1.本发明涉及船舶制造技术领域，尤其是一种多关节防海盗高压喷枪。


背景技术：

2.全球范围内，海盗的攻击行为经常会发生，在某些海域将货轮、客轮、油船作为主要的侵害对象，或掠取一些重要的货物，或俘虏人质索要巨额的金钱。如果使用海军护航则会造成大量不必要的费用，还会影响运输时间和运输效益。
3.而国际海事组织规定不准对海盗实行伤害性打击，所以大部分技术都是被动防守，需要安装复杂的防弹舷墙、刺栏、刀网和钛雷发射器，并在船舶的每个安全舱入口、露天通往居住区处、露天通往舵机房和机舱处安装有抗海盗门或抗海盗舱盖，甚至需要改变船型。过程十分繁琐且昂贵，且效果和效率都比较低下，缺乏必要的可靠性，除此之外，还有一些清洁液喷射装置和防盗门发明，都是在海盗登船之后，为了保护控制室作出的一些被动措施。
4.中国发明专利cn110435860a公开了一种高效防海盗船舶，包括壳体，包括船体，所述船体上表面边缘环绕布设有船板，所述船板上设有导轨装置，所述导轨装置上设有沿导轨装置移动的防御装置，所述防御装置用于向目标船只喷射高压水柱。采用可以沿着导轨装置移动的防御装置能够使得防御装置防御来自船体任意方向的威胁。所述导轨装置包括设置于船板上表面的导槽，所述导槽中设有滑块。导槽滑块的组合可以很好的实现导向作用，所述防御装置在驱动装置的带动下沿着导轨运动，所述驱动装置包括步进电机，所述步进电机固定在滑板上，所述滑板通过滑轮设置在船体上，所述滑板可以在船体上滑动。虽说具有一定的防海盗登船功能，但是喷射路径相对固定，导致覆盖面极为有限，而且导槽内极易因异物进入而导致防御装置不能顺利滑动现象的发生，因而，亟待技术人员解决上述问题。


技术实现要素：

5.故，本发明课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断实验以及修改，最终导致该多关节防海盗高压喷枪的出现。
6.为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种多关节防海盗高压喷枪，其数量设为多个，且围绕船墙进行周向均布。多关节防海盗高压喷枪包括安装底座、转筒、第一水管、第二水管、喷嘴、第一动力单元、第二动力单元以及第三动力单元。安装底座可拆卸地固定于船墙上。在转筒内设有一流水通道。由转筒的左端面向内延伸出有与流水通道相贯通的进水口，且由其圆周侧壁向外延伸出有与流水通道相贯通的出水接头。转筒组装于安装底座上，且在第一动力单元的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周向旋动。第一水管与出水接头相对接，且在第二动力单元的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周向旋动。第二水管与第一水管相对接，且在第三动力单元的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周
向旋动。喷嘴的供水源来自有海洋，其对接于第二水管的出水端。高压水依序经由进水口、流水通道、出水接头、第一水管、第二水管、喷嘴而高速喷出。
7.作为本发明技术方案的进一步改进，多关节防海盗高压喷枪还包括有左置轴承和右置轴承。安装底座包括有基板、左置承力板以及右置承力板。左置承力板和右置承力板均施焊固定于基板的上平面，且相互平行而置。在左置承力板上开设有供左置轴承置入的左置安装孔。在右置承力板上开设有供右置轴承置入的右置安装孔。左置轴承、右置轴承分别一一对应地被装配于左置安装孔、右置安装孔内，且共同对转筒的周侧壁进行周向支撑。
8.作为本发明技术方案的更进一步改进，第一动力单元包括有第一主动齿轮、第一从动齿轮以及第一直驱电机。第一直驱电机可拆卸地固定于基板的上平面。第一主动齿轮可在第一直驱电机驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动。而与第一主动齿轮相啮合的第一从动齿轮固定于右置承力板上。且在第一从动齿轮上开设有用来避让转筒的避让孔。
9.作为本发明技术方案的更进一步改进，第二动力单元包括有第二主动齿轮、第二从动齿轮以及第二直驱电机。第二直驱电机可拆卸地固定于第一水管的周向侧壁上。第二主动齿轮可在第二直驱电机驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动；而与第二主动齿轮相啮合的第二从动齿轮套设、且固定于出水接头上。
10.作为本发明技术方案的更进一步改进，第三动力单元包括有第三主动齿轮、第三从动齿轮以及第三直驱电机。第三直驱电机可拆卸地固定于第一水管的周向侧壁上。第三主动齿轮可在第三直驱电机驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动。而与第三主动齿轮相啮合的第三从动齿轮套设、且固定于第二水管上。
11.作为本发明技术方案的更进一步改进，多关节防海盗高压喷枪还包括摄像单元和控制器。摄像单元用来实时地摄取船舶四周环境，且由安装底座所承托。控制器用来接收实时环境图像，其与摄像单元进行电连接。第一直驱电机、第二直驱电机、第三直驱电机均为可由控制器进行启/停控制的伺服电机。
12.作为本发明技术方案的更进一步改进，摄像单元包括多个摄像头和支撑架。支撑架可拆卸地固定于安装底座上。而摄像头可拆卸地固定于支撑架上，且以线性阵列的方式进行排布。
13.作为本发明技术方案的更进一步改进，至少一个摄像头为红外夜视摄像头。
14.作为本发明技术方案的更进一步改进，第一水管和第二水管的外形均呈l形，且由碳纤维材料制成。
15.作为本发明技术方案的更进一步改进，喷嘴借由螺纹副旋合于第二水管的出水端。在喷嘴的外侧壁上成型出有外螺纹，而在第二水管出水端的内侧壁上成型出有与外螺纹相适配的内螺纹。
16.作为本发明技术方案的更进一步改进，多关节防海盗高压喷枪还包括有橡胶密封环和锁紧螺钉。第一水管插配于出水接头内。假定出水接头的内径值为d1，第一水管的外径值为d2，则d1
‑
d2＜0.2mm。围绕第一水管的外侧壁成型出至少一条密封凹槽和至少一条限位凹槽。在出水接头的外侧壁开设一供锁紧螺钉旋入的螺纹孔。当第一水管相对于出水接头插配到位后，螺纹孔与密封凹槽相对位，锁紧螺钉旋入螺纹孔内，且直至伸入到限位凹槽内。橡胶密封环被嵌设于密封凹槽内，且始终受到出水接头和第一水管共同挤压力的作用。
17.作为本发明技术方案的更进一步改进，橡胶密封环优选由遇水膨胀橡胶材料制成。
18.通过采用上述技术方案进行设置，多关节防海盗高压喷枪在实际应用中至少取得了以下几方面的有益效果，具体如下：
19.1)可以根据海盗或海盗船具体位置，船员通过操控第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元即可方便、快捷地调整喷嘴的喷射方向，使其难以接近，进而无法登陆船舶，保证船舶及人员的安全，且使得船舶脱离海军护航编队而独自安全航行成为了可能，进而大大地降低海运维安费用支出；
20.2)当船舶行驶至安全水域后，第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元协同作用即可将多关节防海盗高压喷枪折叠收放于船墙上，尽可能地消除对船舶日常货物装、卸操作所造成的阻碍；
21.3)多关节防海盗高压喷枪的水源直接取自于大海，无需单独提供水箱；
22.4)经由多关节防海盗高压喷枪喷射而出的水流不但可以有效地阻退海盗进犯，而且对其身体不会造成实质性伤害，符合国际海事组织的有关规定。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明中多关节防海盗高压喷枪第一种实施方式的立体示意图。
25.图2是图1的i局部放大图。
26.图3是图1的ii局部放大图。
27.图4是图1的俯视图。
28.图5是图4的a
‑
a剖视图。
29.图6是图5的iv局部放大图。
30.图7是图1的iii局部放大图。
31.图8是本发明多关节防海盗高压喷枪第一种实施方式中转筒的立体示意图。
32.图9是本发明中多关节防海盗高压喷枪第二种实施方式的立体示意图。
[0033]1‑
安装底座；2
‑
转筒；21
‑
流水通道；22
‑
进水口；23
‑
出水接头；3
‑
第一水管；4
‑
第二水管；5
‑
喷嘴；6
‑
第一动力单元；61
‑
第一主动齿轮；62
‑
第一从动齿轮；63
‑
第一直驱电机；7
‑
第二动力单元；71
‑
第二主动齿轮；72
‑
第二从动齿轮；73
‑
第二直驱电机；8
‑
第三动力单元；81
‑
第三主动齿轮；82
‑
第三从动齿轮；83
‑
第三直驱电机；9
‑
左置轴承；10
‑
右置轴承；11
‑
橡胶密封环；12
‑
锁紧螺钉；13
‑
锁紧螺母；14
‑
摄像单元；141
‑
摄像头；142
‑
支撑架；。
具体实施方式
[0034]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本发明的限制。
[0035]
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明，图1示出了本发明中多关节防海盗高压喷枪第一种实施方式的立体示意图，可知，其主要由安装底座1、转筒2、第一水管3、第二水管4、喷嘴5、第一动力单元6、第二动力单元7以及第三动力单元8等几部分构成。其中，安装底座1可拆卸地固定于船墙上。如图8、4、5中所示，在转筒2内设有一流水通道21。由转筒2的左端面向内延伸出有与上述流水通道21相贯通的进水口22，且由其圆周侧壁向外延伸出有与上述流水通道21相贯通的出水接头23。转筒2组装于安装底座1上，且在第一动力单元6的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周向旋动。第一水管3整体上呈现“l”形，其与出水接头23相对接，且在第二动力单元7的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周向旋动。第二水管4整体上亦呈现“l”形，其与第一水管3相对接，且在第三动力单元8的驱动力作用下绕其中心轴线自由地进行周向旋动。喷嘴5的供水源来自有海洋，其对接于第二水管4的出水端。高压水依序经由进水口22、流水通道21、出水接头23、第一水管3、第二水管4、喷嘴5而高速喷出。
[0036]
通过采用上述技术方案进行设置，多关节防海盗高压喷枪在实际应用中至少取得了以下几方面的有益效果，具体如下：
[0037]
1)可以根据海盗或海盗船具体位置，船员通过操控第一动力单元6、第二动力单元7和第三动力单元8即可方便、快捷地调整喷嘴5的喷射方向，使其难以接近，进而无法登陆船舶，保证船舶及人员的安全，且使得船舶脱离海军护航编队而独自安全航行成为了可能，进而大大地降低海运维安费用支出；
[0038]
2)当船舶行驶至安全水域后，第一动力单元6、第二动力单元7和第三动力单元8协同作用即可将多关节防海盗高压喷枪折叠收放于船墙上，尽可能地消除对船舶日常货物装、卸操作所造成的阻碍；
[0039]
3)多关节防海盗高压喷枪的水源直接取自于大海，无需单独提供水箱；
[0040]
4)经由多关节防海盗高压喷枪喷射而出的水流不但可以有效地阻退海盗进犯，而且对其身体不会造成实质性伤害，符合国际海事组织的有关规定。
[0041]
在尽可能简化设计结构的前提下，出于确保转筒2在实际工作中具有较高的周向旋转灵敏度，进而确保多关节防海盗高压喷枪实际运行中具有较快的响应速度方面考虑，如图4、5中所示，作为上述多关节防海盗高压喷枪结构的进一步细化，其还增设有左置轴承9和右置轴承10。安装底座1包括有基板、左置承力板以及右置承力板。左置承力板和右置承力板均施焊固定于基板的上平面，且相互平行而置。在左置承力板上开设有供上述左置轴承9置入的左置安装孔。在右置承力板上开设有供上述右置轴承10置入的右置安装孔。左置轴承9、右置轴承10分别一一对应地被装配于左置安装孔、右置安装孔内，且共同实现对转筒2的周侧壁周向支撑。
[0042]
已知，第一动力单元6可以采取多种设计结构以实现对转筒2的驱动，不过，在此推荐一种设计结构简单、易于实施、响应速度极快、且利于后期执行维护操作的实施方案，具体如下：如图2中所示，第一动力单元6优选由第一主动齿轮61、第一从动齿轮62以及第一直驱电机63等几部分构成。其中，第一直驱电机63可拆卸地固定于基板的上平面。第一主动齿轮61可在第一直驱电机63驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动。而与该第一主动齿轮61相啮合的第一从动齿轮62固定于右置承力板上。且在第一从动齿轮
62上开设有用来避让转筒2的避让孔。
[0043]
当然，出于实现相同设计目的，第二动力单元7和第三动力单元8亦可以类比于第一动力单元6的设计理念实施，具体如图：如图2、3中所示，第二动力单元7优选包括有第二主动齿轮71、第二从动齿轮72以及第二直驱电机73。第二直驱电机73可拆卸地固定于第一水管3的周向侧壁上。第二主动齿轮71可在第二直驱电机73驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动；而与该第二主动齿轮71相啮合的第二从动齿轮72套设、且固定于出水接头23上。第三动力单元8优选包括有第三主动齿轮81、第三从动齿轮82以及第三直驱电机83。第三直驱电机83可拆卸地固定于第一水管3的周向侧壁上。第三主动齿轮81可在第三直驱电机83驱动力的作用下持续地绕其中心轴线自由地进行周向旋转运动。而与第三主动齿轮81相啮合的第三从动齿轮82套设、且固定于第二水管4上。
[0044]
需要说明的是，为相关船员配置有控制手柄。在控制手柄上设有三个开关摁扭，以分别一一对应地控制第一直驱电机63、第二直驱电机73、第三直驱电机83。当海盗来犯时，船员分别摁压不同的开关摁扭以启、停第一直驱电机63、第二直驱电机73或/和第三直驱电机83，以对多关节防海盗高压喷枪的姿态进行调整，确保喷嘴5的喷射方向始终正对于海盗或海盗船。
[0045]
已知，出水接头23和第一水管3之间的连接是否稳定以及密封性是否良好对确保多关节防海盗高压喷枪得以长期正常运行有着至关重要的影响。鉴于此，如图6中所示，多关节防海盗高压喷枪还包括有橡胶密封环11和锁紧螺钉12。第一水管3插配于出水接头23内。假定出水接头23的内径值为d1，第一水管3的外径值为d2，则d1
‑
d2＜0.2mm。围绕第一水管3的外侧壁成型出一条密封凹槽和一条限位凹槽。在出水接头23的外侧壁开设一供锁紧螺钉12旋入的螺纹孔。当第一水管3相对于出水接头23插配到位后，螺纹孔与密封凹槽相对位，锁紧螺钉12旋入螺纹孔内，且直至伸入到限位凹槽一定深度，以确保第一水管3和出水接头23连接的可靠性、稳定性。橡胶密封环11被嵌设于密封凹槽内，且始终受到出水接头23和第一水管3共同挤压力的作用，以对装配间隙进行封堵，进而有效地杜绝了高压水外溢现象的发生。
[0046]
已知，市面上存有多种型号的橡胶密封环11可供选择，不过在此推荐应用遇水膨胀橡胶密封11，其由遇水膨胀橡胶材料制成。当橡胶密封环11与海水相接触时，其自身体积可进行膨胀以对装配间隙进行充分的封堵。
[0047]
已知，喷嘴5经过一段时间的应用，其势必会受损。出于提升喷嘴5的拆装便利性，进而降低后期维护困难度以及成本方面考虑，如图7中所示，喷嘴5优选借由螺纹副旋合于第二水管4的出水端。在喷嘴5的外侧壁上成型出有外螺纹，而在第二水管4出水端的内侧壁上成型出有与上述外螺纹相适配的内螺纹。
[0048]
另外，由图7中还可出看出，喷嘴5还配套有锁紧螺母13。当喷嘴5相对于第二水管4旋合到位后，及时地旋紧锁紧螺母13，直至其顶触于第二水管4的端面上。如此一来，可以有效地提升喷嘴5的固定牢靠性，杜绝了其因长期受到水流交替冲击力或外力作用而由第二水管4上脱离现象的发生。
[0049]
在此还需要说明的是，左置轴承9和右置轴承10的内圈均优选采取过盈配合的方式套设于转筒2的周侧壁上，在实际组装操作中，可以预先借用液态氮对转筒2进行极冷以缩小其外径尺寸，而后迅速地将左置轴承9、右置轴承10分别由两侧套入。当然，第一从动齿
轮62、第二主动齿轮71、第三从动齿轮82亦优选采取过盈配合的方式分别一一对应地套设于转筒2、出水接头23、第二水管4的周侧壁上。
[0050]
再者，出于降低能耗以及尽可能地提升多关节防海盗高压喷枪的运转灵敏度方面考虑，转筒2、第一水管3和第二水管4均优选有结构强度极高，密度较小、且耐海水性能极强的碳纤维材料或合金钢制成。
[0051]
还需要说明的是，在第一水管3、第二水管4的内侧壁还成型出有螺旋凹槽(图中未示出)。如此一来，当高压水流经第一水管3、第二水管4时，螺旋凹槽的存在可以有效地提升高压水与管侧壁贴触的紧密性，尽可能地消除“空穴”现象，而且还有效地减少高速流动时的“章动”，确保高压水在被射出时具有良好的定向性以及稳定性。
[0052]
图9示出了本发明中多关节防海盗高压喷枪第二种实施方式的立体示意图，可知，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于：多关节防海盗高压喷枪额外增设有摄像单元14和控制器(图中未示出)。摄像单元14用来实时地摄取船舶四周环境，且由安装底座1所承托。控制器用来接收实时环境图像，其与摄像单元14进行电连接。第一直驱电机63、第二直驱电机73、第三直驱电机83均为可由控制器进行启/停控制的伺服电机。摄像单元14包括多个摄像头141和支撑架142。支撑架142可拆卸地固定于安装底座1上。而摄像头141可拆卸地固定于支撑架142上，且以线性阵列的方式进行排布，且在自由地进行周向旋动。当海盗出现时，多关节防海盗高压喷枪被调整至竖立状态，海盗驶船进入摄像头141视角内时，控制器(上位机)会对借助事先训练好的模型，对船只进行智能识别，船员可以在操作室的显示器上看到实时的画面，并对可疑船只进行检查，船员可在显示器对画面中的船舶进行勾选，下达打击命令，此时控制器会控制多关节防海盗高压喷枪对目标船只进行持续性喷射，并且具有目标跟随功能，直到船只被击沉或者放弃登船，有效抵抗海盗进攻。且在攻击海盗的过程中，不需要船员登上甲板进行操作，进一步保护了船员的生命安全。
[0053]
作为上述技术方案的进一步优化，上述的摄像头141至少一个为红外夜视摄像头。如此一来，使得摄像单元14具有夜视功能，避免运输船舶在夜间受到海盗的来犯，确保其行驶的安全性。
[0054]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。