防护装置及船只

1.本发明涉及船只防护装置技术领域，尤其涉及防护装置及船只。


背景技术：

2.船只经过研发到下水投入使用后，没有特殊原因便不再上岸，没有任务时停留在港口保养防护，有任务时则出港执行。当船只停留在港口时，船体两侧与码头的岸壁发生碰撞摩擦，如遇大风浪天气，船体将会受到较大的碰撞冲击力，对船体造成损伤，产生的冲击力可能会对船只内部的设备造成损坏，严重时导致船只需要维修，减少船只的使用寿命。当船只出海执行任务突遇大风浪时，船体将会失去控制，有可能产生相互碰撞的情况。一旦船体受损涌入海水，不仅会导致内部设施遭到破坏，资产受到损失，而且还会导致人员的生命安全受到威胁。所以，船只外壳一般都设置有防护装置以避免上述问题的发生。
3.现有技术中，常见的防护装置大多采用橡胶加弹簧的方式防止船只碰撞，这种防护装置的问题在于，弹簧受力较为集中，容易出现损伤，导致防护装置的寿命较短。
4.因此，亟需一种防护装置及船只以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种防护装置及船只，该防护装置具有多级减震，减震效果好，能够最大程度的保护船只及人员的安全。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.防护装置，所述防护装置包括：
8.壳体，所述壳体包括壳体本体与顶盖，所述壳体本体连接于船只的外侧壁，且所述壳体本体具有容纳腔，所述顶盖浮动设置于所述壳体本体；
9.仿生减震结构，所述仿生减震结构设置于所述容纳腔，且所述仿生减震结构与所述顶盖连接；
10.迎撞层，所述迎撞层设置于所述壳体远离所述船只的一侧，且所述迎撞层整体呈弧形结构，所述仿生减震结构包括若干波纹减震层，所述波纹减层为双正弦结构，相邻的两层所述波纹减震层错位设置；
11.过渡层，所述过渡层设置于所述迎撞层与所述顶盖之间，且所述过渡层与所述迎撞层、所述顶盖均连接。
12.作为一种可选的技术方案，相邻两层所述波纹减震层之间设置有泡沫铝层。
13.作为一种可选的技术方案，所述壳体本体相对的两个侧壁上开设有滑槽，所述顶盖相对的两个侧边上设置有滑块，所述滑块滑动设置于所述滑槽，且所述滑块与所述壳体本体之间通过减震弹簧连接。
14.作为一种可选的技术方案，所述壳体本体的一个侧壁上的所述滑槽设置有多个，所述顶盖的一个侧边上的所述滑块设置有多个，多个所述滑块一一对应地滑动设置于所述多个滑槽。
15.作为一种可选的技术方案，所述壳体本体还设置有防护盖，两个所述防护盖分别设置于所述壳体本体开设有滑槽的两侧，所述防护盖具有防护腔，所述顶盖的所述滑块穿出所述滑槽延伸至所述防护腔，所述减震弹簧的一端设置于所述防护腔的底壁上。
16.作为一种可选的技术方案，所述防护盖上设置有限位件，所述限位件用于限制所述滑块的位置。
17.作为一种可选的技术方案，所述防护盖设置有连接部，所述连接部用于连接所述船只。
18.作为一种可选的技术方案，所述迎撞层与所述过渡层的材质均为橡胶。
19.作为一种可选的技术方案，所述迎撞层的硬度小于所述过渡层硬度。
20.本发明采用以下技术方案：
21.船只，船只包括如上述的防护装置，多个所述防护装置设置于所述船只的外侧壁。
22.本发明的有益效果：
23.本发明公开一种防护装置，该防护装置包括壳体、仿生减震结构、迎撞层和过渡层，壳体包括壳体本体和顶盖，壳体本体连接于船只外侧，且壳体本体具有容纳腔，顶盖浮动设置于壳体本体，仿生减震结构设置于容纳腔，且仿生减震结构与顶盖连接，仿生减震结构包括若干波纹减震层，波纹减震层为双正弦结构，相邻的两层波纹减震层错位设置；迎撞层设置于壳体远离船只的一侧，且迎撞层整体呈弧形结构；过渡层设置于迎撞层与顶盖之间，且过渡层与迎撞层、顶盖均连接。这种防护装置设置在船只外侧，当船只发生碰撞时，首先会与迎撞层接触，如果此时碰撞较轻，迎撞层将对碰撞进行衰减，如果此时的碰撞较重，碰撞将通过过渡层传递至仿生减震结构，仿生减震结构能够对碰撞进行进一步地衰减，确保碰撞不会对船只及船只内部的装备和人员造成损伤。
24.本发明还公开一种船只，该船只包括上述的防护装置，使得该船只具有较好的防碰撞能力，确保船只本身及内部装备及人员的安全。
附图说明
25.图1是本发明实施例的防护装置的示意图一；
26.图2是本发明实施例的防护装置的示意图二；
27.图3是图2中a-a的剖视图；
28.图4是本发明实施例的防护装置的拆解图；
29.图5是本发明实施例的仿生减震结构的示意图；
30.图6是本发明实施例的波纹减震层的结构示意图；
31.图7是图6中a的示意图；
32.图8是本发明实施例的船只的示意图。
33.图中：
34.1、防护装置；
35.10、壳体；11、壳体本体；111、滑槽；112、防护盖；1121、防护腔；1122、限位件；1123、连接部；12、顶盖；121、滑块；13、容纳腔；14、减震弹簧；15、插销；
36.20、仿生减震结构；21、波纹减震层；22、泡沫铝层；
37.30、迎撞层；
38.40、过渡层。
具体实施方式
39.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。
40.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。
41.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。
42.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。
43.如图1至图7所示，本实施例公开一种防护装置1，用于防止船只发生碰撞时导致船只本身或船只内部的装备及人员受到伤害。该防护装置1包括壳体10、仿生减震结构20、迎撞层30和过渡层40，壳体10包括壳体本体11和顶盖12，壳体本体11连接于船只外侧，且壳体本体11具有容纳腔13，顶盖12浮动设置于壳体本体11，仿生减震结构20设置于容纳腔13，且仿生减震结构20与顶盖12连接，仿生减震结构20包括若干波纹减震层21，波纹减震层21为双正弦结构，相邻的两层波纹减震层21错位设置；迎撞层30设置于壳体10远离船只的一侧，且迎撞层30整体呈弧形结构；过渡层40设置于迎撞层30与顶盖12之间，且过渡层40与迎撞层30、顶盖12均连接。具体地，本实施例中，迎撞层30用于碰撞时与外部物体接触，迎撞层30能够对碰撞进行第一步的衰减，如果此时的碰撞较轻，仅依靠迎撞层30就能够进行足够的减震，如果此时的碰撞较重，迎撞层30将碰撞通过过渡层40传递至仿生减震结构20，仿生减震结构20能够将碰撞进行进一步地衰减，能够有效避免船只由于碰撞导致的船只受损或者船只内部的装备及人员收到伤害。本实施例中的壳体10为方形，能够在一定程度上降低生产成本，相应地过渡层40也设置为方形，迎撞层30为弧形结构，具体的为球面型，这种形状能够有效增加与外界物体的接触面积，且能够多角度地外界物体进行接触，有利于进行防撞。
44.具体地，本实施例中的仿生减震结构20整体设计为圆柱层级结构，相邻两层错位排布，每层高度相同，单层双正弦波纹从中心向边缘辐射，波长梯度排布，计算公式为：
[0045][0046]
其中，x轴和y轴分别表示原平面的横向和纵向方向，z轴平行于平面。d1和d2分别表示长度和宽度，a是sin波的振幅，波纹材料为铝合金，各层之间通过焊接的方式连接。经过仿真分析，该结构在压缩位移在60％、70％、80％处的比吸能分别为7.35kj/kg、9.16kj/kg、11.99kj/kg，均高于传统结构。该结构吸能效果较高，抗冲击能力强，能够有效对船只及船只内部的装备、人员进行保护。
[0047]
进一步地，相邻两层波纹减震层21之间设置有泡沫铝层22。具体地，本实施例中，在相同工况条件下，对比层间顺序排布、填充泡沫铝与未填充泡沫铝的结构吸能效果，结果显示，层间错位排布且填充泡沫铝的结构吸能效果较高，能够提升仿生减震结构20的防护效果。
[0048]
进一步地，壳体本体11相对的两个侧壁上开设有滑槽111，顶盖12相对的两个侧边上设置有滑块121，滑块121滑动设置于滑槽111，且滑块121与壳体本体11之间通过减震弹簧14连接。具体地，本实施例中，采用减震弹簧14连接于滑块121与壳体本体11之间，能够件顶盖12浮动设置于壳体本体11上，减震弹簧14不仅能够对碰撞起到一定的缓冲作用，还能够便于顶盖12在完成与外界物体的碰撞之后能够快速复位，确保了防护装置1的防护效果。
[0049]
可选地，本实施例中，其中一个未开设有滑槽111的侧壁能够转动，将该容纳腔13打开，能够便于进行仿生减震结构20进行更换，该侧壁上设置有插销15，能够将该侧壁与壳体本体11的其他部分固定。
[0050]
进一步地，壳体本体11的一个侧壁上的滑槽111设置有多个，顶盖12的一个侧边上的滑块121设置有多个，多个滑块121一一对应地滑动设置于多个滑槽111。具体地，本实施例中，单侧的滑槽111与滑块121的数量均设置为四个，且四个滑槽111间隔相等地设置于壳体本体11的侧壁，四个滑块121等间隔地设置于顶盖12的侧边，且四个滑槽111与四个滑块121一一对应地滑动设置，相应地，单侧的减震弹簧14的数量也为四个，这种设置不仅能够确保顶盖12受力较为均衡，避免顶盖12出现由于受力不均导致的卡滞现象，还能够确保减震弹簧14能够对顶盖12具有较好的复位效果，确保防护装置1的防护效果。
[0051]
进一步地，壳体本体11还设置有防护盖112，两个防护盖112分别设置于壳体本体11开设有滑槽111的两侧，防护盖112具有防护腔1121，顶盖12的滑块121穿出滑槽111延伸至防护腔1121，减震弹簧14的一端设置于防护腔1121的底壁上。具体地，本实施例中，这种设置能够对滑块121具有一定的保护作用，能够避免外界物体对滑块121沿滑槽111的滑动造成干扰，防止防护装置1的防护作用失效，或者是顶盖12无法复位的情况发生。可选地，本实施例中，防护盖112通过焊接连接于壳体本体11，在其他实施例中，也可以采用其他的连接方式，例如螺纹连接，在此不做赘述。
[0052]
进一步地，防护盖112上设置有限位件1122，限位件1122用于限制滑块121的位置。具体地，本实施例中，这种设置能够避免顶盖12复位时，顶盖12的滑块121频繁与滑槽111的顶部发生磕碰导致壳体本体11受损，降低壳体本体11的受损几率。本实施例中的限位件1122为销轴，防护盖112上具有销轴孔，销轴插接于该销轴孔。
[0053]
进一步地，防护盖112设置有连接部1123，连接部1123用于连接所述船只。具体地，本实施例中，连接部1123上具有连接孔，能够便捷地连接于船只。可选地，连接部1123与船
只的连接方式为螺纹连接。
[0054]
进一步地，迎撞层30与过渡层40的材质均为橡胶。具体地，本实施例中，橡胶具有较好的防护效果，为常见的防止碰撞的材料，在此不多做赘述。
[0055]
进一步地，迎撞层30的硬度小于过渡层40硬度。具体地，本实施例中，这种设置不仅能够确保迎撞层30具有较好的防止碰撞的性能，也能够使得过渡层40能够将碰撞传递至仿生减震层，使得防护装置1具有较好的防护效果。
[0056]
如图8所示，本实施例还提供一种船只，该船只包括上述的防护装置1，多个防护装置1设置于船只的外侧壁，使得该船只具有较好的防碰撞能力，确保船只本身及内部装备及人员的安全。
[0057]
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.防护装置，其特征在于，所述防护装置包括：壳体(10)，所述壳体(10)包括壳体本体(11)与顶盖(12)，所述壳体本体(11)连接于船只的外壁，且所述壳体本体(11)具有容纳腔(13)，所述顶盖(12)浮动设置于所述壳体本体(11)；仿生减震结构(20)，所述仿生减震结构(20)设置于所述容纳腔(13)，所述仿生减震结构(20)与所述顶盖(12)连接，所述仿生减震结构(20)包括若干波纹减震层(21)，所述波纹减震层(21)为双正弦结构，相邻的两层所述波纹减震层(21)错位设置；迎撞层(30)，所述迎撞层(30)设置于所述壳体(10)远离所述船只的一侧，且所述迎撞层(30)整体呈弧形结构；过渡层(40)，所述过渡层(40)设置于所述迎撞层(30)与所述顶盖(12)之间，且所述过渡层(40)与所述迎撞层(30)、所述顶盖(12)均连接。2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，相邻两层所述波纹减震层(21)之间设置有泡沫铝层(22)。3.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，所述壳体本体(11)相对的两个侧壁上开设有滑槽(111)，所述顶盖(12)相对的两个侧边上设置有滑块(121)，所述滑块(121)滑动设置于所述滑槽(111)，且所述滑块(121)与所述壳体本体(11)之间通过减震弹簧(14)连接。4.根据权利要求3所述的防护装置，其特征在于，所述壳体本体(11)的一个侧壁上的所述滑槽(111)设置有多个，所述顶盖(12)的一个侧边上的所述滑块(121)设置有多个，多个所述滑块(121)一一对应地滑动设置于多个所述滑槽(111)。5.根据权利要求3所述的防护装置，其特征在于，所述壳体本体(11)还设置有防护盖(112)，两个所述防护盖(112)分别设置于所述壳体本体(11)开设有滑槽(111)的两侧，所述防护盖(112)具有防护腔(1121)，所述顶盖(12)的所述滑块(121)穿出所述滑槽(111)延伸至所述防护腔(1121)，所述减震弹簧(14)的一端设置于所述防护腔(1121)的底壁上。6.根据权利要求5所述的防护装置，其特征在于，所述防护盖(112)上设置有限位件(1122)，所述限位件(1122)用于限制所述滑块(121)的位置。7.根据权利要求6所述的防护装置，其特征在于，所述防护盖(112)设置有连接部(1123)，所述连接部(1123)用于连接所述船只。8.根据权利要求1-7任一项所述的防护装置，其特征在于，所述迎撞层(30)与所述过渡层(40)的材质均为橡胶。9.根据权利要求8所述的防护装置，其特征在于，所述迎撞层(30)的硬度小于所述过渡层(40)的硬度。10.船只，其特征在于，所述船只包括如权利要求1-9任一项所述的防护装置，多个所述防护装置设置于所述船只的外壁。

技术总结
本发明属于船只防护装置技术领域，公开了防护装置及船只。防护装置设置于船只的外侧壁，该防护装置包括壳体、仿生减震结构、迎撞层和过渡层，壳体包括壳体本体和顶盖，壳体本体具有容纳腔，仿生减震结构设置于容纳腔，且仿生减震结构与顶盖连接，仿生减震结构包括若干波纹减震层，波纹减震层为双正弦结构，相邻的两层波纹减震层错位设置，迎撞层整体呈弧形结构，过渡层设置于迎撞层与顶盖之间，且过渡层与迎撞层、顶盖均连接。当船只发生碰撞时，首先会与迎撞层接触，若碰撞较轻，迎撞层将对碰撞进行衰减，若碰撞较重，碰撞通过过渡层传递至仿生减震结构，仿生减震结构能够对碰撞进行进一步衰减，确保不会对船只及船只内部装备和人员造成损伤。员造成损伤。员造成损伤。


技术研发人员：宋家锋 王瑞祥 许述财 马帅 秦豪毅 朱勇 刘德春
受保护的技术使用者：清华大学苏州汽车研究院（相城）
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/3/21