本發(fā)明涉及破冰機構(gòu)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于海洋或湖泊破冰作業(yè)需求的燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)。

背景技術(shù)：

在寒冷的季節(jié)，海洋或湖泊中的冰對經(jīng)過的船舶產(chǎn)生破壞和影響。現(xiàn)有破冰方法主要包括：頂撞法，以破冰船前進的動力，由船體擠碎冰層；沖撞法，破冰船先倒車，后退一段距離，然后雙車全速前進，撞碎冰層；堆積水破冰法，先將船體內(nèi)的水抽到后艙，接著把抬起的船頭開到冰面上，然后又將后艙的水抽到前艙，借助水的重量壓碎冰層。這些方法均對船體結(jié)構(gòu)、推進裝置及其附屬設(shè)施等提出較高的要求，而破冰速度也不快。

發(fā)明一種經(jīng)濟快速的破冰機構(gòu)是時之所需。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對海洋或湖泊現(xiàn)有破冰需求，提出一種安全高效、不損傷船體的連續(xù)破冰機構(gòu)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)，其特征在于：包括支架，機械臂，測距傳感器，燃燒噴氣器，控制中心。

所述支架,固定在破冰船船體上，連接和支承機械臂。

所述機械臂連接、支承燃燒噴氣器，用于調(diào)整燃燒噴氣器的位置和高度，使燃燒噴氣器較為接近但不接觸冰層表面；也用于連接、固定測距傳感器。

所述測距傳感器固定在機械臂上，位于機械臂前端，用于獲得冰層表面位置的信息。

所述控制中心，是分析、決策、控制機構(gòu)，控制中心的輸入端連接測距傳感器以獲得冰層表面位置的信息；輸出端連接機械臂，控制機械臂運動以調(diào)整燃燒噴氣器到距離冰層表面適當?shù)奈恢煤透叨龋豢刂浦行牡妮敵龆诉B接燃燒噴氣器，控制燃燒噴氣器啟動、運行、停止。

所述燃燒噴氣器，使空氣與燃料混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，向小范圍內(nèi)冰層定向噴射，使小范圍內(nèi)冰層被加熱直至融化，同時，高溫高速氣流吹走水汽，進一步加速該范圍內(nèi)冰層加熱與融化，協(xié)助破冰船沿航道切割冰層。

所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)用于融化、切割冰層，輔助破冰船破冰。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)還包括矩陣鍵盤，用于在必要時人工干預(yù)，以替代控制中心分析、決策、控制所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)的啟動、運行、停止。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)使用外加電源。

進一步，所述機械臂由三根連桿組成，分別是連桿一、連桿二和連桿三，三根連桿依次首尾相連；其中，連桿一可以受控繞自身作定軸轉(zhuǎn)動；連桿三下端可以受控繞自身作定軸轉(zhuǎn)動?？刂浦行目刂七B桿一、連桿二和連桿三的運動，從而調(diào)整燃燒噴氣器到恰當?shù)奈恢煤透叨取?/p>

進一步，所述燃燒噴氣器的組成包括：燃料箱，運輸管，壓氣機，燃燒室；所述燃料箱用于存放燃料；所述運輸管用于將燃料箱中的燃料運輸至燃燒室；所述壓氣機吸入并壓縮空氣，然后將壓縮空氣排入燃燒室；所述燃燒室將來自燃料箱的燃料與來自壓氣機的壓縮空氣混合并燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，然后定向噴射出去，以加熱、融化、吹離小范圍內(nèi)的冰層。

進一步，所述燃料是液體，如柴油；或者所述燃料是氣體，如天然氣。

進一步，所述燃燒噴氣器向后傾斜安裝，噴氣口在下，空氣從上部進入壓氣機，氣流方向傾斜向后下方噴射出去。這樣，有利于融化、吹離的冰水落在所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)后方，減少粘附；也有利于更好的加熱、融化、吹離冰層。

進一步，所述測距傳感器是測距雷達。測距雷達用于獲得冰層表面位置的信息。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)也用來融化，清除粘附在破冰船船體上的冰雪。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)或安裝、固定在破冰船船首中間，或安裝、固定在破冰船船首兩側(cè)，使用燃燒噴氣器加熱、融化小范圍內(nèi)冰層，同時，通過機械臂的調(diào)整和移動，配合破冰船的移動，使用燃燒噴氣器的加熱、融化軌跡為線性，最終，將破冰船航道內(nèi)的冰層切割成塊。

所述控制中心包括單片機，單片機輸入端連接測距傳感器以獲得冰層表面位置的信息；單片機輸出端連接機械臂，控制機械臂運動以調(diào)整燃燒噴氣器到適當?shù)奈恢煤透叨?；單片機輸出端連接燃燒噴氣器，控制燃燒噴氣器啟動、運行、停止。

所述單片機為現(xiàn)有技術(shù)，可以為stc單片機或pic單片機或emc單片機或atmel單片機(51單片機)或phlipis51plc系列單片機等。單片機中存有事先編好的數(shù)字電路，皆在電腦上用編程語言完成。

本發(fā)明中，根據(jù)破冰機構(gòu)領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：1）所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)，以消耗較少的能量將冰層切割成塊，而不是依靠船身的重力將冰層壓碎。從而有效減小對破冰船的推進器及相關(guān)設(shè)施的要求，提高破冰效率。

2）所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)，采用非接觸方式加熱、切割冰層，相對頂撞法、沖撞法、堆積水破冰法對相關(guān)設(shè)施的結(jié)構(gòu)要求更低，更為安全。

附圖說明

圖1一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)及其破冰船示意圖。

圖2使用所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)作業(yè)示意圖。

圖中，1破冰船，2一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)，3支架，4機械臂，4.1連桿一，4.2連桿二，4.3連桿三，5測距傳感器，6燃燒噴氣器，6.1燃燒室，6.2壓氣機，6.3運輸管，6.4燃料箱，7控制中心，8矩陣鍵盤，9冰層，10冰塊，11切割線，12航道，13定軸轉(zhuǎn)動。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖1、2對本發(fā)明作進一步描述。

一艘使用本發(fā)明構(gòu)造的破冰船（1）在冰區(qū)作業(yè)，它的連續(xù)破冰機構(gòu)這樣的：如圖1，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）包括支架（3），機械臂（4），測距傳感器（5），燃燒噴氣器（6），控制中心（7）。

所述支架（3）,固定在破冰船（1）船體上，連接和支承機械臂（4）。

所述機械臂（4）連接、支承燃燒噴氣器（6），用于調(diào)整燃燒噴氣器（6）的位置和高度，使燃燒噴氣器（6）較為接近但不接觸冰層（9）表面；也用于連接、固定測距傳感器（5）。

所述測距傳感器（5）固定在機械臂（4）上，位于機械臂（4）前端，用于獲得冰層（9）表面位置的信息。

所述控制中心（7），是分析、決策、控制機構(gòu)，控制中心（7）的輸入端連接測距傳感器（5）以獲得冰層（9）表面位置的信息；輸出端連接機械臂（4），控制機械臂（4）運動以調(diào)整燃燒噴氣器（6）到距離冰層（9）表面適當?shù)奈恢煤透叨?；控制中心?）的輸出端連接燃燒噴氣器（6），控制燃燒噴氣器（6）啟動、運行、停止。

所述燃燒噴氣器（6），使空氣與燃料混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，向小范圍內(nèi)冰層（9）定向噴射，使小范圍內(nèi)冰層（9）被加熱直至融化，同時，高溫高速氣流吹走水汽，進一步加速該范圍內(nèi)冰層（9）加熱與融化，協(xié)助破冰船沿航道（12）切割冰層（9）。

所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）用于融化、切割冰層（9），輔助破冰船（1）破冰。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）還包括矩陣鍵盤（8），用于在必要時人工干預(yù)，以替代控制中心（7）分析、決策、控制所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）的啟動、運行、停止。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）使用外加電源。

進一步，所述機械臂（4）由三根連桿組成，分別是連桿一（4.1）、連桿二（4.2）和連桿三（4.3），三根連桿依次首尾相連；其中，連桿一（4.1）可以受控繞自身作定軸轉(zhuǎn)動（13）；連桿三下端可以受控繞自身作定軸轉(zhuǎn)動（13）?？刂浦行目刂七B桿一（4.1）、連桿二（4.2）和連桿三（4.3）的運動，從而調(diào)整燃燒噴氣器到恰當?shù)奈恢煤透叨取?/p>

進一步，所述燃燒噴氣器（6）的組成包括：燃料箱（6.4），運輸管（6.3），壓氣機（6.2），燃燒室（6.1）；所述燃料箱（6.4）用于存放燃料；所述運輸管（6.3）用于將燃料箱（6.4）中的燃料運輸至燃燒室（6.1）；所述壓氣機（6.2）吸入并壓縮空氣，然后將壓縮空氣排入燃燒室（6.1）；所述燃燒室（6.1）將來自燃料箱（6.4）的燃料與來自壓氣機（6.2）的壓縮空氣混合并燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，然后定向噴射出去，以加熱、融化、吹離小范圍內(nèi)的冰層（9）。

進一步，所述燃料是液體，如柴油；或者所述燃料是氣體，如天然氣。

進一步，所述燃燒噴氣器（6）向后傾斜安裝，噴氣口在下，空氣從上部進入壓氣機（6.2），氣流方向傾斜向后下方噴射出去。這樣，有利于融化、吹離的冰水落在所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）后方，減少粘附；也有利于更好的加熱、融化、吹離冰層（9）。

進一步，所述測距傳感器（5）是測距雷達。測距雷達用于獲得冰層（9）表面位置的信息。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）也可用來融化，清除粘附在破冰船（1）船體上的冰雪。

進一步，所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）或安裝、固定在破冰船（1）船首中間，或安裝、固定在破冰船（1）船首兩側(cè)，使用燃燒噴氣器（6）加熱、融化小范圍內(nèi)冰層（9），同時，通過機械臂（4）的調(diào)整和移動，配合破冰船（1）的移動，使用燃燒噴氣器（6）的加熱、融化軌跡為線性，最終，將破冰船（1）航道（12）內(nèi)的冰層（9）切割成塊。

如圖2，這艘破冰船（1）上共安裝三套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）。其中，破冰船（1）船首正中安裝固定一套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）；破冰船（1）船首兩側(cè)各安裝固定一套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）；這兩套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）是以船中心線為軸對稱的，船首兩側(cè)的兩套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）之間距離大于破冰船（1）船體最寬處。

當破冰船（1）在航道（12）內(nèi)向前行進時，啟動三套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2），并使其各自的燃燒噴氣器（6）較為接近但不接觸冰層（9）表面，三套所述一種燃燒吹融連續(xù)破冰機構(gòu)（2）沿各自的切割線（11）加熱、融化、吹走冰層（9），加熱、融化的軌跡為線性，加之破冰船（1）的擠壓，冰層（9）破碎成冰塊（10）。進而，被切割破碎的冰塊（10）在破冰船（1）船身擠壓下被推到航道（12）周圍冰層（9）之下（上）。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，但可以理解的是，本發(fā)明并不局限于所公開的實施方式和構(gòu)件，相反，旨在涵蓋包括在所附的權(quán)利要求書的主旨和范圍之內(nèi)的各種改型、特征結(jié)合、等效的裝置以及等效的構(gòu)件。此外，出現(xiàn)在附圖中的各構(gòu)件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各構(gòu)件的尺寸可以與描繪在附圖中的構(gòu)件的尺寸不同。因此，本發(fā)明用于覆蓋對本發(fā)明的改型和變形，只要它們均在所附的權(quán)利要求書和它們的等效方案的范圍之內(nèi)即可。