一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置及铺缆方法与流程

本发明涉及海底光缆铺设，尤其是一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置及铺缆方法。

背景技术：

1、海底光缆主要用于国家内部以及国与国之间的电信传输。随着海底光缆的应用场景越来越广泛，光缆的快速安装及铺设也成为了现在亟需关注的问题。海底光缆主要铺设在海底，在浅海区域海底光缆主要采用埋设，而在深海区域则采用敷设。目前现有技术中，铺设海底光缆工作大多依托铺缆船进行铺设，主要存在以下三个缺点：

2、一是人员参与多，工程量巨大，成本较高；

3、二是铺缆船作业环境受海况影响较大，当遇到风浪较大环境时，无法进行作业，严重影响作业进度；

4、三是铺缆船在水面航行的路径易被侦测和记录，使我国的海底信息网络暴露，存在巨大的安全风险。

5、因此，针对上述存在的问题，提出一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置及铺缆方法。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置及铺缆方法，从而可以有效避免海面上恶劣风浪环境的影响，使得铺缆难度大大降低，提高作业效率，并能实现自主铺设光缆。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，包括无人潜器本体，所述无人潜器本体的艏部搭载有一部灵活机械手，无人潜器本体的尾部区域固定有铺缆装置；

4、铺缆装置的结构为：包括上下分布的收放绞车本体和铺缆绞车本体，收放绞车本体的框架上安装有剪切机构和一号排缆机构，收放绞车本体的一号卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳穿过一号排缆机构和剪切机构，末端连接到铺缆绞车本体上；铺缆绞车本体的顶部设置有安装钢丝绳的接头，铺缆绞车本体的内部安装二号卷筒，二号卷筒上缠绕有光缆，二号卷筒的侧面设置有与光缆连接的一号湿插拔插头，一号湿插拔插头由灵活机械手拔出，二号卷筒一侧安装有二号排缆机构，光缆穿过二号排缆机构后连接二号湿插拔插头。

5、其进一步技术方案在于：

6、所述铺缆绞车本体通过钢丝绳悬吊在无人潜器本体内部。

7、剪切机构的结构为：包括“z”字型结构的支撑架，支撑架上固定剪切油缸，剪切油缸伸出杆上固定有刀片，支撑架上还开有穿过钢丝绳的通孔，支撑架的端部还设置有支撑板。

8、支撑板位于通孔的一旁。

9、支撑板与支撑架垂直，支撑板的外侧还安装有加强肋板。

10、通孔的直径大于钢丝绳的直径。

11、刀片成直角形结构。

12、二号湿插拔插头处于自由状态。

13、一种海底光缆铺设装置的铺缆方法，包括如下操作步骤：

14、步骤一：无人潜器本体通过视觉系统定位至第一个节点处；

15、步骤二：无人潜器本体自主执行指令，控制铺缆绞车本体上的马达带动二号卷筒旋转，在二号湿插拔插头重力牵引和二号卷筒旋转下，处于自由状态的二号湿插拔插头和光缆被释放出无人潜器本体，直至二号湿插拔插头接触至海底；

16、步骤三：无人潜器本体沿着光缆寻找定位二号湿插拔插头，通过灵活机械手抓取二号湿插拔插头，将二号湿插拔插头插到第一节点上；

17、步骤四：无人潜器本体持续向第二个节点航行，航行过程中铺缆绞车本体的二号卷筒旋转持续释放光缆，释放光缆的速度和无人潜器本体向前航行的速度保持一致，避免两者速度不匹配造成光缆被扯断或在海底布设堆积；

18、步骤五：待光缆全部释放完毕后，无人潜器本体处于悬停状态，然后自主执行指令，控制收放绞车本体上的马达带动一号卷筒旋转，铺缆绞车本体整体被释放出无人潜器本体，直至铺缆绞车本体坐底到海底，无人潜器本体自主执行指令，控制剪切机构将钢丝绳切断，铺缆绞车本体被长期布放在海底，若发现海底不平，不适合释放铺缆绞车本体时，控制收放绞车本体将铺缆绞车本体回收进无人潜器本体内，然后找寻下一个布放点释放铺缆绞车本体；

19、步骤六：无人潜器本体通过灵活机械手将位于二号卷筒侧面的一号湿插拔插头取出，向第二个节点进行插拔，完成铺缆；

20、步骤七：铺缆结束后，无人潜器本体开始巡航，观察光缆铺设的质量，若发现光缆铺设位置发生偏离或堆积，通过无人潜器本体上的灵活机械手进行纠正。

21、本发明的有益效果如下：

22、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过铺缆装置的重新设计，可以有效地避免海面上恶劣风浪环境的影响，使得铺缆难度大大降低，提高布缆作业效率，并能实现自主铺设光缆。同时设置收放绞车控制铺缆绞车的布放位置，可以寻找合适的布放位置，保证光缆铺设质量。

技术特征：

1.一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：包括无人潜器本体(1)，所述无人潜器本体(1)的艏部搭载有一部灵活机械手(3)，无人潜器本体(1)的尾部区域固定有铺缆装置(2)；

2.如权利要求1所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：所述铺缆绞车本体(206)通过钢丝绳(204)悬吊在无人潜器本体(1)内部。

3.如权利要求1所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：剪切机构(202)的结构为：包括“z”字型结构的支撑架(2025)，支撑架(2025)上固定剪切油缸(2021)，剪切油缸(2021)伸出杆上固定有刀片(2022)，支撑架(2025)上还开有穿过钢丝绳(204)的通孔(2023)，支撑架(2025)的端部还设置有支撑板(2024)。

4.如权利要求3所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：支撑板(2024)位于通孔(2023)的一旁。

5.如权利要求3所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：支撑板(2024)与支撑架(2025)垂直，支撑板(2024)的外侧还安装有加强肋板。

6.如权利要求3所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：通孔(2023)的直径大于钢丝绳(204)的直径。

7.如权利要求3所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：刀片(2022)成直角形结构。

8.如权利要求1所述的一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置，其特征在于：二号湿插拔插头(209)处于自由状态。

9.一种如权利要求1所述的基于无人潜器的海底光缆铺设装置的铺缆方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

技术总结
一种基于无人潜器的海底光缆铺设装置及铺缆方法，包括无人潜器本体，其艏部搭载有一部灵活机械手，其尾部区域固定有铺缆装置；铺缆装置的结构为：包括上下分布的收放绞车本体和铺缆绞车本体，收放绞车本体的框架上安装有剪切机构和一号排缆机构，收放绞车本体的一号卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳穿过一号排缆机构和剪切机构，末端连接到铺缆绞车本体上；铺缆绞车本体的顶部设置有安装钢丝绳的接头，铺缆绞车本体的内部安装二号卷筒，二号卷筒上缠绕有光缆，二号卷筒的侧面设置有与光缆连接的一号湿插拔插头，一号湿插拔插头由灵活机械手拔出，二号卷筒一侧安装有二号排缆机构，光缆穿过二号排缆机构后连接二号湿插拔插头，工作可靠。

技术研发人员：宋强,林少川,罗升,姚晨佼,许可,焦慧锋
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6