一种船舶全面持续性防撞系统

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶全面持续性防撞系统。


背景技术：

2.中大型船舶在航行的过程中，存在碰撞事故，为了将人身财产的损失降至最低，通常在船舶上设置有防撞装置。
3.例如，申请号为cn202210815963.1的发明申请所提出的一种中大型船舶防撞气囊的动态展开装置，其中：
4.正常航行情况下，整个装置布置于舷侧区域，气囊卷缩折叠放置于下层框架内，当船只舷侧附近安全距离内有其他物体，包括堤岸以及堤岸建筑，其他船只，桥墩等障碍物时；红外测距仪配合图像采集传感器将获取的碰撞场景相关信息发送给中央处理器，将此情况判定为具有碰撞危险状态，并播放即将碰撞信息；
5.中央处理器对收集到的信息处理计算预测出即将碰撞的区域，并将预测区域换算成机械传动装置的横向垂向移动数据，中央处理器分别将启动信号发送给框架内电机和双轨道上的两个小型电动机，气囊被垂向拉出框架，横向双轨道也迅速移动到预定横向位置。气囊被传动装置递送到预定区域后垂向传动和横向滑轨制动停止，并抱死锁定位置。随即中央控制器发送电信号让电动阀门打开，高压气体迅速充入各个安全气室，气囊膨胀打开为船体舷侧结构提供。
6.然而，上述防撞装置存在以下几个问题：
7.1)当撞击物撞击至船舶上时，随着撞击时间的进行，撞击物与船舶之间的接触面积沿首次撞击点出开始渐扩，应当是持续性的撞击过程，上述气囊面积小、且为移动式的防撞结构，难以实现全面持续性的防撞功能；
8.2)中大型船舶之间的碰撞，其作用力巨大，撞击时产生的切削力可轻而易举的破坏气囊，单一的气囊难以作为船舶碰撞的缓冲结构。


技术实现要素：

9.有鉴于此，有必要提供一种船舶全面持续性防撞系统，用以解决由于船舶的碰撞为持续性的过程，现有的防撞结构难以实现全面且持续性的防撞功能，同时，单一的气囊难以作为船舶碰撞的缓冲结构的问题。
10.本发明提供一种船舶全面持续性防撞系统，包括防护组件、收放卷组件以及两个牵拉组件，所述防护组件包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层和气囊层，所述收放卷组件安装于船舶的舷侧区域的上方，所述收放卷组件具有一收放卷端，所述防护层和所述气囊层均缠绕至所述收放卷端上，两个所述牵拉组件均包括牵拉件、限位件和绳体，两个所述牵拉件设于所述收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的上方，两个所述限位件设于所述收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的下方，所述绳体的一端与所述牵拉组件的牵拉端连接，所述绳体的另一端穿过所述限位件与所述防护层远离所述收放卷端的一侧
连接。
11.进一步的，所述防护层为橡胶层，所述防护层展开后可覆盖船舶的舷侧区域。
12.进一步的，所述防护层远离所述气囊层的一侧固定连接有多个钢片，多个所述钢片沿所述橡胶层的收放卷方向依次布置，所述钢片的宽度小于所述收放卷组件的收放卷端的转动半径。
13.进一步的，所述防护层靠近所述气囊层的一侧开设有条形槽，每个所述条形槽均沿收放卷方向延伸，多个所述条形槽沿垂直于收放卷方向依次设置，所述气囊层包括多个平行设置的条形气囊，多个条形气囊分别卡嵌于多个所述条形槽中。
14.进一步的，还包括一气源，所述气源与多个所述条形气囊相连通设置，所述条形气囊具备充气状态和放气状态，当所述条形气囊处于充气状态时，所述条形气囊部分外露于所述条形槽外，当所述条形气囊处于放气状态时，所述条形气囊完全内置于所述条形槽中。
15.进一步的，所述防护层靠近所述收放卷端的部分开设有与多个凹槽相连通的供气槽，所述气囊层还包括一供气气囊，所述供气气囊卡嵌于所述供气槽中，所述供气气囊连通所述气源和多个所述条形气囊；
16.所述供气气囊上设置有接头，所述接头与所述收放卷端固定连接，所述接头与所述气源可拆卸连接。
17.进一步的，所述收放卷组件包括转筒和第一电机，所述转筒与船舶转动连接，所述第一电机的输出端与所述转筒连接，用以驱动所述转筒转动，所述转筒形成所述收放卷端。
18.进一步的，所述牵拉件包括转盘和第二电机，所述转盘与船舶转动连接，所述第二电机的输出端与所述转盘连接，用以驱动所述转盘转动，所述转盘形成所述牵拉端。
19.进一步的，所述限位件包括限位环，所述限位环安装于船舶的舷侧区域的下方，所述绳体穿过所述限位环设置。
20.进一步的，所述限位环的数量为多个，多个所述限位环沿所述绳体的延伸方向等间距设置。
21.与现有技术相比，当船舶正常航行的过程中，防护层和气囊层缠绕至收放卷端上，当预测船舶的舷侧区域即将发生碰撞时，通过收放卷组件放卷缠绕其上的防护组件，直至覆盖船舶的舷侧区域，并通过两个牵拉组件，施加给防护组件底部一牵拉力，使防护组件紧贴于船舶的舷侧区域，防护范围大，从而可实现全面持续性的防撞功能；同时，通过设置防护组件包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层和气囊层，防护层主要承担撞击物撞击时产生的切削力，实现初步缓冲的功能，同时，气囊层通过自身的形变，施加给撞击物一反作用力，从而实现二次缓冲的功能，防护层有效的保护了气囊层，使气囊层仅承受压力，避免撞击物直接与气囊层接触，因相对位移施加给气囊层的切削力导致气囊层失效，该缓冲系统结构可靠、缓冲效果好。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的船舶全面持续性防撞系统中船舶正常行驶的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的船舶全面持续性防撞系统中船舶处于防撞状态下的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的船舶全面持续性防撞系统中防护组件与收放卷组件连接的结构示意图；
25.图4为本发明实施例提供的船舶全面持续性防撞系统中防护组件的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
27.如图1-3所示，本发明提供的一种船舶全面持续性防撞系统，包括防护组件100、收放卷组件200以及两个牵拉组件300，防护组件100包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层110和气囊层120，收放卷组件200安装于船舶的舷侧区域的上方，收放卷组件200具有一收放卷端，防护层110和气囊层120均缠绕至收放卷端上，两个牵拉组件300均包括牵拉件310、限位件320和绳体330，两个牵拉件310设于收放卷组件200的两侧、且位于船舶的舷侧区域的上方，两个限位件320设于收放卷组件200的两侧、且位于船舶的舷侧区域的下方，绳体330的一端与牵拉组件300的牵拉端连接，绳体330的另一端穿过限位件320与防护层110远离收放卷端的一侧连接。
28.当船舶正常航行的过程中，防护层110和气囊层120缠绕至收放卷端上，当预测船舶的舷侧区域即将发生碰撞时，通过收放卷组件200放卷缠绕其上的防护组件100，直至覆盖船舶的舷侧区域，并通过两个牵拉组件300，施加给防护组件100底部一牵拉力，使防护组件100紧贴于船舶的舷侧区域，防护范围大，从而可实现全面持续性的防撞功能；同时，通过设置防护组件100包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层110和气囊层120，防护层110主要承担撞击物撞击时产生的切削力，实现初步缓冲的功能，同时，气囊层120通过自身的形变，施加给撞击物一反作用力，从而实现二次缓冲的功能，防护层110有效的保护了气囊层120，使气囊层120仅承受压力，避免撞击物直接与气囊层120接触，因相对位移施加给气囊层120的切削力导致气囊层120失效，该缓冲系统结构可靠、缓冲效果好。
29.本实施方案中的防护组件100为承接撞击物的撞击的结构。具体的，防护组件100包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层110和气囊层120。
30.需要说明的是，当撞击物为中大型船只等吨位较大的物体时，撞击首次接触时，由于碰撞的二者之间的相对摩擦以及相对位移，会产生较大的切削力，随着碰撞的二者之间的接触面积逐渐变大，上述切削力逐渐减小，同时挤压力逐渐增大，直至二者开始分离。因此，碰撞的二者之间的切削力和挤压力的变化过程即为持续性的碰撞过程。
31.其中，防护层110为直接与撞击物之间直接接触的结构，以及代替气囊层120承担碰撞的二者之间的切削力，防护层110其上的一点与撞击物接触，随着撞击物和船舶的继续运动，撞击物贴于防护层110的面积逐渐增大，气囊层120来承担碰撞的二者之间的挤压力，从而实现对船舶的舷侧区域的全面持续性的防撞功能。
32.在一个实施例中，防护层110为橡胶层，防护层110展开后可覆盖船舶的舷侧区域。
33.为了提高防护层110所能承担碰撞的二者之间的切削力的能力，在一个实施例中，防护层110远离气囊层120的一侧固定连接有多个钢片，多个钢片沿橡胶层的收放卷方向依次布置，其中，钢片的宽度小于收放卷组件200的收放卷端的转动半径，钢片的宽度尺寸应当满足不影响其收卷于收放卷组件200上的功能。
34.当然，在其他实施例中，钢片也可以采用其他材质的结构代替。
35.由于设置的防护层110面积较大，若设置气囊层120的面积过大，气囊层120的供气需求大，则需要预备的气瓶数量过多，影响船舶的正常航行，为此，在气囊层120的外廓大小不变的前提下，通过掏空其内的部分结构，以减小其供气需求。
36.如图4所示，在一个实施例中，防护层110靠近气囊层120的一侧开设有条形槽111，每个条形槽111均沿收放卷方向延伸，多个条形槽111沿垂直于收放卷方向依次设置，气囊层120包括多个平行设置的条形气囊121，多个条形气囊121分别卡嵌于多个条形槽111中。
37.为了便于多个条形气囊121充放气，在一个实施例中，还包括一气源，气源与多个条形气囊121相连通设置，条形气囊121具备充气状态和放气状态，当条形气囊121处于充气状态时，条形气囊121部分外露于条形槽111外，当条形气囊121处于放气状态时，条形气囊121完全内置于条形槽111中。
38.通过上述设置，在防撞过程中，使条形气囊121处于充气状态时，此时条形气囊121部分外露于条形槽111外与船体接触，通过条形气囊121其内的气压，在其发生形变后，施加给防护层110以及撞击物一缓冲力，在收卷过程中，使条形气囊121处于放气状态时，条形气囊121完全内置于条形槽111中，避免相邻卷层之间挤压到条形气囊121，收卷过程方便。
39.其中，防护层110靠近收放卷端的部分开设有与多个凹槽相连通的供气槽112，气囊层120还包括一供气气囊122，供气气囊122卡嵌于供气槽112中，供气气囊122连通气源和多个条形气囊121。
40.如图3所示，供气气囊122上设置有接头130，接头130与收放卷端固定连接，接头130与气源可拆卸连接。在操作时，将防护层110放卷至覆盖船舶的舷侧区域，再将气源和接头130连通。
41.本实施方案中的收放卷组件200是用于连接防护层110和气囊层120的结构，可将防护层110和气囊层120收卷起来，以便于收纳，也可以防护层110和气囊层120放卷至覆盖船舶的舷侧区域。具体的，收放卷组件200安装于船舶的舷侧区域的上方，收放卷组件200具有一收放卷端，防护层110和气囊层120均缠绕至收放卷端上。
42.在一个实施例中，收放卷组件200包括转筒和第一电机，转筒与船舶转动连接，第一电机的输出端与转筒连接，用以驱动转筒转动，转筒形成收放卷端。
43.如图1-2所示，本实施方案中牵拉组件300为牵拉防护层110的底部，使防护层110能够贴于船舶的舷侧处设置。具体的，两个牵拉组件300均包括牵拉件310、限位件320和绳体330，两个牵拉件310设于收放卷组件200的两侧、且位于船舶的舷侧区域的上方，两个限位件320设于收放卷组件200的两侧、且位于船舶的舷侧区域的下方，绳体330的一端与牵拉组件300的牵拉端连接，绳体330的另一端穿过限位件320与防护层110远离收放卷端的一侧连接。
44.在一个实施例中，牵拉件310包括转盘和第二电机，转盘与船舶转动连接，第二电机的输出端与转盘连接，用以驱动转盘转动，转盘形成牵拉端。
45.在一个实施例中，限位件320包括限位环，限位环安装于船舶的舷侧区域的下方，绳体330穿过限位环设置。其中，限位环的数量为多个，多个限位环沿绳体330的延伸方向等间距设置。
46.当然，限位件320还可以采用限位辊等结构用以限定绳体330的走向，本发明实施
例对此不做限定。
47.与现有技术相比：当船舶正常航行的过程中，防护层110和气囊层120缠绕至收放卷端上，当预测船舶的舷侧区域即将发生碰撞时，通过收放卷组件200放卷缠绕其上的防护组件100，直至覆盖船舶的舷侧区域，并通过两个牵拉组件300，施加给防护组件100底部一牵拉力，使防护组件100紧贴于船舶的舷侧区域，防护范围大，从而可实现全面持续性的防撞功能；同时，通过设置防护组件100包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层110和气囊层120，防护层110主要承担撞击物撞击时产生的切削力，实现初步缓冲的功能，同时，气囊层120通过自身的形变，施加给撞击物一反作用力，从而实现二次缓冲的功能，防护层110有效的保护了气囊层120，使气囊层120仅承受压力，避免撞击物直接与气囊层120接触，因相对位移施加给气囊层120的切削力导致气囊层120失效，该缓冲系统结构可靠、缓冲效果好。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，包括防护组件、收放卷组件以及两个牵拉组件；所述防护组件包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层和气囊层；所述收放卷组件安装于船舶的舷侧区域的上方，所述收放卷组件具有一收放卷端，所述防护层和所述气囊层均缠绕至所述收放卷端上；两个所述牵拉组件均包括牵拉件、限位件和绳体，两个所述牵拉件设于所述收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的上方，两个所述限位件设于所述收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的下方，所述绳体的一端与所述牵拉组件的牵拉端连接，所述绳体的另一端穿过所述限位件与所述防护层远离所述收放卷端的一侧连接。2.根据权利要求1所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述防护层为橡胶层，所述防护层展开后可覆盖船舶的舷侧区域。3.根据权利要求2所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述防护层远离所述气囊层的一侧固定连接有多个钢片，多个所述钢片沿所述橡胶层的收放卷方向依次布置，所述钢片的宽度小于所述收放卷组件的收放卷端的转动半径。4.根据权利要求1所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述防护层靠近所述气囊层的一侧开设有条形槽，每个所述条形槽均沿收放卷方向延伸，多个所述条形槽沿垂直于收放卷方向依次设置，所述气囊层包括多个平行设置的条形气囊，多个条形气囊分别卡嵌于多个所述条形槽中。5.根据权利要求4所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，还包括一气源，所述气源与多个所述条形气囊相连通设置，所述条形气囊具备充气状态和放气状态，当所述条形气囊处于充气状态时，所述条形气囊部分外露于所述条形槽外，当所述条形气囊处于放气状态时，所述条形气囊完全内置于所述条形槽中。6.根据权利要求5所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述防护层靠近所述收放卷端的部分开设有与多个凹槽相连通的供气槽，所述气囊层还包括一供气气囊，所述供气气囊卡嵌于所述供气槽中，所述供气气囊连通所述气源和多个所述条形气囊；所述供气气囊上设置有接头，所述接头与所述收放卷端固定连接，所述接头与所述气源可拆卸连接。7.根据权利要求1所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述收放卷组件包括转筒和第一电机，所述转筒与船舶转动连接，所述第一电机的输出端与所述转筒连接，用以驱动所述转筒转动，所述转筒形成所述收放卷端。8.根据权利要求1所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述牵拉件包括转盘和第二电机，所述转盘与船舶转动连接，所述第二电机的输出端与所述转盘连接，用以驱动所述转盘转动，所述转盘形成所述牵拉端。9.根据权利要求1所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述限位件包括限位环，所述限位环安装于船舶的舷侧区域的下方，所述绳体穿过所述限位环设置。10.根据权利要求9所述的船舶全面持续性防撞系统，其特征在于，所述限位环的数量为多个，多个所述限位环沿所述绳体的延伸方向等间距设置。

技术总结
本发明涉及一种船舶全面持续性防撞系统，其包括防护组件、收放卷组件以及两个牵拉组件，防护组件包括沿靠近船舶方向依次设置的防护层和气囊层，收放卷组件安装于船舶的舷侧区域的上方，防护层和气囊层均缠绕至收放卷端上，两个牵拉组件均包括牵拉件、限位件和绳体，两个牵拉件设于收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的上方，两个限位件设于收放卷组件的两侧、且位于船舶的舷侧区域的下方，绳体的一端与牵拉组件的牵拉端连接，绳体的另一端穿过限位件与防护层远离收放卷端的一侧连接；解决由于船舶的碰撞为持续性的过程，现有的防撞结构难以实现全面且持续性的防撞功能，同时，单一的气囊难以作为船舶碰撞的缓冲结构的问题。题。题。


技术研发人员：陈威 林浩明 张轩睿 赵哲稷 马越 黄芳晨 李乾宁 窦双涛 李阳 何鑫
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/6/28