CN111422330B - 一种磁力挂钩式海底提缆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁力挂钩式海底提缆装置，包括遥控潜水机器人，遥控潜水机器人的前部设置有提缆结构，提缆结构包括安装支架，安装支架上设置有水下伺服电机，水下伺服电机上连接有防水电磁锁，防水电磁锁上磁吸有挂钩，水下伺服电机能带动防水电磁锁和挂钩转动；防水电磁锁通电时，能使挂钩磁吸在防水电磁锁上，防水电磁铁断电时，能使挂钩脱离防水电磁锁。本发明利用遥控潜水机器人搭载提缆结构，可以在完成电缆提升的同时，进行电缆工作状态的巡视，实现关于水下电缆的图像、视频资料的采集，从而将多种电缆的运行维护任务集于一身，提高整体工作效率；解决了蛙人下潜工作存在的危险性大和成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及海底提缆领域，具体涉及一种磁力挂钩式海底提缆装置。
背景技术
海底电缆铺设后常年在海底运行，但复杂且恶劣的海底环境会对海底电缆造成破坏。其中较为严重的一种破坏即海流冲刷，电缆底部的泥沙被逐渐冲走，使电缆出现悬空段，仅靠海底礁石作为支撑点。随着海流的继续冲击，电缆悬空段会摇晃窜动，此时礁石支撑点会对电缆的外皮造成严重的损伤。在海底电缆的运行维护过程中，发现这些损伤点并对其进行修复是重要的一个环节，需要将电缆打捞到母船上进行修复。目前较为普遍的一种打捞方法为蛙人打捞，由于海底电缆铺设位置海水深度大，蛙人下潜工作时需要承受较大的水压，危险性极高；蛙人长期水下作业容易患与水压相关的职业病；雇佣蛙人进行打捞需要昂贵的成本。
现有的一种机器人打捞方式为，机器人利用机械臂抱住目标物，船载起重机将机器人拉上来。这种起重机-机器人-目标物的方式打捞沉重的海底电缆时，机器人作为中间连接点，承受巨大的拉伸载荷，容易造成机器人的损坏。
发明内容
针对现有的海底电缆打捞过程存在的问题，本发明提供了一种磁力挂钩式海底提缆装置。
本发明采用以下的技术方案：
一种磁力挂钩式海底提缆装置，包括遥控潜水机器人，遥控潜水机器人的前部设置有提缆结构，提缆结构包括安装支架，安装支架上设置有水下伺服电机，水下伺服电机上连接有防水电磁锁，防水电磁锁上磁吸有挂钩，水下伺服电机能带动防水电磁锁和挂钩转动；防水电磁锁通电时，能使挂钩磁吸在防水电磁锁上，防水电磁铁断电时，能使挂钩脱离防水电磁锁。
优选地，所述遥控潜水机器人包括顶板和底板，在顶板的上表面的四周设置有浮体，顶板的上表面的中央设置有主控密封舱，主控密封舱内设置有主控系统，顶板的上表面还设置有垂直推进器，顶板的下表面设置有电源密封舱；
所述底板包括中央凹槽板，中央凹槽板的下方为长条形的凹槽，在中央凹槽板的前后部的左右侧均倾斜的设置有侧板，侧板与顶板的通过支撑柱相连，在支撑柱上设置有矢量水平推进器。
优选地，所述凹槽与电缆形状相匹配，中央凹槽板能卡在电缆上。
优选地，所述安装支架的顶端与顶板的前下表面固定连接，安装支架的底端与中央凹槽板的前上部固定连接。
优选地，所述防水电磁锁包括外壳，外壳内设置有锁体，锁体与外壳之间的缝隙中灌封有环氧树脂。
优选地，所述挂钩包括主体块，主体块的下端设置有钩子，在主体块的内侧连接有电磁锁衔铁片，主体块的上端设置有吊环。
优选地，所述主体块与钩子为一体式结构，主体块与钩子均为不锈钢材料。
优选地，所述顶板的前端设置有前置摄像头，前置摄像头对挂钩状态进行监视；在主控密封舱的后端设置有后置摄像头，后置摄像头用于遥控潜水机器人的航行导航和图像视频获取。
优选地，还包括操控台，操作台与遥控潜水机器人无线通讯连接，操作台上设置有操作手柄和显示屏幕，操作手柄能远程控制遥控潜水机器人。
优选地，所述支撑柱上还设置有探照灯。
本发明具有的有益效果是：
本发明提供的磁力挂钩式海底提缆装置，利用遥控潜水机器人搭载提缆结构，可以在完成电缆提升的同时，进行电缆工作状态的巡视，实现关于水下电缆的图像、视频资料的采集，从而将多种电缆的运行维护任务集于一身，提高整体工作效率。工作载体由人体转变成了水下机器人，单次工作的成本降低，工作过程中对人的危险系数大大降低。提缆结构的电磁吸附性能稳定，反应灵敏，有很高的可行性和可靠度，工作效率高。
附图说明
图1为磁力挂钩式海底提缆装置的示意图。
图2为磁力挂钩式海底提缆装置达到电缆位置的示意图。
图3为磁力挂钩式海底提缆装置的挂钩挂在电缆上的示意图。
图4为遥控潜水机器人与挂钩分离的示意图。
图5为提缆结构的示意图。
图6为挂钩脱离的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
结合图1至图6，一种磁力挂钩式海底提缆装置，包括遥控潜水机器人，遥控潜水机器人的前部设置有提缆结构。
其中，如图5和图6所示，提缆结构包括安装支架1，安装支架上设置有水下伺服电机2，水下伺服电机上连接有防水电磁锁3，防水电磁锁上磁吸有挂钩4。水下伺服电机能带动防水电磁锁和挂钩转动。
防水电磁锁通电时，能使挂钩磁吸在防水电磁锁上，防水电磁铁断电时，能使挂钩脱离防水电磁锁。
遥控潜水机器人包括顶板5和底板，在顶板5的上表面的四周设置有浮体6，浮体用于平衡遥控潜水机器人的重力和浮力。
顶板的上表面的中央设置有主控密封舱7，主控密封舱内设置有主控系统，顶板的上表面还设置有垂直推进器8，垂直推进器8有两个，两个垂直推进器设置在主控密封舱7的两侧。
垂直推进器为遥控潜水机器人提供上浮下沉推力，调节遥控潜水机器人横摇平衡状态稳定。
顶板的下表面设置有电源密封舱9。
底板包括中央凹槽板10，中央凹槽板的下方为长条形的凹槽，在中央凹槽板的前后部的左右侧均倾斜的设置有侧板11，侧板与顶板的通过支撑柱12相连，在支撑柱上设置有矢量水平推进器13。
矢量水平推进器能保持遥控潜水机器人在XOY平面的平动平衡状态(横荡、纵荡)；保持遥控潜水机器人在XOY平面的转动平衡状态(艏摇)。
凹槽与电缆形状相匹配，当遥控潜水机器人下潜到电缆18处时，中央凹槽板能卡在电缆上。侧板倾斜设置便于中央凹槽板卡在电缆。中央凹槽板和侧板的设置，将遥控潜水机器人准确定位在电缆上，为后续挂钩操作提供稳定的环境，提高效率。
需要说明的是，提缆结构可搭载在多种结构的遥控潜水机器人上，并不仅限于上述记载的遥控潜水机器人。
安装支架1的顶端与顶板的前下表面固定连接，安装支架的底端与中央凹槽板的前上部固定连接。
防水电磁锁3包括外壳，外壳内设置有锁体，锁体与外壳之间的缝隙中灌封有环氧树脂。防水电磁锁裸露的螺丝、铁片处进行喷漆处理。防水电磁锁具有可靠的耐压、防水、防腐蚀能力，能达到在水下使用的要求。
挂钩包括主体块14，主体块的下端设置有钩子15，在主体块的内侧连接有电磁锁衔铁片16，主体块的上端设置有吊环17。
防水电磁锁通过电磁锁衔铁片16将挂钩磁吸住。
主体块与钩子为一体式结构，主体块与钩子均为不锈钢材料。
顶板的前端设置有前置摄像头，前置摄像头对挂钩状态进行监视；在主控密封舱的后端设置有后置摄像头，后置摄像头用于遥控潜水机器人的航行导航和图像视频获取。
该装置还包括操控台，操作台位于船上，操作台与遥控潜水机器人无线通讯连接，操作台上设置有操作手柄和显示屏幕，操作手柄能远程控制遥控潜水机器人。
前置摄像头和后置摄像头拍摄的画面能实时传送至显示屏幕进行显示，以便操作者更好的操作遥控潜水机器人进行提缆作业。
支撑柱上还设置有探照灯21，为海底作业提供适当光照。
该装置提缆操作过程大致为：
(1)打捞电缆：母船到达电缆附近海面，在母船上将船载起重机的钢索19与挂钩上的吊环相连，钢索与吊环之间一段为链环索20，以适应挂钩在水下伺服电机作用下的大角度旋转；之后，防水电磁锁得电，挂钩吸附于防水电磁铁上，遥控潜水机器人下潜至电缆处，控制遥控潜水机器人的底板的中央凹槽板卡在电缆上，控制水下伺服电机带动防水电磁锁和挂钩顺时针转动，使得挂钩的钩子勾住电缆，防水电磁锁断电，挂钩与遥控潜水机器人脱离，遥控潜水机器人返回母船待命，船载起重机拉起钢索打捞电缆；
(2)维修后返回电缆：船载起重机下放电缆，将电缆送到水下适当位置，遥控潜水机器人下潜至电缆处，控制遥控潜水机器人靠近挂钩，并使得遥控潜水机器人的底板的中央凹槽板卡在电缆上，防水电磁锁通电，防水电磁铁磁吸住挂钩，水下伺服电机带动防水电磁锁和挂钩逆时针旋转，使得挂钩与电缆分离，之后遥控潜水机器人返回母船，完成电缆维修工作。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，包括遥控潜水机器人，遥控潜水机器人的前部设置有提缆结构，提缆结构包括安装支架，安装支架上设置有水下伺服电机，水下伺服电机上连接有防水电磁锁，防水电磁锁上磁吸有挂钩，水下伺服电机能带动防水电磁锁和挂钩转动；防水电磁锁通电时，能使挂钩磁吸在防水电磁锁上，防水电磁铁断电时，能使挂钩脱离防水电磁锁；
所述遥控潜水机器人包括顶板和底板，在顶板的上表面的四周设置有浮体，顶板的上表面的中央设置有主控密封舱，主控密封舱内设置有主控系统，顶板的上表面还设置有垂直推进器，顶板的下表面设置有电源密封舱；
所述底板包括中央凹槽板，中央凹槽板的下方为长条形的凹槽，在中央凹槽板的前后部的左右侧均倾斜的设置有侧板，侧板与顶板的通过支撑柱相连，在支撑柱上设置有矢量水平推进器；
所述凹槽与电缆形状相匹配，中央凹槽板能卡在电缆上；
打捞电缆时，母船到达电缆附近海面，在母船上将船载起重机的钢索与挂钩上的吊环相连，防水电磁锁得电，挂钩吸附于防水电磁铁锁上，遥控潜水机器人下潜至电缆处，控制遥控潜水机器人底板的中央凹槽板卡在电缆上，控制水下伺服电机带动防水电磁锁和挂钩顺时针转动，使得挂钩的钩子勾住电缆，防水电磁锁断电，挂钩与遥控潜水机器人脱离，遥控潜水机器人返回母船待命，船载起重机拉起钢索打捞电缆；
所述水下伺服电机设置在安装支架的下部靠近中央凹槽板处；
所述安装支架的顶端与顶板的前下表面固定连接，安装支架的底端与中央凹槽板的前上部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，所述防水电磁锁包括外壳，外壳内设置有锁体，锁体与外壳之间的缝隙中灌封有环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，所述挂钩包括主体块，主体块的下端设置有钩子，在主体块的内侧连接有电磁锁衔铁片，主体块的上端设置有吊环。
4.根据权利要求3所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，所述主体块与钩子为一体式结构，主体块与钩子均为不锈钢材料。
5.根据权利要求1所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，所述顶板的前端设置有前置摄像头，前置摄像头对挂钩状态进行监视；在主控密封舱的后端设置有后置摄像头，后置摄像头用于遥控潜水机器人的航行导航和图像视频获取。
6.根据权利要求1所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，还包括操控台，操作台与遥控潜水机器人无线通讯连接，操作台上设置有操作手柄和显示屏幕，操作手柄能远程控制遥控潜水机器人。
7.根据权利要求1所述的一种磁力挂钩式海底提缆装置，其特征在于，所述支撑柱上还设置有探照灯。
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