CN114411854B - 一种水下铺缆用挖沟犁刀 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下铺缆领域，具体是涉及到一种水下铺缆用挖沟犁刀,包括支架和设置于支架两侧的喷射犁刀，还包括直线移动组件和旋转组件，两个喷射犁刀各通过一组直线移动组件和旋转组件设置在支架上，两组直线移动组件同轴设置用于调节两个喷射犁刀相对宽度和相对位置，旋转组件以直线移动组件移动方向为轴线驱动喷射犁刀转动进行喷射犁刀的下放和抬升动作,本发明将两个喷射犁刀各通过一组直线移动组件和旋转组件设置于支架上，且可以独立调节其横向位置，以调节其相对宽度或与水底线缆的相对距离，还可以独立调节其下放和抬升动作，实现在降低两个喷射犁刀位置状态调节复杂性的前提下有效提高安全可靠度，避免在喷射犁刀下放过程中压坏水底线缆。

Description

一种水下铺缆用挖沟犁刀

技术领域

本发明属于水下铺缆领域，具体是涉及到一种水下铺缆用挖沟犁刀。

背景技术

目前的海底挖沟犁刀一般为两个对应的喷射犁刀，且两个喷射犁刀整体同步进行上下布放动作，这样简单直接的作业模式，加上海底难以确定电缆的具体位置的环境因素，非常容易造成在下方犁刀时，海底电缆被犁刀压坏。同时其在前期犁刀与水底线缆对齐时，需要通过整车的移动进行喷射犁刀的位置和角度调节，对齐的过程及其繁琐复杂，废时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效避免压坏水底线缆的水下铺缆用挖沟犁刀。

本发明的内容包括支架和设置于支架两侧的喷射犁刀，还包括直线移动组件和旋转组件，两个喷射犁刀各通过一组直线移动组件和旋转组件设置在支架上，两组直线移动组件同轴设置用于调节两个喷射犁刀相对宽度和相对位置，旋转组件以直线移动组件移动方向为轴线驱动喷射犁刀转动进行喷射犁刀的下放和抬升动作。

更进一步地，所述直线移动组件包括设置在支架上的滑动轴，喷射犁刀端部设置有与滑动轴配合的环套，直线移动组件还包括驱动环套沿滑动轴移动的直线驱动件Ⅰ。

更进一步地，所述直线移动组件为设置在支架上的气缸或液压缸，喷射犁刀端部设置有与气缸或液压缸输出轴转动配合的环套。

更进一步地，所述旋转组件为两端铰接设置在支架和喷射犁刀上的气缸或液压缸，气缸或液压缸伸缩驱动环套沿滑动轴转动。

更进一步地，所述喷射犁刀包括依次连接环套、连接臂和喷射刀体，所述支架背离直线移动组件一侧设置有铰接座，所述旋转组件两端分别铰接设置在铰接座和连接臂上。

本发明还包括基座，所述支架旋转设置与基座上，支架的旋转轴线与直线移动组件的移动轴线异面垂直。

本发明还包括驱动支架在基座上旋转的气缸或液压缸，气缸或液压缸两端分别与基座和支架铰接，气缸或液压缸伸缩，支架在基座上转动。

本发明还包括设置在支架上的旋转接头，旋转接头一端连接进水管路，另一端通过管路与喷射犁刀连接。

本发明还包括用于感应水底线缆位置的传感器。

本发明还提供一种水下铺缆方法，其特征是，包括挖沟机和如权利要求1-9任一项所述水下铺缆用挖沟犁刀，包括如下步骤：

S1、水下铺缆用挖沟犁刀通过挖沟机移动与待挖沟的水底上方；

S2、通过挖沟机初步调整两个喷射犁刀与水底线缆的位置状态，使水底线缆在两个喷射犁刀的长度范围内的部位与两个喷射犁刀在海床上的投影具有一定距离；

S3、下放距离水底线缆较远一侧的喷射犁刀，使其深入海床以下；

S4、挖沟机或直线移动组件驱动另一个喷射犁刀远离水底线缆一定距离，并下放喷射犁刀，使其深入海床以下；

S5、根据需要调节两个喷射犁刀的宽度；

S6、进行开沟埋缆工作。

本发明的有益效果是，本发明将两个喷射犁刀各通过一组直线移动组件和旋转组件设置于支架上，且可以独立调节其横向位置，以调节其相对宽度或与水底线缆的相对距离，还可以独立调节其下放和抬升动作，实现在降低两个喷射犁刀位置状态调节复杂性的前提下有效提高安全可靠度，避免在喷射犁刀下放过程中压坏水底线缆，具体而言，在实操中，如图-图所示，当设备靠近水底线缆后，可以先下放与水底线缆较远侧的喷射犁刀，再调节另一侧喷射犁刀与水底线缆的距离并下放该侧喷射犁刀，最后调节两侧喷射犁刀的合适宽度，以此解决了常规情况下在水底线缆与两个喷射犁刀位置没有完全对齐时，只能通过挖沟机的位置调节实现喷射犁刀与水底线缆的对齐，而挖沟机的移动能耗和复杂程度远高于喷射犁刀的调节，同时，通过挖沟机移动方式实现喷射犁刀与水底线缆的对齐，还会造成水底水源浑浊，严重降低可见度，在前期线缆对齐阶段极大的影响工作进度，本发明通过该方式进而降低能耗，操作复杂性以及提高安全可靠性。

附图说明

图1为本发明犁刀组件的主视图；

图2为本发明犁刀组件的俯视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明犁刀组件宽度调节的示意图；

图5为本发明犁刀组件角度调节的示意图；

图6为本发明犁刀组件下放和抬升的示意图；

图7为本发明位于水底线缆上方的俯视示意图；

图8为本发明位于水底线缆上方的主视示意图；

图9为本发明下放较远侧喷射犁刀的俯视示意图；

图10为本发明下放较远侧喷射犁刀的主视示意图；

图11为本发明调节两个喷射犁刀与水底线缆位置的俯视示意图；

图12为本发明调节两个喷射犁刀与水底线缆位置的主视示意图；

图13为本发明下放另一喷射犁刀的俯视示意图；

图14为本发明下放另一喷射犁刀的主视示意图；

图15为本发明调节两个喷射犁刀宽度的俯视示意图；

图16为本发明调节两个喷射犁刀宽度的主视示意图；

图17为本发明水底线缆弯曲的俯视示意图。

在图中，1-喷射犁刀；101-环套；102-连接臂；103-喷射刀体；2-基座；3-旋转座；6-支架；601-铰接座；7-旋转接头；8-驱动件；9-直线移动组件；901-滑动轴；902-直线驱动件Ⅰ；10-旋转组件；11-压缆器；1102-检测传感器；12-海床；14-挖沟机；15-水底线缆。

具体实施方式

如图1-17所示，本发明提供一种水下铺缆用挖沟犁刀，包括支架6和设置于支架6两侧的喷射犁刀1，还包括直线移动组件9和旋转组件10，两个喷射犁刀1各通过一组直线移动组件9和旋转组件10设置在支架6上，两组直线移动组件9同轴设置用于调节两个喷射犁刀1相对宽度和相对位置，旋转组件10以直线移动组件移动方向为轴线驱动喷射犁刀1转动进行喷射犁刀1的下放和抬升动作。

本发明将两个喷射犁刀1各通过一组直线移动组件9和旋转组件10设置于支架6上，且可以独立调节其横向位置，以调节其相对宽度或与水底线缆15的相对距离，还可以独立调节其下放和抬升动作，实现在降低两个喷射犁刀1位置状态调节复杂性的前提下有效提高安全可靠度，避免在喷射犁刀1下放过程中压坏水底线缆15，具体而言，在实操中，如图7-图16所示，当设备靠近水底线缆15后，可以先下放与水底线缆15较远侧的喷射犁刀1，再调节另一侧喷射犁刀1与水底线缆15的距离并下放该侧喷射犁刀1，最后调节两侧喷射犁刀1的合适宽度，以此解决了常规情况下在水底线缆15与两个喷射犁刀1位置没有完全对齐时，只能通过挖沟机14的位置调节实现喷射犁刀1与水底线缆15的对齐，而挖沟机14的移动能耗和复杂程度远高于喷射犁刀1的调节，同时，通过挖沟机14移动方式实现喷射犁刀1与水底线缆15的对齐，还会造成水底水源浑浊，严重降低可见度，在前期线缆对齐阶段极大的影响工作进度，本发明通过该方式进而降低能耗，操作复杂性以及提高安全可靠性。

所述直线移动组件9包括设置在支架6上的滑动轴901，喷射犁刀1端部设置有与滑动轴901配合的环套101，直线移动组件9还包括驱动环套101沿滑动轴901移动的直线驱动件Ⅰ902，本实施例中，直线移动组件9的移动便利，直线驱动件Ⅰ902优选采用液压缸，液压缸伸缩，驱动环套101沿滑动轴901直线运动，另外，环套101套接于滑动轴901上，还可以实现喷射犁刀1沿滑动轴901的转动，进而通过环套101和滑动轴901的配置，同时实现喷射犁刀1的滑动和转动配合，便于移动和转动的同轴配置。其中，所述旋转组件10为两端铰接设置在支架6和喷射犁刀1上的气缸或液压缸，配合上环套101和滑动轴901的配置，气缸或液压缸伸缩驱动环套101沿滑动轴901转动，另外，本实施例中，旋转组件10的两端与支架6和喷射犁刀1采用球形铰链连接，使环套101沿滑动轴901滑动后还能够有效配合。

所述喷射犁刀1包括依次连接环套101、连接臂102和喷射刀体103，所述支架6背离直线移动组件9一侧设置有铰接座601，所述旋转组件10两端分别铰接设置在铰接座601和连接臂102上，以此为旋转组件10提供伸缩空间，使喷射刀体103能够在设计角度范围内旋转做抬升和下放运动。

本水下铺缆用挖沟犁刀还包括基座2，所述支架6旋转设置与基座2上，支架6的旋转轴线与直线移动组件9的移动轴线异面垂直。通过设置基座2，将支架6旋转置于基座2上，可以便于调节喷射犁刀1的降低，进而调节喷射犁刀1的朝向。

本水下铺缆用挖沟犁刀还包括驱动支架6在基座2上旋转的气缸或液压缸，气缸或液压缸两端分别与基座2和支架6铰接，气缸或液压缸伸缩，支架6在基座2上转动，优选采用液压缸进行驱动，保证旋转稳定可靠性。

本水下铺缆用挖沟犁刀还包括设置在支架6上的旋转接头7，旋转接头7一端连接进水管路，另一端通过管路与喷射犁刀1连接，通过旋转接头7连接进水管路和喷射犁刀1，为喷射犁刀1提供高压水源，避免实际使用过程中进水管路发生扭转、屈曲和打结的问题，延长使用寿命。

本发明还包括用于感应水底线缆15位置的传感器，传感器优选采用接近传感器，便于在可见度低的情况下锁定水底线缆15的位置，接近开关的原理是实时检测被埋电缆的金属铠装层，当电缆的铠装层接近压缆器下方的接近传感器，传感器即可感应接近信号，从而确定电缆是否在压缆器下方，避免用视觉系统观测的麻烦。

本发明还提供一种水下铺缆方法，包括挖沟机14和水下铺缆用挖沟犁刀，包括如下步骤：

S1、水下铺缆用挖沟犁刀通过挖沟机14移动与待挖沟的水底上方；

S2、通过挖沟机14初步调整两个喷射犁刀1与水底线缆15的位置状态，使水底线缆15在两个喷射犁刀1的长度范围内的部位与两个喷射犁刀1在海床12上的投影具有一定距离，如图6和图7所示，水底线缆15可以与两个喷射犁刀1具有一定倾角，仅需在两个喷射犁刀1的长度方位内，喷射犁刀1下放过程中不会与水底线缆15接触即可；

S3、下放距离水底线缆15较远一侧的喷射犁刀1，使其深入海床12以下，如图9和图10所示，先下放距离水底线缆15较远一侧的喷射犁刀1，可以极大程度上避免喷射犁刀1压伤水底线缆15；

S4、挖沟机14或直线移动组件9驱动另一个喷射犁刀1远离水底线缆15一定距离，并下放喷射犁刀1，使其深入海床12以下，如图11和图12所示，本步骤中，优选通过直线移动组件9驱动另一喷射犁刀1远离水底线缆15一定距离，降低能耗，同时检索操作的影响，避免挖沟机14进行移动；

S5、根据需要调节两个喷射犁刀1的宽度，如图13-图16所示，在两个喷射犁刀1均下放之后，通过直线移动组件9调节两个喷射犁刀1的宽度，最终使两个喷射犁刀1在能够很好埋设水底线缆15的最小宽度下进行工作，降低能耗，提高工作效率；

S6、进行开沟埋缆工作。

上述方法解决了挖沟机14操作喷射犁刀1与水底线缆15对齐困难，复杂效率低的问题，同时可以有效避免喷射犁刀1下放过程中压坏水底线缆15的可能性，另外，配合压缆器11及其上方的检测传感器1102，解决了水下视野不佳，难以确定水底线缆15状况的问题。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水下铺缆用挖沟犁刀，其特征是，包括支架（6）和设置于支架（6）两侧的喷射犁刀（1），还包括直线移动组件（9）和旋转组件（10），两个喷射犁刀（1）各通过一组直线移动组件（9）和旋转组件（10）设置在支架（6）上，两组直线移动组件（9）同轴设置用于调节两个喷射犁刀（1）相对宽度和相对位置，旋转组件（10）以直线移动组件移动方向为轴线驱动喷射犁刀（1）转动进行喷射犁刀（1）的下放和抬升动作；

所述直线移动组件（9）包括设置在支架（6）上的滑动轴（901），喷射犁刀（1）端部设置有与滑动轴（901）配合的环套（101），直线移动组件（9）还包括驱动环套（101）沿滑动轴（901）移动的直线驱动件Ⅰ（902）；

所述直线驱动件Ⅰ（902）为设置在支架（6）上的气缸或液压缸，喷射犁刀（1）端部设置有与气缸或液压缸输出轴转动配合的环套（101）；

所述旋转组件（10）为两端铰接设置在支架（6）和喷射犁刀（1）上的气缸或液压缸，气缸或液压缸伸缩驱动环套（101）沿滑动轴（901）转动；

所述喷射犁刀（1）包括依次连接的环套（101）、连接臂（102）和喷射刀体（103），所述支架（6）背离直线移动组件（9）一侧设置有铰接座（601），所述旋转组件（10）两端分别铰接设置在铰接座（601）和连接臂（102）上；

还包括基座（2），所述支架（6）旋转设置于基座（2）上，支架（6）的旋转轴线与直线移动组件（9）的移动轴线异面垂直；

还包括驱动支架（6）在基座（2）上旋转的气缸或液压缸，气缸或液压缸两端分别与基座（2）和支架（6）铰接，气缸或液压缸伸缩，支架（6）在基座（2）上转动。

2.如权利要求1所述的水下铺缆用挖沟犁刀，其特征是，还包括设置在支架（6）上的旋转接头（7），旋转接头（7）一端连接进水管路，另一端通过管路与喷射犁刀（1）连接。

3.如权利要求1所述的水下铺缆用挖沟犁刀，其特征是，还包括用于感应水底线缆（15）位置的传感器。

4.一种水下铺缆方法，其特征是，包括挖沟机（14）和如权利要求1-3任一项所述水下铺缆用挖沟犁刀，包括如下步骤：

S1、水下铺缆用挖沟犁刀通过挖沟机（14）移动于待挖沟的水底上方；

S2、通过挖沟机（14）初步调整两个喷射犁刀（1）与水底线缆（15）的位置状态，使水底线缆（15）在两个喷射犁刀（1）的长度范围内的部位与两个喷射犁刀（1）在海床（12）上的投影具有一定距离；

S3、下放距离水底线缆（15）较远一侧的喷射犁刀（1），使其深入海床（12）以下；

S4、挖沟机（14）或直线移动组件（9）驱动另一个喷射犁刀（1）远离水底线缆（15）一定距离，并下放喷射犁刀（1），使其深入海床（12）以下；

S5、根据需要调节两个喷射犁刀（1）的宽度；

S6、进行开沟埋缆工作。