专利名称：一种用于牵引船舶航行的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种航运设施，尤其涉及一种用于牵引船舶航行的装置。
背景技术：
目前从事水路运输的船舶，普遍使用柴油机作动力，但是目前的船用柴油机普遍存在废气、废油和废水的排放问题和噪音大的问题，污染环境，特别是在市区航段，由于船舶密度相对增加，而城市居民的环保意识又比较强烈，因此，船舶污染和环境保护的矛盾，在市区航段就更加突出。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供了一种用于牵引船舶航行的装置，能够明显起到防止废气、废油和废水的排放和噪音污染的作用，还能明显地节约能源。
本实用新型的技术方案是一种能牵引和控制船舶航行的装置，包括钢轨(或钢缆)、变轨机构、支柱、电动行车、电力导线、系缆机构、控制系统等。
所述的钢轨安装在支柱上，航道两侧各安装一条钢轨，在航段的两端，两条钢轨跨河连通，组成一个环形的轨道。在钢轨上每间隔适当的距离设置一个位置信息标记，在使用GPS等定位系统时，可以不设置位置信息标记。根据航道可能存在的交叉情况和船舶需要中途靠离码头的情况，所述的轨道局部有交叉或并列轨道，可使用类似铁路上使用的自动变轨机构实现。
所述的电动行车架设在钢轨上，在电力驱动下，能够沿钢轨组成的轨道运行，通过系缆机构，牵引船舶航行。电动行车顶部安装有接电装置，用于从电力导线获取电能，其结构、原理与公共电车的接电装置(俗称辫子)类似，只是尺寸比公共电车的接电装置小。通常情况下，每艘船舶由艏艉(前后)两个电动行车牵引并控制，以确保船舶在航道中的位置和航向的稳定性，在船首部的电动行车以牵引为主，并能在紧急情况下辅助制动，在船尾部的电动行车主要作用是船舶在正常行驶时稳定船位和航向、在需要停驶时进行制动，必要时，也可以辅助牵引。电动行车的数量可根据通行船舶的数量和通行效率、兼顾投资规模适当选择。在牵引航段的两端，设置电动行车停泊区，在船舶流量小的情况下，可将部分电动行车运行到停泊区，退出运行，以节约电能，并能对电动行车进行检修保养。
所述的电力导线，一般只需一根导线(即火线)，钢轨可以作为地线。电力导线安装在钢轨上方，和钢轨一样，也是组成环形的。
所述的系缆机构，安装在电动行车上，并能将船舶系固在电动行车，使船舶能在电动行车的牵引和控制下沿钢轨的路径行驶、转向、停驶，达到安全航行的目的。系缆机构具有能自动、手动收紧或放松缆绳的功能和自动检测缆绳角度、受力情况的功能，系固船舶的方式，可以是通常的人工系缆方式，也可以使用有退磁机构的磁力吸盘，利用磁力(或电磁力)将船舶系固。系缆机构具有自动和紧急弃缆的功能，当船舶发生沉没等事故，产生的拉力达到或超过钢轨的设计承载力时，能自动断开缆绳，使船舶和电动行车分离，保证整个系统的安全，在某些特殊情况下，也可以手动启动紧急弃缆功能。
所述的控制系统，由中央控制系统和终端控制器等组成。所述的中央控制系统安装在固定的中央控制室内，能接收、遥控并显示每个终端控制器的位置信息、运行数据等参数，当某个终端控制器的参数发生异常时，能突出显示发生异常的终端控制器，并能根据发生异常的严重程度自动控制本装置部分或全部电动行车停止运行，自动声光报警，也可以人工干预控制。所述的终端控制器，每个电动行车安装一套，终端控制器监控电动行车的运行情况，从钢轨上读取的位置信息确定船舶的位置，并向中央控制系统发送电动行车的运行情况、位置信息等参数，上述的位置信息也可以用GPS等定位系统确定。终端控制器向被牵引船舶提供有保险装置的只能依次操作的紧急呼救(对讲)、紧急制动、紧急弃缆等控按钮，还有能取消上述操作的取消按钮，上述按钮安装在一个操作器上，供船上人员在非常紧急的情况下操作，操作器和终端控制器的联接可以是无线的，也可以是有线的。为防止船上人员误启动紧急制动、紧急弃缆功能，操作后有适当的延时动作时间，在延时时间内，中央控制室操作人员可以根据现场情况(如视频监控、音频对讲等)，能作出取消操作或立即启动的操作。终端控制器还安装在自动变轨机构上，直接受中央控制器的调度、控制。终端控制器上还安装有收音装置，用于接收中央控制室发布的广播信息和指令。
本实用新型所述的钢轨，可以用钢缆代替，这样，其构造、运行方式与架空缆车相似，架空缆车的轿箱用本实用新型的系缆机构代替，设置牵引基站、取消电动行车，接电装置和终端控制器直接安装在系缆机构上。
当船舶到达牵引航段的起点时，低速驶入牵引区，停稳后，放正舵并关闭柴油机，联结好控制系统指定的电动行车，此时，电动行车自动收紧缆绳，并牵引船舶逐渐加速到规定的速度。到达终点或目的地后，船舶根据控制系统的指令，提前开启柴油机，解开缆绳(当使用磁力吸盘时是自动的)，驶离牵引航段。
按上述方案制造的一种用于牵引船舶航行的装置，克服了以往用柴油机作动力时会产生废气、废油、废水和噪音等污染环境的缺陷，并且由于船舶是在电动行车的牵引和控制下被动行驶，船舶是依次按序行进的，还杜绝了船舶自航时容易发生的无序行为，保证了航道畅通，基本避免碰撞、触损等事故的发生。本实用新型具有基础结构简单、使用方便和高安全性的优点，为城市通航河道的环境保护，提供了一个可行的选择，可以产生可观的经济效益和社会效益，具有极好的推广前景。
图1本实用新型的实施例示意(俯视)图；图2本实用新型图1的A处横剖面示意图具体实施下面结合图1-2对本实用新型的实施例进行详细的描述。
一种用于牵引船舶航行的装置，包括钢轨1、自动变轨机构2、支柱3、电动行车4、电力导线5、接电装置6、声光报警器7、磁力吸盘10、系缆机构11、缆绳12、操作器19、位置信息标记20、控制系统等，控制系统由中央控制系统8和终端控制器9组成。
所述的钢轨1安装在支柱3上，航道14两侧各安装一条钢轨1，在航段的两端，两条钢轨跨河连通，组成一个环形的轨道。在钢轨1上每间隔适当的距离设置一个位置信息标记20，在使用GPS等定位系统时，可以不设置位置信息标记。根据航道可能存在的交叉情况和船舶需要中途靠离码头的情况，所述的轨道局部有交叉或并列轨道，使用类似铁路上使用的自动变轨机构2。
所述的电动行车4架设在钢轨1上，在电力驱动下，能够沿钢轨1组成的轨道运行，通过系缆机构11，牵引船舶13航行。电动行车4顶部安装有接电装置6，用于从电力导线5获取电能，其结构、原理与公共电车(或电气列车)的接电装置(俗称辫子)类似，只是尺寸比公共电车的接电装置小。通常情况下，每艘船舶13由艏艉(前后)两个电动行车4牵引并控制，以确保船舶13在航道14中的位置和航向的稳定性，在船首部的电动行车4以牵引为主，并能在紧急情况下辅助制动，在船尾部的电动行车4主要作用是船舶13在正常行驶时稳定船位和航向、在需要停驶时进行制动，必要时，也可以辅助牵引。电动行车4的数量可根据通行船舶13的流量和通行效率、兼顾投资规模适当选择。在牵引航段18的两端，设置电动行车停泊区17，在船舶13流量小的情况下，可将部分电动行车4运行到停泊区17，退出运行，以节约电能，并能对电动行车4进行检修保养。
所述的电力导线5，一般只需一根导线(即火线)，钢轨1可以作为地线。电力导线5安装在钢轨1上方，和钢轨1一样，也是组成环形的。
所述的系缆机构11，安装在电动行车4上，并能将船舶13系固在电动行车4，使船舶13能在电动行车4的牵引和控制下沿钢轨1的路径行驶、转向、停驶，达到安全航行的目的。系缆机构11具有能自动、手动收紧或放松缆绳12的功能和自动检测、调整缆绳12角度、受力情况的功能，系固船舶13的方式，可以是通常的人工系缆方式，也可以使用有退磁机构的磁力吸盘10，利用磁力(或电磁力)将船舶13系固。系缆机构11具有自动和紧急弃缆的功能，当船舶13发生沉没等事故，产生的拉力达到或超过钢轨1的设计承载力时，能自动断开缆绳12，使船舶13和电动行车4分离，保证整个系统的安全，在某些特殊情况下，也可以手动启动紧急弃缆功能。
所述的控制系统，由中央控制系统8和终端控制器9等组成。所述的中央控制系统8安装于建造在堤岸15上的中央控制室16内，能接收、遥控并显示每个终端控制器9的位置信息、运行数据等参数，当某个终端控制器9的参数发生异常时，能突出显示发生异常的终端控制器9，并能根据发生异常的严重程度自动控制本装置部分或全部电动行车4停止运行，并通过声光报警器7报警，也可以人工干预控制。所述的终端控制器9，每个电动行车4安装一套，终端控制器9监控电动行车4的运行情况，从钢轨1上读取位置信息标记20的位置信息确定船舶13的位置，并向中央控制系统8发送电动行车4的运行情况、位置信息等参数，上述的位置信息也可以用GPS等定位系统确定。终端控制器9向被牵引船舶13提供有保险装置的只能依次操作的紧急呼救(对讲)、紧急制动、紧急弃缆等控按钮，还有能取消上述操作的取消按钮，上述按钮安装在一个操作器19上，供船上人员在非常紧急的情况下操作，操作器19和终端控制器9的联接可以是无线的，也可以是有线的。为防止船上人员误启动紧急制动、紧急弃缆功能，操作后有适当的延时动作时间，在延时时间内，中央控制室16操作人员可以根据现场情况(如视频监控、音频对讲等)，能作出取消操作或立即启动的操作。终端控制器9还安装在自动变轨机构2上，直接受中央控制器8的调度、控制。终端控制器9上还安装有收音装置，用于接收中央控制室发布的广播信息和指令。
当船舶13到达牵引航段18的起点时，低速驶入牵引区18，停稳后，放正舵并关闭柴油机，船舶13的工作人员按照控制系统指定的一对电动行车4，将两个磁力吸盘10分别吸附到船舶13首尾的适当位置，磁力吸盘10具有自动检测吸合状态的的功能并受终端控制器9的控制，当磁力吸盘10的吸合力达到规定数值后，此时，电动行车4自动收紧并调整缆绳12的角度，牵引船舶13逐渐加速到规定的速度。到达终点或目的地后，船舶13根据控制系统的指令，提前开启柴油机，到达终点后，磁力吸盘10自动退磁，使船舶13和电动行车4分离，此时，船舶根据控制系统的指令，驶离牵引航段18。如果船舶13的吨位特别大，需要较大的牵引力时，本装置可以使用两个以上的电动行车4。
权利要求1.一种用于牵引船舶航行的装置，其特征在于用钢轨组成环形轨道，利用安装在轨道上的电动行车牵引船舶航行。
2.根据权利要求1所述的一种用于牵引船舶航行的装置，其特征在于轨道上安装有位置信息标记。
3.根据权利要求1所述的一种用于牵引船舶航行的装置，其特征在于轨道上安装有自动变轨机构。
专利摘要本实用新型公开了一种牵引船舶航行的方法，一种能牵引和控制船舶航行的装置，使用单根钢轨分别在航道两侧组成轨道，航段两端相连，形成环形轨道，利用轨道上的电动行车牵引船舶航行，达到节约能源、保护环境的目的，保证了航道的畅通，并能避免船舶碰撞、触损事故的发生。
文档编号B63B21/56GK2918213SQ20062010073
公开日2007年7月4日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者郭晓晓, 丁驿帆, 熊红琴, 金国利, 郭伟明 申请人:郭伟明