CN113802633B - 一种角度可调的埋设犁 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种角度可调的埋设犁，涉及海底光缆埋设设备制造技术领域，包括架体、以及安装于架体上的犁刀本体，所述犁刀本体包括刀架、以及设置于刀架下侧的刀体，所述刀架固定于架体后方下侧，所述刀体与刀架转动连接，且所述刀体的转动轴线方向平行于架体的宽度方向。本申请通过调整刀体角度来改变犁刀本体的埋深，具有简化调整犁刀埋深操作步骤、提升调整埋设犁犁刀埋深操作便捷性的效果。

Description

一种角度可调的埋设犁

技术领域

本申请涉及海底光缆埋设设备制造技术领域，尤其是涉及一种角度可调的埋设犁。

背景技术

随着互联网和云技术的高速发展，市场对海底光缆的需求日益增加；而埋设犁作为铺设海底电缆的主要工具，大大加快了海底电缆的铺设步伐。

相关行业内，海底光缆埋设犁通常包括机架、以及安装在机架上的特定型号的犁刀，且犁刀与机架固定连接；海底光缆埋设犁潜水前，工作人员将特定型号的犁刀固定安装在机架的下方后侧，以满足不同海底光缆的埋深需求。

针对上述中的相关技术，由于埋设犁属于大型设备，对犁刀进行拆卸及安装时需先将光缆铺设船开至码头，然后将机架上的犁刀拆下，并使用大型起吊装置将犁刀吊起并进行位置调整；随后，拆除犁刀上的所有外部设备，并将拆下的外部设备安装至待更换的犁刀上；最后，再将待更换犁刀安装至机架上；发明人认为，通过对机架上的犁刀进行拆卸及更换来调整埋设犁犁刀的埋深，操作较为不便，影响海底光缆铺设作业效率，存在待改进之处。

发明内容

为了提升工作人员调整埋设犁犁刀埋深操作的便捷性、提升海底光缆铺设工作效率，本申请提供一种角度可调的埋设犁。

本申请提供的一种角度可调的埋设犁，采用如下的技术方案：

一种角度可调的埋设犁，包括架体、以及安装于架体上的犁刀本体，所述犁刀本体包括刀架、以及设置于刀架下侧的刀体，所述刀架固定于架体后方下侧；所述刀体长度方向的一端设置有犁刀头，所述刀体长度方向背离犁刀头的一端与刀架转动连接，且所述刀体的转动轴线方向平行于架体的宽度方向。

通过采用上述技术方案，将犁刀本体设置成固定于架体上的刀架、以及与刀架转动连接的刀体；海底光缆铺设作业中，当需要改变海底光缆的埋深时，转动刀体，使刀体装有犁刀头的一端绕刀体与刀架的铰接点转动，调整犁刀头在海床内的埋深，从而调整犁刀本体开设的光缆沟的深度，以此满足不同海底光缆的埋深需求；通过调整犁刀头角度来改变犁刀头的埋深，代替更换不同型号的犁刀来完成调整埋设犁犁刀埋深作业，简化调整犁刀埋深作业操作步骤，进而有效提升调整埋设犁犁刀埋深作业时的便捷性。

优选的，所述架体上设置有用于驱动刀体转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，借助驱动组件驱动刀体转动，有助于提升埋设犁犁刀埋深调整作业的自动化水平，进而有效提升埋设犁犁刀埋深调整作业的工作效率。

优选的，所述刀体背离犁刀头的一端与刀架通过第一转轴转动连接，且所述刀体与第一转轴固定连接；所述驱动组件包括涡轮和蜗杆，所述涡轮与第一转轴同轴固定连接，所述蜗杆与涡轮啮合并驱动涡轮转动，且所述刀架上设置有用于驱动涡杆转动的驱动件。

通过采用上述技术方案，调节刀体角度时，驱动件驱动蜗杆绕自身轴线转动，蜗杆转动的同时，驱动涡轮转动；由于涡轮与第一转轴同轴固定，刀体与第一转轴同轴固定，故涡轮转动的同时带动第一转轴及刀体同轴转动，以此完成对刀体的驱动作业。

刀体转动过程中，刀体背离刀架的一侧呈水平设置时，犁刀本体的埋深最浅；随着刀体绕第一转轴轴线转动，刀体装有犁刀头的一端绕第一转轴向下摆动，从而逐渐增加犁刀头的埋设深度，以此达到增加埋设犁犁深的效果；当刀体装有犁刀头的一端转动至第一转轴正下方时，犁刀头的埋深达到最大值；随后，刀体反向转动，刀体装有犁刀头的一端绕第一转轴向上摆动，从而逐渐减小刀体的埋设深度，直至刀体的背离刀架的一侧呈水平设置；使用涡轮蜗杆驱动刀体转动，驱动结构简单，便于企业对该埋设犁进行加工制造。

优选的，所述驱动件包括固定于刀架上的液压油缸，所述液压油缸活塞杆端部固定有齿条；所述驱动件还包括转动设置于刀架靠近齿条一侧的齿轮，所述齿条与齿轮啮合并驱动齿轮转动；所述蜗杆背离涡轮的一端与齿轮同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，调整刀体角度时，埋设犁架体上设置的控制系统控制液压油泵向液压油缸供油，驱动液压油缸活塞杆沿自身轴向伸缩，液压油缸活塞杆运动的同时带动齿条沿自身长度方向做往复运动；齿条运动的同时驱动齿轮正转或反转，齿轮转动的同时又驱动蜗杆转动，蜗杆再驱动涡轮及刀体转动；以此实现将液压油缸活塞杆的直线运动转换为刀体绕自身第一转轴的圆周运动；驱动结构简单，有助于节省企业制造成本。

优选的，所述架体的中部设置有用于对海床泥沙进行预清理的清障犁刀。

通过采用上述技术方案，由于海床表面植被复杂，清障犁刀用于对埋设犁行进过程中遇到的藻类、硬物等进行清除，减少海底复杂环境对犁刀本体开设光缆沟作业的影响，有助于保证海底光缆铺设作业的正常进行。

优选的，所述清障犁刀与架体通过第二转轴转动连接，且所述清障犁刀的转动轴线方向平行于架体的宽度方向；所述架体上设置有用于驱动清障犁刀转动的动力组件。

通过采用上述技术方案，当犁刀头的埋深变化时，动力组件驱动清障犁刀进行转动，从而调整清障犁刀的埋深，使清障犁刀的埋深与刀体的埋深相匹配，有助于保证清障犁刀对泥沙中位于刀体前侧的障碍物的正常清除。

优选的，所述动力组件包括连接臂，所述连接臂的一端与刀体靠近犁刀头的一端转动连接，且所述连接臂的转动轴线方向平行于架体的宽度方向；所述连接臂背离犁刀头的一端与清障犁刀铰接，且所述连接臂与清障犁刀的铰接点位于清障犁刀背离自身与架体铰接点的一端。

通过采用上述技术方案，借助连接臂连接刀体与清障犁刀，当刀体靠近犁刀头的一端绕第一转轴摆动时，连接臂带动清障犁刀背离自身与架体铰接点的一端同步摆动，从而实现犁刀头与清障犁刀的同步调节，有助于保证清障犁刀埋深与犁刀头埋深的匹配度。

优选的，所述连接臂为可伸缩结构。

通过采用上述技术方案，将连接臂设置为可伸缩结构，工作人员可通过调节连接臂的长度实现对清障犁刀与刀体之间倾角的调节，从而实现清障犁刀角度与刀体角度的分别调节，有助于保证清障犁刀在不同海床环境中预清理作业的正常进行。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过将刀体转动设置于刀架上，借助刀体装有犁刀头一端的绕轴摆动，调整犁刀本体开设光缆沟的深度，以此代替在架体上更换不同型号的犁刀本体的操作，有效提升工作人员调节埋设犁犁刀埋深时的便捷性，进而提升海底光缆铺设作业的工作效率；同时，由于海底地形复杂，通过使刀体角度可调，便于该埋设犁在海床上行进时绕开部分障碍物，有助于保证海底光缆铺设作业的正常进行；

借助设置在刀架上的清障犁刀对海床泥沙中的障碍物进行预先清除，有效提升埋设犁犁刀本体进行海底光缆铺设作业时的稳定性；

利用连接臂连接刀体与清障犁刀，使清障犁刀与刀体同步摆动，有助于提升清障犁刀与犁刀头埋深的匹配度；同时，有助于提升清障犁刀安装至架体上的稳定性，减少海底光缆铺设过程中刀体前行受阻的情况发生；另外，通过清障犁刀对海床泥沙的预处理，有助于增加刀体的埋深，从而使该埋设犁同时适用硬质沙土或黏土形成的海床上，提升该埋设犁的适用范围。

附图说明

图1是本申请实施例主要体现该角度可调的埋设犁整体结构的轴测示意图。

图2是本申请实施例主要体现主要体现犁刀本体整体结构的轴测示意图。

图3是本申请实施例主要体现驱动组件整体结构的轴测示意图。

图4是本申请实施例主要体现清障犁刀整体结构的轴测示意图。

图5是本申请实施例主要体现图1中A部分的放大图，主要用于体现连接臂的整体结构。

图6是本申请实施例主要体现高压水管布设结构的轴测示意图。

附图标记：1、架体；11、支腿；12、滑撬；2、犁刀本体；21、刀架；211、连接耳；22、刀体；221、犁刀头；3、第一转轴；4、清障犁刀；41、刀刃；42、第二转轴；5、驱动组件；51、驱动件；511、液压油缸；512、齿条；513、齿轮；52、涡轮；53、蜗杆；6、动力组件；61、连接臂；611、第一连杆；612、第二连杆；613、通孔；614、紧固螺栓；615、螺母；7、高压水管；71、喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图1-6，对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种角度可调的埋设犁。

参照图1，一种角度可调的埋设犁，包括架体1，架体1的底部设置有用于支撑架体1的支腿11与滑撬12，且支腿11与滑撬12在架体1宽度方向的两侧均设置有一个；架体1下方位于两个滑撬12中间的位置设置有用于开设光缆沟的犁刀本体2，犁刀本体2设置于架体1的后侧；架体1下方位于犁刀本体2前侧的位置设置有用于对海床泥沙进行预清理的清障犁刀4。

具体而言，参照图2和图3，犁刀本体2包括刀架21与刀体22，刀架21固定安装于架体1的下方后侧，刀架21的宽度方向平行于架体1的宽度方向；刀体22呈扇形设置，刀体22的宽度平行于刀架21的宽度方向设置；刀体22的一端固定有犁刀头221，刀体22背离犁刀头221的一端固定有第一转轴3，第一转轴3贯穿刀体22的宽度方向设置，且第一转轴3的轴线方向平行于架体1的宽度方向；刀架21下侧位于自身宽度方向的两侧均成型有连接耳211，刀体22背离犁刀头221的一端伸入两个连接耳211之间，且第一转轴3的两端分别贯穿对应连接耳211，并与相应连接耳211转动连接；刀架21上设置有用于驱动刀体22转动的驱动组件5。

刀架21呈中空设置，驱动组件5包括设置于刀架21内的驱动件51；驱动件51包括固定于刀架21内壁的液压油缸511，液压油缸511活塞杆的端部固定有齿条512，且齿条512与液压油缸511活塞杆轴线位于同一直线上；驱动件51还包括转动设置于刀架21内壁的齿轮513，齿轮513对应齿条512设置，齿条512与齿轮513啮合并驱动齿轮513转动。驱动组件5还包括涡轮52与蜗杆53，涡轮52同轴固定于第一转轴3上；蜗杆53轴向的一端与齿轮513同轴固定连接；蜗杆53的另一端伸出刀架21并与涡轮52啮合。

待需要调节犁刀埋深时，埋设犁架体1上设置的液压油泵向液压油缸511内供液压油，驱动液压油缸511活塞杆伸长或缩短，液压油缸511活塞杆同时带动齿条512沿液压油缸511活塞杆轴向做往复直线运动；齿条512运动的同时，与齿轮513啮合并驱动齿轮513转动；齿轮513同时驱动蜗杆53绕自身轴线转动，蜗杆53又带动涡轮52转动；由于涡轮52与第一转轴3固定连接，第一转轴3与刀体22固定连接，涡轮52转动的同时带动刀体22绕第一转轴3轴线转动，从而实现对刀体22角度的调节。

参照图4，清障犁刀4背离犁刀本体2的一侧开设有刀刃41，刀刃41用于切断海床上生长的各种藻类，减少因犁刀本体2被藻类缠绕而影响埋设犁前进的情况发生；并且，清障犁刀4同时拨动泥沙内的硬物脱离犁刀本体2行进范围，从而保证犁刀本体2对海底光缆的正常铺设作业。

参照图4和图5，清障犁刀4的上端通过第二转轴42与架体1转动连接，清障犁刀4的转动轴线方向平行于架体1的宽度方向，清障犁刀4长度方向的背离自身与架体1铰接点的一端设置有用于驱动清障犁刀4转动的动力组件6；动力组件6包括连接臂61，为保证连接臂61对清障犁刀4驱动的稳定性，连接臂61在清障犁刀4位于架体1宽度方向的两侧均设置有一个。

实际使用中，当刀体22靠近犁刀头221一端绕第一转轴3轴线转动时，刀体22靠近犁刀头221的一端带动推动连接臂61摆动，连接臂61带动清障犁刀4背离自身与架体1铰接点的一端做相应摆动，从而保证清障犁刀4与刀体22埋深相匹配。

同时，为扩大清障犁刀4与刀体22之间的倾角范围，连接臂61设置为可伸缩结构；本申请的此实施例中，任一连接臂61均包括第一连杆611和第二连杆612，且任一第二连杆612的横断面均呈U型设置，任一第一连杆611均嵌入对应第二连杆612内，并沿第二连杆612长度方向与第二连杆612滑移配合；并且，任一第一连杆611和第二连杆612上均沿自身长度方向开设有多个通孔613；第一连杆611或第二连杆612设置有紧固螺栓614，紧固螺栓614的螺纹端依次贯穿第一连杆611和第二连杆612并通过螺母615固定连接第一连杆611和第二连杆612；任一第一连杆611背离对应第二连杆612的一端均同清障犁刀4长度方向背离自身与架体1铰接点的一端转动连接；任一第二连杆612背离第一连杆611的一端均与刀体22靠近犁刀头221的一端转动连接，且任一第一连杆611与清障犁刀4之间的连接结构、任一第二连杆612与刀体22之间的连接结构均为可拆卸固定连接。

埋设犁潜水前，工作人员首先旋拧紧固螺栓614与螺母615，并推动第一连杆611相对第二连杆612滑动，以此调节连接臂61的长度；随后，将连接臂61安装至刀体22与清障犁刀4之间，以此完成清障犁刀4与刀体22之间夹角的调节，保证埋设犁在相应海床上的海底光缆铺设作业顺利完成。

同时，参照图5和图6，刀架21内与清障犁刀4内均布设有高压水管7，任一高压水管7上均连通设置有喷嘴71，喷嘴71在刀架21与清障犁刀4上各设置有多个，且相应喷嘴71分别沿刀架21及清障犁刀4的高度方向呈均匀间隔设置；刀架21上的喷嘴71设置于刀架21靠近清障犁刀4的一侧，高压水柱从该喷嘴71中喷出，用于冲开海床表面泥沙，方便刀体22埋入海床内；开设于清障犁刀4上的喷嘴71设置于清障犁刀4靠近刀架21的一侧，开设于清障犁刀4上的喷嘴71沿清障犁刀4的宽度方向间隔设置有两排，且两排喷嘴71内的喷射方向呈喇叭状设置；高压水柱从清障犁刀4上的喷嘴71喷出后，对清障犁刀4拨开的藻类、硬物及泥沙进行分流，减少清障犁刀4拨开的藻类、硬物及泥沙等对犁刀本体2行进过程产生的阻碍；同时，向后喷射的高压水柱为清障犁刀4提供向前的推动力，有助于减少埋设犁行进过程中清障犁刀4受到的拖拉张力；并且，通过清障犁刀4对海床的初步挖动、以及设置于清障犁刀4上的喷嘴喷出的高压水柱对海床的冲刷，有助于促进犁刀本体2向海床更深处埋设。

本申请实施例一种角度可调的埋设犁的实施原理为：当需要改变海底光缆的埋深时，埋设犁架体1上设置的液压油泵对液压油缸511供液压油，驱动液压油缸511活塞杆沿自身轴向伸缩，并驱动齿条512沿活塞杆轴向做往复直线运动；齿条512运动的同时，驱动齿轮513转动，齿轮513同时驱动蜗杆53绕自身轴线转动，蜗杆53又带动涡轮52、及刀体22绕第一转轴3轴线转动，使刀体22装有犁刀头221的一端绕第一转轴3转动，调节刀体22装有犁刀头221一端在海床内的埋深，进而调整犁刀本体2开设的光缆沟的深度，以此满足不同海底光缆的埋深需求。

并且，刀体22转动的同时，驱动连接臂61摆动，连接臂61带动清障犁刀4摆动，从而实现对清障犁刀4埋深的同步调整，有效保证清障犁刀4对犁刀本体2开设光缆沟作业的辅助作用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种角度可调的埋设犁，包括架体（1）、以及安装于架体（1）上的犁刀本体（2），其特征在于：所述犁刀本体（2）包括刀架（21）、以及设置于刀架（21）下侧的刀体（22），所述刀架（21）固定于架体（1）后方下侧；所述刀体（22）长度方向的一端设置有犁刀头（221），所述刀体（22）长度方向背离犁刀头（221）的一端与刀架（21）转动连接，且所述刀体（22）的转动轴线方向平行于架体（1）的宽度方向；

所述架体（1）的中部设置有用于对海床泥沙进行预清理的清障犁刀（4）；

所述清障犁刀（4）与架体（1）通过第二转轴（42）转动连接，且所述清障犁刀（4）的转动轴线方向平行于架体（1）的宽度方向；所述架体（1）上设置有用于驱动清障犁刀（4）转动的动力组件（6）；

所述动力组件（6）包括连接臂（61），所述连接臂（61）的一端与刀体（22）靠近犁刀头（221）的一端转动连接，且所述连接臂（61）的转动轴线方向平行于架体（1）的宽度方向；所述连接臂（61）背离犁刀头（221）的一端与清障犁刀（4）铰接，且所述连接臂（61）与清障犁刀（4）的铰接点位于清障犁刀（4）背离自身与架体（1）铰接点的一端。

2.根据权利要求1所述的一种角度可调的埋设犁，其特征在于：所述架体（1）上设置有用于驱动刀体（22）转动的驱动组件（5）。

3.根据权利要求2所述的一种角度可调的埋设犁，其特征在于：所述刀体（22）背离犁刀头（221）的一端与刀架（21）通过第一转轴（3）转动连接，且所述刀体（22）与第一转轴（3）固定连接；所述驱动组件（5）包括涡轮（52）和蜗杆（53），所述涡轮（52）与第一转轴（3）同轴固定连接，所述蜗杆（53）与涡轮（52）啮合并驱动涡轮（52）转动，且所述刀架（21）上设置有用于驱动涡杆转动的驱动件（51）。

4.根据权利要求3所述的一种角度可调的埋设犁，其特征在于：所述驱动件（51）包括固定于刀架（21）上的液压油缸（511），所述液压油缸（511）活塞杆的端部固定有齿条（512）；所述驱动件（51）还包括转动设置于刀架（21）靠近齿条（512）一侧的齿轮（513），所述齿条（512）与齿轮（513）啮合并驱动齿轮（513）转动；所述蜗杆（53）背离涡轮（52）的一端与齿轮（513）同轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种角度可调的埋设犁，其特征在于：所述连接臂（61）为可伸缩结构。

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