一种开沟底座装置及水下作业设备的制作方法

本发明属于水下作业，具体涉及一种开沟底座装置及水下作业设备。

背景技术：

1、海底管缆包括海底管道、电力管缆和通信光缆，广泛应用于海洋油气钻采、海底采矿、风电场建设以及海底通信网络领域。海底管缆容易受到渔船拖网、洋流冲刷、海啸以及埋深变化等影响，造成管缆裸露浮起、破损以及埋深变浅等等情况。为保护这些管缆，最有效的方式是在海床上开设相应深度的沟槽，对管缆进行埋设，并定期巡检维护。

2、目前一般是通过深海埋缆机器人进行开沟敷缆作业。传统的深海埋缆机器人包括拖曳式喷射犁、拖曳式埋设犁和自行走挖沟机，这些装备虽然能够较好的满足深海挖沟敷缆作业需求，但整体结构复杂，且价格昂贵，体积及重量均相对较大，还需要配套的甲板布防回收系统，购置成本和维护成本高昂。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种丰富rov的功能和适用场景，提高rov的使用率，布放回收时可直接借用rov现有的布放回收系统，成本更低，操作以及设备维护起来更加简单，并提高了水下作业时对恶劣环境及工况适应性的开沟底座装置及水下作业设备。

2、本发明的内容提供一种开沟底座装置，该开沟底座装置包括底座框架、行走机构和开沟机构，所述行走机构设置在底座框架的两侧，所述开沟机构设置在底座框架的下方，用于在海床上开沟；

3、还包括回转支承和收卷机构，所述回转支承设置在底座框架的顶部，回转支承的转动圈上设置有用于与rov可拆卸连接的插接件，且底座框架上设置有用于驱动回转支承的转动圈旋转的旋转驱动件一，所述收卷机构设置在底座框架的一侧，且收卷机构的卷筒上缠绕有中性缆，所述中性缆的一端通过滑环与开沟底座装置上所有的驱动模块连接，另一端用于与rov连接，以通过rov为开沟底座装置上的所有驱动模块提供动力及控制。

4、更进一步地，所述插接件在底座框架顶部竖向设置，所述插接件的侧面设置有限位孔，用于与rov主框架上的横向插销配合。

5、更进一步地，所述插接件具有三个以上，三个以上的插接件周向分布在回转支承的转动圈上。

6、更进一步地，所述收卷机构包括固定座、直线驱动组件和导缆筒，所述固定座固定设置在底座框架的一侧，所述卷筒可转动地设置在固定座上，所述直线驱动组件设置在固定座上，用于驱动导缆筒沿卷筒侧面轴向移动，中性缆通过导缆筒进行收放，所述导缆筒的轴线沿底座框架的高度方向设置，且导缆筒呈喇叭状，其直径大的一端朝上设置。

7、更进一步地，所述导缆筒的侧面镂空设置，且导缆筒的镂空区域均设置有用于与中性缆接触的滚动体。

8、更进一步地，所述直线驱动组件包括旋转驱动件三、丝杆、导杆及移动块，丝杆转动设置在固定座上并由旋转驱动件三驱动旋转，导杆固定设置在固定座上并与丝杆平行，所述移动块与丝杆螺纹配合并滑动套设在导杆上，所述导缆筒设置在移动块上。

9、更进一步地，所述行走机构为履带机构或滑靴。

10、更进一步地，所述开沟机构包括两个喷冲臂，两个喷冲臂均设置有用于喷出水射流以在海床上开沟的喷嘴，且两个喷冲臂可转动的设置在底座框架下方。

11、更进一步地，所述底座框架上还设置有压缆器，所述压缆器可转动的设置在底座框架下方并位于两个喷冲臂之间。

12、本发明还提供一种水下作业设备，包括rov以及如上所述的开沟底座装置，所述开沟底座装置与rov之间通过插接件机械连接，并通过中性缆电性连接，开沟底座装置由rov提供动力和控制。

13、本发明的有益效果是，开沟底座装置可作为rov的拓展模块，连接rov实现水下开沟敷缆以及其他作业，丰富rov的功能和适用场景，提高rov的使用率，布放回收时可直接借用rov现有的布放回收系统，相较于深海埋缆机器人，开沟底座装置成本更低，结构更简单，体积和重量更小，对船舶要求较低，能够安装rov的船舶，都可以搭载该开沟底座装置进行开沟作业，操作以及设备维护起来更加简单，使用难度大大降低。

14、开沟底座装置通过插接件及中性缆与rov进行机械连接以及电性连接后，水下作业时，可根据实际工况和环境使rov在开沟底座装置上转动，适应相应工况的作业要求，或是在极端作业或异常作业情况下，rov保持通过中性缆与开沟底座装置连接的基础上脱离开沟底座装置，在开沟底座装置上方飞行，在水下全方位观察开沟底座装置的工作状态，观察前后管缆状态，或是飞到开沟底座装置前方扫除障碍等，从而进一步提高水下作业时对恶劣环境及工况的适应性。

技术特征：

1.一种开沟底座装置，其特征是，该开沟底座装置（100）包括底座框架（1）、行走机构（2）和开沟机构（3），所述行走机构（2）设置在底座框架（1）的两侧，所述开沟机构（3）设置在底座框架（1）的下方，用于在海床上开沟；

2.如权利要求1所述的开沟底座装置，其特征是，所述插接件（6）在底座框架（1）顶部竖向设置，所述插接件（6）的侧面设置有限位孔（61），用于与rov（200）主框架上的横向插销配合。

3.如权利要求1或2所述的开沟底座装置，其特征是，所述插接件（6）具有三个以上，三个以上的插接件（6）周向分布在回转支承（4）的转动圈上。

4.如权利要求1或2所述的开沟底座装置，其特征是，所述收卷机构（7）包括固定座（71）、直线驱动组件和导缆筒（74），所述固定座（71）固定设置在底座框架（1）的一侧，所述卷筒（72）可转动地设置在固定座（71）上，所述直线驱动组件设置在固定座（71）上，用于驱动导缆筒（74）沿卷筒（72）侧面轴向移动，中性缆（8）通过导缆筒（74）进行收放，所述导缆筒（74）的轴线沿底座框架（1）的高度方向设置，且导缆筒（74）呈喇叭状，其直径大的一端朝上设置。

5.如权利要求4所述的开沟底座装置，其特征是，所述导缆筒（74）的侧面镂空设置，且导缆筒（74）的镂空区域均设置有用于与中性缆（8）接触的滚动体（741）。

6.如权利要求4所述的开沟底座装置，其特征是，所述直线驱动组件包括旋转驱动件三（75）、丝杆（76）、导杆（77）及移动块，丝杆（76）转动设置在固定座（71）上并由旋转驱动件三（75）驱动旋转，导杆（77）固定设置在固定座（71）上并与丝杆（76）平行，所述移动块与丝杆（76）螺纹配合并滑动套设在导杆（77）上，所述导缆筒（74）设置在移动块上。

7.如权利要求1、2、5、6任一项所述的开沟底座装置，其特征是，所述行走机构（2）为履带机构（21）或滑靴（22）。

8.如权利要求1、2、5、6任一项所述的开沟底座装置，其特征是，所述开沟机构（3）包括两个喷冲臂（31），两个喷冲臂（31）均设置有用于喷出水射流以在海床上开沟的喷嘴（311），且两个喷冲臂（31）可转动的设置在底座框架（1）下方。

9.如权利要求8所述的开沟底座装置，其特征是，所述底座框架（1）上还设置有压缆器（10），所述压缆器（10）可转动的设置在底座框架（1）下方并位于两个喷冲臂（31）之间。

10.一种水下作业设备，其特征是，包括rov（200）以及如权利要求1-9任一项所述的开沟底座装置（100），所述开沟底座装置（100）与rov（200）之间通过插接件（6）机械连接，并通过中性缆（8）电性连接，开沟底座装置（100）由rov（200）提供动力和控制。

技术总结
本发明属于水下作业技术领域，具体涉及一种开沟底座装置及水下作业设备，行走机构设置在底座框架的两侧，开沟机构设置在底座框架的下方；回转支承设置在底座框架的顶部，回转支承的转动圈上设置有用于与ROV可拆卸连接的插接件，收卷机构设置在底座框架的一侧，且收卷机构的卷筒上缠绕有中性缆，中性缆的一端通过滑环与开沟底座装置上所有的驱动模块连接，另一端用于与ROV连接，以通过ROV为开沟底座装置上的所有驱动模块提供动力及控制。本发明丰富了ROV的功能和适用场景，提高了ROV的使用率，布放回收时可直接借用ROV现有的布放回收系统，成本更低，操作以及设备维护起来更加简单，并提高了水下作业时对恶劣环境及工况的适应性。

技术研发人员：郭园园,张定华,涂绍平,孙昊宇,吴峥,袁庆晴,陈奕昊,熊杰
受保护的技术使用者：上海中车艾森迪海洋装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/26