CN103274036B - 一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆保护技术领域，具体涉及一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置。包括导缆器、伸缩导杆a、伸缩导杆b、缓冲装置a、缓冲装置b、旋转导缆架、压轮a、压轮b、压轮c、轴座、固定台架、滚轮a和滚轮b；该装置在结构上具有多个自由度，旋转导缆架可带动伸缩导杆及导缆器水平面内360°旋转，伸缩导杆可在垂直面内上下摆动，缓冲装置能够适应张力的变化，吸收冲击，保证了ROV/水下载体在相对母船的任何位置，电缆都能收放顺畅，并得到可靠保护。

Description

一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置

技术领域

本发明属于电缆保护技术领域，具体涉及一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置。

背景技术

在现有的技术中，水下有缆机器人ROV等带缆作业水下载体一般工作在相对复杂的水下环境，受涌浪、流等因素的影响容易与作业母船相干涉，特别是与船舷、螺旋桨、舵等发生缠绕、摩擦，并导致电缆的损伤，从而影响水下载体的作业。这是ROV等有缆水下载体使用过程中面临的主要问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，该装置能够有效地避免ROV等有缆载体的电缆与船体干涉，可保证作业载体在相对于母船及其操控设备的任何位置，电缆都能顺畅放出、回收，安装位置灵活可变，并且不受作业母船的结构限制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，包括导缆器、伸缩导杆a、伸缩导杆b、缓冲装置a、缓冲装置b、旋转导缆架、压轮a、压轮b、压轮c、轴座、固定台架、滚轮a和滚轮b；

其中，缓冲装置a和缓冲装置b为相同结构，分别由气弹簧和安装座组成；所述旋转导缆架主要由两块安装板组成；

其连接关系在于：将所述轴座固定安装在所述固定台架的上端，旋转导缆架的两块安装板对称固定安装在所述轴座外圈，所述滚轮a安装在旋转导缆架两块安装板之间，所述滚轮b安装在固定台架下部，所述压轮a和压轮b通过安装轴分别安装在旋转导缆架两块安装板之间并使压轮a和压轮b与所述滚轮a为间隙配合，所述压轮c通过安装轴安装在固定台架上并与滚轮b为间隙配合；所述伸缩导杆a和伸缩导杆b尾端分别对称活动安装在旋转导缆架两块安装板的外侧；所述缓冲装置a和缓冲装置b的气弹簧一端通过安装座安装在所述旋转导缆架安装板底部，所述缓冲装置a和缓冲装置b的气弹簧另一端分别与所述伸缩导杆a和伸缩导杆b活动连接；所述导缆器通过安装轴安装在所述伸缩导杆a和伸缩导杆b前端。

所述伸缩导杆a和伸缩导杆b通过定位销定位。

在所述缓冲装置a和缓冲装置b的安装座和气弹簧的连接端装有调整垫片。

所述压轮a和压轮b与所述滚轮a的间隙及所述压轮c与滚轮b的间隙为2～5mm。

在所述压轮a和压轮b与所述滚轮a之间及所述压轮c与滚轮b之间设有一层防磨损层。

所述防磨损层由聚四氟乙烯、尼龙、硫化橡胶的任一种材料制成。

在所述旋转导缆架两块安装板之间装有支筒。

在所述固定台架上端安装有限位座。

所述压轮a和压轮b安装轴与旋转导缆架安装板通过止动销固定。

所述压轮c与固定台架通过止动销固定。

应用说明：该装置结构上具有多个自由度，旋转导缆架可带动伸缩导杆及导缆器水平面内360°旋转，伸缩导杆可在垂直面内上下摆动，保证了作业系统在正常工作模式下，无论水下有缆机器人/水下载体与母船相对位置如何，母船航行状态如何，电缆张力大小如何让，电缆始终与作业母船无干涉，且在这种保护模式下，电缆直接从甲板上引出入水能减小系统作业时电缆的水下阻力，还能使电缆够避开母船周围复杂的水文环境，防止电缆与母船底周边的水下障碍物缠绕、刮损等。整个装置安装在甲板上，具有安装简单、工作可靠、维修方便、安全性高的特点，能够满足绝大多数水下有缆机器人等利用电缆供电或信息传输的水下作业载体的电缆保护的需求。

本发明的优点和有益效果在于：该装置采用模块化设计，工作可靠，拆装简单，适装性好，能够满足各种带缆潜器/水下载体的作业需求，该装置以确保水下载体在布放、回收、作业状态下，电缆与母船本体无干涉，并且工作灵活可靠，接口简单，满足作业母船的适装性要求。由于所述伸缩导杆a和伸缩导杆b通过定位销定位，可以调节伸缩导杆的长度。由于在所述缓冲装置a和缓冲装置b的安装座和气弹簧的连接端装有调整垫片，能够调整气弹簧和安装座之间的间隙。由于所述压轮a和压轮b与所述滚轮a的间隙及所述压轮c与滚轮b的间隙为2～5mm，在确保脐带电缆不脱离滚轮的前提下，使滚轮和压轮不会干涉。由于在所述压轮a和压轮b与所述滚轮a之间及所述压轮c与滚轮b之间设有一层防磨损层，可以尽量的减小脐带电缆与压轮和滚轮之间磨损。由于在所述旋转导缆架两块安装板之间装有支筒，在旋转导缆架工作时，能够防止安装板挠性变形。由于在所述固定台架上端安装有限位座，可以限制旋转导缆架的转动范围。由于所述压轮a和压轮b安装轴与旋转导缆架安装板通过止动销固定、所述压轮c与固定台架通过止动销固定，可以防止压轮从安装槽内脱出。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作示意图；

图3为本发明的穿缆及压轮安装示意图。

其中，1-导缆器；2-伸缩导杆a；3-伸缩导杆b；4-缓冲装置a；5-缓冲装置b；6-旋转导缆架；7-压轮a；8-压轮b；9-压轮c；10-支筒；11-轴座；12-固定台架；13-滚轮a；14-滚轮b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2和图3所示，本发明具体实施的技术方案是：一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，包括导缆器1、伸缩导杆a2、伸缩导杆b3、缓冲装置a4、缓冲装置b5、旋转导缆架6、压轮a7、压轮b8、压轮c9、轴座11、固定台架12、滚轮a13和滚轮b14；

其中，缓冲装置a4和缓冲装置b5为相同结构，分别由气弹簧和安装座组成；所述旋转导缆架6主要由两块安装板组成；

其连接关系在于：将所述轴座11固定安装在所述固定台架12的上端，旋转导缆架6的两块安装板对称固定安装在所述轴座11外圈，所述滚轮a13安装在旋转导缆架6两块安装板之间，所述滚轮b14安装在固定台架12下部，所述压轮a7和压轮b8通过安装轴分别安装在旋转导缆架6两块安装板之间并使压轮a7和压轮b8与所述滚轮a13为间隙配合，所述压轮c9通过安装轴安装在固定台架12上并与滚轮b14为间隙配合；所述伸缩导杆a2和伸缩导杆b3尾端分别对称活动安装在旋转导缆架6两块安装板的外侧；所述缓冲装置a4和缓冲装置b5的气弹簧一端通过安装座安装在所述旋转导缆架6安装板底部，所述缓冲装置a4和缓冲装置b5的气弹簧另一端分别与所述伸缩导杆a2和伸缩导杆b3活动连接；所述导缆器1通过安装轴安装在所述伸缩导杆a2和伸缩导杆b3前端。

所述伸缩导杆a2和伸缩导杆b3通过定位销定位。

在所述缓冲装置a4和缓冲装置b5的安装座和气弹簧的连接端装有调整垫片。

所述压轮a7和压轮b8与所述滚轮a13的间隙及所述压轮c9与滚轮b14的间隙为2～5mm。

在所述压轮a7和压轮b8与所述滚轮a13之间及所述压轮c9与滚轮b14之间设有一层防磨损层。

所述防磨损层由聚四氟乙烯、尼龙、硫化橡胶的任一种材料制成。

在所述旋转导缆架6两块安装板之间装有支筒10。

在所述固定台架12上端安装有限位座。

所述压轮a7和压轮b8安装轴与旋转导缆架6安装板通过止动销固定。

所述压轮c9与固定台架12通过止动销固定。

如图1、图2和图3所示，安装在固定台架12底端的滚轮b14主要起换向作用，使出/入缆方向与电缆绞车的收放缆方向保持一致，是本装置与绞车的接口；在电缆与滚轮b14的相切位置安装有压轮c9，压轮c9与滚轮b14之间保持2mm～5mm间隙，其作用是防止由于张力松弛造成电缆从滚轮b14线槽中脱出；轴座11安装在固定台架12中心轴线位置，与旋转导缆架6之间配装有圆锥滚子轴承，使得旋转导缆架6不仅能沿轴座11旋转，还能承受装置工作时的大倾覆力矩。旋转导缆架6上安装有压轮a7、压轮b8和滚轮a13，滚轮a13的作用是将电缆水平换向，其本身可随旋转导缆架6绕轴座11旋转，因此电缆经其换向后，可在平行甲板平面内，0～360°任意位置引出，而实际工作时，旋转导缆架6转角范围一般不大0～180°，为此在固定台架12装有限位座，可根据现场作业情况灵活调整其安装位置，以限定旋转导缆架6在水平面内的工作角度范围。旋转导缆架6上还安装有伸缩导杆a2和伸缩导杆b3，它不仅可随旋转导缆架6水平面内全向0～360°旋转，还可沿安装在旋转导缆架6上的导杆轴座在垂直甲板平面内上下摆动，伸缩导杆a2和伸缩导杆b3下端装有缓冲装置a4和缓冲装置b5可吸收导杆上下摆动过程中的冲击，还可限制摆动幅度，采用模块化设计可根据不同的作业系统配置更换。伸缩导杆a2和伸缩导杆b3长度可变，根据现场作业需求，通过手动调整快速拔销的安装孔位，手动推拉导杆即可实现。伸缩导杆a2和伸缩导杆b3伸出端装有导缆器1，内置交叉分布的导轮，导轮的安装的距离能够保证线缆和接插件的穿过，导缆器1还能够沿伸缩导杆a2和伸缩导杆b3一端轴向旋转，保证了线缆带上张力之后能始终与导轮接触。

工作前准备状态：首先通过调整快速拔销展开导杆，保证导杆前端的导缆器1伸出甲板外，回转旋转导缆架6确保电缆引出后与船体无干涉。电缆一端从电缆张力绞车出来后穿过在所述压轮a7和压轮b8与所述滚轮a13之间及所述压轮c9与滚轮b14之间，通过导缆器1后连接至ROV/水下载体。由于采用模块化设计，使用方便，如图3所示，穿缆时，只需拉拔止动销，旋转压轮a7、压轮b8和压轮c9，使压轮a7、压轮b8和压轮c9轴的卡槽脱出止动销，即可将压轮a7、压轮b8和压轮c9沿安装架滑槽拖出，电缆及接插件穿过后装入压轮a7、压轮b8和压轮c9，保证电缆能卡入滚轮a13和滚轮b14的线槽中。工作前，还应根据本装置在母船上的安装位置，调整限位座在固定台架12上的安装孔位，确保该装置工作时安全。

工作状态：作业系统开始工作之后，ROV/水下载体拖动电缆，在本装置的保护下，电缆伸出船弦外，与水面呈一定角度8°～15°入水，在电缆张力、浪涌的作用下伸缩导杆a2和伸缩导杆b3会随之摆动，并能自动适应张力的变化，摆动造成的冲击会被导杆下端的缓冲装置a4和缓冲装置b5吸收，这样可极大减小冲击对电缆的磨损，同时电缆还会带动导缆器1和旋转导缆架6的旋转，使得ROV/水下载体在相对母船的任意位置，电缆都能避开母船，防止了与母船的碰撞、摩擦，其次，电缆与本装置的接触面均为滚动摩擦，减小了对电缆的磨损。基于此工作原理，可实现对电缆的可靠保护。

回收状态：当作业系统停止工作，ROV/水下载体被回收到母船之后，可根据需要拆装压轮a7、压轮b8和压轮c9，回收电缆，调整快速拔销使伸缩导杆a2和伸缩导杆b3缩至最短，还可通过拆除下端的缓冲装置a4和缓冲装置b5，将折叠存放，极大减小了占用空间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：包括导缆器(1)、伸缩导杆a(2)、伸缩导杆b(3)、缓冲装置a(4)、缓冲装置b(5)、旋转导缆架(6)、压轮a(7)、压轮b(8)、压轮c(9)、轴座(11)、固定台架(12)、滚轮a(13)和滚轮b(14)；

其中，缓冲装置a(4)和缓冲装置b(5)为相同结构，分别由气弹簧和安装座组成；所述旋转导缆架(6)主要由两块安装板组成；

其连接关系在于：将所述轴座(11)固定安装在所述固定台架(12)的上端，旋转导缆架(6)的两块安装板对称固定安装在所述轴座(11)外圈，所述滚轮a(13)安装在旋转导缆架(6)两块安装板之间，所述滚轮b(14)安装在固定台架(12)下部，所述压轮a(7)和压轮b(8)通过安装轴分别安装在旋转导缆架(6)两块安装板之间并使压轮a(7)和压轮b(8)与所述滚轮a(13)为间隙配合，所述压轮c(9)通过安装轴安装在固定台架(12)上并与滚轮b(14)为间隙配合；所述伸缩导杆a(2)和伸缩导杆b(3)尾端分别对称活动安装在旋转导缆架(6)两块安装板的外侧；所述缓冲装置a(4)和缓冲装置b(5)的气弹簧一端通过安装座安装在所述旋转导缆架(6)安装板底部，所述缓冲装置a(4)和缓冲装置b(5)的气弹簧另一端分别与所述伸缩导杆a(2)和伸缩导杆b(3)活动连接；所述导缆器(1)通过安装轴安装在所述伸缩导杆a(2)和伸缩导杆b(3)前端。

2.根据权利要求1所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：所述伸缩导杆a(2)和伸缩导杆b(3)通过定位销定位。

3.根据权利要求1所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：在所述缓冲装置a(4)和缓冲装置b(5)的安装座和气弹簧的连接端装有调整垫片。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：所述压轮a(7)和压轮b(8)与所述滚轮a(13)的间隙及所述压轮c(9)与滚轮b(14)的间隙为2～5mm。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：在所述压轮a(7)和压轮b(8)与所述滚轮a(13)之间及所述压轮c(9)与滚轮b(14)之间设有一层防磨损层。

6.根据权利要求5所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：所述防磨损层由聚四氟乙烯、尼龙、硫化橡胶的任一种材料制成。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：在所述旋转导缆架(6)两块安装板之间装有支筒(10)。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：在所述固定台架(12)上端安装有限位座。

9.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：所述压轮a(7)和压轮b(8)安装轴与旋转导缆架(6)安装板通过止动销固定。

10.根据权利要求1、2或3所述的一种船用水下有缆机器人脐带电缆保护装置，其特征在于：所述压轮c(9)与固定台架(12)通过止动销固定。