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原文传递一种清礁船及其水下礁石清理方法

专利名称：	一种清礁船及其水下礁石清理方法
摘要：	本发明公开了一种清礁船，包括船体以及安装在船体上的动力系统和导航系统，其特征在于，船体一端端部设置有水下破碎系统，水下破碎系统包括安装在船体甲板上的能够实现三维空间移动的机械臂，机械臂前端设置有破碎装置，船体上还设置有定位桩定位装置。本发明还公开了一种采用上述清礁船实现的水下礁石清理方法。本发明可以方便快捷、稳定可靠地实现对水底礁石的破碎清理，恢复航道的畅通，且不会对水底栖生物造成直接危害，能耗低、污染少且环保性高；降低航道整治工程施工中对水下生态环境的影响，极大的推动水运条件的改善，具有极其显著的生态效益。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	长江重庆航道工程局
发明人：	胡伟才;孔春杰;肖山;文大勇;龚奎安;马正勇;曹棉;李红勇;代显华;何其勇;朱文明;郭铭芳;李生林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910588558.9
公开号：	CN110284543A
代理机构：	重庆远恒专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	伍伦辰
分类号：	E02F5/28(2006.01);E;E02;E02F;E02F5
申请人地址：	400012 重庆市渝中区长滨路111号
主权项：	1.一种清礁船，包括船体以及安装在船体上的动力系统和导航系统，其特征在于，船体一端端部设置有水下破碎系统，水下破碎系统包括安装在船体甲板上的能够实现三维空间移动的机械臂，机械臂前端设置有破碎装置，所述破碎装置包括安装支臂，安装支臂后端和机械臂前端固定对接，安装支臂前端水平贯穿设置有破碎头转轴，破碎头转轴两端对称固定安装有整体呈竖向圆盘状的基体，基体上沿圆周方向外凸设置有数圈破碎头，破碎头呈尖端沿基体斜向外的圆锥体状且破碎头整体在基体圆周方向上沿两侧向外旋的螺旋形布置，基体前方和下方的破碎头在安装支臂所在方向的投影的外端长度超出安装支臂所在范围，安装支臂中空设置且内部设置有破碎头动力装置，破碎头动力装置和破碎头转轴传动连接并用于带动破碎头转轴向前旋转；船体上还设置有船体固定系统，船体固定系统包括定位桩定位装置，定位桩定位装置包括竖向设置的定位桩和用于带动定位桩竖向运动实现船体定位的定位桩升降控制机构。 2.根据权利要求1所述的清礁船，其特征在于：所述机械臂包括可水平转动地安装在船体端部甲板上的转盘，转盘上可上下转动地铰接设置有整体呈弧形的第一支撑臂，第一支撑臂和转盘之间还连接设置有用于控制第一支撑臂转动的第一伸缩油缸，转盘上还具有和第一支撑臂并列设置的控制室；第一支撑臂前端可竖向转动地铰接设置有第二支撑臂，第二支撑臂和第一支撑臂之间还连接设置有用于控制第二支撑臂转动的第二伸缩油缸；第二支撑臂前端可竖向转动地铰接设置有第三支撑臂，第三支撑臂和第二支撑臂之间还连接设置有用于控制第三支撑臂转动的第三伸缩油缸，第三支撑臂前端固定所述安装支臂。 3.根据权利要求1所述的清礁船，其特征在于：相邻的两圈破碎头之间的间隔位置的基体上还设置有辅助叶片，辅助叶片整体呈和破碎头并列的螺旋形布置，辅助叶片向外侧延伸长度小于破碎头外端长度，辅助叶片在沿自身螺旋的方向上间隔地设置有缺口，缺口使得辅助叶片在螺旋方向上断开呈多块，每块辅助叶片前侧断开处侧边为内部向后的斜向设置，使得辅助叶片前侧外端呈沿旋转方向向前的尖端状。 4.根据权利要求1所述的清礁船，其特征在于：定位桩定位装置为多个且布置在船体前后两端靠近端头位置，其中船体一端至少沿宽度方向布置有两个，船体另一端至少布置有一个。 5.根据权利要求4所述的清礁船，其特征在于：定位桩定位装置包括位于船体上的定位桩孔，定位桩下端呈尖端状且竖向设置在定位桩孔内，定位桩升降控制机构包括环绕设置于定位桩孔上端的船体甲板上的定位桩基座，定位桩可上下滑动地穿过定位桩基座设置，定位桩升降控制机构还包括水平环绕固定在定位桩上的定位桩承力座，定位桩承力座位于定位桩基座上方且二者之间竖向设置有绕定位桩布置的多个定位桩升降液压缸。 6.根据权利要求5所述的清礁船，其特征在于：定位桩上沿竖向布置有一排水平贯穿设置的定位孔，所述定位桩承力座上固定连接有水平设置的定位桩固定连接杆，定位桩固定连接杆正对并贯穿固定于定位孔内；所述定位桩基座上活动连接有水平设置的定位桩活动连接杆，定位桩活动连接杆正对定位孔方向设置，定位桩活动连接杆和定位桩基座之间设置有用于控制定位桩活动连接杆水平伸缩的连接杆控制装置，所述定位桩活动连接杆水平伸出后可插入到定位孔内实现定位桩的固定。 7.根据权利要求5所述的清礁船，其特征在于：船体一端的定位桩孔为圆孔，且该端的定位桩基座和船体之间固定设置，船体另一端的定位桩孔为沿船体前后方向设置的长条孔，长条孔两侧设置有沿船体前后方向布置的基座导轨，该长条孔上方对应的定位桩基座依靠滑块可前后滑动地安装在基座导轨上，该长条孔上方对应的定位桩基座和船体之间还设置有控制该定位桩基座前后移动的定位桩前后移动控制装置。 8.根据权利要求1或7所述的清礁船，其特征在于：船体上还安装有水下钻孔装置，所述水下钻孔装置包括一个钻孔平台，钻孔平台下端通过滑块可滑动地安装在船体侧边位置沿前后方向布置的钻孔用滑轨上，钻孔平台和船体之间设置有用于控制钻孔平台在钻孔用滑轨上水平移动的钻孔平台水平移动控制装置，钻孔平台上方竖直向上设置有钻杆支撑架，钻杆支撑架外侧竖向固定有钻杆导轨，钻孔平台一侧悬空设置于船体外侧且在该侧上方设置有可上下滑动地配合安装在钻杆导轨上的钻孔机构，钻孔机构包括竖向的钻杆套筒，钻杆套筒上端传动连接安装有钻孔动力机，钻杆套筒下端固定设置钻杆，钻孔机构和钻杆支撑架之间还设置有用于控制钻孔机构沿钻杆导轨竖向滑动的钻孔机构竖向滑动控制机构；船体固定系统还包括位于船体甲板靠近四角位置的四个锚缆定位装置。 9.一种水下礁石清理方法，其特征在于，包括以下步骤， a.先获取如权利要求8所述的清礁船，将清礁船行驶至待清理礁石上方； b.将船体方向调整为水下破碎系统一端正对待清理礁石起始端位置上方，将船体两端的定位桩下放，定位桩下端接触河床并将船体向上顶起一定距离，使得定位桩受力，实现船体的固定； c.控制机械臂向下，使得破碎装置的破碎头和待清理礁石起始端接触，启动破碎装置工作，在机械臂对破碎装置水平移动控制范围内实现对待清理礁石的破碎； d.在机械臂上一水平移动控制范围内的礁石清理完毕后，控制向上收起定位桩孔为圆孔位置的定位桩，定位桩孔为长条形孔位置的定位桩继续保持定位，然后驾驶船体依靠长条形定位桩孔定位向未清理区域礁石定向移动，移动到下一个机械臂可操作范围区域内后，再将圆孔位置的定位桩向下伸出到河床实现船体预固定；再将长条形定位桩孔位置定位桩向上收回后并控制其定位桩基座整体同向水平移位相同距离，再将长条形定位桩孔对应的定位桩向下伸出到河床实现船体完全固定；然后控制机械臂和破碎装置在清理范围内开始工作； e.重复d步骤，以此循环，定向地控制船体往同一直线方向移动并实现对礁石的全部清理。 10.根据权利要求9所述的水下礁石清理方法，其特征在于：清礁船行驶至待清理礁石上方后，先对礁石进行钻孔操作；钻孔时，船体上定位桩为向上收回状态，船体依靠船体甲板四角的四个锚缆定位装置进行定位；船体定位后，依靠控制水下钻孔装置按照预设的孔位布置方式实现对礁石钻孔，上一孔位钻孔完毕后，依靠四个锚缆定位装置对缆绳的定量收放，辅助控制船体沿前后或左右方向精确移动至下一预设孔位实现钻孔，礁石所有孔位钻孔完毕后，再进行礁石的破碎清理操作。
所属类别：	发明专利