CN118665670B - 一种应用于船首的船舶防撞结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于船首的船舶防撞结构，包括安装板，安装板为硬质合金材质，安装板可拆卸的安装在船首两侧面上，两个安装板之间呈V字形设置；正面防撞组件，其呈V型结构，正面防撞组件安装在安装板内部，正面防撞组件被配置为将船首正面产生的撞击力分散至船首两侧；侧面导向组件安装在安装板外侧面上，侧面导向组件被配置为对船首侧面产生的撞击力进行缓冲以及导向。本发明的正面防撞组件会通过变形吸收碰撞时产生的大部分冲击能量，同时正面防撞组件会将正面产生的撞击分散至船首的两侧面上，即分散后的冲击力通过整个安装板传递到船首上，进而可以增大冲撞时的作用面积，避免冲击能量集中导致船首发生形变的现象。
Description
技术领域
本申请涉及船舶防撞技术领域，特别是涉及一种应用于船首的船舶防撞结构。
背景技术
船舶作为一种海上交通工具，安全性能一直备受关注。在船舶与其他物体碰撞时，船体的抗冲撞能力会直接影响船舶的安全性能，船舶抗冲撞结构设计和分析是船舶安全的重要组成部分；随着航运业的不断发展，船舶数量不断增加，航道日益繁忙，船舶碰撞事故时有发生。这些事故不仅造成了巨大的经济损失，还可能引发严重的人员伤亡和环境污染。因此，提高船舶的安全性能，减少碰撞事故的发生，成为航运业亟待解决的问题。
公开号为CN117485519A，名称为“一种应用于船首的船舶防撞结构”的中国专利，其通过当防撞板与船体安装完成之后，利用主气泵向气囊垫鼓入气体，使其膨胀并具有一定的防护能力，当发现船舶来不及停船时，打开出气单向阀与进水单向阀，气囊垫中的气体会进入到共接管中，外界的水则会进入到气囊垫中，相较于气体，利用水作为气囊垫膨胀介质，能够更好的起到防护效果，进入到共接管中的气体，再由共接管进入到各组气压伸缩杆中，从而使其伸长，从而推动加强板移动，加强板带动斜板沿着斜板的斜面移动，斜板带动碳合金钢板移动，从而使得原先在贯穿槽内部的碳合金钢板伸出，防止冲击力过大气囊垫经受不住冲击力，从而实现双重防护的目的。
上述专利的现有技术也能实现对船舶的防冲撞的功能，但一方面，上述现有技术在对船舶受到的冲击力进行缓冲时，其仅仅是通过注水的方式进行缓冲，当船舶受到较大的冲击力时，不能够有效地对冲击力进行分散以及吸收，导致大部分冲击力仍会作用在船舶的船首上，进而容易导致船首在受撞击时产生形变的现象；在另一方面，上述现有技术在对船舶受到的冲击力进行缓冲时，其受撞击时的缓冲力是一定的，当撞击产生的冲击力增大时，防撞结构的缓冲效果不能够随之改变；基于此，在现有的船舶防撞结构的基础之上，还存在可改进的空间。
发明内容
为了能够准确实现对船舶船首受撞击产生的冲击力进行准确吸收缓冲以及分散的功能，本申请提供一种应用于船首的船舶防撞结构。
本申请提供的一种应用于船首的船舶防撞结构采用如下的技术方案：
一种应用于船首的船舶防撞结构，包括安装板，其呈矩形结构，安装板为硬质合金材质，安装板数量为二，安装板可拆卸的安装在船首两侧面上，两个安装板之间呈V字形设置；正面防撞组件，其呈V型结构，正面防撞组件安装在安装板内部，正面防撞组件被配置为将船首正面产生的撞击力分散至船首两侧；侧面导向组件，其数量为二，侧面导向组件安装在安装板外侧面上，侧面导向组件被配置为对船首侧面产生的撞击力进行缓冲以及导向。
进一步地，所述正面防撞组件包括撞击横板、增阻支杆和缓冲件，所述撞击横板设置在船首正前方，安装板内部均匀安装有增阻支杆，增阻支杆内侧端之间与撞击横板相连接，撞击横板内侧面上均匀安装缓冲件，缓冲件位于相邻增阻支杆之间，缓冲件安装在安装板端部。
进一步地，所述撞击横板包括撞击板和连接端，所述撞击板呈梯形结构，撞击板右侧面上设置有防撞垫，撞击板的倾斜面上设置有连接槽，连接端设置在连接槽内部，连接端与撞击板之间设置有橡胶垫，所述增阻支杆端部滑动设置在连接端上。
进一步地，所述增阻支杆包括导向套管、导向杆、增阻件、限位板和增阻弹簧，所述安装板内部均匀安装有导向套管，导向套管中部安装有增阻件，所述导向杆依次贯穿设置在导向套管内部，相邻导向套管之间的导向杆上安装有限位板，位于限位板左侧的导向杆上设置有增阻弹簧。
进一步地，所述增阻件包括电磁铁、接电电阻和接电端，所述导向套管内部对称安装有电磁铁，电磁铁呈弧形结构，电磁铁的两侧端分别安装有接电电阻，导向杆上对称安装有接电端，接电端位于相邻的两个接电电阻之间的间隙内，接电端包括一个正极端和一个负极端，相邻的正极端和负极端之间设置有绝缘层，接电端与接电电阻之间滑动连接，接电端与一个正极端和一个负极端相连接，位于两个电磁铁之间的导向杆为金属导电材质。
进一步地，所述缓冲件呈几字形结构，缓冲件为弹性金属材质，缓冲件中部为由内向外的倾斜结构。
进一步地，所述侧面导向组件包括导向件和缓冲垫，所述安装板外侧面上安装有缓冲垫，安装板上均匀安装有导向件，导向件位于相邻的两个增阻支杆之间，缓冲垫上设置有与导向件配合的通槽。
进一步地，所述导向件包括固定座、支撑架和导向滚轮，所述安装板上均匀安装有固定座，固定座呈矩形空心结构，固定座内部滑动设置有支撑架，支撑架呈八字形结构，支撑架中部设置有加强横梁，支撑架外侧通过销轴安装有导向滚轮，导向滚轮外圆周上设置有橡胶套。
进一步地，所述缓冲垫密封安装在安装板外侧面上，缓冲垫内部填充有加强钢丝，加强钢丝之间交错布置。
进一步地，所述缓冲垫中部均匀设置有矩形槽，矩形槽内均匀安装有保护气囊。
在上述技术方案中，本发明提供的一种应用于船首的船舶防撞结构，本发明提供的正面防撞组件与侧面导向组件之间相互配合使用，当船首正面直接碰撞时，则正面防撞组件会受到撞击，正面防撞组件会通过变形吸收碰撞时产生的大部分冲击能量，同时正面防撞组件会将正面产生的撞击分散至船首的两侧面上，即分散后的冲击力通过整个安装板传递到船首上，进而可以增大冲撞时的作用面积，避免冲击能量集中导致船首发生形变的现象；当船首侧面发生碰撞时，则撞击会直接作用在侧面导向组件上，由于侧面导向组件为倾斜布置的，则侧面导向组件会与碰撞存在一定的倾角，侧面导向组件首先会对碰撞产生的冲击力进行吸收，同时侧面导向组件采用导向的方式可以引导碰撞力的分散，避免碰撞力集中在某一区域，从而减少该区域的变形和损坏，保证船首在碰撞时的结构强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本申请的立体结构示意图。
图2是本申请安装板、正面防撞组件与侧面导向组件之间的立体结构示意图。
图3是本申请安装板、正面防撞组件与侧面导向组件之间的局部剖切结构示意图。
图4是本申请图3中的局部结构示意图。
图5是本申请安装板、增阻支杆与侧面导向组件之间的剖切结构示意图。
图6是本申请安装板、正面防撞组件与导向件之间立体结构示意图。
图7是本申请安装板与增阻支杆之间的立体结构示意图。
图8是本申请导向套管、导向杆与增阻件之间的剖面结构示意图。
图9是本申请导向件的立体结构示意图。
附图标记说明：1、安装板；2、正面防撞组件；21、撞击横板；211、撞击板；212、连接端；22、增阻支杆；221、导向套管；222、导向杆；223、增阻件；2231、电磁铁；2232、接电电阻；2233、接电端；224、限位板；225、增阻弹簧；23、缓冲件；3、侧面导向组件；31、导向件；311、固定座；312、支撑架；313、导向滚轮；32、缓冲垫；321、保护气囊。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-9，本发明实施例中提供的一种应用于船首的船舶防撞结构，包括安装板1，其呈矩形结构，安装板1为硬质合金材质，安装板1数量为二，安装板1可拆卸的安装在船首两侧面上，两个安装板1之间呈V字形设置；正面防撞组件2，其呈V型结构，正面防撞组件2安装在安装板1内部，正面防撞组件2被配置为将船首正面产生的撞击力分散至船首两侧；侧面导向组件3，其数量为二，侧面导向组件3安装在安装板1外侧面上，侧面导向组件3被配置为对船首侧面产生的撞击力进行缓冲以及导向。
在上述技术方案中，安装板1与船首两侧面相贴合，当船舶发生碰撞时，若碰撞为船首正面直接碰撞，则正面防撞组件2会受到撞击，正面防撞组件2会通过变形吸收碰撞时产生的大部分冲击能量，同时正面防撞组件2会将正面产生的撞击分散至船首的两侧面上，即分散后的冲击力通过整个安装板1传递到船首上，进而可以增大冲撞时的作用面积，避免冲击能量集中导致船首发生形变的现象；若碰撞为船首的侧面碰撞，则撞击会直接作用在侧面导向组件3上，由于侧面导向组件3为倾斜布置的，则侧面导向组件3会与碰撞存在一定的倾角，侧面导向组件3首先会对碰撞产生的冲击力进行吸收，同时侧面导向组件3采用导向的方式可以引导碰撞力的分散，避免碰撞力集中在某一区域，从而减少该区域的变形和损坏，保证船首在碰撞时的结构强度。
参阅图2-图7所示，作为本实施例优选的技术方案，所述正面防撞组件2包括撞击横板21、增阻支杆22和缓冲件23，所述撞击横板21设置在船首正前方，安装板1内部均匀安装有增阻支杆22，增阻支杆22内侧端之间与撞击横板21相连接，撞击横板21内侧面上均匀安装缓冲件23，缓冲件23位于相邻增阻支杆22之间，缓冲件23安装在安装板1端部。
在上述技术方案中，当船舶发生正面冲撞时，撞击横板21首先通过变形吸收碰撞产生的冲击能量，其次，增阻支杆22既能够将碰撞产生的冲击力分散至船首的两侧上，又能够抵抗撞击横板21受撞击产生的形变，降低撞击横板21的变形量，使得冲击力可以沿增阻支杆22的长度方向消散，缓冲件23可以进一步的对撞击横板21碰撞时冲击能量进行变形吸收，通过撞击横板21、增阻支杆22和缓冲件23之间的相互配合，使得船首在发生正面碰撞时可以有效地降低船舶发生损坏的可能性，避免船舶受撞击发生损坏泄漏的现象，防止货物泄漏和减少油污等污染物的排放，进而在保护海洋环境方面发挥了重要作用。
继续参阅图3-图4所示，作为本实施例优选的技术方案，所述撞击横板21包括撞击板211和连接端212，所述撞击板211呈梯形结构，撞击板211右侧面上设置有防撞垫，撞击板211的倾斜面上设置有连接槽，连接端212设置在连接槽内部，连接端212与撞击板211之间设置有橡胶垫，所述增阻支杆22端部滑动设置在连接端212上。
在上述技术方案中，撞击板211在受到撞击时，防撞垫可以首先起到缓冲的作用，之后，撞击产生的冲击力会带动撞击板211迅速向左运动，撞击板211带动连接端212同步运动，连接端212进而将撞击产生的冲击力分散至增阻支杆22上，增阻支杆22可以对撞击板211产生形变的位移进行阻挡，降低撞击板211的受冲击产生的形变量，防止撞击力直接作用在船舶上，降低船首受撞击发生损坏的可能性，进而可以起到对船首进行有效保护的功能。
继续参阅图5-图7所示，作为本实施例优选的技术方案，所述增阻支杆22包括导向套管221、导向杆222、增阻件223、限位板224和增阻弹簧225，所述安装板1内部均匀安装有导向套管221，导向套管221中部安装有增阻件223，所述导向杆222依次贯穿设置在导向套管221内部，相邻导向套管221之间的导向杆222上安装有限位板224，位于限位板224左侧的导向杆222上设置有增阻弹簧225。
在上述技术方案中，当撞击横板21受碰撞时，撞击横板21通过导向杆222在导向套管221内部滑动，多个依次设置的限位板224和增阻弹簧225可以起到对撞击产生的冲击力进行缓冲以及吸收的功能，同时增阻件223可以进一步的增大导向杆222在导向套管221内部运动的阻力，使得撞击横板21受碰撞时的大部分冲击力在导向杆222的水平运动方向上被消耗，部分冲击力通过导向套管221传递到安装板1上，使得冲击力被分散，保护船体结构整体的稳定效果。
参阅图8所示，作为本实施例优选的技术方案，所述增阻件223包括电磁铁2231、接电电阻2232和接电端2233，所述导向套管221内部对称安装有电磁铁2231，电磁铁2231呈弧形结构，电磁铁2231的两侧端分别安装有接电电阻2232，导向杆222上对称安装有接电端2233，接电端2233位于相邻的两个接电电阻2232之间的间隙内，接电端2233包括一个正极端和一个负极端，相邻的正极端和负极端之间设置有绝缘层，接电端2233与接电电阻2232之间滑动连接，接电端2233与一个正极端和一个负极端相连接，位于两个电磁铁2231之间的导向杆222为金属导电材质。
在上述技术方案中，当导向杆222受撞击向左运动时，导向杆222带动接电端2233同步向左运动，接电端2233进而可以在两个接电电阻2232之间进行滑动，当接电端2233向左滑动时，接电电阻2232接入电路的阻值逐渐减少，电路中的电流增大，通过电磁铁2231内部线圈的电流也随之增大，电磁铁2231的磁性逐渐增强，由于位于两个电磁铁2231之间的导向杆222为金属导电材质，当导向杆222在两个电磁铁2231之间运动时，导向杆222会切割磁感线时，导向杆222会在金属内部产生涡流，这将在导向杆222上生成一个磁场来反抗运动，从而产生制动力抵消碰撞产生的冲击力，使得大部分冲击力可以沿导向杆222的长度方向进行消散，避免冲击力直接作用在船首上。
需要说明的是，在一定程度内，船舶碰撞时的冲击力越大，导向杆222沿导向套管221内部进给的深度就越深，同时接电电阻2232接入电路的阻值也越小，电磁铁2231产生的磁性就越强，导向杆222切割磁感线时产生的涡流就越大，导向杆222上生成的反抗力就越大，进而可以有效地对船首进行撞击保护，减少船舶发生变形的现象。
参阅图4-图6所示，作为本实施例优选的技术方案，所述缓冲件23呈几字形结构，缓冲件23为弹性金属材质，缓冲件23中部为由内向外的倾斜结构。
在上述技术方案中，当撞击横板21受撞击时，几字形结构的缓冲件23可以对部分冲击力进行形变吸收，当缓冲件23发生形变时，缓冲件23中部会向外倾斜，避免缓冲件23向内倾斜与船舶接触，同时当冲击力消散后缓冲件23可以迅速复原，进而可以吸收下次撞击产生的冲击力。
需要说明的是，缓冲件23为可更换设置，当船舶撞击力较大时，缓冲件23发生碰撞可能会形变过量的现象，即缓冲件23形变后不会发生复原，此时，需要对缓冲件23进行更换以保证缓冲件23能够有效地保持吸收冲击力的作用。
参阅图3-图6以及图9所示，作为本实施例优选的技术方案，所述侧面导向组件3包括导向件31和缓冲垫32，所述安装板1外侧面上安装有缓冲垫32，安装板1上均匀安装有导向件31，导向件31位于相邻的两个增阻支杆22之间，缓冲垫32上设置有与导向件31配合的通槽。
在上述技术方案中，当船首侧面发生碰撞时，由于船首为倾斜结构，当导向件31发生碰撞时，通过导向件31的旋转，导向件31能够利用惯性旋转来卸力，从而降低船首碰撞时的冲击力，同时碰撞后船舶能够沿导向件31滑动，使得直接的冲撞力能够转变为间接的滑动，缓冲垫32可以进一步的对冲撞力进行缓冲吸收，使得撞击产生的大部分冲击力不会直接作用在船首上，降低船首碰撞发生损坏的可能性。
参阅图9所示，作为本实施例优选的技术方案，所述导向件31包括固定座311、支撑架312和导向滚轮313，所述安装板1上均匀安装有固定座311，固定座311呈矩形空心结构，固定座311内部滑动设置有支撑架312，支撑架312呈八字形结构，支撑架312中部设置有加强横梁，支撑架312外侧通过销轴安装有导向滚轮313，导向滚轮313外圆周上设置有橡胶套。
在上述技术方案中，当船首侧面发生碰撞时，导向滚轮313首先会碰撞物接触，导向滚轮313受力带动支撑架312产生形变，支撑架312可以对碰撞产生的冲击力进行吸收，当支撑架312形变到最大程度时，支撑架312与固定座311形成一个整体，碰撞产生的冲击力才会传递到船首上，同时船首能够沿导向滚轮313进行滑动，导向滚轮313能够利用惯性旋转来卸力，进而可以进一步的对冲击力进行缓冲，使得冲击力经过多重缓冲、吸收后才会传递到船首上，减轻碰撞对船体结构的损伤，延长船舶使用寿命。
参阅图3-图5所示，作为本实施例优选的技术方案，所述缓冲垫32密封安装在安装板1外侧面上，缓冲垫32内部填充有加强钢丝，加强钢丝之间交错布置。
在上述技术方案中，加强钢丝能够显著提高缓冲垫32的抗压强度，在受到外部压力时，加强钢丝能够分担部分压力，防止缓冲垫32因压力过大而损坏，提高缓冲垫32的使用效果以及使用寿命。
参阅图5所示，作为本实施例优选的技术方案，所述缓冲垫32中部均匀设置有矩形槽，矩形槽内均匀安装有保护气囊321。
在上述技术方案中，当船首发生碰撞时，保护气囊内部可以迅速充气，使得保护气囊可以迅速膨胀向外扩展开，保护气囊可以进一步的起到缓冲以及吸收冲击力的作用，减轻船首受到的冲击力。
本发明在船舶碰撞时的具体实施原理为：
第一步：当船舶发生正面冲撞时，撞击横板21首先通过变形吸收碰撞产生的冲击能量，其次，增阻支杆22既能够将碰撞产生的冲击力分散至船首的两侧上，又能够抵抗撞击横板21受撞击产生的形变，降低撞击横板21的变形量，使得冲击力可以沿增阻支杆22的长度方向消散；
第二步：多个依次设置的限位板224和增阻弹簧225可以起到对撞击产生的冲击力进行缓冲以及吸收的功能，同时增阻件223可以进一步的增大导向杆222在导向套管221内部运动的阻力，使得撞击横板21受碰撞时的大部分冲击力在导向杆222的水平运动方向上被消耗；
第三步：当船首侧面发生碰撞时，由于船首为倾斜结构，当导向件31发生碰撞时，通过导向件31的旋转，导向件31能够利用惯性旋转来卸力，从而降低船首碰撞时的冲击力，同时碰撞后船舶能够沿导向件31滑动，使得直接的冲撞力能够转变为间接的滑动，缓冲垫32可以进一步的对冲撞力进行缓冲吸收，使得撞击产生的大部分冲击力不会直接作用在船首上，降低船首碰撞发生损坏的可能性。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (5)
1.一种应用于船首的船舶防撞结构，其特征在于，包括：
安装板(1)，其呈矩形结构，安装板(1)为硬质合金材质，安装板(1)数量为二，安装板(1)可拆卸的安装在船首两侧面上，两个安装板(1)之间呈V字形设置；
正面防撞组件(2)，其呈V型结构，正面防撞组件(2)安装在安装板(1)内部，正面防撞组件(2)被配置为将船首正面产生的撞击力分散至船首两侧；
侧面导向组件(3)，其数量为二，侧面导向组件(3)安装在安装板(1)外侧面上，侧面导向组件(3)被配置为对船首侧面产生的撞击力进行缓冲以及导向；
所述正面防撞组件(2)包括撞击横板(21)、增阻支杆(22)和缓冲件(23)，所述撞击横板(21)设置在船首正前方，安装板(1)内部均匀安装有增阻支杆(22)，增阻支杆(22)内侧端之间与撞击横板(21)相连接，撞击横板(21)内侧面上均匀安装缓冲件(23)，缓冲件(23)位于相邻增阻支杆(22)之间，缓冲件(23)安装在安装板(1)端部；
所述增阻支杆(22)包括导向套管(221)、导向杆(222)、增阻件(223)、限位板(224)和增阻弹簧(225)，所述安装板(1)内部均匀安装有导向套管(221)，导向套管(221)中部安装有增阻件(223)，所述导向杆(222)依次贯穿设置在导向套管(221)内部，相邻导向套管(221)之间的导向杆(222)上安装有限位板(224)，位于限位板(224)左侧的导向杆(222)上设置有增阻弹簧(225)；
所述增阻件(223)包括电磁铁(2231)、接电电阻(2232)和接电端(2233)，所述导向套管(221)内部对称安装有电磁铁(2231)，电磁铁(2231)呈弧形结构，电磁铁(2231)的两侧端分别安装有接电电阻(2232)，导向杆(222)上对称安装有接电端(2233)，接电端(2233)位于相邻的两个接电电阻(2232)之间的间隙内，接电端(2233)包括一个正极端和一个负极端，相邻的正极端和负极端之间设置有绝缘层，接电端(2233)与接电电阻(2232)之间滑动连接，接电端(2233)与一个正极端和一个负极端相连接，位于两个电磁铁(2231)之间的导向杆(222)为金属导电材质；
所述侧面导向组件(3)包括导向件(31)和缓冲垫(32)，所述安装板(1)外侧面上安装有缓冲垫(32)，安装板(1)上均匀安装有导向件(31)，导向件(31)位于相邻的两个增阻支杆(22)之间，缓冲垫(32)上设置有与导向件(31)配合的通槽；
所述导向件(31)包括固定座(311)、支撑架(312)和导向滚轮(313)，所述安装板(1)上均匀安装有固定座(311)，固定座(311)呈矩形空心结构，固定座(311)内部滑动设置有支撑架(312)，支撑架(312)呈八字形结构，支撑架(312)中部设置有加强横梁，支撑架(312)外侧通过销轴安装有导向滚轮(313)，导向滚轮(313)外圆周上设置有橡胶套。
2.根据权利要求1所述的一种应用于船首的船舶防撞结构，其特征在于：所述撞击横板(21)包括撞击板(211)和连接端(212)，所述撞击板(211)呈梯形结构，撞击板(211)右侧面上设置有防撞垫，撞击板(211)的倾斜面上设置有连接槽，连接端(212)设置在连接槽内部，连接端(212)与撞击板(211)之间设置有橡胶垫，所述增阻支杆(22)端部滑动设置在连接端(212)上。
3.根据权利要求1所述的一种应用于船首的船舶防撞结构，其特征在于：所述缓冲件(23)呈几字形结构，缓冲件(23)为弹性金属材质，缓冲件(23)中部为由内向外的倾斜结构。
4.根据权利要求1所述的一种应用于船首的船舶防撞结构，其特征在于：所述缓冲垫(32)密封安装在安装板(1)外侧面上，缓冲垫(32)内部填充有加强钢丝，加强钢丝之间交错布置。
5.根据权利要求1所述的一种应用于船首的船舶防撞结构，其特征在于：所述缓冲垫(32)中部均匀设置有矩形槽，矩形槽内均匀安装有保护气囊。
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