[发明专利]索道缆绳拉牵式内河航运系统

说明书

技术领域宋代名画“清明上河图”上有大幅面的船和航运活动画面，其中有一高高桅杆的重载货船，桅杆绑有一长绳子，由岸上五个人拖着走，五人中有两个还是倒着走的，看来拖这条船并不需要五个人的全力。在五人斜下方，还画有一支大桨，由八个人齐心摇动。我们再看画面上的河道转弯处，还并列画有拉牵和摇桨的两条船，岸上拉牵有三人，船尾摇桨的是六人。对比之后，可发现拉牵的人力只是摇桨的一半。当然画家不是科学家，他不一定晓得岸上拉牵的能量利用率比摇桨(包括现代螺旋桨)高得多的道理，但他真实地记录了。那么节能效果好的拉牵技术为什么至今没有沿用和发展呢？除了桥和水坝等障碍外，螺旋桨推进技术的应用可能是祸根，它让人感到快捷方便，早把节能忘在脑后了。在地球生存环境日益恶化的今天，有必要重新启用古老的拉牵技术，并用新科技加以改善，使其更节能更有效率。本发明属于内河船舶运输技术领域。

技术背景  内河上运输船只大小不等，速度不同，行驶方向各异，经常出现互相碰撞或阻塞，遇到水闸水坝要花很长时间才能通过，内河船运速度慢，效率低，无法与公路运输竞争，因此极待改造。

索道缆车是比较成熟的技术，可以在俊岭险岸上建索道，有比较大的安全牵引力，建一个长距离的大牵引力的索道的成本比建一条低等级公路都要低，而且维护成本也低。

本发明是杨金玉发明(200810017737.9)(200810150248.0)的延续。

发明内容  针对内河航运中存在的问题，首先把船上动力(包括驾驶人员和燃料)移出船体(减轻船的自重，可载更多的货)，改原来螺旋桨推进为岸边索道缆绳拖曳。这一措施可节能50％。大家知道，机械力经螺旋桨旋转，转换成对船的推力，其能量转换效率低于50％，而直接由岸边拖曳的效率高于90％。其次，是采用船底加气垫等措施进一步减少船的阻力，争取再节能50％。再次是利用系统工程进一步，增加运量、缩短货物到达时间。详细发明内容结合附图加以说明。

附图说明  图中

图1为两独立索道运行示意图

图2为缆绳自动交接示意图

图3为缆绳交接爪的抓接过程图

图4为标准化船平面图

图5为标准化船基本架构图

图6为折叠式舱底气垫通道和安装图

图7为浮箱升降式栈桥水槽图

图8为标准船队过三峡大坝的斜坡水槽方案图。

用现代钢丝索道拉牵无论在牵引力和速度上都远超过人力拉牵，也因此拉牵船运有能力与铁路公路运输较量。用拉牵代替螺旋桨推进，节能效果明显。把发动机、螺旋桨及燃料移出船体，不但减轻船的自重可载更多的货，河道上不再有油污、船下无螺旋桨，无论对人对鱼都有益处。而且不要发动机、螺旋桨，能节省下来大笔钱，可用作部分冲抵索道的基建费用。

用索道拉牵适宜作长距离运输。而钢丝绳不可能无限长。因此我们用多个独立的短距离的拉牵小系统组成长距离系统(见图1)。根据需要各小系统的拉力、速度可以不同，各小系统架空高度也可依据地形桥洞高度而改变，以不影响其他船只航运为准。

图1中，1为上游小系统的钢丝索，2为下游小系统的钢丝索，3和5为主动轮轮盘，由电机带动，4和6为被动轮轮盘。被钢丝索1由上游牵引下来的船只，将通过缆绳自动交接装置(见图2图3)交接给下游钢丝索2，继续向下游牵引。同理在河道的另一边，被钢丝索2由下游牵引上来的船只，也将自动交给钢丝索1，继续向上游牵引。图2图3中，9为缆绳交接爪，其上方抓的是索绳牵引杆8，下方挂的是缆绳(指钢丝索与船之间的牵引绳)。缆绳自动交接过程如下：在轮盘3带动下，钢丝索1将作箭头方向移动，同时经索绳牵引杆8，带动缆绳交接爪9，再经缆绳牵引船只。当缆绳交接爪9被带至图2图3的A位置时，交接爪9将穿入导轨7(见图2的局部放大图)，直到导轨下降的B处(见图3)，有一固定的挡块(图中未画出)挡一下棘爪的虚线部分，使棘爪脱钩(这里仅是原理性说明，实际上用光电位置检测，再控制电磁棘爪动作)。在图3的B处表现了处于自由状态的爪钩9，在索绳牵引杆8继续前进及导轨向下的双重作用下的瞬时状态。再继续下去，缆绳交接爪9就与上游索道小系统完全脱离。然后爪钩9在重力和惯性力作用下，沿导轨自由滑动至C位置(在导轨上装有卡紧弹簧片，能暂时阻止爪钩继续前进)，爪钩张口等待下游索道上的索绳牵引杆8’的到来，8’到来后将推动爪钩向后移动并挂上棘爪(如A状态)。这样爪钩就紧紧抓住牵引杆8’，在钢丝索2的有力牵引下冲破C位置上的弹簧片阻力而脱离导轨7，转入下游索道系统的正常牵引。至此完成了上下游两个系统的缆绳的自动交接过程。