本發(fā)明涉及江河船舶運(yùn)輸，特別涉及一種適合在江河等有限寬度的河道中進(jìn)行大載重運(yùn)輸?shù)牟捎眯∑降状髨A舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船。

背景技術(shù)：

眾所周知，我國是一個(gè)內(nèi)河支流比較密集的國家，尤其是江南一帶水網(wǎng)，幾乎覆蓋了長(zhǎng)三角地區(qū)的主要城市。其沿河工業(yè)帶集合聚了華東主要進(jìn)出口企業(yè)，是我國進(jìn)出口制造業(yè)的重地和上海國際航運(yùn)中心集裝箱腹地箱源密集生成地（占航海港進(jìn)出口總箱源的70%）。并且通過近年來國家隊(duì)運(yùn)河主航道的政治改造，連同各進(jìn)出口工業(yè)城市的內(nèi)河航道已經(jīng)普遍達(dá)到了IV級(jí)（IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為航道底寬40米，概率水深2.5米，曲平半徑320米，橋涵凈高空8米）且正在快速向III級(jí)（III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為航道底寬45米，概率水深3.2米，曲平半徑480米，橋涵凈高空10米）標(biāo)準(zhǔn)改造到位。

然而，當(dāng)前在上述內(nèi)河航道條件下運(yùn)營(yíng)的貨運(yùn)船舶，載貨噸位僅300-500噸集裝箱的箱位量只有17TEU-24TEU，由于技術(shù)的落后以及船舶數(shù)量的不足，使得內(nèi)河航運(yùn)，無論是在貨運(yùn)船舶的單艘船只的運(yùn)力上，還是整個(gè)船隊(duì)的實(shí)際可消化的貨運(yùn)總量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法趕上以上海為龍頭的這些急需依靠?jī)?nèi)河水網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)貨物集疏的集裝箱水運(yùn)需求量（上海2015年集裝箱吞吐量為3500萬TEU）。

由此可見，如何通過改造現(xiàn)有內(nèi)河貨運(yùn)船舶，提高貨物依托內(nèi)河水網(wǎng)提升運(yùn)力，將是緩解華東地區(qū)，尤其是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)在集裝箱貨物集疏最有效的方式，同時(shí)，也是合理利用資源，重新開辟內(nèi)河航運(yùn)，繼而對(duì)國內(nèi)內(nèi)河貨運(yùn)行業(yè)發(fā)展的一次顛覆性的革命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適合在江河等有限寬度的河道中進(jìn)行大載重運(yùn)輸?shù)牟捎眯∑降状髨A舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船。該貨船船體采用小平底大圓舭的橫截面設(shè)計(jì)后，降低了以往后于貨船船舭小，底面積大，且船底貼近河道底部，導(dǎo)致河道中水流對(duì)整船造成的行進(jìn)阻力。使得貨船本身的行駛速度和效率能顯著提高，繼而促進(jìn)了貨運(yùn)運(yùn)輸?shù)男剩档土顺杀尽Ａ硗?，該貨船在船身改造的基礎(chǔ)上還創(chuàng)造性地采用了一種全新安全可靠的撓性連接裝置，使得整船在多節(jié)級(jí)聯(lián)后在內(nèi)河相對(duì)狹窄的河道做轉(zhuǎn)彎時(shí)更加便捷高效。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

采用小平底大圓舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船，其特征在于，所述船體采用小平底大圓舭，船舭的半徑為700-800cm，船底寬5000cm，船體寬10800cm，船舭距離船底的高度為1400cm。

上述方案中，所述兩個(gè)以上船體通過一個(gè)以上撓性連接裝置串聯(lián)成一多節(jié)船體；所述位于主連船體和次連船體之間的撓性連接裝置，它包括中位動(dòng)力油缸連接器和2個(gè)側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器；所述中位動(dòng)力油缸連接器為一根帶有液壓油缸的可控制伸縮的連桿，所述中位動(dòng)力油缸連接器的液壓油缸部安置在主連船體中部的擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)；所述中位動(dòng)力油缸連接器的連桿部與設(shè)置在次連船體中部的中位滑槽連接；所述側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器對(duì)應(yīng)安置在主連船體和次連船體的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器包括設(shè)置在主連船體上的鉗牙機(jī)構(gòu)和設(shè)置在次連船體上的推柱，所述根據(jù)需要鉗牙機(jī)構(gòu)和推柱可以咬合連接或者分離；所述中位動(dòng)力油缸連接器其本體部分在擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)可實(shí)現(xiàn)水平左右擺動(dòng)。

上述方案中，所述中位動(dòng)力油缸連接器包括一帶有伸縮桿的長(zhǎng)柱形的液壓油缸，所述液壓油缸本體端連接外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)，伸縮桿端連接內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)套接在外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)內(nèi)，使得整個(gè)液壓油缸只受到軸向力的作用，延長(zhǎng)了液壓油缸的使用壽命。

上述方案中，所述內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位于伸縮桿的連接部還設(shè)有用于緩沖外力的彈性連接箱，該彈性連接箱內(nèi)置有彈簧裝置。

上述方案中，所述彈性連接箱連接有十字形滾輪式接頭，該十字形滾輪式接頭扣接在中位滑槽內(nèi)，并在中位滑槽內(nèi)可作上下滾動(dòng)自由移動(dòng)。

上述方案中，所述位于外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)外設(shè)有萬向式支承機(jī)構(gòu)，該萬向式支承機(jī)構(gòu)與主連船體中部的擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)的船體轉(zhuǎn)向支承連接，優(yōu)化中位動(dòng)力油缸連接器在運(yùn)行時(shí)的受力狀態(tài)。

上述方案中，所述擺動(dòng)活動(dòng)腔室為設(shè)在主連船體中部的一扇形腔室，該扇形腔室的圓心角不小于60度，圓心部設(shè)有用來安置中位動(dòng)力油缸連接器的船體轉(zhuǎn)向支承。

上述方案中，所述中位滑槽垂直安置在次連船體的中部，滑槽的槽溝長(zhǎng)度為3.5米，可供十字形滾輪式接頭在滑槽內(nèi)上下活動(dòng)位移。

上述方案中，所述鉗牙機(jī)構(gòu)通過撓性連接主軸分別安置在主連船體的兩側(cè)，該鉗牙機(jī)構(gòu)包括鉗牙、鎖舌及彈簧啟閉器、定位卡塊。

上述方案中，所述推柱分別垂直安置在次連船體的兩側(cè)，每根推柱長(zhǎng)3.5米，可供鉗牙機(jī)構(gòu)在與它咬合連接后上下滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明所述的采用小平底大圓舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船，通過對(duì)船體的重新設(shè)計(jì)來改進(jìn)整船的航行速度，繼而提高運(yùn)輸效率，解決了以往困擾內(nèi)河航運(yùn)的難題。具體來說，發(fā)明通過研究結(jié)合流體力學(xué)對(duì)船身剖面的形狀做了一定的改良。以往內(nèi)河河道，水深普遍不大，而河寬有限，為了充分利用行船的吃水，以往的內(nèi)河航船的船體截面積都采用臉盆狀，及大圓底小船舭。這樣做的好處是在吃水深度相同的情況下，大圓底小船舭的貨船可以更多的載重。而這樣做同樣會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題，當(dāng)這種船身結(jié)構(gòu)的船在航行時(shí)，如果船的底部越貼近河道底部，行駛過程中，經(jīng)過該船底部的水流會(huì)使得河床對(duì)船底有吸附力，這種吸附力與船底的平面面積成正比，而吸附力越大，船的航行阻力也就越大。這樣就影響了船的行駛效率，浪費(fèi)了資源，提高了行船成本。而本發(fā)明在不調(diào)整船艙大小的情況下，將船體改造成小平底大圓舭，通過縮小船底平面的面積，來降低行船的水流阻力，從而提高了船舶的行駛速度，降低了行駛成本。

不僅如此，本發(fā)明在解決了單艘貨船行駛效率的基礎(chǔ)上，也在探索如何增加單艘貨船的載重量，單船體改裝成多船體串聯(lián)是以往比較現(xiàn)實(shí)可行的方案，而所面臨的問題就是如何解決這種情況下能整船能否適應(yīng)內(nèi)河普遍狹窄而彎曲的水道環(huán)境。在船體改造后，行船速度提高的情況下，如何保持整船安全高效轉(zhuǎn)彎就非常重要。所以，本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)了撓性連接裝置這一套機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，通過在兩艘船體中安置該裝置，解決了整船在彎曲水道中的航行自由轉(zhuǎn)向的問題。尤其需要強(qiáng)調(diào)的是，該撓性連接裝置中的中位動(dòng)力油缸連接器以及側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器。在實(shí)際應(yīng)用中兩者完美的配合，使得整船即便在顛簸起伏的彎曲水道，也能安全順利地完成轉(zhuǎn)向，其原理在于，中位動(dòng)力油缸連接器通過液壓油缸控制伸縮桿的伸縮，為轉(zhuǎn)向提供基本的控制輸出，而液壓油缸外安置的內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)又對(duì)液壓油缸在使用中起到了關(guān)鍵的保護(hù)，使其避免了軸向以外的受力損耗。而擺動(dòng)活動(dòng)腔室的扇形結(jié)構(gòu)給中位動(dòng)力油缸連接器在轉(zhuǎn)向過程中提供了大角度的水平擺動(dòng)幅度空間，中位動(dòng)力油缸連接器通過萬向式支承可以在液壓油缸頂出伸縮桿的同時(shí)將液壓油缸本體在擺動(dòng)活動(dòng)腔室的扇形空間內(nèi)做一定幅度的擺動(dòng)，這樣做的目的是盡可能地降低因?yàn)檗D(zhuǎn)向船體外力對(duì)軸向伸縮的液壓油缸的損耗，延長(zhǎng)該液壓油缸的使用壽命，提高了核心部件的可靠性。同時(shí)，該彈性連接箱也對(duì)伸縮桿所受到的壓力起到了一定的緩沖作用。當(dāng)然還有一個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)就是中位滑槽和推柱，為了使得兩船體在起伏的河道內(nèi)順利的完成轉(zhuǎn)向，中位滑槽和推柱都從原來的一個(gè)連接點(diǎn)被改造成一個(gè)連接線，3.5米的長(zhǎng)度可在河道波濤洶涌，兩船前后起伏時(shí)使得十字形滾輪式接頭和鉗牙機(jī)構(gòu)在與中位滑槽或者推柱緊密連接時(shí)可作上下垂直位移，以緩解河面起伏對(duì)兩船體連接部的額外壓力。使得整個(gè)撓性連接裝置的損耗降到最低。

綜上所述，通過解決上面船體形狀以及連接結(jié)構(gòu)這兩方面的問題，本發(fā)明將原有單艘船體載重為45TEU的內(nèi)河貨運(yùn)船，通過撓性連接裝置兩節(jié)甚至多節(jié)級(jí)聯(lián)組成可轉(zhuǎn)向的復(fù)合型內(nèi)河貨運(yùn)船，同時(shí)將每節(jié)船體都改造成小平底大圓舭，使得改良后的貨船單艘載重可達(dá)90TEU以上，大大提升了單船的運(yùn)力，另一方面，船體結(jié)構(gòu)改造也使得整船的行駛速度得到了普遍的提升。綜合來講根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，在同等內(nèi)河航道環(huán)境下，采用本發(fā)明貨船比傳統(tǒng)貨船在成本上節(jié)省21%-24%，這對(duì)內(nèi)河航運(yùn)的運(yùn)輸成本來說是個(gè)開拓性的創(chuàng)舉。對(duì)未來我國內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的繁榮發(fā)展有著不可估量的作用。

附圖說明：

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為傳統(tǒng)內(nèi)河航運(yùn)貨船的船身截面圖。

圖2為本發(fā)明所述小平底大圓舭的船身截面圖。

圖3為本發(fā)明所述采用小平底大圓舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明中撓性連接裝置的分解剖視圖。

圖5為本發(fā)明中中位動(dòng)力油缸連接器的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明中側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器的結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明所述船舶在直線航行時(shí)的狀態(tài)圖。

圖8為本發(fā)明所述船舶在利用撓性連接裝置轉(zhuǎn)彎時(shí)的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參見圖1，傳統(tǒng)內(nèi)河航運(yùn)貨船其船體構(gòu)造，從截面積上看像個(gè)臉盆，整船寬10800cm，船底寬9800cm。本發(fā)明所述的采用小平底大圓舭的內(nèi)河航運(yùn)貨船，不同于以往傳統(tǒng)內(nèi)河貨運(yùn)船大平底小圓舭的結(jié)構(gòu)。其普遍采用小平底大圓舭的結(jié)構(gòu)。船舭的半徑為700-800cm，船底寬5000cm，船體寬10800cm，船舭距離船底的高度為1400cm，參見圖2。

當(dāng)然，在船體構(gòu)造改良的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還獨(dú)創(chuàng)了通過創(chuàng)設(shè)撓性連接裝置經(jīng)多個(gè)這種優(yōu)化的船體進(jìn)行串聯(lián)形成多節(jié)體的整船。一般情況下，貨船可以根據(jù)使用者的實(shí)際需要采用2節(jié)以上串聯(lián)船體的方案。本實(shí)施例著重列舉兩節(jié)串聯(lián)船體的典型方案，參見圖3。

如圖4所示，位于主連船體1和次連船體2之間的撓性連接裝置。它包括中位動(dòng)力油缸連接器10和2個(gè)側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器20。其中，中位動(dòng)力油缸連接器10為一根帶有液壓油缸的可控制伸縮的連桿，該中位動(dòng)力油缸連接器的液壓油缸部安置在主連船體中部的擺動(dòng)活動(dòng)腔室30內(nèi)。中位動(dòng)力油缸連接器的連桿部與設(shè)置在次連船體中部的中位滑槽40連接。

另外，擺動(dòng)活動(dòng)腔室30為設(shè)在主連船體中部的一扇形腔室，該扇形腔室的圓心角不小于60度，圓心部設(shè)有用來安置中位動(dòng)力油缸連接器的船體轉(zhuǎn)向支承。這樣一來，中位動(dòng)力油缸連接器其本體部分在擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)可實(shí)現(xiàn)水平左右擺動(dòng)。

中位滑槽21垂直安置在次連船體的中部，滑槽的槽溝長(zhǎng)度為3.5米，可供十字形滾輪式接頭在滑槽內(nèi)上下活動(dòng)位移。

推柱22分別垂直安置在次連船體的兩側(cè)，每根推柱長(zhǎng)3.5米，可供鉗牙機(jī)構(gòu)在與它咬合連接后上下滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)。

如圖5所示，中位動(dòng)力油缸連接器包括一帶有伸縮桿102的長(zhǎng)柱形的液壓油缸101，液壓油缸101本體端連接外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)103，伸縮桿102端連接內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)104。內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)104套接在外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)內(nèi)103，使得整個(gè)液壓油缸101只受到軸向力的作用，延長(zhǎng)了液壓油缸的使用壽命。此外，內(nèi)門架式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)104位于伸縮桿的連接部還設(shè)有用于緩沖外力的彈性連接箱105，該彈性連接箱105內(nèi)置有彈簧裝置。彈性連接箱105連接有十字形滾輪式接頭106，該十字形滾輪式接頭106扣接在中位滑槽內(nèi)，并在中位滑槽內(nèi)可作上下滾動(dòng)自由移動(dòng)。當(dāng)然，還有位于外門架式保護(hù)機(jī)構(gòu)外設(shè)有萬向式支承機(jī)構(gòu)107，該萬向式支承機(jī)構(gòu)107與主連船體中部的擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)的船體轉(zhuǎn)向支承連接，優(yōu)化中位動(dòng)力油缸連接器在運(yùn)行時(shí)的受力狀態(tài)。

如圖6所示，對(duì)于側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器，它有兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)安置在主連船體和次連船體的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器包括設(shè)置在主連船體上的鉗牙機(jī)構(gòu)21和設(shè)置在次連船體上的推柱22，實(shí)際運(yùn)用時(shí)根據(jù)需要鉗牙機(jī)構(gòu)和推柱可以咬合連接或者分離。對(duì)于每個(gè)通過撓性連接主軸23連接于主連船體兩側(cè)的鉗牙機(jī)構(gòu)，其包括鉗牙24、鎖舌及彈簧啟閉器25、定位卡塊26。

如圖7所示，當(dāng)整船做直線航行時(shí)，左右兩側(cè)的側(cè)邊鉸支式自動(dòng)連接器，其鉗牙機(jī)構(gòu)和推柱都咬合連接，中位動(dòng)力油缸連接器在液壓油缸的作用下使得整個(gè)連桿收縮至最短，從而實(shí)現(xiàn)主連船體和次連船體的貼合連接。

如圖8所示，當(dāng)整船做轉(zhuǎn)彎動(dòng)作時(shí)，通過松開一側(cè)的鉗牙機(jī)構(gòu)，另一側(cè)鉗牙機(jī)構(gòu)仍然緊扣推柱，但該鉗牙機(jī)構(gòu)在撓性連接主軸的作用下成一定角度位移（30度），本例中，貨船向左轉(zhuǎn)，則主連船體和次連船體分離右側(cè)的鉗牙機(jī)構(gòu)。同時(shí)中位動(dòng)力油缸連接器通過液壓油缸伸長(zhǎng)連桿，并在主連船體中部的擺動(dòng)活動(dòng)腔室內(nèi)液壓油缸部做圓弧擺動(dòng)。反之亦然。

當(dāng)轉(zhuǎn)彎結(jié)束時(shí)，中位動(dòng)力油缸連接器的液壓油缸收縮，伸縮桿將原本分離的船體拽回，此時(shí)將脫離的鉗牙機(jī)構(gòu)扣向推柱直至鎖死。此時(shí)船體重新保持直線航行。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。