专利名称：船舶定位系统,主要针对潜水艇的制作方法
技术领域：
本发明属于造船技术领域，是将浮动的物体导引并停靠码头的方法，并可用于将漂浮体固定，以及在浅水中导引、或者停靠船坞等拖拉潜水艇超过最大可能的水位的情况下，调节潜水艇的拖拉程度。
背景技术：
众所周知，航道深度不足的情况下，潜水艇停靠码头的领航过程将十分困难。这种困难包括需要降低潜水艇的拖拉。另外，人们也曾想出了解决这种问题的办法，其原理是调节潜水艇的浮力，例如，在潜水艇的底部使用浮动码头，象底缆绳等(请参阅A.I.Figichev等，船舶打捞和提升装置，L.，Sudostroenie，1979)。这种装置的缺点，是需要增强潜水艇与绳索接触的部位的强度，而且固定绳索的时候比较复杂，甚至会损坏潜水艇表层的油漆。
另外还有一种已知的提升浮动物体的系统，即半潜型的配有浮动码头的索具设备，它包括两个承载距离长度相同的压舱物的驳船，并位于可调节浮动码头的横向(欧洲专利第862,299号)。使用这种系统的时候，驳船上承载压舱物，船的某一个末端下沉；驳船的船体以及另外一端沉入水中，将浮动的物体拴在驳船上，然后从驳船船体上卸下压舱物，这样即可提升潜水艇，直到达到规定的拖拉长度，并能够进行运输。这种系统的缺点，是工作时间很长，并且潜水艇之类的船舶利用这种系统停靠码头的时候，不可避免地发生驳船(环状浮动码头)与潜水艇之间的机械接触，甚至损坏潜水艇表层的油漆。
有一种已知的从水中提升潜水艇的器械，它包括两对象卡钳那样操作的器械(请参阅日本专利申请第63-44595号，IPC B63C 7/08，1988)。这种杠杆可以转动地安装在浮动码头上，浮动码头相互靠近的时候，将能够横跨船体，并且能够在释放船体的时候相互分开。这种装置只能在水面以上操作，它没有外力驱动和其他装置。其缺点是移动浮动码头的时候，达到潜水艇要求的方向的可靠性不足，并且杠杆容易损坏潜水艇表层的油漆。
还有一种已知的可以在提升潜水艇的过程中将其精确定位的系统，它包括至少两个浮力不同的浮动码头，以及一个升船机，升船机包括安装在每个浮动码头上的起重臂形式的动力元件，所述之起重臂上有抓取装置或者挖掘装置，并通过支点联结，可以将它们相互锁定在一起。这种安排方式，可以使起重臂上的抓取装置或者挖掘装置相对地工作。使用上述装置的时候，支点在重力的作用下向下运动，导致起重臂上的抓取装置或者挖掘装置类似卡钳作用的方式运动。起重臂上的抓取装置或者挖掘装置上安装有压力传感装置，能够向锁定装置反馈信息，一旦达到预先确定的压力，立即导致这种锁定装置锁定在一起，防止压力继续增大。在特殊情况下，浮动码头可以围绕各自的轴转动(请参阅英国专利申请第1,497,533好，1978年1月12日出版)。这种系统可以在液面上抓住物体，将潜水艇精确定位，改变潜水艇的拖拉长度，并通过可调节的刚性联结移动船舶。
上述装置的缺点，是在定位深度小的潜水艇时，动力运动不可预测，而在这种情况下，需要保证预期的停靠空间安排，使多个潜水艇整齐地排列。并且，直接在潜水艇表层使用抓取装置，可能对其表层油漆造成损坏。
上述由浮力不同的浮动码头和包括配置在浮动码头上的动力元件的升船机组成的已知系统被选择作为本发明的最接近现有技术。
发明内容
本发明的目标，是拓展浅水中潜水艇的导航方法，降低潜水艇的拖拉长度，应用于潜水艇在浅水中的浮动位置的时候，尤其是在潜水艇进入干船坞的时候，可改进其操作性。
本发明的上述目标，可通过以下技术措施而实现一种用于固定潜水艇的系统，包括浮力可以调节的浮动码头，以及潜水艇提升装置；所述之潜水艇提升装置包括承载元件(所述之承载元件上，包括将其固定在浮动码头上的装置)；潜水艇提升装置至少包括两个承载元件，每个承载元件均采取弯曲箱梁的形式，其中至少一个弯曲箱梁通过刺刀连接型快装式抓取装置安装在支架上，而所述之支架可以卸下，并且均安装在底座上，所述之底座永久性地安装在船体上。
另外，每个弯曲箱梁有一个箱子状的横断面。
并且，至少一个弯曲箱梁安装在以船体中心平面为对称中心的两个支架上。
此外，弯曲箱梁应该固定在船体的标准设备上。
除此之外，每个支架采用圆柱形，并在所述之底座上有辐射状支撑装置。
此外，底座焊接在船体上。
此外，固定弯曲箱梁的装置，可选择螺丝扣。
另外，刺刀型连接的快装式抓取装置采用带有支托的棒状的臂上安装抓手的形式，所述之棒状的臂可以在支架上转动，所述之支托采用球头的形式，所述之抓手可采用半球状，每个支架上安装一个圆柱形的中空的盖子，并能够与支架刚性地耦合，至少其中一个弯曲箱梁以及支架上所述之中空盖子的一端可以通过带有抓手的臂，支架上有侧面通道，可以容纳带有抓手的臂，所述之通道上有一个锁定腔，正好与转动平面相反，其母线是半球状抓手的最大直径处的周长。
所述之球头位于所述之弯曲箱梁的表面，与通过带有抓手的臂的孔重叠。
每个支架上有所述之中空盖子的辐射状的支撑装置。
所述之抓手采用两个相同的、但相对安装在臂上的元件的形式。
所述之抓手的每个元件采用通过其底座而连接到臂上的半球状部件的形式。
并且，所述之抓手的每个元件采用球层的形式。
所述之具有圆柱形外形的中空的盖子的高度，超过所述半球状部件的最大直径。
所述之具有圆柱形外形的中空的盖子的高度，与所述半球状部件的最大直径对应。
用于通过带有抓手的臂的孔的宽度，与所述之半球状部件的连接底座的最大长度对应。
本发明的技术效果包括潜水艇的拖拉长度调节，与浮动码头的变化是以至的，其原理是驳船提升装置的每个弯曲箱梁均与可调节的浮动码头以及潜水艇船体连接在一起。
本发明可通过以下附图加以说明和理解图1是本发明所述之潜水艇固定系统的正面示意图；图2是本发明所述之潜水艇固定系统突出潜水艇船体的俯视图；图3是快装式抓手的断面图；图4是快装式抓手的俯视图；图3和图4表示采用球层形式的元件的抓手的简单形式。
具体实施例方式
一种用于固定潜水艇1的装置，包括沿潜水艇1配置的浮动码头2以及潜水艇提升装置3，所述之潜水艇提升装置3包括以弯曲箱梁4(请参阅图1)的形式设计的承载元件。每个环状至少其中一个弯曲箱梁4(以下简称为“箱梁4”)通过快装式抓手5与支架6连接在一起，而所述之支架6安装在底座7上，并且可以拆卸。至少其中一个箱梁4安装在不少于两个这种支架上，而这两个这种支架以潜水艇1的中心平面为对称中心而对称地排列(请参阅图1)。支架6为圆柱形，并在底座7上带有辐射状的支撑装置8。这样，可以保证将负载的力传递到驳船船体安装支撑部件的位置上，增加支架6上箱梁4的安装可靠性。底座7刚性地安装在潜水艇的主壳9上，主要通过焊接的方式。这样一来，支架6配置在船体之间的空问10。在每个箱梁4的末端，安装了将箱梁4固定到浮动码头2上的装置，所述之安装装置用11表示，这种装置可以是螺栓，以及额外增加的螺丝扣(如图2所示)，以增强浮动码头2与箱梁4之间的连接。
由于固定潜水艇1的时候，需要将几个被固定的潜水艇排列在一起并保持整洁美观，本系统必须至少备有两个箱梁4，并沿潜水艇外壳分开。箱梁4之间的分开距离，可通过潜水艇停靠位置以及浮动码头2之间的距离而计算。特别在使用浮动码头的时候，与箱梁4之间的距离一样，还可以确定与所述之箱梁4相互作用的浮动码头的有效长度(请参阅图2)。并且，为了固定另外一个箱梁4(在该系统中，有两个箱梁4)，可以考虑使用潜水艇主壳9上的标准装置，假如在潜水艇的设计中考虑了这种需要而的话。
为了保证操作过程中的弯曲强度，降低材料消耗，弯曲箱梁的横断面为箱子形状。
连接箱梁4以及支架6的快装式抓取装置5采用刺刀型连接方式，并包括带有支撑装置14的臂13，而抓手15位于臂13的末端(请参阅图3)。臂13采用圆柱形棒子，可以围绕它的轴转动，而臂13的支撑装置14采用球头的形式，臂13的抓手15采用半球状，例如与球头14相同，包括在两个可组合的平面(底板)之间。在最简单的情况下，可组合的平面是平行的，半球状抓手15转向球层，其底板平行，高度固定，而侧面(球形区域)的最大直径不超过球的直径。抓手15可以采用固定在臂13的底座上的一个元件的形式(如图3和图4所示)，这样，球层对称的轴与臂13的轴直角相交。抓手15也可以采用两个相同的元件的形式，例如，以一个球层的形式，分别相对地固定在臂13的底座上，从其轴出发，朝向不同的一侧(图3和图4中没有表示出来)。在这种情况下，抓手15沿臂13的程度，等于球层的最大直径及其宽度——等于外部底座之间的最大距离(采用两个组件)，或者只等于球层的高度(只采用一个组件)。抓手15也可以采用更加复杂的几何形状，例如切去一部分的球的形状(通常情况都是这样的)，还可以采用两个相对的相同部件的形式，通过底座固定在臂13上。在这种情况下，如果抓手15采用单个元件的形式，抓手15沿臂13的长度不超过球体片段的最大直径，而抓手15沿垂直于臂13的轴的方向的宽度则对应于相对的底座之间、垂直于臂13的轴的最大宽度；如果抓手15采用两个元件的形式，抓手15沿臂13的长度对应于对向的外部底座之间相同部位之间的最大长度。
为了保证箱梁4与支架6之间的连接，箱梁4上有孔16，臂13及抓手15可以通过孔16，这样，这种孔的横断面和宽度在垂直于臂13的轴的平民上对应于抓手15的最大横断面(特别地，对应于球层高度，如图4所示)。为了将箱梁4与支架6连接在一起，臂的支撑装置，即球头14必须与箱梁4上的孔16交迭。臂13必须能够绕轴转动，并且在绕轴转动的同时，保证抓手15也同时转动，而此时箱梁4必须固定在位置上。结合图4可以发现，抓手15采用单个元件的形式，为球层形状，从箱梁4与支架6之间的初始安装位置转动90度(用虚线表示)。为了完成这个动作，支架6上有个侧面通道17，可以容纳臂13以及抓手15。这样，所述之通道的横断面在其上部18与孔16完全相同，并且所述之通道上有一个锁定腔19(如图3所示)，而所述之横断面至少部分与抓手15(在特殊情况下)的球层的球形区域相反，或者与旋转表面相关(此种情况属于母线是截去一部分的球体的最大直径处的周长)。抓手15在锁定腔19中转动90度，将导致与侧面通道17的区域18重叠(如图4所示)，并将箱梁4固定在支架6上。
为了保证臂13与支架6同轴，并排除箱梁4与对称的轴(潜水艇中线平面)出现不平衡的可能性，每个支架6的末端22上均安装一个圆柱形的中空的盖子21，而该位置有容纳抓手15的孔23。不难理解，孔23与所述之孔16完全相同(如图3所示)。中空盖子21的内腔24必须与抓手15的最大直径相对应(如果底座不同，或者底座相同但球的直径不同，这种直径可以对应于球层的一个底座的直径)。这样，盖子21可以通过法兰25、26以及螺栓27和连接孔，刚性地安装在各自的支架6上。所有这些措施，可以保证快装式抓取装置5的臂13排列在支架6上，保证抓取装置5的操作的可靠性。可能占据两个极端位置，即侧面通道17的纵向和横向(如图4所示)。抓手15从支架上卸下、但可以保持在改造一端22下面的腔24中的时候，盖子21还可以将快装式抓取装置5转移到中间位置。例如，在重新装配该系统、供固定位置之用的情况下。为了将抓手转移到中间位置，中空盖子21的高度应该超过抓手15的截短的球体部位(或者球形区域)的最大直径。为了加强盖子21与支撑箱梁4的支架6的连接，改善快装式抓取装置5的整体强度，还为盖子21配置了辐射状支撑装置28，可以用它来支撑支架6的法兰26。
在固定潜水艇的时候，例如，将潜水艇导入干船坞的情况下，为了调节拖拉长度，船体9与可调节的浮动码头2之间的相互作用可通过提升装置3而得到保证。为了进行这种操作，底座7采用圆柱体的形式，潜水艇的船体上安装法兰，通过焊接而保证法兰与船体之间的刚性连接。圆柱形支架6安装在底座7上，位于其中一个弯曲箱梁4的下面，保证它们之间是以潜水艇1的中线平面为对称中心的对称关系。快装式抓取装置5的臂13及抓手15通过箱梁4上的孔16，臂13通过抓手15进入锁定腔19而与支架6排列在一起。与侧面通道17重叠的时候，抓手15转入极端位置(即工作位置)，这样，固定快装式抓取装置5的元件的位置，将箱梁4与支架6连接在一起。浮动码头2按照预定方式安装，保证潜水艇1与箱梁4之间的相互作用。出于这种目的，后者通过固定装置11(螺栓)以及螺丝扣12而连接到浮动码头上，然后排出浮动码头中的水，改变其浮力，使其上浮而提升潜水艇。这种提升操作可通过这样的方式进行控制通过保证与箱梁4相互作用的预定模式，使潜水艇达到特定的位置上。随驳船中压舱的水被排出，潜水艇被提升到浮动码头2预先设定的位置。
根据计算，包括两个上述承载部件的这种系统，就能够提升潜水艇的船尾，这样就可以采用最大可能的拖拉长度，将潜水艇导入干船坞。在这种操作过程中，由于承载元件(箱梁4)与潜水艇船体以及浮动码头之间的连接为刚性，损坏潜水艇表层油漆的可能性完全被排除。
权利要求
1.一种船舶定位系统，主要针对潜水艇，包括可以调节浮力的浮动码头(2)，以及一个船体提升装置(3)，所述之船体提升装置(3)包括可以将自身固定到浮动码头上的承载元件，其特征在于所述之船体提升装置(3)包括至少两个承载元件，每个承载元件均采用弯曲箱梁(4)的形式，至少其中一个弯曲箱梁(4)通过刺刀型连接的快装式抓取装置(5)而安装在支架(6)上，所述之支架(6)可以拆卸，并均有一个底座(7)，所述之底座(7)刚性地安装在潜水艇(1)的船体(9)上。
2.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于弯曲箱梁的横断面为箱子形状。
3.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于至少一个弯曲箱梁(4)安装在两个支架(6)上，而这两个支架(6)以潜水艇中线平面为对称轴对称排列。
4.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于弯曲箱梁(4)固定在潜水艇(1)的船体(9)的标准设备上。
5.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于每个支架(6)均加工为圆柱形，并在所述之底座(7)上配置辐射状支撑装置(8)。
6.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于底座(7)焊接在潜水艇(1)的船体(9)上。
7.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于将弯曲箱梁(4)固定到浮动码头(2)上的方法可以是带有安装装置(11)的螺丝扣(12)。
8.如权利要求1所述之船舶定位系统，其特征在于刺刀型连接的快装式抓取装置(5)采用以下形式一个带有支撑装置(14)的臂(13)，其末端是一个抓手(15)，所述之臂(13)可以在支架(6)上转动，所述之臂(13)的支撑装置(14)采用球头形式，所述之臂(13)的抓手(15)采取至少单个元件(其形状为截短的球体)的形式，每个支架(6)上安装一个圆柱形的中空的盖子(21)，所述之盖子(21)与所述之支架(6)刚性地安装在一起，至少其中一个弯曲箱梁(4)上以及所述之每个支架(6)上的中空盖子(21)的末端上有孔(16、23)，供臂(13)以及抓手(15)通过；支架(6)上有侧面通道(17)，可以容纳臂(13)以及抓手(5)，所述之通道上有锁定腔(19)，所述之锁定腔(19)与转动表面相反，其母线是截短的球体部分的最大直径的周长。
9.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于所述之球头(14)位于所述之箱梁(4)的表面上，允许与通过臂(13)及抓手(15)的孔(16)重叠。
10.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于每个支架(6)上均配置供所述之中空盖子(21)使用的辐射状支撑装置(28)。
11.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于所述之抓手(15)采用相对地安装在臂(13)上的两个相同的元件的形式。
12.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于所述之抓手(15)的每个元件均采用截短的球体的形式，并通过其底座连接到臂(13)上。
13.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于抓手(15)采取球层的形式。
14.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于所述之援圆柱形中空盖子(21)的高度超过所述之截短的球体的最大直径。
15.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于所述之援圆柱形中空盖子(21)的高度对应于所述之截短的球体的最大直径。
16.如权利要求8所述之船舶定位系统，其特征在于通过臂(13)以及抓手(15)的孔(16)的宽度，对应于所述之截短的球体的连接底座的最大长度。
全文摘要
本发明涉及一种造船技术，特别涉及一种浮动物体的导引及停靠码头的方法，主要针对潜水艇。本发明的系统用于在浅水中导引潜水艇(1)，并由以下部件组成浮码头(2)以及潜水艇提升装置(3)，所述之提升装置(3)包括弯曲箱梁(4)形式的承载元件，以及固定到浮码头上的装置。所述之系统至少包括两个箱梁(4)其中至少一个与潜水艇的中线平面对称，并通过刺刀状连接的快速安装元件(5)固定在基础(7)的支架(6)上。所述之基础(7)可以刚性地固定到潜水艇(1)的主体上。浮码头也可以通过潜水艇上的标准装置固定。在调节潜水艇(1)的正常表吃水的时候，浮码头(2)转移，并能够连接和固定到所述之箱梁上。然后，按照规定的方式调节浮码头(2)的浮力。所述之发明能够防止潜水艇损坏，并可以简化其进入码头的停靠过程。
文档编号B63B35/00GK1956879SQ200480039460
公开日2007年5月2日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年1月5日
发明者瓦迪姆·维克多洛维奇·卡拉洛夫, 维克多·里奥尼多维奇·奥日姆夫, 维他利·阿列克西维奇·奥斯塔本克, 雨利·伊万诺维奇·法拉芳脱夫, 廖尼德·帕夫洛维奇·多尔戈帕罗夫, 米克海尔·瓦西列维奇·沙维科夫, 奥列哥·佛罗里多维奇·塞诺林 申请人:联邦国营企业“圣彼得堡船舶设计制造局”, 俄罗斯联邦司法部“军事、社会及双用途智力活动成果权利保护联邦机构”