CN109677574B - 用于大深度水下目标的生命维持系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大深度水下目标的生命维持系统，包括声纳基阵、集成式插接装置、安装在水下目标的声信标和集成式插接座、以及安装在水面平台上的布放回收装置、集中控制装置、应急气源装置和应急电源装置，集成式插接装置通过组合脐带分别与布放回收装置、集中控制装置、应急气源装置和应急电源装置连接，集成式插接装置连接有ROV。采用声纳基阵与声信标建立水声通讯，来确定水下目标的位置信息后，利用集中控制装置控制ROV移动和旋转，以将集成式插接装置与集成式插接座插接，通过组合脐带与水下目标进行气体输送、液体输送、电能输送和数据传输，实现对大深度水下目标的状态监测和物质补给。

Description

用于大深度水下目标的生命维持系统

技术领域

本发明涉及海洋救助技术领域，具体涉及一种用于大深度水下目标的生命维持系统。

背景技术

随着我国海洋战略的推进，种类众多的HUV(载人潜水器)、UUV(无人潜水器)、深海空间站、水下居住舱、大深度潜水作业系统等深海装备正在研制或已投入使用。目前，由于深海装备携带的氧气、资源和能源有限，水下工作时间受到极大的限制，在自持时间届满前必须回到水面支持平台，进行能源补给、数据下载、任务指令重新下达等工作。由于现有深海装备的自持时间都比较短，导致深海装备在深海海域作业过程中存在以下不足：

1)在自持时间届满前必须回到水面支持平台，水下作业时间短，极大地限制了深海装备在作业海域的自主性和灵活性；

2)每次布放和回收深海装备都需要较长的时间，深海装备需要频繁地回到水面支持平台，降低了深海作业的效率；

3)当水面海况较差时，增加深海装备在布放或回收过程中的安全风险。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何对深海装备实施快速、有效地补给和状态监测,进而保障深海装备在作业海域的自主性和灵活性。

为达到以上目的，本发明提供的一种用于大深度水下目标的生命维持系统，包括声纳基阵、集成式插接装置、安装在水下目标的声信标和集成式插接座、以及安装在水面平台上的布放回收装置、集中控制装置、应急气源装置和应急电源装置，集成式插接装置通过组合脐带分别与布放回收装置、集中控制装置、应急气源装置和应急电源装置连接，集成式插接装置连接有ROV，ROV在集中控制装置的控制下移动和旋转，集中控制装置控制ROV与集成式插接座的插接；

所述布放回收装置用于布放、回收集成式插接装置；声纳基阵用于与声信标建立水声通讯，并将水下目标的位置信息传输至集中控制装置；集中控制装置用于控制集成式插接装置和集成式插接座的插接，以及在插接后对水下目标进行物资补给和状态监测。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：采用声纳基阵与声信标建立水声通讯，来确定水下目标的位置信息后，通过布放回收装置将集成式插接装置布放在水下目标的附近，利用集中控制装置控制ROV移动和旋转，以将集成式插接装置与集成式插接座插接，通过组合脐带与水下目标进行气体输送、液体输送、电能输送和数据传输，实现对大深度水下目标的状态监测和物质补给，从而突破了深海装备在水下工作时间的限制，极大地增加深海装备的水下作业时间，提高作业效率，保障深海装备的作业海域自主性和作业深度灵活性，以满足多样化的任务需求。

此外，在本发明实施例中，所述生命维持系统采用模块化设计，并且对水面平台无特殊要求，可灵活征调能满足系统搭载和运行要求的机动性水面平台，具有响应速度快的优点，有利于对深海装备进行快速、有效地补给和状态监测。

在上述技术方案的基础上，所述布放回收装置包括安装在水面平台上的一体化机座，机座上安装有组合脐带绞车、导缆绳绞车、动力装置、动力操控台和变幅门型吊架；组合脐带绞车用于收放组合脐带；导缆绳绞车用于收放导缆钢丝绳；动力装置为变幅门型吊架提供动力，用于调整变幅门型吊架的倾斜角度；动力操控台用于操控动力装置；

所述变幅门型吊架设置有第一导向滑轮和第二导向滑轮，第一导向滑轮设置有与组合脐带相配合的滑槽，第二导向滑轮设置有与导缆绳相配合的滑槽，导缆钢丝绳在远离导缆绳绞车的一端穿过第二导向滑轮的滑槽后，与导缆配重连接；组合脐带在远离组合脐带绞车的一端穿过第一导向滑轮的滑槽后，与集成式插接装置连通；组合脐带在布放过程中通过多个扎线带与导缆钢丝绳连接，扎线带与组合脐带固定连接，扎线带与导缆钢丝绳滑动连接。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：利用动力操控台调整和锁定变幅门型吊架的倾斜角度，同时启动组合脐带绞车和导缆绳绞车，通过变幅门型吊架将集成式插接装置和导缆配重同步布放入水，并采用扎线带将组合脐带与导缆钢丝绳滑动连接，利用导缆钢丝绳在导缆配重的重力作用下保持竖直方向，确保将集成式插接装置布放在水下目标±3米范围内，减少海洋流向对布放位置精度的影响。

在上述技术方案的基础上，所述集中控制装置包括水下对接遥控操作台、计算机监控台、供排气操控台、真空泵组和配电设备，计算机监控台分别与供排气操控台、真空泵组和配电设备电性连接，供排气操控台分别与应急气源装置和真空泵组连接，配电设备与应急电源装置连接；

所述水下对接遥控操作台用于操控集成式插接装置在水下与集成式插接座插接；在集成式插接装置和集成式插接座插接后，计算机监控台用于与水下目标通信连接，获取水下目标自身的监测数据信息，对水下目标的状态进行监测和显示；根据计算机监控台的监测数据，供排气操控台用于操控应急气源装置或真空泵组来对水下目标进行气体传输，配电设备用于控制应急电源装置为水下目标提供电能。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：利用水下对接遥控操作台来控制集成式插接装置在水下与集成式插接座插接，在集成式插接装置和集成式插接座插接后，采用计算机监控台对水下目标的状态进行监测和显示，以及供排气操控台和配电设备均根据监测数据对水下目标进行物资补给，实现对水下目标的压力和电能的精确调控。

在上述技术方案的基础上，所述应急电源装置包括发电机，发电机的输出端与配电设备连接，配电设备用于将发电机输出的电能转化为符合水下目标要求的电压制式和电流特性的电能。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：先利用发电机将机械能转换为电能，再通过配电设备将发电机输出的电能转化为符合水下目标要求的电压制式和电流特性的电能。

在上述技术方案的基础上，所述集成式插接座设置有分别与水下目标连通的气体插接口、电源插接口、流体插接口、电气插接口和中心导向柱，中心导向柱用于与ROV进行对中、插接和锁紧；集成式插接座开有周向定位槽，集成式插接装置设置有与周向定位槽相配合的定位块。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：采用相配合的周向定位槽和定位块组合成一个周向定位锁定机构，在集成式插接装置与集成式插接座周向对中后，通过定位块卡入周向定位槽内，从而将集成式插接装置的插接头分别与气体插接口、电源插接口、流体插接口和电气插接口进行精确插接。一方面消除周向对中误差对各接头插接的影响，在微小误差或洋流扰动情况下保证各接头顺利插入相应插座，另一方面有效防止不同介质的多个通道出现连接错误，从而避免了损坏设备造成安全事故。

在上述技术方案的基础上，所述集成式插接装置还包括轴向对中机构、周向对中机构、轴向拉伸机构和通道启闭机构；ROV与中心导向柱插接后，在集中控制装置的指令控制下，轴向对中机构用于收回光电复合缆，引导集成式插接装置与ROV形成轴向对中并锁定；周向对中机构用于驱动集成式插接装置绕中心导向柱的轴线旋转，将集成式插接装置与集成式插接座周向对中并锁定；轴向拉伸机构用于驱动集成式插接装置沿中心导向柱的轴向与集成式插接座插接并密封；通道启闭机构用于控制集成式插接装置中各通道的连通或断开。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：先通过ROV与集成式插接座完成初步对接，降低集成式插接装置直接与集成式插接座进行插接的操作难度；再依次利用轴向对中机构、周向对中机构，来分别实现集成式插接装置与集成式插接座的轴向对中和周向对中，分两步对中可减小位置对中的误差；然后采用轴向拉伸机构驱动集成式插接装置与集成式插接座插接并密封；最后通过通道启闭机构控制各通道的连通或断开，实现水面平台与水下目标之间的物质补给和数据传递。

在上述技术方案的基础上，所述组合脐带包括气管路、流体管路、电缆束、光缆束和保护外层，保护外层包覆在气管路、流体管路、电缆束和光缆束的外侧，保护外层一端与组合脐带绞车连接，气管路一端与应急气源装置连通，流体管路一端与水面平台的饮用水箱连通，电缆束一端与应急电源装置连接，光缆束一端与集中控制装置连接，气管路、流体管路、电缆束和光缆束的另一端均与集成式插接装置连接。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：组合脐带中的气管路、流体管路、电缆束和光缆束，分别为水面平台与水下目标之间提供气体传输、流体传输、电能供给和数据传递的通道；组合脐带的保护外层一方面用于承受集成式插接装置在布放回收过程中的拉力，另一方面防止海水对气管路、流体管路、电缆束和光缆束的腐蚀。

在上述技术方案的基础上，所述应急气源装置包括依次连通的空气压缩机、空气处理装置、压缩空气存储装置和供配气设备，空气压缩机用于压缩空气，并将压缩空气输出至空气处理装置；空气处理装置用于分离和除去压缩空气中的水、油及颗粒杂质，处理后的压缩空气输入压缩空气存储装置内；供配气设备安装在压缩空气存储装置的输出管路上，用于调节压缩空气的压力和流量。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：利用应急气源装置为水下目标提供压力、流量和品质满足要求的气体。

在上述技术方案的基础上，所述声纳基阵为USBL声纳基阵，声信标为USBL声信标。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：采用USBL声纳基阵和USBL声信标组成一个超短基线水下定位系统，不仅具有安装方便和操作简单，而且能够获取高精度的水下目标的位置坐标。

在上述技术方案的基础上，所述生命维持系统的最大工作深度为600米。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：所述生命维持系统具有结构简单可靠，能在600米的水下深度中稳定工作，可满足现有的深海装备在大深度水下开展长时间、高效率的工作。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明中布放回收装置的主视结构示意图。

图3为本发明中集中控制装置的主视结构示意图。

图4为本发明中集成式插接座的俯视结构示意图。

图5为本发明中集成式插接装置的主视结构示意图。

图6为本发明中应急气源装置的主视结构示意图。

图7为本发明中ROV与集成式插接座初步对接的示意图。

图中：1-声纳基阵，2-应急电源装置，3-应急气源装置，4-集中控制装置，5-布放回收装置，6-水面平台，7-集成式插接装置，8-集成式插接座，9-声信标，10-组合脐带，11-扎线带，12-导缆配重，13-导缆钢丝绳，14-ROV，15-水下目标，16-第一导向滑轮，17-第二导向滑轮，18-动力操控台，19-导缆绳绞车，20-组合脐带绞车，21-变幅门型吊架，22-动力装置，23-机座，24-配电设备，25-供排气操控台，26-计算机监控台，27-水下对接遥控操作台，28-真空泵组，29-流体插接口，30-中心导向柱，31-电源插接口，32-电气插接口，33-周向定位槽，34-气体插接口，35-轴向对中机构，36-周向对中机构，37-通道启闭机构，38-轴向拉伸机构，39-光电复合缆，40-空气处理装置，41-空气压缩机，42-压缩空气存储装置，43-供配气设备。

具体实施方式

本发明实施例中，作业级ROV(Remote Operated Vehicle，遥控无人潜水器)、轴向对中机构、周向对中机构、轴向拉伸机构和通道启闭机构均为现有技术，ROV自带水下摄像装置和探照灯，以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例1：一种用于大深度水下目标的生命维持系统，参见图1所示，包括声纳基阵1、集中控制装置4、应急气源装置3、应急电源装置2、布放回收装置5、集成式插接装置7、声信标9和集成式插接座8，集中控制装置4、应急气源装置3、应急电源装置2和布放回收装置5均安装在安装在水面平台6上，声信标9和集成式插接座8均安装在水下目标15上。布放回收装置5通过组合脐带10与集成式插接装置7连接，用于将集成式插接装置7布放在水中或从水中回收集成式插接装置7。

参见图1所示，所述集成式插接座8设置有为水下目标15进行物资补给和状态监测的插接口，用于与集成式插接装置7相配合可拆卸连接。集中控制装置4用于控制集成式插接装置7和集成式插接座8的插接，以及在插接后对水下目标15进行物资补给(气体、液体、电能)和状态监测(压力、温度、湿度、环境气体组分和装备运行状态等)。

所述声纳基阵1通过复合电缆与集中控制装置4电性连接，用于与安装在水下目标15的声信标9建立水声通讯，并将水下目标15的位置信息传输至集中控制装置4，便于集中控制装置4根据水下目标15的位置信息控制集成式插接装置7的移动，并与集成式插接座8的对中、插接。

所述集成式插接装置7通过组合脐带10分别与集中控制装置4、应急气源装置3和应急电源装置2连接，用于为水下目标15提供数据传递、气体传输和电能供给。集成式插接装置7通过光电复合缆39连接有作业级ROV14，ROV14在集中控制装置4的控制下移动和旋转，用于控制ROV14与集成式插接座8的对中、插接。

所述应急气源装置3用于为水下目标15提供压力等级、流量、品质满足要求的压缩气体；应急电源装置2用于为水下目标15提供电压制式、电流特性、电容量满足要求的电能。在集成式插接装置7与集成式插接座8插接后，应急气源装置3依次通过组合脐带10、集成式插接装置7和集成式插接座8为水下目标15提供所需的气源；应急电源装置2依次通过组合脐带10、集成式插接装置7和集成式插接座8为水下目标15提供所需的电源。

在本发明实施例中，采用声纳基阵1与声信标9建立水声通讯，来确定水下目标15的位置信息后，通过布放回收装置5将集成式插接装置7布放在水下目标15的附近(在±3米的范围内)，利用集中控制装置4控制ROV14移动和旋转，以将集成式插接装置7与集成式插接座8插接，通过组合脐带10与水下目标15进行气体输送、液体输送、电能输送和数据传输，实现对大深度水下目标的内部环境调节(包括气压、氧气浓度和二氧化碳浓度)、物质补给和状态监测，从而突破了深海装备在水下工作时间的限制，极大地增加深海装备的水下作业时间，提高作业效率，保障深海装备的作业海域自主性和作业深度灵活性，以满足多样化的任务需求。

此外，在本发明实施例中，所述生命维持系统采用模块化设计，并且对水面平台无特殊要求，可灵活征调能满足系统搭载和运行要求的机动性水面平台，具有响应速度快的优点，有利于快速对深海装备进行内部环境调节、物质补给和状态监测。

实施例2：在实施例1的基础上，参见图2所示，所述布放回收装置5包括安装在水面平台6上的一体化机座23，机座23上安装有组合脐带绞车20、导缆绳绞车19、动力装置22、动力操控台18和变幅门型吊架21。组合脐带绞车20用于收放组合脐带10，导缆绳绞车19用于收放导缆钢丝绳13，动力装置22为变幅门型吊架21提供动力，用于调整变幅门型吊架的倾斜角度，动力操控台18用于操控动力装置22。

所述变幅门型吊架21设置有第一导向滑轮16和第二导向滑轮17，第一导向滑轮16设置有与组合脐带10相配合的滑槽，第二导向滑轮17设置有与导缆绳相配合的滑槽，组合脐带10在远离组合脐带绞车的一端穿过第一导向滑轮的滑槽后，与集成式插接装置7连通；导缆钢丝绳13在远离导缆绳绞车的一端穿过第二导向滑轮的滑槽后，与导缆配重12连接。变幅门型吊架21能变幅伸出水面平台6外，并锁定吊架的倾斜角度，便于将集成式插接装置7和导缆配重12布放入水，在布放过程中组合脐带10通过多个扎线带11与导缆钢丝绳13连接，扎线带11与组合脐带10固定连接，扎线带11与导缆钢丝绳13滑动连接，便于集成式插接装置7沿导缆钢丝绳13自由移动。

在本发明实施例中，利用动力操控台18调整和锁定变幅门型吊架21的倾斜角度，同时启动组合脐带绞车20和导缆绳绞车，通过变幅门型吊架21将集成式插接装置7和导缆配重12同步布放入水，并采用扎线带11将组合脐带10与导缆钢丝绳13滑动连接，利用导缆钢丝绳13在导缆配重12的重力作用下保持竖直方向，确保将集成式插接装置7布放在水下目标15±3米范围内，减少海洋流向对布放位置精度的影响。

实施例3：在实施例1的基础上，参见图3所示，所述集中控制装置4包括水下对接遥控操作台27、计算机监控台26、供排气操控台25、真空泵组28和配电设备24，水下对接遥控操作台27用于操控集成式插接装置7在水下与集成式插接座8插接，实现水面平台6通过组合脐带10与水下目标15的连通。在集成式插接装置7和集成式插接座8插接后，计算机监控台26用于与水下目标15通信连接，获取水下目标15自身的监测数据信息，实现对水下目标15的状态进行监测和显示；供排气操控台25分别与应急气源装置3和真空泵组28连接，供排气操控台25可根据计算机监控台26的监测数据，通过操控应急气源装置3和真空泵组28对水下目标15进行气体传输，来实现对水下目标15内部的气压、氧气浓度和二氧化碳浓度等气体环境进行调节；配电设备24与应急电源装置2连接，配电设备24可根据计算机监控台26的监测数据，利用应急电源装置2为水下目标15提供电能。

在本发明实施例中，利用水下对接遥控操作台27来控制集成式插接装置7在水下与集成式插接座8插接，在集成式插接装置7和集成式插接座8插接后，采用计算机监控台26对水下目标的状态进行监测和显示，以及供排气操控台25和配电设备24均根据监测数据对水下目标15进行物资补给，实现对水下目标的压力和电能的精确调控。

实施例4：在实施例3的基础上，参见图4所示，所述集成式插接座8开设有分别与水下目标15连通的气体插接口34、电源插接口31、流体插接口29和电气插接口32，为水下目标15提供物资补给和数据传输的通道。集成式插接座8还设置有周向定位槽33，集成式插接装置7设置有与周向定位槽33相配合的定位块，用于集成式插接装置7与集成式插接座8进行周向对中后，通过定位块卡入集成式插接座8的周向定位槽33内，便于将集成式插接装置7的插接头分别与气体插接口34、电源插接口31、流体插接口29和电气插接口32进行精确插接。

在本发明实施例中，采用相配合的周向定位槽33和定位块组合成一个周向定位锁定机构，在集成式插接装置7与集成式插接座8周向对中后，通过定位块卡入周向定位槽33内，从而将集成式插接装置7的插接头分别与气体插接口34、电源插接口31、流体插接口29和电气插接口32进行精确插接。一方面消除周向对中误差对各接头插接的影响，在微小误差或洋流扰动情况下保证各接头顺利插入相应插座，另一方面有效防止不同介质的多个通道出现连接错误，从而避免了损坏设备造成安全事故。

实施例5：在实施例1的基础上，参见图5所示，所述集成式插接装置7包括ROV14、轴向对中机构35、周向对中机构36、轴向拉伸机构38和通道启闭机构37。参见图7所示，ROV14通过光电复合缆39与集成式插接装置7连接，通过集中控制装置4操纵ROV14捕捉集成式插接座的中心导向柱30(根据声纳基阵1确定水下目标的位置信息和依靠ROV14自身的水下摄像装置来共同捕捉中心导向柱30的位置)，并将ROV14与中心导向柱30对中、插接和锁紧，实现ROV与集成式插接座的初步对接。

参见图7所示，在ROV完成与对集成式插接座的初步对接后，轴向对中机构35在集中控制装置的指令控制下收回光电复合缆39，引导集成式插接装置7与ROV14形成轴向对中并锁定，进而实现集成式插接装置7与集成式插接座8的轴向对中。在集中控制装置4的指令控制下，周向对中机构36驱动集成式插接装置7绕中心导向柱30的轴线旋转，用于将集成式插接装置7与集成式插接座8周向对中并锁定；轴向拉伸机构38驱动集成式插接装置7沿中心导向柱的轴向与集成式插接座8插接并密封；通道启闭机构37用于控制集成式插接装置7中各通道的连通或断开，以实现水面平台6与水下目标15之间的物质补给和数据传递。

在本发明实施例中，先通过ROV与集成式插接座完成初步对接，降低集成式插接装置7直接与集成式插接座8进行插接的操作难度；再依次利用轴向对中机构35、周向对中机构36，来分别实现集成式插接装置7与集成式插接座8的轴向对中和周向对中，分两步对中可减小位置对中的误差；然后采用轴向拉伸机构38驱动集成式插接装置7与集成式插接座8插接并密封；最后通过通道启闭机构37控制各通道的连通或断开，实现水面平台6与水下目标15之间的物质补给和数据传递。

实施例6：在实施例1的基础上，所述组合脐带10包括气管路、流体管路、电缆束、光缆束和保护外层，保护外层包覆在气管路、流体管路、电缆束和光缆束的外侧，形成多介质多通道的组合管路。气管路一端与应急气源装置3连通，流体管路一端与水面平台6的饮用水箱连通，电缆束一端与应急电源装置2连接，光缆束一端与集中控制装置4连接，气管路、流体管路、电缆束和光缆束的另一端均与集成式插接装置7连接，为水面平台6与水下目标15之间提供气体传输、流体传输、电能供给和数据传递的通道。

所述保护外层采用抗拉材料(例如碳纤维)、耐磨材料(例如聚氨酯橡胶)和填充材料(例如纳米炭黑)制成；保护外层一端与组合脐带绞车20连接，用于承受集成式插接装置7在布放回收过程中的拉力；保护外层包覆在气管路、流体管路、电缆束和光缆束的外侧，用于防止海水对气管路、流体管路、电缆束和光缆束的腐蚀。

实施例7：在实施例1的基础上，参见图6所示，所述应急气源装置3包括依次连通的空气压缩机41、空气处理装置40、压缩空气存储装置42和供配气设备43，空气压缩机41组用于压缩空气，并将压缩空气输出至空气处理装置40，空气处理装置40用于分离和除去压缩空气中的水、油及颗粒杂质，处理后的压缩空气输入压缩空气存储装置42内，供配气设备43安装在压缩空气存储装置42的输出管路上，用于调节压缩空气的压力和流量，以同时满足水下目标15对空气的压力、流量和品质的要求。

实施例8：在实施例3的基础上，所述应急电源装置2包括发电机，发电机将机械能转化为电能，发电机的输出端与集中控制装置4的配电设备24连接，配电设备24根据水下目标15的需要，将发电机输出的电能转化为符合要求的电压制式和电流特性的电能。

实施例9：在实施例1-8任一实施例的基础上，所述声纳基阵1为USBL声纳基阵1，声信标9为USBL声信标9。采用USBL声纳基阵1和USBL声信标9组成一个超短基线水下定位系统，不仅具有安装方便和操作简单，而且能够获取高精度的水下目标15的位置坐标。

实施例10：在实施例1-8任一实施例的基础上，所述生命维持系统的最大工作深度为600米。本发明的构思巧妙，结构简单可靠，所述系统能在600米的水下深度中稳定工作，能满足现有的深海装备在大深度水下开展长时间、高效率的工作。

为了进一步说明用于大深度水下目标的生命维持系统，本发明还提供上述生命维持系统的工作过程如下：

1、水面定位：水面平台6根据事先获知的信息驶向水下目标15所在海域并依靠其定位系统精确定位，定位方位应根据实际海流方向定位在水下目标15上游位置，定位精度应保证在±3米范围内；

2、布放导缆配重12和集成式插接装置7：启动布放回收装置5，通过操控台对动力装置22进行操控，使门型吊架变幅伸出舷外制定角度并锁定；启动导缆绳绞车19，通过第二导向滑轮17将导缆配重12布放入水并直至海底，启动组合脐带绞车20，通过第一导向滑轮16将集成式插接装置7布放入水，并在布放过程中，水面平台6上作业人员定距捆扎组合脐带10和导缆钢丝绳13，并保证扎线带11与组合脐带10固结，而与导缆钢丝绳13可滑移，当集成式插接装置7距离海底一定深度时停止布放；

3、建立水声通讯：将USBL声纳基阵1从水面平台6舷侧布放入水，并将其线缆与集中控制装置4的水下对接遥控操作台27、供配电设备24相连接，启动USBL声纳基阵1与预置在水下目标15上的USBL声信标9建立水声通讯；

4、水下引导连接：应急气源装置3为供排气操控台25供气，通过供排气操控台25和水下对接遥控操作台27，驱动集成式插接装置7的上浮力调整单元，使其在上浮力和海流的作用下移动至集成式插接座8附近；水下对接遥控操作台27下达指令启动ROV14，使ROV14从集成式插接装置7脱离，并根据水下对接遥控操作台27给出的位置信息和依靠ROV14自身的水下摄像装置来共同捕捉集成式插接座8的中心导向柱30的位置，并将ROV14与中心导向柱30对中、插接和锁紧，实现ROV14与对集成式插接座8的初步对接；

5、水下多通道插接：在集中控制装置4的指令控制下，集成式插接装置7先通过收回光电复合缆39，引导集成式插接装置7与ROV14形成轴向对中并锁定，进而实现集成式插接装置7与集成式插接座8的轴向对中；再通过水下对接遥控操作台27下达周向对中、周向锁定、轴向锁定等指令，使集成式插接装置7与集成式插接座8的各通道实现插接并密封；最后，水下对接遥控操作台27下达通道通断指令，对水下目标15实现气体供应、电能供应、视频音频信号传输等功能。

所述生命维持系统的回收流程按上述步骤反向实施即可。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种用于大深度水下目标的生命维持系统，包括位于水面平台(6)的布放回收装置(5)，其特征在于：还包括声纳基阵(1)、集成式插接装置(7)、安装在水下目标(15)的声信标(9)和集成式插接座(8)、以及安装在水面平台(6)上的集中控制装置(4)、应急气源装置(3)和应急电源装置(2)，集成式插接装置(7)通过组合脐带(10)分别与布放回收装置(5)、集中控制装置(4)、应急气源装置(3)和应急电源装置(2)连接，集成式插接装置(7)连接有ROV(14)，ROV(14)在集中控制装置(4)的控制下移动和旋转，集中控制装置(4)控制ROV(14)与集成式插接座(8)的插接；

所述布放回收装置(5)用于布放、回收集成式插接装置(7)；声纳基阵(1)用于与声信标(9)建立水声通讯，并将水下目标(15)的位置信息传输至集中控制装置(4)；集中控制装置(4)用于控制集成式插接装置(7)和集成式插接座(8)的插接，以及在插接后对水下目标(15)进行物资补给和状态监测；

所述布放回收装置(5)包括安装在水面平台(6)上的一体化机座(23)，机座(23)上安装有组合脐带绞车(20)、导缆绳绞车(19)、动力装置(22)、动力操控台(18)和变幅门型吊架(21)；组合脐带绞车(20)用于收放组合脐带(10)；导缆绳绞车(19)用于收放导缆钢丝绳(13)；动力装置(22)为变幅门型吊架(21)提供动力，用于调整变幅门型吊架的倾斜角度；动力操控台(18)用于操控动力装置(22)；

所述变幅门型吊架(21)设置有第一导向滑轮(16)和第二导向滑轮(17)，第一导向滑轮(16)设置有与组合脐带(10)相配合的滑槽，第二导向滑轮(17)设置有与导缆绳相配合的滑槽，导缆钢丝绳(13)在远离导缆绳绞车的一端穿过第二导向滑轮的滑槽后，与导缆配重(12)连接；组合脐带(10)在远离组合脐带绞车的一端穿过第一导向滑轮的滑槽后，与集成式插接装置(7)连通；组合脐带(10)在布放过程中通过多个扎线带(11)与导缆钢丝绳(13)连接，扎线带(11)与组合脐带(10)固定连接，扎线带(11)与导缆钢丝绳(13)滑动连接。

2.如权利要求1所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述集中控制装置(4)包括水下对接遥控操作台(27)、计算机监控台(26)、供排气操控台(25)、真空泵组(28)和配电设备(24)，计算机监控台(26)分别与供排气操控台(25)、真空泵组(28)和配电设备(24)电性连接，供排气操控台(25)分别与应急气源装置(3)和真空泵组(28)连接，配电设备(24)与应急电源装置(2)连接；

所述水下对接遥控操作台(27)用于操控集成式插接装置(7)在水下与集成式插接座(8)插接；在集成式插接装置(7)和集成式插接座(8)插接后，计算机监控台(26)用于与水下目标(15)通信连接，获取水下目标(15)自身的监测数据信息，对水下目标(15)的状态进行监测和显示；根据计算机监控台(26)的监测数据，供排气操控台(25)用于操控应急气源装置(3)或真空泵组(28)来对水下目标(15)进行气体传输，配电设备(24)用于控制应急电源装置(2)为水下目标(15)提供电能。

3.如权利要求1所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述应急电源装置(2)包括发电机，发电机的输出端与配电设备(24)连接，配电设备(24)用于将发电机输出的电能转化为符合水下目标(15)要求的电压制式和电流特性的电能。

4.如权利要求1所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述集成式插接座(8)设置有分别与水下目标(15)连通的气体插接口(34)、电源插接口(31)、流体插接口(29)、电气插接口(32)和中心导向柱(30)，中心导向柱(30)用于与ROV(14)进行对中、插接和锁紧；集成式插接座(8)开有周向定位槽(33)，集成式插接装置(7)设置有与周向定位槽(33)相配合的定位块。

5.如权利要求4所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述集成式插接装置(7)还包括轴向对中机构(35)、周向对中机构(36)、轴向拉伸机构(38)和通道启闭机构(37)；ROV(14)与中心导向柱(30)插接后，在集中控制装置(4)的指令控制下，轴向对中机构(35)用于收回光电复合缆(39)，引导集成式插接装置(7)与ROV(14)形成轴向对中并锁定；周向对中机构(36)用于驱动集成式插接装置(7)绕中心导向柱(30)的轴线旋转，将集成式插接装置(7)与集成式插接座(8)周向对中并锁定；轴向拉伸机构(38)用于驱动集成式插接装置(7)沿中心导向柱的轴向与集成式插接座(8)插接并密封；通道启闭机构(37)用于控制集成式插接装置(7)中各通道的连通或断开。

6.如权利要求1所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述组合脐带(10)包括气管路、流体管路、电缆束、光缆束和保护外层，保护外层包覆在气管路、流体管路、电缆束和光缆束的外侧，保护外层一端与组合脐带绞车(20)连接，气管路一端与应急气源装置(3)连通，流体管路一端与水面平台(6)的饮用水箱连通，电缆束一端与应急电源装置(2)连接，光缆束一端与集中控制装置(4)连接，气管路、流体管路、电缆束和光缆束的另一端均与集成式插接装置(7)连接。

7.如权利要求1所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述应急气源装置(3)包括依次连通的空气压缩机(41)、空气处理装置(40)、压缩空气存储装置(42)和供配气设备(43)，空气压缩机(41)用于压缩空气，并将压缩空气输出至空气处理装置(40)；空气处理装置(40)用于分离和除去压缩空气中的水、油及颗粒杂质，处理后的压缩空气输入压缩空气存储装置(42)内；供配气设备(43)安装在压缩空气存储装置(42)的输出管路上，用于调节压缩空气的压力和流量。

8.如权利要求1-7任一项所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述声纳基阵(1)为USBL声纳基阵(1)，声信标(9)为USBL声信标(9)。

9.如权利要求1-7任一项所述的用于大深度水下目标的生命维持系统，其特征在于：所述生命维持系统的最大工作深度为600米。

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