CN105000479B - 具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其包括水面吊放系统和水下吊放系统，水面吊放系统由钢缆绞车马达等构成，吊放钢缆的一端绕过吊放钢缆定滑轮后挂在一个中继站上，钢缆绞车马达与吊放钢缆绞车连接，吊放钢缆的另一端与吊放钢缆绞车连接；水下吊放系统由承重电缆绞车马达等构成，承重电缆吊放定滑轮位于吊放钢缆定滑轮的一侧，承重电缆的另一端绕过承重电缆吊放定滑轮后与中继站连接，承重电缆绞车与承重电缆绞车马达连接，承重电缆驱动马达驱动承重电缆驱动定滑轮，承重电缆排缆机构位于承重电缆绞车的侧面。本发明可有效保护承重电缆，同时便于潜水器的布放与回收。

Description

具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统

技术领域

本发明涉及一种缆控潜水器甲板吊放系统，特别是涉及一种具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统。

背景技术

潜水器是指具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置。主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水员活动的水下作业基地，又称深潜器、可潜器。潜水器在水下作业通常有两种形式：一种为自航式潜水器，潜水器在水下自由航行，自我控制，潜水器自带电能。另外一种为水面电缆控制式潜水器，潜水器通过电缆与水面发生通讯、控制或电力传输联系。潜水器和水面联系的电缆通常具有一定承载重量的能力。水面布放与回收系统在潜水器布放阶段，将潜水器吊放至水面。在潜水器下潜阶段，对电缆进行放缆管理。在上浮阶段，对电缆进行回收管理。潜水器回到水面后，将潜水器吊放回收至母船甲板。带缆潜水器在海上使用过程中，由于与母船有电缆联系，而潜水器水面支持母船受到海上风浪流作用，会产生各种纵摇、横摇、垂荡等各种不利于潜水器布放与回收作业的工况。在恶劣海况下，母船晃动甚至可以崩断承重电缆。承重电缆是带缆潜水器的关键部件。电缆断裂极有可能产生潜水器毁沉海底的毁灭性事故。此外，对于大深度的带缆潜水器，承重电缆的长度可达几千米，甚至上万米。承重电缆必须在布放与回收系统的电缆绞车上进行整齐排缆，多层排缆后，承重电缆发生挤压变形，导致乱缆，承重电缆乱缆后无法进行布放与回收。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其可有效保护承重电缆，同时便于潜水器的布放与回收。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，其包括水面吊放系统和水下吊放系统，水面吊放系统由钢缆绞车马达、吊放钢缆绞车、吊放钢缆、吊放钢缆定滑轮构成，吊放钢缆的一端绕过吊放钢缆定滑轮后挂在一个中继站上，钢缆绞车马达与吊放钢缆绞车连接，吊放钢缆的另一端与吊放钢缆绞车连接；水下吊放系统由承重电缆绞车马达、承重电缆绞车、承重电缆排缆机构、承重电缆、第二承重电缆导向定滑轮、承重电缆摆动滑轮、承重电缆驱动定滑轮、承重电缆驱动马达、承重电缆摩擦定滑轮、承重电缆配载动滑轮、第一承重电缆导向定滑轮、承重电缆吊放定滑轮、承重电缆构成，承重电缆吊放定滑轮位于吊放钢缆定滑轮的一侧，承重电缆的一端依次绕过第二承重电缆导向定滑轮、承重电缆摆动滑轮、承重电缆驱动定滑轮、承重电缆摩擦定滑轮、承重电缆配载动滑轮、第一承重电缆导向定滑轮后与承重电缆绞车连接，承重电缆的另一端绕过承重电缆吊放定滑轮后与中继站连接，承重电缆绞车与承重电缆绞车马达连接，承重电缆驱动马达驱动承重电缆驱动定滑轮，承重电缆排缆机构位于承重电缆绞车的侧面。

优选地，所述中继站和一个潜水器连接。

优选地，所述承重电缆吊放定滑轮、吊放钢缆定滑轮都与一个门吊连接，门吊与一个门吊摆动油缸连接。

优选地，所述门吊与一个门架底座之间通过一个门架插销进行连接。

优选地，所述门吊分为上下两段，门吊的上下两段通过折叠销连接。

本发明的积极进步效果在于：载人或无人缆控潜水器通过本发明将潜水器吊放入水，进行水下作业。作业完成后，通过本发明将潜水器回收到水面。在潜水器吊放入水、水下作业、回收至水面等各个阶段，对潜水器的承重电缆均具有良好保护作用。本发明实现潜水器在布放回收过程中母船升沉时对承重电缆的升沉补偿保护，通过摩擦驱动轮驱动方式放松承重电缆在电缆绞车上的张力，使得电缆在电缆绞车上排缆整齐。

附图说明

图1为本发明具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统的侧面示意图。

图2为本发明具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统的俯视图。

图3为本发明中门吊的四种状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图3所示，本发明具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统包括水面吊放系统和水下吊放系统。

潜水器1(潜水器可以是大深度带缆式潜水器)通常通过中继站2将潜水器和中继站一起运送至深海一定深度后，潜水器1与中继站2脱离。潜水器1在深海进行航行并作业，中继站2通过承重电缆6维持在一定深度不动。承重电缆6不仅要承担中继站在水中的重量，而且要通过内部电缆保持潜水器1与母船的数据通信、电力传输、控制等。潜水器1 和中继站2在水面的重量远远大于在水下重量。如果通过承重电缆6将潜水器1和中继站 2整体从母船甲板吊放至水下，则承重电缆6强度不够。因此，本发明设计了两套吊放系统：一套为水面吊放系统，一套为水下吊放系统。

水面吊放系统由钢缆绞车马达19、吊放钢缆绞车20、吊放钢缆5、吊放钢缆定滑轮18构成，吊放钢缆5的一端绕过吊放钢缆定滑轮18后挂在中继站2上，钢缆绞车马达19 与吊放钢缆绞车20连接，吊放钢缆5的另一端与吊放钢缆绞车20连接。在水面状态下，潜水器1和中继站2通过挂钩连接。通过吊放钢缆绞车20将潜水器1和中继站2一起起吊到一定空中高度。打开门吊摆动油缸4，将门吊3伸出船舷，下放吊放钢缆5，将潜水器1和中继站2整体吊放到水下约三米至五米。水面母船控制中继站上的拔销机构，将中继站2与吊放钢缆5分离。潜水器和中继站入水后，重量会大大降低。吊放钢缆5与中继站分离后，潜水器1和中继站2的水下重量转化为由承重电缆6承担。这时，潜水器1和中继站2的水下承重转化为第二吊放系统即水下吊放系统吊放。

水下吊放系统由承重电缆绞车马达24、承重电缆绞车22、承重电缆排缆机构21、承重电缆6、第二承重电缆导向定滑轮8、承重电缆摆动滑轮7、承重电缆驱动定滑轮9、承重电缆驱动马达23、承重电缆摩擦定滑轮10、承重电缆配载动滑轮12、第一承重电缆导向定滑轮11、承重电缆吊放定滑轮17、承重电缆6构成，承重电缆吊放定滑轮17位于吊放钢缆定滑轮18的一侧，承重电缆6的一端依次绕过第二承重电缆导向定滑轮8、承重电缆摆动滑轮7、承重电缆驱动定滑轮9、承重电缆摩擦定滑轮10、承重电缆配载动滑轮12、第一承重电缆导向定滑轮11后与承重电缆绞车22连接，承重电缆6的另一端绕过承重电缆吊放定滑轮17后与中继站2连接，承重电缆绞车22与承重电缆绞车马达24连接，承重电缆驱动马达23驱动承重电缆驱动定滑轮9，承重电缆排缆机构21位于承重电缆绞车22的侧面。承重电缆吊放定滑轮17、吊放钢缆定滑轮18都与门吊3连接，门吊3与一个门吊摆动油缸4连接。

承重电缆绞车22通过传动齿轮组13控制承重电缆排缆机构21的排缆。传动齿轮组13的作用是通过齿轮传动，承重电缆绞车22每转动一圈，带动承重电缆排缆机构21向前行进与承重电缆6直径相同的距离，这样可以保证承重电缆6与承重电缆绞车22的卷筒距离保持垂直，使得排缆整齐。承重电缆6需要收缆时，承重电缆驱动马达23驱动承重电缆驱动定滑轮9收缆。承重电缆6在进入承重电缆摩擦定滑轮10之前有较大张力用于提升潜水器1和中继站2。承重电缆6在承重电缆驱动定滑轮9和承重电缆摩擦定滑轮10 之间经过多次缠绕，其摩擦力大大增加。因此，承重电缆6进入承重电缆摆动滑轮7，其缆绳张力非常低。承重电缆6在承重电缆绞车22上的缠绕是底张力状态缠绕。既可以保障承重电缆6能够在承重电缆绞车22上整齐排缆，又可保障承重电缆6缠绕至承重电缆绞车22上后处于张力放松状态。

启动承重电缆驱动马达23收缆的同时，还要启动承重电缆绞车马达24排放承重电缆到承重电缆绞车22上。在这过程中，承重电缆驱动马达23的收缆速度应当略大于承重电缆绞车马达24收缆速度。当承重电缆绞车马达24收缆速度过快时，承重电缆摆动滑轮7 受力增加，承重电缆摆动滑轮7向上运动，触发限位开关，限位开关控制承重电缆绞车马达24降低收缆速度，实现了承重电缆驱动马达23和承重电缆绞车马达24收放动作的同步性。

中继站2吊放至深海后，母船在海上会出现一定的升沉与晃动。母船升沉与晃动过大、过急时，承重电缆6的张力增加，增加的张力甚至会崩断承重电缆6。为解决这一问题，本发明设计了承重电缆配载动滑轮12。当承重电缆6张力突然增加到一定值时，会提升承重电缆配载动滑轮12。承重电缆6放缆，起到对母船的升沉补偿功能，保护承重电缆6。当承重电缆6的张力降低后，承重电缆配载动滑轮12通过自重下降复位。

门吊3与门架底座14之间通过门架插销16进行连接。门吊摆动油缸4驱动门吊3绕门架插销16转动，从而实现吊放门吊3伸出船舷吊放潜水器1入水和从船舷将潜水器1 回收至甲板功能。图3中数字标记25表示门吊3伸出船舷状态，数字标记26表示门吊3 直立状态，数字标记28表示将潜水器1回收至甲板状态，数字标记29表示门吊3完成吊放作业后不使用时的存储状态。

门吊3分为上下两段，上下两段通过折叠销27连接。本吊放系统需要运输时，将门吊3上下两段折叠，从而降低吊放系统的总高度，便于运输和存储。在运输和存储时，要插上限位销15，以防止门吊3晃动。

针对潜水器水面重、水下轻的特点，本发明设置两套吊放系统，一套钢缆吊放系统用于吊放潜水器入水和将潜水器从水面回收到母船甲板上。另外一套承重电缆吊放系统将潜水器运送至深海。

在承重电缆吊放系统中通过设置配重动滑轮实现对母船的升沉补偿。在母船升沉过程中可保护承重电缆受力不超过规定范围，防止承重电缆崩断。

通过驱动定滑轮与摩擦定滑轮多次缠绕方式，降低承重电缆在承重电缆绞车上的张力，从而实现承重电缆在承重电缆绞车上底张力缠绕，并能整齐排放，防止乱缆。

通过设置摆动滑轮触动限位开关方式，协调承重电缆驱动马达和承重电缆绞车马达的收放速度。承重电缆的绕线顺序为从潜水器的中继器绕过承重电缆吊放定滑轮到第一承重电缆导向定滑轮，到承重电缆配载动滑轮，到承重电缆摩擦定滑轮，到承重电缆驱动定滑轮，到承重电缆摆动滑轮，到第二承重电缆导向定滑轮，到承重电缆绞车排缆机构，到承重电缆绞车。吊放钢缆绕线顺序为钢缆绞车到吊放钢缆定滑轮，再到潜水器中继站挂钩点。

本发明充分利用母船上已有的门吊装置，能同时实现升沉补偿和保护承重电缆受力不超过规定的范围，可以替代昂贵的升沉补偿机构。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，其包括水面吊放系统和水下吊放系统，水面吊放系统由钢缆绞车马达、吊放钢缆绞车、吊放钢缆、吊放钢缆定滑轮构成，吊放钢缆的一端绕过吊放钢缆定滑轮后挂在一个中继站上，钢缆绞车马达与吊放钢缆绞车连接，吊放钢缆的另一端与吊放钢缆绞车连接；水下吊放系统由承重电缆绞车马达、承重电缆绞车、承重电缆排缆机构、承重电缆、第二承重电缆导向定滑轮、承重电缆摆动滑轮、承重电缆驱动定滑轮、承重电缆驱动马达、承重电缆摩擦定滑轮、承重电缆配载动滑轮、第一承重电缆导向定滑轮、承重电缆吊放定滑轮、承重电缆构成，承重电缆吊放定滑轮位于吊放钢缆定滑轮的一侧，承重电缆的一端依次绕过第二承重电缆导向定滑轮、承重电缆摆动滑轮、承重电缆驱动定滑轮、承重电缆摩擦定滑轮、承重电缆配载动滑轮、第一承重电缆导向定滑轮后与承重电缆绞车连接，承重电缆的另一端绕过承重电缆吊放定滑轮后与中继站连接，承重电缆绞车与承重电缆绞车马达连接，承重电缆驱动马达驱动承重电缆驱动定滑轮，承重电缆排缆机构位于承重电缆绞车的侧面。

2.如权利要求1所述的具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，所述中继站和一个潜水器连接。

3.如权利要求1所述的具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，所述承重电缆吊放定滑轮、吊放钢缆定滑轮都与一个门吊连接，门吊与一个门吊摆动油缸连接。

4.如权利要求3所述的具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，所述门吊与一个门架底座之间通过一个门架插销进行连接。

5.如权利要求3所述的具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统，其特征在于，所述门吊分为上下两段，门吊的上下两段通过折叠销连接。