极地用工作艇及冰区船的制作方法

1.本发明涉及艇技术领域，尤其涉及极地用工作艇及冰区船。


背景技术：

2.由于南极和北极基本上都被冰层覆盖，现有的冰区船大多为由科考船与破冰船相结合形成的船体，使得冰区船具有吨位大、吃水深，无法到达较浅的海域等特点。针对冰区船无法到达较浅的海域的情况，现有技术中通常采用的方式是将冰区船停泊在特定的海域，工作人员携带仪器乘坐工作艇到达冰面附近，如果冰面附近距离工作人员想要到达的目的地较近时，则工作人员步行到指定地点作业，如果冰面附近距离工作人员想要到达的目的地较远时，则工作人员驾驶直升机到达指定位置。从而，工作艇成为工作人员在极地工作必不可少的设备之一。
3.现有技术中的工作艇，一种是在工作艇的四周围设一个软性的气囊，利用风机把空气充入底部形成气垫，能够有效减小工作艇的运动阻力，提高了工作艇的行驶速度，但是工作艇的底部、气囊与航行表面会形成相对封闭的气腔，导致压缩空气喷出后向四周逸散，溅起大量水花，使得工作艇的能耗高；另一种是在工作艇的底部设置可收放的内嵌式气囊，当气囊内压强达到一定值时，船体由气垫支撑，气垫使船体离开水面，阻力极大的减小，能够提升工作艇的行驶速度，但这种工作艇的行驶速度仍然相对较低，且这种工作艇的结构复杂，零部件数量多，导致工作艇的体积大，重量重，工作艇的运行能耗高，且在反复收放气囊的过程中也会进一步增加工作艇的能耗，导致工作艇的使用性能差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供极地用工作艇及冰区船，以解决现有技术中的工作艇的能耗高，使用性能差的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.极地用工作艇，其包括：
7.工作艇本体；
8.气囊结构，所述气囊结构包括气囊充气组件和两个垫升气囊组，两个所述垫升气囊组间隔分布于所述工作艇本体沿宽度方向的两侧，所述垫升气囊组包括沿所述工作艇本体的高度方向间隔分布的第一固定气囊和第一调节气囊，所述第一固定气囊固定设置于所述工作艇本体且分布于所述第一调节气囊的上方，所述第一调节气囊固定设置于所述第一固定气囊，所述气囊充气组件能向所述第一固定气囊和所述第一调节气囊充气。
9.作为优选，沿所述工作艇本体的长度方向，所述第一固定气囊的截面积大于所述第一调节气囊的截面积。
10.作为优选，沿所述工作艇本体的长度方向，所述垫升气囊组的截面呈葫芦状。
11.作为优选，所述极地用工作艇还包括设置于所述工作艇本体的首气封结构、尾气封结构和垫升充气组件，所述首气封结构分布于所述工作艇本体沿长度方向的前端，所述
尾气封结构分布于所述工作艇本体沿长度方向的后端，所述首气封结构能够沿所述工作艇本体高度方向伸出或收容于所述工作艇本体的底部，以使两个所述垫升气囊组、所述首气封结构、所述尾气封结构、所述工作艇本体的外壁和航行表面能够形成垫升气腔；
12.所述垫升充气组件能够向所述垫升气腔充气，且能够向所述尾气封结构充气。
13.作为优选，所述尾气封结构包括进气连接件，以及与所述进气连接件连通的袋形充气围裙；
14.所述垫升充气组件包括垫升风机，所述进气连接件设置于所述垫升风机的排风口且与所述垫升风机的排风口连通，所述垫升风机的排风口还与所述垫升气腔连通。
15.作为优选，所述极地用工作艇还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构包括固定设置于所述工作艇本体的驱动电机，以及转动设置于所述工作艇本体的空气螺旋桨，所述驱动电机的输出轴与所述空气螺旋桨传动连接，且能与所述垫升风机的输入轴连接或分离。
16.作为优选，第一驱动机构还包括连接分离机构，所述连接分离机构能够连接或分离所述驱动电机的输出轴和所述垫升风机的输入轴。
17.作为优选，所述垫升风机的数量为两个，所述尾气封结构的数量为两个，两个所述垫升风机和两个所述尾气封结构一一对应设置，两个所述尾气封结构沿所述工作艇本体的宽度方向间隔分布且均位于两个所述垫升气囊组之间。
18.作为优选，所述气囊结构还包括固定设置于所述工作艇本体底部的稳定气囊组，沿所述工作艇本体的宽度方向，所述稳定气囊组位于两个所述垫升气囊组之间，沿所述工作艇本体的长度方向，所述稳定气囊组位于所述首气封结构和所述尾气封结构之间。
19.冰区船，其包括上述的极地用工作艇，所述极地用工作艇的工作艇本体可拆卸的设置于冰区船的甲板。
20.本发明的有益效果：
21.本发明的目的在于提供了极地用工作艇及冰区船，该极地用工作艇包括工作艇本体和气囊结构，气囊结构包括两个分布于工作艇本体沿宽度方向的两侧的垫升气囊组，垫升气囊组包括沿工作艇本体的高度方向间隔分布的第一固定气囊和第一调节气囊，第一固定气囊固定设置于工作艇本体且分布于第一调节气囊的上方，第一调节气囊固定设置于第一固定气囊，气囊充气组件能向第一固定气囊和第一调节气囊充气，具体地，第一固定气囊内一直处于充满气的状态，可通过气囊充气组件向第一固定气囊内补气，第一调节气囊的充气量可依据实际航行需求进行调整，使得能够调整该极地用工作艇的吃水深度，从而有效提升该极地用工作艇的航行速度，且该极地用工作艇相对于现有技术而言，结构简单，体积小，重量轻，能够在提升航行速度的基础上有效减少能耗，从而提升了极地用工作艇的使用性能。
附图说明
22.图1是本发明的具体实施例提供的极地用工作艇的俯视图；
23.图2是本发明的具体实施例提供的极地用工作艇的剖视图；
24.图3是本发明的具体实施例提供的极地用工作艇的部分结构图一；
25.图4是本发明的具体实施例提供的极地用工作艇的部分结构图二；
26.图5是本发明的具体实施例提供的极地用工作艇的部分结构图三。
27.图中：
28.1、工作艇本体；11、方向舵；12、整流罩；
29.2、垫升气囊组；21、第一固定气囊；211、第一子气腔；212、第一充气阀；22、第一调节气囊；221、第二充气阀；
30.3、气囊充气组件；31、充气风机；32、控制阀；33、快充接头；34、压力表；35、干燥器；36、过滤器；
31.4、气封板；
32.5、袋形充气围裙；
33.6、垫升风机；
34.7、第一驱动机构；71、驱动电机；72、空气螺旋桨；
35.8、稳定气囊组；81、第二固定气囊；811、第三充气阀；82、第二调节气囊；821、第四充气阀。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
37.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
40.图1和图2中的ab方向为工作艇本体1的宽度方向；图2和图5中的cd方向为工作艇本体1的高度方向；图1、图4和图5中的ef方向为工作艇本体1的长度方向。
41.本发明提供了极地用工作艇，如图1-3所示，该极地用工作艇包括工作艇本体1和气囊结构，气囊结构包括气囊充气组件3和两个垫升气囊组2，两个垫升气囊组2间隔分布于工作艇本体1沿宽度方向的两侧，垫升气囊组2包括沿工作艇本体1的高度方向间隔分布的第一固定气囊21和第一调节气囊22，第一固定气囊21固定设置于工作艇本体1且分布于第
一调节气囊22的上方，第一调节气囊22固定设置于第一固定气囊21，气囊充气组件3能向第一固定气囊21和第一调节气囊22充气。具体地，第一固定气囊21内一直处于充满气的状态，可通过气囊充气组件3向第一固定气囊21内补气，第一调节气囊22的充气量可依据实际航行需求进行调整，使得能够调整该极地用工作艇的吃水深度，从而有效提升该极地用工作艇的航行速度，且该极地用工作艇相对于现有技术而言，结构简单，体积小，重量轻，能够在提升航行速度的基础上有效减少能耗，从而提升了极地用工作艇的使用性能。
42.其中，沿工作艇的长度方向，如图1-3所示，第一固定气囊21的截面积大于第一调节气囊22的截面积。可以理解的是，即使当第一调节气囊22的充气量很小的时候，第一固定气囊21也能够向该极地用工作艇提供一个较大基础的浮力，从而能够进一步该极地用工作艇的使用性能。
43.具体地，在本实施例中，如图2所示，沿工作艇本体1的长度方向，第一固定气囊21的截面大致呈圆形，第一调节气囊22的截面也大致呈圆形。使得垫升气囊组2的截面大致呈葫芦状。如此设置，能够减少垫升气囊组2与航行表面的接触面积，从而能够更好的调节该极地用工作艇的航行速度。具体地，航行表面指的是海面或陆面。
44.优选地，如图3所示，第一固定气囊21包括多个第一子气腔211，多个第一子气腔211沿工作艇本体1的长度方向依次间隔分布，第一固定气囊21还设有多个第一充气阀212，多个第一充气阀212和多个第一子气腔211一一对应设置并连通。如此设置，能提升向第一固定气囊21充气的效率。具体地，在本实施例中，示例性的以第一固定气囊21设置五个第一子气腔211为例。
45.具体地，如图3所示，气囊充气组件3包括充气风机31、控制阀32和快充接头33，充气风机31和控制阀32连通，控制阀32的输出端能通过快充接头33与第一固定气囊21连通，且控制阀32的输出端能通过快充接头33与第一调节气囊22连通。具体地，控制阀32的输出端能通过快充接头33与第一充气阀212连通；第一调节气囊22设有第二充气阀221，控制阀32的输出端能通过快充接头33与第二充气阀221连通。从而能够向第一固定气囊21和第一调节气囊22充气。可选地，充气风机31与控制阀32连通的管路上设有压力表34、干燥器35和过滤器36。压力表34能够检测有充气风机31输出的气体的压力，干燥器35能干燥充气风机31输出的气体，过滤器36能过滤充气风机31输出的气体。
46.其中，如图1、图2、图4和图5所示，极地用工作艇还包括设置于工作艇本体1的首气封结构、尾气封结构和垫升充气组件，首气封结构分布于工作艇本体1沿长度方向的前端，尾气封结构分布于工作艇本体1沿长度方向的后端，首气封结构能够沿工作艇本体1高度方向伸出或收容于工作艇本体1的底部，以使两个垫升气囊组2、首气封结构、尾气封结构、工作艇本体1的外壁和航行表面能够形成垫升气腔；垫升充气组件能够向垫升气腔充气，且能够向尾气封结构充气。具体地，当需要再进一步调整极地用工作艇的吃水深度时，依据实际工况需求调整首气封结构伸出工作艇本体1的底部的伸出量，控制垫升充气组件向尾气封结构充气，控制气囊充气组件3进一步向第一调节气囊22充气，使得两个垫升气囊组2、首气封结构、尾气封结构、工作艇本体1的外壁和航行表面围设形成垫升气腔，可理解的是，两个垫升气囊组2与首气封结构和尾气封结构之间均没有连接关系，故两个垫升气囊组2与首气封结构和尾气封结构之间均存在缝隙，使得垫升气腔并未完全封闭，如此设置，控制垫升充气组件向垫升气腔充气时，能够有效避免现有技术中充入气腔的气体向四周逸散导致溅起
大量水花的现象，且能够进一步调整极地用工作艇的吃水深度，从而能进一步减小极地用工作艇的航行阻力，提升该极地用工作艇的航行速度，具体地，当垫升充气组件不工作时，首气封结构收容于工作艇本体1的底部，尾气封结构泄气。
47.具体地，如图1、图2和图4所示，首气封结构包括第二驱动机构和气封板4，气封板4转动连接于工作艇本体1，第二驱动机构能带动气封板4绕气封板4和工作艇本体1的连接处转动。如此设置，以使气封板4能够伸出并与垫升气囊组2、尾气封结构、工作艇本体1的外壁和航行表面形成垫升气腔。
48.进一步具体地，在本实施例中，如图1、图2和图4所示，第二驱动机构包括固定设置于工作艇本体1的驱动件，沿工作艇本体1的行进方向，气封板4的第一端与工作艇本体1转动连接，第二端与驱动件的输出端活动连接，且气封板4的第一端位于第二端的前方，工作艇本体1的行进方向与工作艇本体1的长度方向平行。优选地，沿工作艇本体1的长度方向，气封板4的形状与船体底部的流线型大致保持一致。如此设置，能够减少工作艇本体1的行驶阻力。
49.具体地，如图1、图2和图5所示，尾气封结构包括进气连接件，以及与进气连接件连通的袋形充气围裙5；垫升充气组件包括垫升风机6，进气连接件设置于垫升风机6的排风口且与垫升风机6的排风口连通，垫升风机6的排风口还与垫升气腔连通。如此设置，当需要再进一步调整极地用工作艇的吃水深度时，垫升风机6向排风口送气，输送的气体一部分通过进气连接件充入袋形充气围裙5，另一部分充入垫升气腔，充入至垫升气腔内的气体、两个垫升气囊组2，以及尾气封结构共同配合，能够进一步调整该极地用工作艇的吃水深度。
50.其中，如图1和图5所示，极地用工作艇还包括第一驱动机构7，第一驱动机构7包括固定设置于工作艇本体1的驱动电机71，以及转动设置于工作艇本体1的空气螺旋桨72，驱动电机71的输出轴与空气螺旋桨72传动连接，且能与垫升风机6的输入轴连接或分离。可以理解的是，通过一个驱动电机71同步带动空气螺旋桨72和垫升风机6运行，具体地，工作艇本体1还固定设置有整流罩12，空气螺旋桨72分布于整流罩12内，极地用工作艇低速运行时，驱动电机71的输出轴带动空气螺旋桨72转动，从而带动极地用工作艇低速运行，此时，驱动电机71的输出轴与垫升风机6的输入轴分离；当极地用工作艇高速运行时，驱动电机71的输出轴带动空气螺旋桨72转动，且同步带动垫升风机6的输入轴转动，从而带动空气螺旋桨72和垫升风机6同时运行，从而能够使极地用工作艇高速运行，如此设置，减少了零部件数量，节省了空间，且能充分利用驱动电机71的驱动力，有效提升该极地用工作艇的使用性能。
51.具体地，第一驱动机构7还包括连接分离机构，连接分离机构能够连接或分离驱动电机71的输出轴和垫升风机6的输入轴。优选地，连接分离结构为离合器。
52.优选地，如图1和图5所示，垫升风机6的数量为两个，尾气封结构的数量为两个，两个垫升风机6和两个尾气封结构一一对应设置，两个尾气封结构沿工作艇本体1的宽度方向间隔分布且均分布于两个垫升气囊组2之间。具体地，两个垫升风机6和两个袋形充气围裙5一一对应设置，两个袋形充气围裙5沿工作艇本体1的宽度方向间隔分布且均分布于两个垫升气囊组2之间。如此设置，能够提升垫升气囊组2、气封板4、袋形充气围裙5、工作艇本体1的外壁和航行表面能够形成垫升气腔的效率，也能够进一步提升调节该极地用工作艇的吃水深度的效果，从而进一步在提升航行速度的基础上减少驱动该极地用工作艇前进的能
耗。
53.优选地，为了提升该极地用工作艇的稳定性，如图1-3所示，气囊结构还包括固定设置于工作艇本体1底部的稳定气囊组8，沿工作艇本体1的宽度方向，稳定气囊组8位于两个垫升气囊组2之间，沿工作艇本体1的长度方向，稳定气囊组8位于首气封结构和尾气封结构之间。可以理解的是，垫升气腔被分隔成了两个第一子气腔211，两个垫升风机6和两个第一子气腔211一一对应设置。
54.具体地，如图1-3所示，稳定气囊组8包括沿工作艇本体1的高度方向间隔分布的第二固定气囊81和第二调节气囊82，第二固定气囊81固定设置于工作艇本体1的底部且分布于第二调节气囊82的上方，第二调节气囊82固定设置于第二固定气囊81，气囊充气组件3也能向第二固定气囊81和第二调节气囊82充气。具体地，第二固定气囊81内一直处于充满气的状态，可通过气囊充气组件3向第二固定气囊81内补气，第二调节气囊82的充气量可依据第一调节气囊22的充气量进行适应性的调整，使得沿工作艇本体1的高度方向第二调节气囊82的底部和两个第一调节气囊22的底部在同一水平面上，从而能够有效提升极地用工作艇的稳定性。
55.具体地，如图2和图3所示，第二固定气囊81设有第三充气阀811，控制阀32的输出端能通过快充接头33与第三充气阀811连通。第二调节气囊82设有第四充气阀821，控制阀32的输出端能通过快充接头33与第四充气阀821连通。从而能够向第二固定气囊81和第二调节气囊82充气。
56.进一步具体地，如图2和图3所示，沿工作艇本体1的长度方向，第二固定气囊81的截面积大于第二调节气囊82的截面积。沿工作艇本体1的长度方向，第二固定气囊81的截面大致呈圆形，第二调节气囊82的截面也大致呈圆形，使得稳定气囊组8的截面也大致呈葫芦状。如此设置，能够减少稳定气囊组8与航行表面的接触面积，从而能够更好的调节该极地用工作艇的航行速度。
57.其中，如图1所示，沿工作艇本体1的长度方向，工作艇本体1的尾部还设有方向舵11。通过方向舵11能够控制该极地用工作艇的行进方向。在本实施例中，示例性的以设置三个方向舵11为例。
58.其中，工作艇本体1的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。其中，驱动电机71与空气螺旋桨72传动连接的具体结构，以及驱动电机71与垫升风机6传动连接的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。
59.本发明还提供了冰区船，其包括上述的极地用工作艇，极地用工作艇的工作艇本体1可拆卸的设置于冰区船的甲板。采用该极地用工作艇，能够在提升极地用工作艇的航行速度的基础上有效减少能耗，给冰区船配备该极地用工作艇，能够提升冰区船的工作性能。
60.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.极地用工作艇，其特征在于，包括：工作艇本体(1)；气囊结构，所述气囊结构包括气囊充气组件(3)和两个垫升气囊组(2)，两个所述垫升气囊组(2)间隔分布于所述工作艇本体(1)沿宽度方向的两侧，所述垫升气囊组(2)包括沿所述工作艇本体(1)的高度方向间隔分布的第一固定气囊(21)和第一调节气囊(22)，所述第一固定气囊(21)固定设置于所述工作艇本体(1)且分布于所述第一调节气囊(22)的上方，所述第一调节气囊(22)固定设置于所述第一固定气囊(21)，所述气囊充气组件(3)能向所述第一固定气囊(21)和所述第一调节气囊(22)充气。2.根据权利要求1所述的极地用工作艇，其特征在于，沿所述工作艇本体(1)的长度方向，所述第一固定气囊(21)的截面积大于所述第一调节气囊(22)的截面积。3.根据权利要求2所述的极地用工作艇，其特征在于，沿所述工作艇本体(1)的长度方向，所述垫升气囊组(2)的截面呈葫芦状。4.根据权利要求1-3任一项所述的极地用工作艇，其特征在于，所述极地用工作艇还包括设置于所述工作艇本体(1)的首气封结构、尾气封结构和垫升充气组件，所述首气封结构分布于所述工作艇本体(1)沿长度方向的前端，所述尾气封结构分布于所述工作艇本体(1)沿长度方向的后端，所述首气封结构能够沿所述工作艇本体(1)高度方向伸出或收容于所述工作艇本体(1)的底部，以使两个所述垫升气囊组(2)、所述首气封结构、所述尾气封结构、所述工作艇本体(1)的外壁和航行表面能够形成垫升气腔；所述垫升充气组件能够向所述垫升气腔充气，且能够向所述尾气封结构充气。5.根据权利要求4所述的极地用工作艇，其特征在于，所述尾气封结构包括进气连接件，以及与所述进气连接件连通的袋形充气围裙(5)；所述垫升充气组件包括垫升风机(6)，所述进气连接件设置于所述垫升风机(6)的排风口且与所述垫升风机(6)的排风口连通，所述垫升风机(6)的排风口还与所述垫升气腔连通。6.根据权利要求5所述的极地用工作艇，其特征在于，所述极地用工作艇还包括第一驱动机构(7)，所述第一驱动机构(7)包括固定设置于所述工作艇本体(1)的驱动电机(71)，以及转动设置于所述工作艇本体(1)的空气螺旋桨(72)，所述驱动电机(71)的输出轴与所述空气螺旋桨(72)传动连接，且能与所述垫升风机(6)的输入轴连接或分离。7.根据权利要求6所述的极地用工作艇，其特征在于，所述第一驱动机构(7)还包括连接分离机构，所述连接分离机构能够连接或分离所述驱动电机(71)的输出轴和所述垫升风机(6)的输入轴。8.根据权利要求5所述的极地用工作艇，其特征在于，所述垫升风机(6)的数量为两个，所述尾气封结构的数量为两个，两个所述垫升风机(6)和两个所述尾气封结构一一对应设置，两个所述尾气封结构沿所述工作艇本体(1)的宽度方向间隔分布且均位于两个所述垫升气囊组(2)之间。9.根据权利要求4所述的极地用工作艇，其特征在于，所述气囊结构还包括固定设置于所述工作艇本体(1)底部的稳定气囊组(8)，沿所述工作艇本体(1)的宽度方向，所述稳定气囊组(8)位于两个所述垫升气囊组(2)之间，沿所述工作艇本体(1)的长度方向，所述稳定气囊组(8)位于所述首气封结构和所述尾气封结构之间。
10.冰区船，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的极地用工作艇，所述极地用工作艇的工作艇本体(1)可拆卸的设置于冰区船的甲板。

技术总结
本发明公开了极地用工作艇及冰区船，该极地用工作艇包括工作艇本体和气囊结构，气囊结构包括气囊充气组件和两个垫升气囊组，两个垫升气囊组间隔分布于工作艇本体沿宽度方向的两侧，垫升气囊组包括沿工作艇本体的高度方向间隔分布的第一固定气囊和第一调节气囊，第一固定气囊固定设置于工作艇本体且分布于第一调节气囊的上方，第一调节气囊固定设置于第一固定气囊，气囊充气组件能向第一固定气囊和第一调节气囊充气。该极地用工作艇相对于现有技术而言，结构简单，体积小，重量轻，能够在提升航行速度的基础上有效减少能耗，提升了极地用工作艇的使用性能。工作艇的使用性能。工作艇的使用性能。


技术研发人员：龚永林 秦利军
受保护的技术使用者：广船国际有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/11