一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置的制作方法

文档序号:21442087发布日期:2020-07-10 17:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,海底电缆布放装置包括主体框架(1)、储缆筒(2)、排缆机构、张紧滑轮(4)、电力推进系统、水下变压器(8)和电动七功能机械手臂(9);

储缆筒(2)位于主体框架(1)内且两端固定于主体框架(1)两侧,储缆筒(2)上均匀缠绕有电缆(13);主体框架(1)两侧固定有平行于储缆筒(2)布置的横轴,张紧滑轮(4)通过滚动轴承固定于横轴上,张紧滑轮驱动电机与张紧滑轮(4)相连;横轴和储缆筒(2)之间设置有排缆机构,排缆机构包括往复丝杆(10)、滑动轴(17)和套装于滑动轴(17)上的滑块(16),往复丝杆(10)、滑动轴(17)两端均固定于主体框架(1)两侧且平行于储缆筒(2)布置,滑块(16)一端滑动设置于往复丝杆(10)上,另一端开有圆孔;缠绕于储缆筒(2)上的电缆(13)穿过滑块(16)另一端的圆孔后绕至张紧滑轮(4)的轮槽上;储缆筒(2)和往复丝杆(10)的同一端分别连接有储缆筒齿轮(12)和丝杆齿轮(15),储缆筒齿轮(12)和丝杆齿轮(15)通过传动链条(14)连接,储缆筒(2)与储缆筒驱动电机(11)相连;

水下变压器(8)安装于主体框架(1)底部,水下变压器(8)主要由环形壳体(22)和位于壳体内的环形变压器(19)组成,环形壳体(22)中间空腔的内侧面开有上下两圈使环形壳体(22)内外相通的环形缺口,中间空腔内侧面嵌装有橡胶皮碗(21),位于上部的环形缺口被橡胶皮碗(21)外侧面所封堵,橡胶皮碗(21)底面水平置于上下两圈环形缺口之间;环形壳体(22)底部安装有使中间空腔底部密封的底板,底板上安装有电机控制器(20);环形壳体(22)外侧面底部开有一通孔(23);

电力推进系统包括三个电力推进器(5),三个电力推进器(5)安装于主体框架(1)顶部,其中两个电力推进器(5)位于主体框架(1)后部两侧,第三个电力推进器(5)位于主体框架(1)前部;环形壳体(22)通过油管分别连接至三个电力推进器(5)的壳体内;油管通过通孔(23)与环形壳体(22)相连;

主体框架(1)在靠近张紧滑轮(4)的一侧安装有电动七功能机械手臂(9);照明与摄像系统包括三组视觉辅助模块,每组视觉辅助模块主要由一个摄像头(6)和一个水下灯(7)组成,三组视觉辅助模块均布于主体框架(1)顶部区域,且其中两组视觉辅助模块安装于张紧滑轮(4)两侧。

2.根据权利要求1所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,海底电缆布放装置搭载于水下遥控作业机器人(26)底部,控制集装箱(24)通过脐带缆为水下遥控作业机器人(26)提供电能和传输控制信号,脐带缆绞车(25)上的脐带缆经a字型吊架(27)将水下遥控作业机器人(26)下放至水深0-4500米区域内工作,控制集装箱(24)、脐带缆绞车(25)和a字型吊架(27)均位于母船上。

3.根据权利要求2所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,还包括水下耐压电子控制箱(3),海底电缆布放装置水下遥控作业机器人(26)提供电能并传输控制信号,水下遥控作业机器人(26)的电源接口经水下变压器(8)与水下耐压电子控制箱(3)相连,水下遥控作业机器人(26)的通信接口连接至水下耐压电子控制箱(3),电动七功能机械手臂(9)、电机控制器(20)、张紧滑轮驱动电机、储缆筒驱动电机(11)、照明与摄像系统均与水下耐压电子控制箱(3)相连。

4.根据权利要求3所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,通过三个电力推进器(5)实现海底电缆布放装置三自由度的姿态调整,水下耐压电子控制箱(3)通过电机控制器(20)控制三个电力推进器(5)工作。

5.根据权利要求1所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,张紧滑轮(4)主要由相互紧贴的主动轮和从动轮组成,主动轮与张紧滑轮驱动电机相连,电缆(13)依次经主动轮轮槽后从主动轮和从动轮贴合处的轮槽中间穿出,从动轮轮槽两侧通过与主动轮轮槽两侧相互贴合以压紧轮槽中间的电缆(13)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,所述橡胶皮碗(21)底面采用金属片制备。

7.根据权利要求1所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置,其特征在于,橡胶皮碗(21)在海水压力作用下从上部的环形缺口被压入环形壳体(22)内,环形壳体(22)内的油在压力作用下从通孔流出后经油管流入三个电力推进器(5)的壳体内,使水下变压器(8)的压力传导至电力推进器(5)的壳体内部,从而实现压力补偿。

8.采用权利要求1-7任一所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置的操作方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1)将海底电缆布放装置安装至水下遥控作业机器人(26)底部,电缆(13)一端的接头经滑块(16)从张紧滑轮(4)引出后由电动七功能机械手臂(9)握住,海底电缆布放装置停止放缆并保持张紧滑轮(4)和储缆筒(2)之间的线缆处于张紧状态;

步骤2)水下遥控作业机器人(26)搭载海底电缆布放装置沉入海底,水下遥控作业机器人(26)在控制集装箱(24)的控制下携带水下遥控海底电缆布放装置到达接驳盒/科学仪器所在位置处,水下耐压电子控制箱(3)通过操控电动七功能机械手臂(9)将电缆一端的接头插到接驳盒/科学仪器上并锁紧;

步骤3)水下遥控作业机器人(26)搭载海底电缆布放装置移动,移动过程中海底电缆布放装置正常放缆,到达另一端接驳盒所处位置处后,将储缆筒(2)上的余缆全部释放后缠绕在另一端接驳盒绕缆柱上,水下耐压电子控制箱(3)通过操控电动七功能机械手臂(9)将电缆(13)另一端接头插入接驳盒接口并锁紧。

9.采用权利要求8所述的一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置的操作方法,其特征在于,

水下耐压电子控制箱(3)通过储缆筒驱动电机(11)和张紧滑轮驱动电机控制海底电缆布放装置放缆:储缆筒(2)在储缆筒驱动电机(11)带动下转动的同时带动储缆筒齿轮(12)转动,丝杆齿轮(15)在储缆筒齿轮(12)的带动下转动的同时带动往复丝杆(10)旋转,滑动轴(17)上的滑块(16)沿往复丝杆(10)来回滑动,从而使储缆筒(2)上的电缆(13)逐渐释放;

海底电缆布放装置正常放缆时,储缆筒(2)转动的线速度小于张紧滑轮(4)的线速度,则储缆筒(2)和张紧滑轮(4)之间的电缆(13)处于张紧状态;

海底电缆布放装置停止放缆时,储缆筒(2)和张紧滑轮(4)转动的线速度均为0,但张紧滑轮驱动电机继续工作,使张紧滑轮(4)保持旋转的加速度,电缆(13)处于张紧状态;

海底电缆布放装置回收电缆时,储缆筒(2)转动的线速度大于张紧滑轮(4)的线速度,则储缆筒和张紧滑轮之间的电缆依然处于张紧状态。


技术总结
本发明公开了一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置。本发明装置搭载在水下ROV底部,通过利用ROV自带的航迹控制和记录功能,可以实现精准布缆路由控制和记录;通过张紧滑轮伺服电机反馈旋转圈数,精确测算并记录电缆布放长度,通过张紧滑轮驱动用伺服电机力矩保持被释放电缆的张紧状态,通过排缆机构与张紧滑轮配合实现电缆的释放和回收;结合ROV本身的姿态控制和电缆布放装置自身的电力推进系统进行姿态调节,可以实现海底电缆精确插拔。本发明主要用于海底科学观测网的主、次接驳盒节点之间和接驳盒与科学仪器之间光电复合缆的插拔连接和布放作业,也可以用于水下生产设备和水下工厂所用海底电缆电线的连接和敷设。

技术研发人员:李勇军
受保护的技术使用者:杭州瑞晟博科技有限公司
技术研发日:2020.04.01
技术公布日:2020.07.10
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1