可伸缩连接桥及工作方法与流程

本发明涉及连接桥，具体来说，是一种用于多体船的可伸缩连接桥及其工作方法。

背景技术：

多体船的片体与主船体之间的相对位置对多体船的稳性、快速性和阻力有较大影响，当片体与主船体相对位置合适时，能产生有利干扰，降低船舶阻力。

因此，现有技术中有一些涉及调节主船体与片体之间间距的设计，相关专利申请有：

公开日为2012年11月21日，公开号为cn102785757a，名称为“三体船可移动侧体结构”的中国专利文件，利用螺杆或液压油缸将片体移动到位后，推进机构未同片体脱离接触；公开号为cn102941905a，公开日为2013年2月27日，名称为“浮动侧船体的三体船”的中国专利文献，利用丝杆将与片体连接的移动滑台移动到位后，推进机构丝杆未与同片体连接的移动滑台脱离接触；公开号为cn110667770a，公开日为2020年1月10日，名称为“一种可适用于多海域航行的三体船”的中国专利申请，推动片体改变横向间距的液压油缸在片体移动到位后，未同与片体连接的桁架结构脱离接触；公开号为cn108275242a，公开日为2018年7月13日，名称为“一种片体可移动模块化三体船”的中国专利文献，横向滑动机构在片体移动到位后，未与片体脱离接触。

上述申请存在以下不足：一、由船舶理论可知，含三体船在内的多体船会承受各方向的弯矩与扭矩，连接桥需要具有足够的抗弯与抗扭能力。前述各申请中均未述及连接桥的抗扭结构形式。常用的伸缩机构，特别是多节的伸缩机构，多采用与伸缩吊臂类似的结构，此类吊臂横截面为封闭，但由于需要滑动伸缩，故除最末节吊臂外，其余吊臂内部的骨架没有或很小，因而抗扭能力差。

二、前述申请中，驱动侧船体或与之连接的连接桥移动的运动机构在目标部件移动到位后，由于未同片体或未同与片体连接的结构脱离接触，则航行中片体所受的波浪力等外载荷也将传递给上述推进机构，而这类推进机构均是以受轴向力为主的杆件，如丝杆、螺杆、液压油缸的活塞杆，难以承受片体传递的弯矩、扭矩，从而易于导致上述杆件变形失效。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种可伸缩连接桥，以解决多体船的主体与片体之间的连接桥的抗扭能力不足的问题，同时在伸缩单元和锁定单元的设计上，采用了电液推杆、电磁铁、套管、插销相互配合的结构形式，可靠性很高。

本发明采取以下技术方案：

一种可伸缩连接桥，包括双壳抗扭箱体200、单壳抗扭箱体210、伸缩单元、锁定单元；所述双壳抗扭箱体200的壳体外表面201与壳体内表面202的横截面为两个同心同形状图形，壳体外表面201和壳体内表面202通过结构件连接为一体；所述单壳抗扭箱体210的壳体表面211的横截面与双壳抗扭箱体200壳体内外表面的横截面同形，其内部也具有结构件；双壳抗扭箱体200、单壳抗扭箱体210各自具有斜根部与平直部；单壳抗扭箱体210斜根部的两侧各设一块挡板214，挡板上安装第一电磁铁215；单壳抗扭箱体210的内部设有多个第二电磁铁217，每个第二电磁铁的正上方设第一套管218，平直部的各内表面沿长度方向设置有滑轨219，与双壳抗扭箱体200内的万向滚珠链209形成滚动副，单壳抗扭箱体的平直部处在双壳抗扭箱体的平直部中；所述双壳抗扭箱体200上设有第二套管208；所述伸缩单元包括第一电液推杆221，所述第一电液推杆221的端部设置有第三电磁铁222，第三电磁铁222与第一电磁铁215对齐；所述伸缩单元用于带动所述单壳抗扭箱体210相对于双壳抗扭箱体200运动；当单壳抗扭箱体210的平直部完全插入双壳抗扭箱体200的平直部时，第一电磁铁215与伸缩单元上的第三电磁铁222保持设定的间距，位于最外侧的第一套管218与所述第二套管208对齐；所述锁定单元包括垂直于双壳抗扭箱体200外表面的与第二套管208位置对应的第二电液推杆231、位于第二电液推杆231的端部的第四电磁铁232、位于所述第一套管218内的插销233。

优选的，所述双壳抗扭箱体200靠近其内侧的斜根部的一端，设有第三套管205，第三套管205的上、下端均设有滚动轴承206，所述斜根部内侧上端设有转动柄207，第三套管205及其滚动轴承206用以将可伸缩连接桥与主船体相连接，单壳抗扭箱体210上的轴216用以将可伸缩连接桥与片体相连接。

优选的，所述第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁、第四电磁铁采用电永磁吸盘。

优选的，双壳抗扭箱体200的斜根部的高度不小于平直部高度的1.5倍，斜根部的水平长度不小于平直部高度的1.5倍；其结构件中的各横向结构件204的间距不大于500mm。

优选的，单壳抗扭箱体210的斜根部顶端的高度不小于平直部高度的1.5倍，其斜根部的水平长度不小于平直部高度的1.5倍，其构件中各横向结构件213之间的间距不大于500mm。

一种可伸缩连接桥的工作方法，采用上述的可伸缩连接桥；

工作状态下：启动伸缩单元的第一电液推杆221，使其伸缩杆向外伸出，当其端部第三电磁铁222与第一电磁铁215相接触后，给第三电磁铁222和第一电磁铁215充磁，使其异性相吸，并锁定第一电液推杆221；而后将单壳抗扭箱体210最外端第一套管218正下方的第二电磁铁217退磁，将第二电液推杆231伸出，并插入第二套管208，与插销233接触，将第四电磁铁232充磁，吸牢插销233，而后将第二电液推杆231向上回缩，将插销233全部带离套管218，并全部带入第二套管208，而后锁定第二电液推杆231，且保持第四电磁铁232继续吸牢插销233；然后解锁第一电液推杆221，使之继续伸出，随着第一电液推杆221的伸缩杆不断伸出，则单壳抗扭箱体210的平直部被不断的从双壳抗扭箱体200的平直部中推出；当推到设定位置时，第二套管208与另一第一套管218对齐，解锁第二电液推杆231，使之向下伸出，带动插销233向下插入，直至插销233底部与此处的第二电磁铁217相接触，此时插销233尚有部分位于第二套管208中；然后将第四电磁铁232退磁，第二液压推杆231回缩，将此处的第二电磁铁217充磁，吸牢插销233；最后将第三电磁铁222与第一电磁铁215均退磁，并将第一电液推杆221回缩；完成单壳抗扭箱体210的伸出与锁定；

不工作状态下：将已回缩的第一电液推杆221重新伸出并与第一电磁铁215接触，然后将第三电磁铁222和第一电磁铁215充磁，并使之异性相吸，并锁定第一电液推杆221；而后将插销233下方的第二电磁铁217退磁，并将第二电液推杆231向下伸出，使得其上的第四电磁铁232与插销233接触，而后将第四电磁铁232充磁，并将第二电液推杆231回缩，将插销233完全带入第二套管208，并保持第四电磁铁232一直吸牢插销233；而后将第一电液推杆221解锁回缩，带动单壳抗扭箱体210随之回缩，回缩到位后，启动第二电液推杆231，使之带动插销233向下插入，直至插销233底部与单壳抗扭箱体210最外端的第二电磁铁217相接触，然后将第四电磁铁232退磁，并将第二电液推杆231回缩到位，将此处第二电磁铁217充磁，吸牢插销233，将第三电磁铁222与第一电磁铁215均退磁，并将第一电液推杆221回缩到位并锁定。

本发明的有益效果在于：

1)两连接桥均采用了抗扭箱结构，特别是双壳抗扭箱体结构，弥补了其内部中空导致的抗扭能力减弱的问题；

2)采用磁力作用，使得伸缩单元的电液推杆在完成推拉后，与单壳抗扭箱体脱离，消除了片体经单壳抗扭箱体传递给伸缩杆的各种力，降低了运动部件变形失效的概率。

3)在伸缩单元和锁定单元的设计上，采用了电液推杆、电磁铁、套管、插销相互配合的结构形式，可靠性很高。

附图说明

图1是可伸缩连接桥部分拉出的示意图。

图2是位于平直部分的非套管处的横截面示意图。

图3是位于平直部分的套管处的横截面示意图。

图中，200.双壳抗扭箱体，210.单壳抗扭箱体，201.双壳抗扭箱体外表面，202.双壳抗扭箱体内表面，203.双壳抗扭箱体纵向结构件，204.双壳抗扭箱体横向结构件,205.第三套管，206.滚动轴承，207.转动柄，208.第二套管，209.万向滚珠链，211.单壳抗扭箱体表面，212.单壳抗扭箱体纵向结构件，213.单壳抗扭箱体横向结构件，214.挡板、215.第一电磁铁，216.轴、217.第二电磁铁，218.第一套管，219.滑轨，221.第一电液推杆，222.第三电磁铁，231.第二电液推杆，232.第四电磁铁，233.插销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-图3，可伸缩连接桥的双壳抗扭箱体200的壳体外表面201与壳体内表面202的横截面为两个同心同形状图形，壳体外表面201和壳体内表面202通过纵向结构件203与横向结构件204连接为一体，双壳抗扭箱体200的斜根部的高度不小于平直部高度的1.5倍，斜根部的水平长度不小于平直部高度的1.5倍，各横向结构件204之间的间距不大于500mm，其斜根部的内部固定安装有套管205，套管205的上、下端均设有滚动轴承206，斜根部的外部上端设有转动柄207，双壳抗扭箱体200上面设有一个贯穿内外表面的套管208，平直部的各内表面均有纵向设置的万向滚珠链209，平直部的两侧分别对称安装一套伸缩单元。

壳体表面211的横截面与双壳抗扭箱体200的壳体内外表面的横截面同形，其与纵向结构件212和横向结构件213一道，形成单壳抗扭箱体210，单壳抗扭箱体210，其斜根部顶端的高度不小于平直部高度的1.5倍，其斜根部的水平长度不小于平直部高度的1.5倍，各横向结构件213之间的间距不大于500mm，斜根部的每侧分别设一块挡板214，挡板214上安装电磁铁215，斜根部的上部设有一根轴216，单壳抗扭箱体210的内部设有多个电磁铁217，每个电磁铁217的正上方设套管218，平直部的各内表面均有纵向设置的滑轨219，与双壳抗扭箱体200内的万向滚珠链209形成滚动副，单壳抗扭箱体210的平直部处在双壳抗扭箱体200的平直部中，当单壳抗扭箱体210的平直部完全插入双壳抗扭箱体200的平直部时，电磁铁215与伸缩单元上的电磁铁222保持适当的间距，单壳抗扭箱体210最外部的套管218与双壳抗扭箱体200的套管208对齐；

分体式电液推杆221的端部设置有电磁铁222，电磁铁222与安装在单壳抗扭箱体210的挡板214上的电磁铁215对齐，电液推杆221、电磁铁222构成伸缩单元；

分体式电液推杆231的端部设有电磁铁232，电液推杆231、电磁铁232、及插销233构成锁定单元，锁定单元设置在双壳抗扭箱体200上部套管208附近，电液推杆231和电磁铁232正对于套管208。

双壳抗扭箱体200中的套管205及其轴承206用以将可伸缩连接桥与主船体相连接，单壳抗扭箱体210上的轴216用以将可伸缩连接桥与片体相连接。

所述的各电磁铁也可优选采用电永磁吸盘。

本实施例的可伸缩连接桥具体工作时，分为工作状态和不工作状态两种情形：

工作状态：启动伸缩单元的电液推杆221，使其伸缩杆向外伸出，当其端部电磁铁222与单壳抗扭箱体210的挡板214处的电磁铁215相接触后，给电磁铁222和电磁铁215充磁，使其异性相吸，并锁定电液推杆221；而后将单壳抗扭箱体210最外端套管218正下方的电磁铁217退磁，将锁定单元的电液推杆231伸出，并插入双壳抗扭箱体200上的套管208，与插销233接触，将锁定单元上的电磁铁232充磁，吸牢插销233，而后将电液推杆231向上回缩，将插销233全部带离套管218，并全部带入套管208，而后锁定电液推杆231，且保持电磁铁232继续吸牢插销233；然后解锁电液推杆221，使之继续伸出，随着电液推杆221的伸缩杆不断伸出，则单壳抗扭箱体210的平直部被不断的从双壳抗扭箱体200的平直部中推出；当推到合适位置时，双壳抗扭箱体200的套管208与单壳抗扭箱体210的另一套管218对齐，解锁电液推杆231，使之向下伸出，带动插销233向下插入，直至插销233底部与此处的电磁铁217相接触，此时插销233尚有部分位于套管208中；然后将电磁铁232退磁，液压推杆231回缩，将此处的电磁铁217充磁，吸牢插销233；最后将伸缩单元的电磁铁222与电磁铁215均退磁，并将伸缩单元的电液推杆221回缩，这样完成了单壳抗扭箱体210的伸出与锁定。

不工作状态：将已回缩的电液推杆221重新伸出并与单壳抗扭箱体210上的电磁铁215接触，然后将电磁铁222和电磁铁215充磁，并使之异性相吸，并锁定电液推杆221；而后将插销233下方的电磁铁217退磁，并将锁定单元的电液推杆231向下伸出，使得其上的电磁铁232与插销233接触，而后将电磁铁232充磁，并将电液推杆231回缩，将插销233完全带入套管208，并保持电磁铁232一直吸牢插销233；而后将伸缩单元的电液推杆221解锁回缩，由于异性相吸，带动单壳抗扭箱体210随之回缩，回缩到位后，启动锁定单元的电液推杆231，使之带动插销233向下插入，直至插销233底部与单壳抗扭箱体210最外端的电磁铁217相接触，然后将电磁铁232退磁，并将电液推杆231回缩到位，将此处电磁铁217充磁，吸牢插销233，将电磁铁222与电磁铁215均退磁，并将电液推杆221回缩到位并锁定。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。