CN103501414B - 带有浮台的移动式水下监控装置 - Google Patents
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Abstract
一种带有浮台的移动式水下监控装置，包括：水上浮台、水下云台以及锚体，其中，水上浮台包括：相对布置的两个浮台、相对固定在浮台上的水密电机、安装在水密电机上的减速箱，减速箱与锚缆绞盘和升降绞盘连接，锚缆绞盘上缠绕有锚缆，升降绞盘上缠绕水下电缆；水下云台包括：水下云台支架、安装在水下云台支架上的数个槽轮、固定在水下云台支架上的云台、通过水下电缆传输信号的水下照明灯及水下摄像机，在槽轮之间穿梭有锚缆；锚体包括：沉底锚、固定在沉底锚上的锚缆，且沉底锚通过锚缆与设在水上的浮台连接。本发明不仅能够增加水下监控的可视区域，解决了现有水下装置图像的不稳定问题；而且，简化了结构设计，降低了生产及维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及水下监控装置，尤其涉及一种用于供工作人员对水下测试场景进行监控的带有浮台的移动式水下监控装置。属于海洋石油工程领域。
背景技术
目前，用于对水下测试场景进行监控的装置主要有两种：一为移动式，二为固定式。其中，移动式水下监控装置也有两种，一为推进移动式，其主要包括：水下机器人(ROV)、水下自主机器人(AUV)，其中，水下机器人(ROV)是通过脐带缆与水面船只进行能源与数据信号的交换，其自身的前后左右安装有螺旋推进器，能够在脐带缆范围内移动，水下机器人(ROV)的前部安装有照明灯、摄像头以及操作使用的机械臂。而水下自主机器人(AUV)则是自带能源，与水面上没有连接，其是通过水声通讯技术对水下自主机器人(AUV)进行控制，水下自主机器人(AUV)的尾部安装有推进器，头部安装有摄像头和照明灯；上述二者皆是通过安装在自身的推进器改变自己的姿态以及运动方向，从而，实现对不同水域的监控。由于现有的移动式水下监控装置主要是依靠自身的推进器改变方向，以实现对监控区域的改变；并通过调节自身在水下的姿态，来保证的所获得的图像的清晰度。但是，由于水下机器人(ROV)本身设计要求较高，且需要进行水下运动，所以，还需要大量的辅助设备，因此，设计成本较高；且由于自身机构的的复杂性，使得设备的可维修性与可替换性较低，从而，导致维修时间过长，降低了整个装置使用效率。二为拖曳移动式，其主要是通过在水下布置多个摄像头，并用船拖曳的方式来保证多个摄像头的可视角及监控区域的改变。拖曳移动式水下监控装置制作成本较低，且续航能力较高。但，当遇到比较激烈的洋流时，其摄像头由于只有线缆固定，很容易使所获得的图像出现抖动现象；同时，由于结构的限制，其在水下的姿态也不能够自由调整，因此，影响了监控的效果。
固定式水下监控装置主要包括：设在水下的监控摄像头、水下固定支架，其中，摄像头固定在水下支架上，以实现对特定区域的监控。由于此种方式是将摄像头固定在水下的固定位置上，并通过增加摄像头的个数来保证监控范围，这种方法优点是稳定性好，但是，对于环境要求比较高，需要比较稳定的水质才能保证监控图像的清晰度以及观察范围固定，如果遇有突发状况时，受其自身条件所限，只能监控一个固定的区域，当发生突发事故时，便不能及时调整区域和快速寻找到及监控事故地点。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种带有浮台的移动式水下监控装置，其不仅能够增加水下监控的可视区域，解决了现有水下装置图像的不稳定问题；而且，简化了结构设计，降低了生产及维修成本，增加了监控装置的可替换性及可靠性。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：包括：水上浮台、水下云台以及锚体，其中，水上浮台包括：相对布置的两个浮台、分别相对固定在浮台上的电机支座、安装在电机支座的水密电机、安装在水密电机上的减速箱，该减速箱通过绞盘轴与锚缆绞盘和升降绞盘连接，锚缆绞盘上缠绕有锚缆，升降绞盘上缠绕水下电缆；水下云台包括：水下云台支架、安装在水下云台支架上的数个槽轮、固定在水下云台支架上的云台、水下照明灯及水下摄像机，其中，水下照明灯和水下摄像机的电源和信号通过水下电缆传输；在槽轮之间穿梭有锚缆；锚体包括：沉底锚、固定在沉底锚上的锚缆，且沉底锚通过锚缆与设在水上的浮台连接。
所述浮台为箱体结构，箱体表面设有用于固定电机支座的不锈钢板。
所述云台为箱体结构，云台内设置有两台电机，一台与水下摄像机连接，用于控制水下摄像机的俯仰运动，另一台控制云台自身的左右旋转。
所述水下云台支架为框架式结构。
所述水密电机上安装有接线盒，该接线盒与综合显控系统相连，在为云台提供电源和控制信号的同时，并将云台姿态、角度以及水下摄像机拍摄的画面传回综合显控系统。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其不仅能够增加水下监控的可视区域，解决了现有水下装置图像的不稳定问题；而且，简化了结构设计，降低了生产及维修成本，增加了监控装置的可替换性及可靠性。
附图说明
图1为本发明浮台装置主视图。
图2为本发明浮台装置俯视图。
图3为本发明锚缆绞盘的工作原理图。
图4为本发明升降缆绞盘的工作原理图。
图中主要标号说明：
1.水密电机、2.减速箱、3.锚缆绞盘、4.升降绞盘、5.轴支座、6.云台、7.水下摄像机、8.水下云台支架、9.槽轮、10.水下照明灯、11.沉底锚、12.锚缆、13.水下电缆、14.绞盘轴、15.浮台、16.电机支座。
具体实施方式
如图1—4所示，本发明主要包括：水上浮台、水下云台以及锚体，其中，水上浮台主要包括：相对布置的两个浮台15、相对固定在浮台15上的电机支座16、通过螺栓连接方式安装在电机支座16的水密电机1、安装在水密电机1上的减速箱2，减速箱2通过绞盘轴14与锚缆绞盘3和升降绞盘4连接，锚缆绞盘3上缠绕有锚缆12，升降绞盘4上缠绕水下电缆13。
水下云台主要包括：水下云台支架8、采用螺栓连接方式安装在水下云台支架8上的数个槽轮9、固定在水下云台支架8上的云台6、水下照明灯10及水下摄像机7，其中，水下照明灯10和水下摄像机7的电源和信号通过水下电缆传输；在槽轮9之间穿梭有锚缆12。
锚体主要包括：沉底锚11、固定在沉底锚11上的锚缆12，且沉底锚11通过锚缆12与设在水上的浮台15连接。
如图1所示，使用时，根据实际监控范围和位置，由船只将水上浮台牵引至相应区域，然后，通过水密电机1、减速箱2控制锚缆绞盘3将沉底锚11沉至水底进行定位；此时，水下云台支架8由于槽轮9和锚缆12的限制，始终处在锚缆12之间，并在升降绞盘4的带动作上下运动，从而，实现水下云台6在垂直方向上的运动。
上述两个浮台15为：由高分子聚乙烯材料制成的箱体结构，箱体表面设有用于固定电机支座16的不锈钢板。
上述云台6为采用耐腐蚀性材料制成的箱体结构，如：聚甲醛，云台6内设置有两台电机，一台与水下摄像机7连接，用于控制水下摄像机7的俯仰运动，另一台用于控制云台6自身的左右旋转，用以实现在同一水深内对水下测试场景各个角度的监控。
上述水下云台支架8为框架式结构。
本实施例：槽轮9为8个，两两作为一对，通过一边两对的槽轮9挤压作用，从而限制云台支架8在锚缆12上的运动。
本实施例采用双锚缆12的作用是：为水下云台支架8提供一个双轨道，从而，限制其上下的位置，这样一来，当水下云台支架8在上下运动的时候，不会因为水流的作用而沿着锚缆旋转，从而保证监控区域的稳定性。
沉底锚11的作用主要是：第一，为浮台在水面上固定不动提供保障，第二，拉直锚缆12，使其在水底不至于弯曲和摆动，从而，保证了水下云台支架8在水下竖直移动。
槽轮9的作用是：第一，增加水下云台支架8上下的移动性；第二，限制水下云台支架8只能在两根锚缆12之间上下移动，而不会在上下移动中旋转。
上述锚缆绞盘3、升降绞盘4采用水密电机1进行驱动，通过控制水密电机1转速带动锚缆绞盘3、升降绞盘4实现锚缆12在起吊过程中的垂直方向移动，并通过切换水密电机1的极性，实现锚缆12的方向控制，最终，实现对安装在锚缆12上的水下云台6等设备的在垂直方向上的移动控制。
水密电机1上安装有接线盒，该接线盒与综合显控系统相连，水密电机1的接线盒负责电源和信号转换处理，并控制锚缆绞盘3、升降绞盘4的动作，从而，实现对整个水下云台6的升降控制，进而实现对不同水深的水下测试场景进行监测。接线盒负责为云台6提供电源(DV24V)和控制信号(RS485)，并将水下云台6姿态、角度以及水下摄像机7拍摄的画面传回综合显控系统。
上述综合显控系统、电机、水密电机1、减速箱2、锚缆绞盘3、升降绞盘4、水下摄像机7、槽轮9、水下照明灯10、沉底锚11、锚缆12、水下电缆13、绞盘轴14为现有技术，未作说明的技术为现有技术。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：包括：水上浮台、水下云台以及锚体，其中，水上浮台包括：相对布置的两个浮台、分别相对固定在浮台上的电机支座、安装在电机支座的水密电机、安装在水密电机上的减速箱，该减速箱通过绞盘轴与锚缆绞盘和升降绞盘连接，锚缆绞盘上缠绕有锚缆，升降绞盘上缠绕水下电缆；水下云台包括：水下云台支架、安装在水下云台支架上的数个槽轮、固定在水下云台支架上的云台、水下照明灯及水下摄像机，其中，水下照明灯和水下摄像机的电源和信号通过水下电缆传输；在槽轮之间穿梭有锚缆；锚体包括：沉底锚、固定在沉底锚上的锚缆，且沉底锚通过锚缆与设在水上的浮台连接。
2.根据权利要求1所述的带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：所述浮台为箱体结构，箱体表面设有用于固定电机支座的不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：所述云台为箱体结构，云台内设置有两台电机，一台与水下摄像机连接，用于控制水下摄像机的俯仰运动，另一台控制云台自身的左右旋转。
4.根据权利要求1所述的带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：所述水下云台支架为框架式结构。
5.根据权利要求1所述的带有浮台的移动式水下监控装置，其特征在于：所述水密电机上安装有接线盒，该接线盒与综合显控系统相连，在为云台提供电源和控制信号的同时，并将云台姿态、角度以及水下摄像机拍摄的画面传回综合显控系统。
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