CN114488453A - 一种海底光缆埋设跨越设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海底光缆铺设领域，具体是一种海底光缆埋设跨越设备包括机身，所述机身两侧分别对称设置有两个脚座，同侧两个所述脚座之间连接有通水管，每个所述脚座朝向远离通水管一侧分别设置有一个设备脚，所述机身前侧上部开设有光缆口，所述光缆口下方在机身内安装有扫描头，所述光缆口两侧在机身内对称开设有两个进水口，所述机身后方设置有高压喷射尾，这样设置的设备能够在光缆铺设船的牵引下前进，通过设置在设备前的传感器扫描地形后给下方的机械臂传递数据将预置在设备底部的光缆保护机构的支脚定好位置，并在经过需要安插保护机构的地方后将光缆保护机构插入地下从而夹持并保护光缆避免光缆悬空或被遭受弯折。
Description
技术领域
本发明属于海底光缆铺设领域，尤其涉及一种海底光缆埋设跨越设备。
背景技术
一般对海底光缆的埋设是通过设备对要埋设光缆的地方挖掘沟壑，从而将光缆放置在沟壑中，在埋设光缆的过程中船前进方向是设备移动方向，但海底情况复杂，障碍物会影响光缆的埋设，但存在以下问题：
①光缆在海底埋设时，有时需要跨越复杂地形，若出现地形落差过大或沟壑时，往往采用深埋或增加光缆的方法，但小沟壑会出现悬空情况，而光缆悬空时容易受到撞击和水流切割导致寿命降低；
②采用套管方式对光缆进行保护，虽然能起到一定的防护作用，但在管状结构受到形状限制不能很好的对保护段光缆弯折起到缓冲作用；
因此本方案设计了一种能够在光缆铺设船的牵引下前进，通过设置在设备前的传感器扫描地形后给下方的机械臂传递数据将预置在设备底部的光缆保护机构的支脚定好位置，并在经过需要安插保护机构的地方后将光缆保护机构插入地下从而夹持并保护光缆避免光缆悬空或被遭受弯折的海底光缆埋设跨越设备以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有中技术存在的上述问题，提出了一种能够在光缆铺设船的牵引下前进，通过设置在设备前的传感器扫描地形后给下方的机械臂传递数据将预置在设备底部的光缆保护机构的支脚定好位置，并在经过需要安插保护机构的地方后将光缆保护机构插入地下从而夹持并保护光缆避免光缆悬空或被遭受弯折的海底光缆埋设跨越设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海底光缆埋设跨越设备，包括机身，所述机身两侧分别对称设置有两个脚座，同侧两个所述脚座之间连接有通水管，每个所述脚座朝向远离通水管一侧分别设置有一个设备脚，所述机身前侧上部开设有光缆口，所述光缆口下方在机身内安装有扫描头，所述光缆口两侧在机身内对称开设有两个进水口，所述机身后方设置有高压喷射尾。
优选的，每个所述脚座朝向远离所述通水管一侧固设有第一转座，所述第一转座内转动设置有设备脚第一转轴，所述设备脚第一转轴朝下一侧固定连接有设备脚杆，所述设备脚杆朝向远离设备脚第一转轴一端固定连接有滑板转轴，所述滑板转轴外套设有滑板转座且滑板转座下端面固设有滑板，所述脚座朝向远离所述通水管一侧在第一转座下方还固设有限位座，所述限位座内固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧与同侧的所述设备脚杆固定连接避免过度拉伸。
优选的，所述通水管和所述脚座内部中空，且前侧的所述脚座朝向所述机身一侧与同侧的所述进水口连通，所述高压喷射尾内开设有加压管，所述加压管与后侧所述脚座连通。
优选的，所述高压喷射尾上表面中部开设有光缆缓冲坡，所述高压喷射尾内在加压管一端设置有加压电机，所述加压电机与所述加压电机与所述加压管连接，所述加压管内两侧分别线性阵列设置有多个高压喷水器；所述高压喷射尾朝向机身一侧固设有尾部齿轮转轴，所述尾部齿轮转轴外转动套设有尾部从动齿轮，所述尾部从动齿轮朝向远离高压喷射尾一侧设置有尾部主动齿轮，所述尾部主动齿轮与所述尾部从动齿轮啮合连接，所述尾部主动齿轮一侧在机身内固设有尾部转动电机，所述尾部转动电机与尾部主动齿轮连接形成传动。
优选的，所述机身内开设有工作腔，所述机身下端面在工作腔两侧分别转动连接有机械壁第一转轴，所述机械壁第一转轴下端面固定连接有机械臂，所述机械臂朝向远离机械壁第一转轴一端固定连接有机械臂第二转轴，所述机械臂第二转轴朝向远离机械臂一侧竖直方向固定连接有机械臂第三转轴，所述机械臂第三转轴朝向远离机械臂第二转轴一侧连接有卡环控制爪，所述卡环控制爪内设置有限位卡环。
优选的，所述工作腔内设置有光缆保护机构，所述光缆保护机构包括两个光缆保护壳，两个所述光缆保护壳互相靠近一侧内分别滑动设置有一个光缆摩擦板，每个所述光缆摩擦板下端面分别固设有一个摩擦板滑块，每个所述摩擦板滑块后方分别固设有一个摩擦板弹簧用于复位。
优选的，所述工作腔下端面开设有滑槽，滑槽内滑动设置有支架滑块，所述支架滑块朝向靠近光缆摩擦板一侧固定连接有保护壳弹簧，所述支架滑块下端面固定连接有支架套，所述支架套内滑动设置有支架。
优选的，所述支架内开设有支架液压道，所述支架表面对称开设有多个限位缺口，每个所述限位缺口内在支架表面分别滑动设置有一个限位滑块，所述支架下端内滑动设置有液压推杆，所述支架下端面外滑动设置有四个可展开的开花头。
有益效果
1.能在光缆铺设船的牵引下前进，并通过设置在设备前的传感器扫描地形后给下方的机械臂传递数据，从而将预置在设备底部的光缆保护机构的支脚进行长度限定便于使用；
2.在经过需要安插保护机构的地方后将光缆保护机构插入地下从而夹持并保护光缆避免光缆悬空或被遭受弯折。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明俯视结构示意图；
图3为图2中A-A处剖视图；
图4为图2中B-B处剖视图；
图5为图3中D处所示结构剖视图；
图6为图5所示结构剖视图；
图中：机身10、脚座11、通水管12、高压喷射尾13、第一转座14、滑板16、滑板转座17、工作腔18、进水口19、光缆口20、扫描头21、限位座22、光缆缓冲坡23、加压电机24、加压管25、高压喷水器26、尾部从动齿轮28、尾部转动电机29、尾部主动齿轮30、光缆保护壳31、光缆摩擦板32、摩擦板弹簧33、摩擦板滑块34、保护壳弹簧35、支架滑块36、支架套37、支架38、限位缺口39、限位滑块40、支架液压道41、液压推杆42、开花头43、限位弹簧44、机械壁第一转轴45、限位卡环46、卡环控制爪47、机械臂48、机械臂第三转轴49、机械臂第二转轴50、设备脚第一转轴51、设备脚杆52、滑板转轴53、尾部齿轮转轴54。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
结合附图1，一种海底光缆埋设跨越设备，包括机身10，机身10两侧分别对称设置有两个脚座11，同侧两个脚座11之间连接有通水管12，每个脚座11朝向远离通水管12一侧分别设置有一个设备脚，机身10前侧上部开设有光缆口20，光缆口20下方在机身10内安装有扫描头21，光缆口20两侧在机身10内对称开设有两个进水口19，机身10后方设置有高压喷射尾13。
进一步的结合附图1、附图4，每个脚座11朝向远离通水管12一侧固设有第一转座14，第一转座14内转动设置有设备脚第一转轴51，设备脚第一转轴51朝下一侧固定连接有设备脚杆52，设备脚杆52朝向远离设备脚第一转轴51一端固定连接有滑板转轴53，滑板转轴53外套设有滑板转座17且滑板转座17下端面固设有滑板16，脚座11朝向远离通水管12一侧在第一转座14下方还固设有限位座22，限位座22内固定连接有限位弹簧44，限位弹簧44与同侧的设备脚杆52固定连接避免过度拉伸。
进一步的结合附图1，通水管12和脚座11内部中空，且前侧的脚座11朝向机身10一侧与同侧的进水口19连通，高压喷射尾13内开设有加压管25，加压管25与后侧脚座11连通。
进一步的结合附图1、附图2，高压喷射尾13上表面中部开设有光缆缓冲坡23，高压喷射尾13内在加压管25一端设置有加压电机24，加压电机24与加压电机24与加压管25连接，加压管25内两侧分别线性阵列设置有多个高压喷水器26；高压喷射尾13朝向机身10一侧固设有尾部齿轮转轴54，尾部齿轮转轴54外转动套设有尾部从动齿轮28，尾部从动齿轮28朝向远离高压喷射尾13一侧设置有尾部主动齿轮30，尾部主动齿轮30与尾部从动齿轮28啮合连接，尾部主动齿轮30一侧在机身10内固设有尾部转动电机29，尾部转动电机29与尾部主动齿轮30连接形成传动。
进一步的结合附图1、附图3，机身10内开设有工作腔18，机身10下端面在工作腔18两侧分别转动连接有机械壁第一转轴45，机械壁第一转轴45下端面固定连接有机械臂48，机械臂48朝向远离机械壁第一转轴45一端固定连接有机械臂第二转轴50，机械臂第二转轴50朝向远离机械臂48一侧竖直方向固定连接有机械臂第三转轴49，机械臂第三转轴49朝向远离机械臂第二转轴50一侧连接有卡环控制爪47，卡环控制爪47内设置有限位卡环46。
进一步的结合附图6，工作腔18内设置有光缆保护机构，光缆保护机构包括两个光缆保护壳31，两个光缆保护壳31互相靠近一侧内分别滑动设置有一个光缆摩擦板32，每个光缆摩擦板32下端面分别固设有一个摩擦板滑块34，每个摩擦板滑块34后方分别固设有一个摩擦板弹簧33用于复位。
进一步的结合附图6，工作腔18下端面开设有滑槽，滑槽内滑动设置有支架滑块36，支架滑块36朝向靠近光缆摩擦板32一侧固定连接有保护壳弹簧35，支架滑块36下端面固定连接有支架套37，支架套37内滑动设置有支架38。
进一步的结合附图6，支架38内开设有支架液压道41，支架38表面对称开设有多个限位缺口39，每个限位缺口39内在支架38表面分别滑动设置有一个限位滑块40，支架38下端内滑动设置有液压推杆42，支架38下端面外滑动设置有四个可展开的开花头43。
工作原理
将光缆穿过光缆口20后，通过光缆缓冲坡23逐渐垂下，随后将机身10放入需要埋设光缆区域，由铺设船在前方拉动；
在设备移动时，机身10内的尾部转动电机29启动，使得尾部主动齿轮30转动，由于尾部主动齿轮30转动使得与其啮合连接的尾部从动齿轮28逆时针转动使得高压喷射尾13下垂，在高压喷射尾13下垂同时，高压喷射尾13内的加压电机24启动并通过机身10前端两侧的两个进水口19吸入海水，吸入的海水通过脚座11和通水管12进入后方的高压喷射尾13内，海水进入高压喷射尾13内后首先汇集在加压管25内，随后通过两侧的高压喷水器26加压喷出对海床进行开道便于光缆埋设一定深度，落下的沙则可以覆盖在光缆表面起到保护作用；
在机身10前进过程中若遇到起伏较小地形，可以通过两侧的滑板转座17使得滑板16转动从而避免机身10出现颠簸情况，而滑板16两端的翘起也可以帮助穿越复杂地形；
若设备遇到起伏较大地形，由设置在机身10前侧的扫描头21提前扫描处地形，随后将数据传递给设置在机身10下端面的四个机械手，通过机械手的动作使得四个支架38拉伸到所需的长度；
当设备到达目标点后，机械手会将光缆保护机构插入海床内，随后机械手的卡环控制爪47捏合，由于卡环控制爪47间距缩小因此使得限位卡环46卡入支架38表面的限位缺口39内，由于限位卡环46进入限位缺口39之间，因此设置在限位缺口39内的限位滑块40被该处的限位卡环46挤压使得支架液压道41内的液压油移动，但是由于每个限位滑块40滑动限位使得其只能朝内移动，因此限位卡环46挤压限位滑块40会使得支架液压道41内的液压油向下聚集从而推动在支架液压道41下端的液压推杆42，由于支架38下端面设置的四个开花头43可滑动，因此液压推杆42伸出会将四个开花头43在海床下打开从而使得管保护机构能够抓牢海床不至于产生移动；
完成管保护机构安插后，机械手脱离并复位，此时机身10继续前进，由于工作腔18两侧设置有斜面，因此两个光缆保护壳31会在斜面作用下逐渐远离，在光缆保护壳31移动时会逐渐压缩设置在光缆保护壳31下端面的保护壳弹簧35进行蓄力，设备继续前进，当光缆保护壳31脱离与光缆保护壳31的接触后，保护壳弹簧35释放因此使得光缆保护壳31弹出从而对光缆进行夹持，同时由于光缆保护壳31内设置有光缆摩擦板32，因此在光缆保护壳31对光缆进行夹持时可以压迫光缆摩擦板32使得夹持更牢固同时增大光缆摩擦力便于后面的光缆埋设，光缆保护壳31斜面设计也可以减少光缆受到的撞击。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种海底光缆埋设跨越设备，包括机身(10)，其特征在于，所述机身(10)两侧分别对称设置有两个脚座(11)，同侧两个所述脚座(11)之间连接有通水管(12)，每个所述脚座(11)朝向远离通水管(12)一侧分别设置有一个设备脚，所述机身(10)前侧上部开设有光缆口(20)，所述光缆口(20)下方在机身(10)内安装有扫描头(21)，所述光缆口(20)两侧在机身(10)内对称开设有两个进水口(19)，所述机身(10)后方设置有高压喷射尾(13)。
2.根据权利要求1所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，每个所述脚座(11)朝向远离所述通水管(12)一侧固设有第一转座(14)，所述第一转座(14)内转动设置有设备脚第一转轴(51)，所述设备脚第一转轴(51)朝下一侧固定连接有设备脚杆(52)，所述设备脚杆(52)朝向远离设备脚第一转轴(51)一端固定连接有滑板转轴(53)，所述滑板转轴(53)外套设有滑板转座(17)且滑板转座(17)下端面固设有滑板(16)，所述脚座(11)朝向远离所述通水管(12)一侧在第一转座(14)下方还固设有限位座(22)，所述限位座(22)内固定连接有限位弹簧(44)，所述限位弹簧(44)与同侧的所述设备脚杆(52)固定连接避免过度拉伸。
3.根据权利要求1所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述通水管(12)和所述脚座(11)内部中空，且前侧的所述脚座(11)朝向所述机身(10)一侧与同侧的所述进水口(19)连通，所述高压喷射尾(13)内开设有加压管(25)，所述加压管(25)与后侧所述脚座(11)连通。
4.根据权利要求3所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述高压喷射尾(13)上表面中部开设有光缆缓冲坡(23)，所述高压喷射尾(13)内在加压管(25)一端设置有加压电机(24)，所述加压电机(24)与所述加压电机(24)与所述加压管(25)连接，所述加压管(25)内两侧分别线性阵列设置有多个高压喷水器(26)；所述高压喷射尾(13)朝向机身(10)一侧固设有尾部齿轮转轴(54)，所述尾部齿轮转轴(54)外转动套设有尾部从动齿轮(28)，所述尾部从动齿轮(28)朝向远离高压喷射尾(13)一侧设置有尾部主动齿轮(30)，所述尾部主动齿轮(30)与所述尾部从动齿轮(28)啮合连接，所述尾部主动齿轮(30)一侧在机身(10)内固设有尾部转动电机(29)，所述尾部转动电机(29)与尾部主动齿轮(30)连接形成传动。
5.根据权利要求1所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述机身(10)内开设有工作腔(18)，所述机身(10)下端面在工作腔(18)两侧分别转动连接有机械壁第一转轴(45)，所述机械壁第一转轴(45)下端面固定连接有机械臂(48)，所述机械臂(48)朝向远离机械壁第一转轴(45)一端固定连接有机械臂第二转轴(50)，所述机械臂第二转轴(50)朝向远离机械臂(48)一侧竖直方向固定连接有机械臂第三转轴(49)，所述机械臂第三转轴(49)朝向远离机械臂第二转轴(50)一侧连接有卡环控制爪(47)，所述卡环控制爪(47)内设置有限位卡环(46)。
6.根据权利要求5所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述工作腔(18)内设置有光缆保护机构，所述光缆保护机构包括两个光缆保护壳(31)，两个所述光缆保护壳(31)互相靠近一侧内分别滑动设置有一个光缆摩擦板(32)，每个所述光缆摩擦板(32)下端面分别固设有一个摩擦板滑块(34)，每个所述摩擦板滑块(34)后方分别固设有一个摩擦板弹簧(33)用于复位。
7.根据权利要求5所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述工作腔(18)下端面开设有滑槽，滑槽内滑动设置有支架滑块(36)，所述支架滑块(36)朝向靠近光缆摩擦板(32)一侧固定连接有保护壳弹簧(35)，所述支架滑块(36)下端面固定连接有支架套(37)，所述支架套(37)内滑动设置有支架(38)。
8.根据权利要求7所述的一种海底光缆埋设跨越设备，其特征在于，所述支架(38)内开设有支架液压道(41)，所述支架(38)表面对称开设有多个限位缺口(39)，每个所述限位缺口(39)内在支架(38)表面分别滑动设置有一个限位滑块(40)，所述支架(38)下端内滑动设置有液压推杆(42)，所述支架(38)下端面外滑动设置有四个可展开的开花头(43)。
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