述电机舱(7)的下端转动设置有卷筒(21)，所述电机舱(7)中设置有能够驱动卷筒(21)周向转动的驱动装置，所述动力舱(11)中设置有能够使定位桩(2)上下运动的升降机构和能够阻止定位桩(2)周向转动的限位机构，所述锚机(3)固连在船体(1)的主甲板(13)上，所述锚链(31)的一端通过锚机(3)和锚链舱的内部固连，另外一端脱卸式连接有锚(32)，所述锚链(31)上滑动套设有定位套管(4)，所述卷筒(21)上卷绕有链绳(22)，该链绳(22)的一端和卷筒(21)固连，另外一端固连在定位套管(4)上，所述船体(1)上设有能够带动定位套管(4)沿锚链(31)移动的牵引件(5)，所述牵引件(5)包括卷绕机(51)和牵引绳(52)，所述定位套管(4)的外周壁上转动连接有连接环(44)，所述牵引绳(52)的一端固连并且卷绕在卷绕机(51)的卷绕筒上，另一端固定在连接环(44)上，所述定位套管(4)上设有能够将定位套管(4)固定在锚链(31)上的定位件(6)。

2.根据权利要求1所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述定位套管(4)内壁上周向固连有四个连接支架(41)，所述连接支架(41)上均转动连接有导向轮(42)，该四个导向轮(42)周向均布，所述锚链(31)包括横向链节(311)和纵向链节(312)，所述横向链节(311)与纵向链节(312)间隔设置，所述导向轮(42)抵靠在横向链节(311)与纵向链节(312)的夹角处。

3.根据权利要求2所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述定位件(6)包括驱动油缸(61)和定位销(62)，所述定位套管(4)的侧壁上开设有通孔(43)，上述定位销(62)滑动插接在通孔(43)内，所述驱动油缸(61)固连在定位套管(4)上，且驱动油缸(61)的活塞杆沿定位套管(4)的径向设置，所述定位销(62)的一端固连在驱动油缸(61)的活塞杆端部，在驱动油缸(61)的作用下定位销(62)能够伸入定位管套并插入横向链节(311)内。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述驱动装置包括电机(71)、减速器(72)，所述卷筒(21)固定在转轴(73)的下端，所述转轴(73)转动设置在电机舱(7)的下端，所述电机(71)的输出轴和减速器(72)的输入轴固连，所述减速器(72)的输出轴和转轴(73)的上端固连。

5.根据权利要求4所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述升降机构包括两个对称设置的齿轮齿条传动机构，所述齿轮齿条传动机构包括齿条(23)、主动齿轮(8)和液压马达(82)，所述齿条(23)设置在定位桩(2)的外壁上，所述液压马达(82)设置在动力舱(11)中，所述液压马达(82)的输出轴上均固连有主动齿轮(8)，所述主动齿轮(8)和齿条(23)啮合传动。

6.根据权利要求5所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述限位机构包括两根定位条(9)，所述定位桩(2)的外壁上对称设置有两条定位槽(24)，所述定位槽(24)竖直设置，两根所述定位条(9)对称设置在定位管(12)的内壁上，两根所述定位条(9)分别为于两条定位槽(24)中，所述定位条(9)和定位槽(24)之间间隙配合。

7.根据权利要求6所述的工程船的四锚定位系统，其特征在于，所述定位管(12)的内壁上还转动设置有两组辅助升降机构，该两组辅助升降机构对称设置并且和两根齿条(23)的位置相对应，每组辅助升降机构均包含若干个转动设置的从动齿轮(81)，改该若干个从动齿轮(81)从上到下依次设置并且均和相对应的齿条(23)啮合传动。