船舶用的破冰装置

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1.本技术涉及船舶的技术领域，尤其船舶用的破冰装置。

背景技术：

2.随着中国科考队对极地的研究越来越深入，进入极地的主要运输方式仍以船舶航行为主，但极地多冰层覆盖的地理特征对船舶的安全性航行提出了更高的要求。极地寒冷气候会使得海洋表面常常被冰层覆盖，影响船舶稳定航行，甚至阻断航行。
3.相关技术中，主流的破冰方式仍以船首机械撞击为主，这种方式对船身的动力系统和结构强度提出了较高的要求，同时撞击时会产生的较大震动，进而导致船体内部的零件、人员及物品受损。机械撞击不仅会增加船舶能量损耗，同时其破冰效率低，特别是遇到厚冰层时，破冰效果明显不佳。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供船舶用的破冰装置，能够避免船舶撞击破冰的破冰效果不佳的问题。
5.本技术提供一种船舶用的破冰装置，包括：
6.一固定板，被配置为用以安装在船舶上；
7.一安装基座，固接所述固定板，用以安装所述破冰组件和激光发射组件；
8.所述激光发射组件，被配置为用以产生作用于冰层以弱化冰层结构强度的激光；
9.所述破冰组件，被配置为用以对冰层被所述激光作用的部分产生破碎动作。
10.可选地，所述固定板包括固接的v形板和连接板。
11.可选地，所述v形板上设有加强板。
12.可选地，所述连接板开设有连接孔。
13.可选地，所述激光发射部包括依次连接的激光发射器、万向转头和电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与安装基座固定连接。
14.可选地，所述破冰组件包括转轴、以及固定在转轴上的多个轴套，每个轴套上均固定一个旋转破冰轮。
15.可选地，所述旋转破冰轮包括多个呈环形分布在所述转轴上的旋转凿壁。
16.可选地，所述旋转凿壁的端部设置有多个尖锐锯齿。
17.与相关技术相比，本技术破冰装置具有如下有益效果：
18.(1)本技术可以替代传统的机械撞击破冰方式，结合激光辐照和机械切割方式对冰层进行破坏，进而辅助船体稳定航行，提高破冰效果和破冰效率，同时保护船体结构和使用周期。
19.(2)本技术通过激光辐照方式，对冰面进行扫描布点，通过激光高温可瞬间融化冰层，促进冰层裂隙产生，降低冰层强度，提高破冰效率。
附图说明
20.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
21.图1为本技术实施例提供的破冰装置的整体结构示意图。
22.图2为本技术实施例提供的安装基座和固定板装配的结构示意图。
23.图3为本技术实施例提供的的破冰组件的结构示意图。
24.图4为本技术实施例提供的旋转破冰轮的结构示意图。
25.图5为本技术实施例提供的的激光发射组件的结构示意图。
26.其中，图中元件标识如下：
27.01-固定板；11-第一板体；12-第二板体；13-加强板；14-连接孔；15-固定连接板；02-安装基座；22-安装孔；23-内壁框架；03-破冰组件；31-转轴；32-轴套；33-旋转破冰轮；331-凿臂；332-尖锐锯齿；04-激光发射组件；41-激光发射器；42-万向转头；43-电动伸缩杆。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
32.参照图1所示，本技术提供一种船舶用的破冰装置，其包括：固定板01、安装基座02、破冰组件03、激光发射组件04；根据图中所示可以得到激光辅助破冰的一个示例性工作过程；
33.参照图2所示，固定板01可以为v形结构板。固定板01安装在船体上，例如舰首处。安装基座02可以通过基座连接板和固定连接板15拆卸安装在固定板01上；安装基座02上可
拆卸安装有多个破冰组件03。
34.参照图3、图4和图5所示，激光发射组件04包括依次连接的激光发射器41、电动伸缩杆43和万向转头42，电动伸缩杆43尾端固定在安装安装基座02的内壁框架23上，万向转头42连接电动伸缩杆43前端和激光发射器41末端。
35.破冰组件03包括转轴31，轴套32和旋转破冰轮33。转轴31通过安装基座02两侧板的安装孔22固定在两侧板之间。转轴31上依次间隔固定多个轴套32，每个轴套32上安装一个旋转破冰轮33。
36.具体而言，本技术破冰装置在使用时，首先根据实际破冰情况选择破冰组件03，其次通过固定板01将整个破冰装置的船首相连，当冰层厚度和强度较大时，可以适量增加破冰组件，通过动力源，例如电机等首先驱动激光发射器41向前方冰层辐照激光，其次电机带动转轴31旋转，转轴31带动轴套32旋转，轴套32进一步带动旋转破冰轮33旋转，旋转破冰轮33上的多个凿臂331朝着激光辐射方向的依次凿击冰层，逐步完成破冰效果。
37.参照图5所示，根据图中所示可以看到激光辐照冰层，诱导冰层裂隙产生的一个示例过程：
38.激光发射组件04的激光器发射器41用于辐照激光，电动伸缩杆43和万向转头42用于将激光器发射器41发射的激光调整、导引至冰层，以保证激光顺利辐照到冰层。利用冰层对激光能量的吸收规律，向冰层辐照一定穿透深度的激光，通过高温熔化冰层制造孔隙，进而改变冰层内部的应力分布并促进冰层产生大量微细裂纹，达到破坏冰层内部结构、降低破冰阈值的目的，完成对冰层的初步破碎。
39.在一些实施例中，根据实际冰层情况，激光发射器41的强度可根据冰层强度进行调节，当冰层过厚，可以增强激光辐照强度，当冰层强度不高，可适当减小或者不开启激光发射器41。
40.在一些实施例中，根据实际船体与并冰层的实际距离，可以通过电机控制电动伸缩杆43的长度和万向转头42的方向来调整激光发射器41的位置。
41.参照图3和图4所示，根据图中所示可以看到破冰组件03将二次深度破冰的一个示例过程；
42.破冰组件03沿着激光辐照方向，由电机带动转轴31旋转，转轴31带动轴套32和固定在轴套32上的旋转破冰轮33沿着激光方向不断对冰层进行开凿，旋转破冰轮33的四个凿臂331被设计为弧形破冰刃，端部设计为多层尖锐锯齿332，在破冰时，凿臂331尖部碰触冰层，使冰层二次产生冰裂而破碎，加快冰层破碎效率。
43.在一些实施例中，根据实际冰层情况，旋转破冰轮33的安装数量可根据冰层强度进行调节。
44.再次参照图1和图2，根据图中所示可以看到装置通过固定板01安装的一个示例过程：固定板01包括第一板体11和第二板体12，第一板体11和第二板体12相连形成与舰首形状基本相匹配并具有锐角夹角的v形板，在第一板体11和第二板体12的外表面上设置加强板13，来提高固定板01结构强度。
45.固定板01和安装基座02通过基座连接板和固定连接板15相连，连接板上设置多个连接孔14，提高装置固定强度。
46.应当予以声明的是，尽管本文所涉及技术主题“船舶用的破冰装置”中带有字眼“船舶”，这些字眼表面上带有对破冰对象的应用对象的限定。然而，这些字眼应当被理解为使用环境，其仅仅是一种示例性说明，并不构成对本技术破冰装置的使用场景的实质限定。其它任何形式的使用对象，即面临破冰作业的对象，也是能够适用于本技术技术方案的。为了说明之方便性，后文均以较为常见的应用场景即船舶为例来说明，而省略对其它船舶等的形式的示范，以避免带来的篇幅不简要。
47.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种船舶用的破冰装置，其特征在于，包括：一固定板，被配置为用以安装在船舶上；一安装基座，固接所述固定板，用以安装所述破冰组件和激光发射组件；所述激光发射组件，被配置为用以产生作用于冰层以弱化冰层结构强度的激光；所述破冰组件，被配置为用以对冰层被所述激光作用的部分产生破碎动作。2.根据权利要求1所述破冰装置，其特征在于，所述固定板包括固接的v形板和连接板。3.根据权利要求2所述破冰装置，其特征在于，所述v形板上设有加强板。4.根据权利要求2所述破冰装置，其特征在于，所述连接板开设有连接孔。5.根据权利要求1所述破冰装置，其特征在于，所述激光发射部包括依次连接的激光发射器、万向转头和电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与安装基座固定连接。6.根据权利要求1所述破冰装置，其特征在于，所述破冰组件包括转轴、以及固定在转轴上的多个轴套，每个轴套上均固定一个旋转破冰轮。7.根据权利要求6所述破冰装置，其特征在于，所述旋转破冰轮包括多个呈环形分布在所述转轴上的旋转凿壁。8.根据权利要求7所述破冰装置，其特征在于，所述旋转凿壁的端部设置有多个尖锐锯齿。

技术总结

本申请公开了船舶用的破冰装置。该破冰装置包括：一固定板，被配置为用以安装在船舶上；一安装基座，固接固定板，用以安装破冰组件和激光发射组件；激光发射组件，被配置为用以产生作用于冰层以弱化冰层结构强度的激光；破冰组件，被配置为用以对冰层被激光作用的部分产生破碎动作。本申请结合激光作用于冰层表面来诱导冰层裂缝生成，提高凿臂破冰效率和降低能量损耗，可以取代挤压或撞击冰层的方式来减小对船体的损伤，保证船舶的持续性航行。保证船舶的持续性航行。保证船舶的持续性航行。