CN110027688B - 全海深无人潜水器深海布放回收装置及实现方法 - Google Patents

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Abstract

一种全海深无人潜水器深海布放回收装置及实现方法，包括：全海深无人潜水器、中继潜水器、主动光纤收放装置、被动光纤收放装置、光纤缆、零浮力缆、铠装金属脐带缆、水面吊放系统和水面监控动力站，其中：全海深无人潜水器通过零浮力缆与被动光纤收放装置相连，被动光纤收放装置通过光纤缆与主动光纤收放装置相连，主动光纤收放装置通过光纤缆搭载于中继潜水器上并传输信号，水面吊放系统与中继潜水器相连，水面监控动力站通过铠装金属脐带缆对中继潜水器传输动力和信号。本发明通过中继潜水器在水面和水下保护全海深无人潜水器，降低丢失风险，安全可靠；在作业过程中实现在不同地点水下作业，缩短了时间。

Description

全海深无人潜水器深海布放回收装置及实现方法
技术领域
本发明涉及的是一种海洋勘探装置领域的技术，具体是一种全海深无人潜水器深海布放回收装置及实现方法。
背景技术
随着全球在探索深海、开发利用深海资源以及保障国家深海安全等方面需求不断增加，越来越多的水下新型设备研发并投入使用，相对应的回收设备也在不断完善中。
现有布放回收技术存在以下缺点：1)通过光纤缆布放直接穿越水面，存在光纤缆破断导致潜器实时通讯中断以及潜器丢失的风险；2)光纤用完之后不能全部回收，不能反复利用，丢失的光纤可能会污染海底；3)系统在指定区域完成作业之后，需要回收至水面通过母船移至另外一个区域，再开展新一次的全海深布放，费力费时。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种全海深无人潜水器深海布放回收装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：中继潜水器、主动光纤收放装置、被动光纤收放装置、水面吊放系统和水面监控动力站，其中：被动光纤收放装置通过零浮力缆与全海深无人潜水器相连并传输光信号以实现对全海深无人潜水器的运动控制，被动光纤收放装置通过光纤缆与主动光纤收放装置相连并传输光信号，主动光纤收放装置通过光纤缆搭载于中继潜水器上并传输全海深无人潜水器光信号，水面监控动力站、水面吊放系统和中继潜水器依次通过铠装金属脐带缆相连并传输光信号、动力以及电信号。
所述的铠装金属脐带缆末端设有用于在水中呈S型的深海浮球。
所述的中继潜水器在水中呈零浮力，其包括：本体结构及设置于其上的本体浮力装置、用于垂向运动控制的垂直推进机构、用于潜水器水平运动控制的水平推进机构、灯光及摄像装置、配电装置、控制单元和布放回收机构，其中：控制单元分别与垂直推进机构、水平推进机构通过电缆相连并传输控制信号，布放回收机构设置于中继潜水器一侧，被动光纤收放装置设置于中继潜水器另一侧。
所述的布放回收机构为喇叭式框架结构。
所述的主动光纤收放装置包括：机架及设置于其上的光纤存储装置、减张力牵引装置、光纤输送装置和用于提供动力的驱动装置，其中：驱动装置与中继器的控制单元通过电缆相连并传输控制信号，驱动装置实现光纤存储装置、减张力牵引装置和光纤输送装置的运动。
所述的被动光纤收放装置在水中呈零浮力，其包括：框体及设置于其上的浮力装置、光纤存储装置、光纤计米装置、灯光摄像装置、接线装置和光纤切割装置，其中：纤存储装置与接线装置通过光纤相连并传输光信号，光纤计米装置和接线装置通过电缆相连并传输电信号，灯光及摄像装置和接线装置相连并传输视频信息。
本发明涉及一种基于上述装置的布放回收方法，包括以下步骤：
第一步、甲板上将全海深无人潜水器搭载于中继潜水器中；
第二步、通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器吊放入水中；
第三步、铠装金属脐带缆布放中继潜水器至指定深度后，停止布放；
第四步、通过水面监控动力站远程操作全海深无人潜水器游出中继潜水器；
第五步、中继潜水器通过光纤缆控制继续下潜，中继潜水器上的主动光纤收放装置同时对光纤缆进行布放，被动光纤收放装置中的光纤缆开始释放。
第六步、全海深无人潜水器到达海底，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对全海深无人潜水器进行实时控制，开展水下作业；
第七步、全海深无人潜水器完成水下作业后，开始上浮；
第八步、接近中继潜水器附近时，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对中继潜水器和全海深无人潜水器进行实时控制，操作全海深无人潜水器游进中继潜水器；
第九步、如果需要移动船舶开展另外区域的水下作业，通过水面监控动力站控制中继潜水器与母船协同运动，到达指定地点后再重复第三步至第八步；
第十步、全海深无人潜水器完成水下作业后，通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器回收至水面。
技术效果
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、通过中继潜水器在水面和水下保护全海深无人潜水器，降低丢失风险，安全可靠；
2、光纤缆可以反复使用，降低了成本，同时不会对海底造成污染；
3、可用于全海深范围内的潜水器布放回收，在作业过程中实现在不同地点高效水下作业，无需回收至水面再更换地点作业，缩短作业时间，降低费用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中继潜水器示意图；
图3为本发明主动光纤收放装置示意图；
图4为本发明被动光纤收放装置示意图；
图中：全海深无人潜水器1、中继潜水器2、主动光纤收放装置3、被动光纤收放装置4、光纤缆5、零浮力缆6、铠装金属脐带缆7、水面吊放系统8、水面监控动力站9、垂直推进机构10、水平推进机构11、布放回收机构12、水平推进机构13、控制单元14、灯光摄像装置15、配电装置16、布放回收机构17、机架18、光纤存储装置19、减张力牵引装置20、光纤输送装置21、驱动装置22、框体23、浮力装置24、光纤存储装置25、光纤计米装置26、灯光摄像装置27、接线装置28、光纤切割装置29、深海浮球30。
具体实施方式
如图1所示，为本实施例涉及的一种全海深无人潜水器深海布放回收装置，其中包含：全海深无人潜水器1、中继潜水器2、主动光纤收放装置3、被动光纤收放装置4、光纤缆5、零浮力缆6、铠装金属脐带缆7、水面吊放系统8和水面监控动力站9，其中：全海深无人潜水器1通过零浮力缆6与被动光纤收放装置4相连，被动光纤收放装置4通过光纤缆5与主动光纤收放装置3相连，主动光纤收放装置3通过光纤缆5搭载于中继潜水器2上并传输全海深无人潜水器1的信号，水面吊放系统8通过铠装金属脐带缆7与中继潜水器2相连，水面监控动力站9通过铠装金属脐带缆7对中继潜水器2传输动力和信号。
所述的铠装金属脐带缆7末端设有用于在水中呈S型的深海浮球30。
如图2所示，所述的中继潜水器2包括：本体结构10、本体浮力装置11、垂直推进机构12、水平推进机构13、控制单元14、灯光摄像装置15、配电装置16和布放回收机构17，其中：本体浮力装置11、垂直推进机构12、水平推进机构13、灯光及摄像装置14、控制单元14、灯光摄像装置15、配电装置16设置于本体结构10上，布放回收机构17在本体结构10一侧，主动光纤收放装置3在本体结构10另一侧。
所述的中继潜水器2包括：本体结构10、本体浮力装置11、垂直推进机构12、水平推进机构13、控制单元14、灯光摄像装置15、配电装置16和布放回收机构17，其中：本体浮力装置11、垂直推进机构12、水平推进机构13、灯光及摄像装置14、控制单元14、灯光摄像装置15、配电装置16设置于本体结构10上，布放回收机构17在本体结构10一侧，主动光纤收放装置3在本体结构10另一侧。
如图3所示，所述的主动光纤收放装置3包括：机架18、光纤存储装置19、减张力牵引装置20、光纤输送装置21和驱动装置22，其中光纤存储装置19、减张力牵引装置20、光纤输送装置21和驱动装置布置22于机架18上，驱动装置22与中继器的控制单元14相连并传输控制信息。
如图4所示，所述的被动光纤收放装置4包括：框体23、浮力装置24、光纤存储装置25、光纤计米装置26、灯光摄像装置27、接线装置28、光纤切割装置29，被动光纤收放装置在水中呈零浮力，其中纤存储装置25、光纤计米装置26、灯光及摄像装置27、接线装置28和光纤切割装置29设置于框体23上。
所述的布放回收机构12为喇叭式框架结构。
本实施例涉及基于上述装置的布放回收方法，包括以下步骤：
第一步、甲板上将全海深无人潜水器搭载于中继潜水器中；
第二步、通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器吊放入水中；
第三步、铠装金属脐带缆布放中继潜水器至指定深度后，停止布放；
第四步、通过水面监控动力站远程操作全海深无人潜水器游出中继潜水器；
第五步、中继潜水器通过光纤缆控制继续下潜，中继潜水器上的主动光纤收放装置同时对光纤缆进行布放，被动光纤收放装置中的光纤缆开始释放。
第六步、全海深无人潜水器到达海底，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对全海深无人潜水器进行实时控制，开展水下作业；
第七步、全海深无人潜水器完成水下作业后，开始上浮；
第八步、接近中继潜水器附近时，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对中继潜水器和全海深无人潜水器进行实时控制，操作全海深无人潜水器游进中继潜水器；
第九步、如果需要移动船舶开展另外区域的水下作业，通过水面监控动力站控制中继潜水器与母船协同运动，到达指定地点后再重复第三步至第八步；
第十步、全海深无人潜水器完成水下作业后，通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器回收至水面。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (4)

1.一种全海深无人潜水器深海布放回收装置，其特征在于，包括：中继潜水器、主动光纤收放装置、被动光纤收放装置、水面吊放系统和水面监控动力站，其中：被动光纤收放装置通过零浮力缆与全海深无人潜水器相连并传输光信号以实现对全海深无人潜水器的运动控制，被动光纤收放装置通过光纤缆与主动光纤收放装置相连并传输光信号，主动光纤收放装置通过光纤缆搭载于中继潜水器上并传输全海深无人潜水器光信号，水面监控动力站、水面吊放系统和中继潜水器依次通过铠装金属脐带缆相连并传输光信号、动力以及电信号；
所述的中继潜水器在水中呈零浮力，其包括：本体结构及设置于其上的本体浮力装置、用于垂向运动控制的垂直推进机构、用于潜水器水平运动控制的水平推进机构、灯光及摄像装置、配电装置、控制单元和布放回收机构，其中：控制单元分别与垂直推进机构、水平推进机构通过电缆相连并传输控制信号，布放回收机构设置于中继潜水器一侧，被动光纤收放装置设置于中继潜水器另一侧；
所述的主动光纤收放装置包括：机架及设置于其上的光纤存储装置、减张力牵引装置、光纤输送装置和用于提供动力的驱动装置，其中：驱动装置与中继器的控制单元通过电缆相连并传输控制信号，驱动装置实现光纤存储装置、减张力牵引装置和光纤输送装置的运动；
所述的被动光纤收放装置在水中呈零浮力，其包括：框体及设置于其上的浮力装置、光纤存储装置、光纤计米装置、灯光摄像装置、接线装置和光纤切割装置，其中：纤存储装置与接线装置通过光纤相连并传输光信号，光纤计米装置和接线装置通过电缆相连并传输电信号，灯光及摄像装置和接线装置相连并传输视频信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的铠装金属脐带缆末端设有用于在水中呈S型的深海浮球。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的布放回收机构为喇叭式框架结构。
4.根据权利要求1～3中任一所述装置的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器吊放入水中；
2)通过水面监控动力站远程操作全海深无人潜水器游出中继潜水器；
3)全海深无人潜水器到达海底，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对全海深无人潜水器进行实时控制，开展水下作业；
4)全海深无人潜水器完成水下作业后，开始上浮；接近中继潜水器附近时，操作人员在水面监控动力站远程通过铠装金属脐带缆和光纤缆对中继潜水器和全海深无人潜水器进行实时控制，操作全海深无人潜水器游进中继潜水器；
5)如果需要移动船舶开展另外区域的水下作业，通过水面监控动力站控制中继潜水器与母船协同运动，到达指定地点后再重复第1)步至第4)步；
6)全海深无人潜水器完成水下作业后，通过水面吊放系统将搭载了全海深无人潜水器的中继潜水器回收至水面。
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