CN114792581A - 一种水下机器人用高强度复合电缆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水下机器人用高强度复合电缆，包括若干电缆本体、若干连接装置、若干弹性气囊、充气装置、控制系统。电缆本体包括耐压层、中心电缆、若干缓冲弹簧、若干套环。连接装置处于相邻两个电缆本体之间，将相邻两个电缆本体连接，连接装置包括连通结构、信号收发器、定位装置。控制系统与连通结构、信号收发器、定位装置、充气装置连接。本申请具有高强度、耐磨、防水的特点，能有效提高电缆使用寿命以及提升水下机器人水下工作效率，且便于工作人员对水下机器人进行回收。

Description

一种水下机器人用高强度复合电缆

技术领域

本申请涉及水下电缆的领域，尤其是涉及一种水下机器人用高强度复合电缆。

背景技术

电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。电线电缆的制造与大多数机电产品的生产方式是完全不同的。机电产品通常采用将零件装配成部件、多个部件再装配成单台产品，产品以台数或件数计量。电线电缆是以长度为基本计量单位。所有电线电缆都是从导体加工开始，在导体的外围一层一层地加上绝缘、屏蔽、成缆、护层等而制成电线电缆产品。产品结构越复杂，叠加的层次就越多。

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。典型的遥控潜水器是由水面设备和水下设备组成。潜水器本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备和作业设备。潜水器的水下运动和作业，是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。随着各种水下机器人的飞速发展，作为其内部各电器元件连接线的电缆应用越来越广，对于电缆防水、抗拉、强度以及体积重量等方面的指标要求也越来越高。现有水下机器人在使用过程中，电缆容易与水底的底面礁石等发生摩擦和缠绕，容易对电缆造成损坏。且对于水下机器人的回收较为麻烦。

针对上述现有技术，发明人认为现有水下机器人在使用过程中，电缆因长时间在水下浸泡容易受到腐蚀以及损害，容易加快电缆老化，且电缆容易因摩擦和缠绕损坏，对水下机器人的回收比较麻烦。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种水下机器人用高强度复合电缆，采用如下的技术方案：

一种水下机器人用高强度复合电缆，包括若干电缆本体、若干连接装置、若干弹性气囊、充气装置、控制系统。电缆本体包括耐压层、中心电缆、若干缓冲弹簧、若干套环。若干套环沿中心电缆的长度方向均匀间隔套设于中心电缆上，套环的内侧面上嵌设有若干滚珠，若干滚珠与中心电缆相接。耐压层套设于中心电缆上，与中心电缆构成缓冲空腔，缓冲空腔与充气装置连通，相邻缓冲空腔相互连通。缓冲弹簧设置于耐压层与中心电缆之间，沿中心电缆的径向设置，其外端与耐压层连接，内端与套环连接。连接装置处于相邻两个电缆本体之间，将相邻两个电缆本体连接，连接装置包括连通结构、信号收发器、定位装置。若干弹性气囊与若干连接装置相对应，处于连接装置的同侧，并通过连通结构与缓冲空腔连通，用于使对应的连接装置上升或下降。定位装置用于对连接装置所处位置进行定位。信号收发器用于接收对连接装置的控制信号和发送定位装置的定位信号。控制系统与连通结构、信号收发器、定位装置、充气装置连接。

通过采用上述技术方案，通过设置耐压层，将中心电缆与水隔开，对中心电缆进行保护，并防止水压对中心电缆造成破坏。将水下机器人和电缆放入水中后，工作人员根据定位装置的定位信号确定电缆的若干个连接装置处于水面下的位置，以此构建电缆在水下的三维图像，并根据电缆在水下的三维图像对电缆进行调整，可以使电缆呈抛物线状，防止电缆缠绕到礁石上。当需要对某个弹性气囊进行充气或放气时，通过控制系统使其余的连通结构处于关闭状态，仅使对应的连通结构连通，然后通过充气装置改变缓冲空腔的气压，从而使该弹性气囊膨胀或收缩，使对应连接装置上升或下降，从而改变电缆在水中的漂浮状态。不同深度的水压不同，使电缆在长度方向上受到的水压不同，容易使电缆产生损坏。由于若干个缓冲空腔相互连通，其内部气压相同，使若干中心电缆沿长度方向所受的压力相同，能够延长中心电缆的使用寿命。当电缆在水流作用下发生弯曲时，通过缓冲空腔、缓冲弹簧、套环，能够在中心电缆的轴向、径向和自转方向上对其进行缓冲，延长中心电缆的使用寿命。当需要将水下机器人回收时，通过充气装置使全部弹性气囊膨胀，带动水下机器人上升到水面上。当电缆断裂时，与水下机器人连接的电缆部位上的弹性气囊会使电缆向上漂浮在水中，搜寻人员通过漂浮的电缆，能够更加容易找到水下机器人的位置。当遇到复杂的水底地形时，通过对若干弹性气囊的浮力的控制，能够使水下机器人漂浮在水中，然后通过船只和电缆带动水下机器人移动，对水底进行探测。设置滚珠，用于使中心电缆与套环之间从滑动摩擦变为滚动摩擦，保护中心电缆，延长中心电缆的使用寿命。

进一步的，连接装置包括两个连接头，分别固定于相邻的两个电缆本体的耐压层上，连接头包括法兰环、连接管、转动环、两个滑杆、两个复位弹簧、两个固定半环。相邻两个法兰环相对面上设置有密封层。耐压层套设于对应的连接管的一端上，并通过强力防水胶与连接管固定。连接管的另一端与法兰环固定，连接管表面上设置有外螺纹。转动环套设于连接管上，其内表面上设置有内螺纹，内螺纹与外螺纹相适应。滑杆贯穿连接管延伸至连接管内，沿连接管的径向设置，滑杆的外端设置有推动面，推动面为倾斜面，与转动环相配合。两个固定半环将中心电缆夹持，且分别与两个滑杆的内端固定，两个固定半环的一侧侧面处于法兰环的侧面所在平面内。复位弹簧套设于滑杆上，其两端分别与连接管的内壁和固定半环连接，复位弹簧为拉伸状态。

通过采用上述技术方案，在组装中心电缆和耐压层时，将转动环转动，使转动环在螺纹作用下移动，通过推动面使滑杆向内侧移动，带动两个固定半环将中心电缆固定。在拆卸中心电缆和耐压层时，将转动环反向转动，使转动环在螺纹作用下移动，与推动面脱离，在复位弹簧的作用下使滑杆向外侧移动，带动两个固定半环与中心电缆分离。

进一步的，沿法兰环周向均匀间隔设置有若干第一连接孔。转动环沿周向固定有若干把手，把手上设置有橡胶层，把手上设置有第二连接孔，第二连接孔与第一连接孔相对应。连接装置包括若干螺栓，螺栓穿过两个连接头上对应的第一连接孔、第二连接孔，并通过螺母扭紧。

通过采用上述技术方案，将相邻两个法兰环贴紧，然后将螺栓穿过两个连接头上对应的第一连接孔、第二连接孔，并通过螺母扭紧，实现两个电缆本体的连接。设置螺栓，可以使两个法兰环紧密结合，并防止转动环转动，提高了两个固定半环对中心电缆的夹持稳定性。设置把手，便于工作人员将转动环转动。

进一步的，连接头包括两个固定板，固定板设置于耐压层外侧，与滑杆固定，其内侧面上设置有若干固定钉，用于将耐压层固定于连接管上。

通过采用上述技术方案，当滑杆向内侧移动时，会带动固定板和固定钉将耐压层固定在连接管上，防止耐压层脱离连接管。

进一步的，耐压层上套设有若干防磨环棱，若干防磨环棱沿耐压层长度方向分布设置，防磨环棱与耐压层固定。

通过采用上述技术方案，防磨环棱能够保护耐压层。且固定钉会压入相邻防磨环棱之间，防止耐压层脱离连接管。

进一步的，连通结构包括连通管，连通管的一端贯穿连接管与缓冲空腔连通，且与连接管固定，连通管的另一端与弹性气囊连通，弹性气囊可收缩进入连通管内，连通管的内侧面上设置有橡胶层，连通管内设置有气阀，气阀与控制系统连接。

通过采用上述技术方案，通过气阀控制弹性气囊与缓冲空腔的连通与断开，当需要回收弹性气囊时，控制充气装置降低缓冲空腔的气压，使弹性气囊缩入连通管内，对弹性气囊进行保护。连通管的内侧面上设置有橡胶层，用于增大连通管内侧面与弹性气囊的摩擦力，防止在保存过程中弹性气囊从连通管内脱出。

进一步的，中心电缆包括若干根电源线芯、若干根控制线芯和若干根通讯线芯，若干根电源线芯、若干根控制线芯和若干根通讯线芯之间间隔设置有若干根抗拉绳，若干根电源线芯、若干根控制线芯和若干根通讯线芯外部共同包设有内保护层，内保护层外部裹设有第一防水层，第一防水层外部裹设有铠装层，铠装层外部裹设有第二防水层，第二防水层外部套设有外保护层。内保护层和第一防水层之间设有反应层，反应层内填充有制氧剂。

通过采用上述技术方案，通过在内保护层内均匀设置若干根抗拉绳，能够有效提高中心电缆的抗拉性能，另外通过外保护层和内保护层的设置有效对中心电缆内的各类线芯进行保护，大大提高了中心电缆的耐磨耐腐蚀和防水性能，有效提高中心电缆的使用寿命。同时通过铠装层的设置，能够进一步提高中心电缆的抗压能力，进而有效提高中心电缆强度，避免出现中心电缆撕裂的现象，有效提高中心电缆的使用寿命。并且通过第一防水层和第二防水层的设置，能够进一步提高中心电缆的防水性能。中心电缆处于耐压层内，对其破损情况的检查十分不方便。通过设置反应层，将电缆浸泡在水中，使缓冲空腔内充满水，在中心电缆破损时，会产生大量氧气在水中形成气泡从缓冲空腔的开口冒出，便于工作人员及时发现中心电缆破损，对中心电缆进行维护，避免出现因中心电缆受潮导致设备损坏或无法运行的现象。

进一步的，反应层内沿其长度方向均匀设置有多个用于分隔制氧剂的隔板。

通过采用上述技术方案，通过隔板的设置，能够对中心电缆反应层内的制氧剂进行分隔，避免出现因中心电缆一处破损导致中心电缆内制氧剂过量消耗，确保在中心电缆某段出现渗水时其他部位仍能具备检测防水性能的效果。

进一步的，内保护层和外保护层均采用聚氨酯弹性体制成。若干根电源线芯聚集形成电源线组，电源线组外部由内至外依次包设有电源线绝缘层、电源线屏蔽层、电源线防水层、电源线抗拉层和电源线护套。电源线绝缘层采用绝缘橡胶制成。电源线屏蔽层采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成。电源线防水层采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。电源线抗拉层采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。电源线护套采用无卤聚烯烃弹性体制成。

若干根控制线芯聚集形成控制线组，控制线组外部由内至外依次包设有控制线绝缘层、控制线屏蔽层、控制线防水层、控制线抗拉层和控制线护套。控制线绝缘层采用绝缘橡胶制成。控制线屏蔽层采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成。控制线防水层采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。控制线抗拉层采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。控制线护套采用无卤聚烯烃弹性体制成。

若干根通讯线芯聚集形成通讯线组，通讯线组由内至外依次设置有通讯线防水层、通讯线抗拉层和通讯线护套。通讯线防水层采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。通讯线抗拉层采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。通讯线护套采用无卤聚烯烃弹性体制成。

通过采用上述技术方案，采用聚氨酯弹性体制成内保护层和外保护层对中心电缆内各类线芯的形成双层保护，达到提高了中心电缆的耐磨耐腐蚀和防水性能的效果。

将电源线芯进行聚集固定形成电源线组，便于对电源线芯进行保护，通过屏蔽层的设置能够有效减少外界电磁场对电源线芯的影响，同时对电源线芯产生的电磁干扰进行屏蔽，避免对控制线芯和通讯线芯造成影响。采用防水线编织成网再进行多层复合形成电源线防水层能够有效提高电源线组的防水性能，另外防水网也有助于中心电缆在保持较高柔性的同时提高中心电缆的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成电源线抗拉层，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高电源线组的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆抗拉性能的效果。通过在电源线组外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的电源线护套，绿色环保，能够有效为电源线组提供保护，有效提高电源线组的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

将控制线芯进行聚集固定形成控制线组，便于对控制线芯进行保护，通过屏蔽层的设置能够有效减少外界电磁场对控制线芯的影响，同时对控制线芯产生的电磁干扰进行屏蔽，避免对电源线芯和通讯线芯造成影响。采用防水线编织成网再进行多层复合形成控制线防水层能够有效提高控制线组的防水性能，另外防水网也有助于中心电缆在保持较高柔性的同时提高中心电缆的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成控制线抗拉层，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高控制线组的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆抗拉性能的效果。通过在控制线组外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的控制线护套，绿色环保，能够有效为控制线组提供保护，有效提高控制线组的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

采用防水线编织成网再进行多层复合形成通讯线防水层能够有效提高通讯线组的防水性能，另外防水网也有助于电缆在保持较高柔性的同时提高中心电缆的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成通讯线抗拉层，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高通讯线组的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆抗拉性能的效果。通过在通讯线组外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的通讯线护套，绿色环保，能够有效为通讯线组提供保护，有效提高通讯线组的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

进一步的，第一防水层和第二防水层均采用膨胀型阻水带制成。第二防水层和外保护层之间设有外抗拉层，外抗拉层采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。

通过采用上述技术方案，采用膨胀型阻水带制成第一防水层和第二防水层，能够在中心电缆进入水汽时，快速吸水膨胀，对进入水汽进行堵塞的同时，能够有效快速清理中心电缆内的水汽，防止表面水汽继续深入对中心电缆内线芯造成影响，达到有效提高中心电缆防水性能的效果。采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成外抗拉层，重量轻柔性高且抗拉强度高，达到有效提高中心电缆抗拉性能的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置耐压层和缓冲弹簧，能够对中心电缆进行缓冲，延长中心电缆的使用寿命。

2.通过设置缓冲空腔、充气装置、弹性气囊，使若干中心电缆沿长度方向所受的压力相同，能够延长中心电缆的使用寿命，且能够使电缆始终漂浮在水中，不与水底接触，延长中心电缆的使用寿命。

3.通过反应层的设置，便于发现检测中心电缆的破损情况。

附图说明

图1是本申请实施例中连接装置的截面示意图；

图2是本申请实施例中电缆本体的截面示意图；

图3是本申请实施例的中心电缆的横截面结构示意图；

图4是本申请实施例中电源线组横截面结构示意图；

图5是本申请实施例中控制线组横截面结构示意图；

图6是本申请实施例中通讯线组横截面结构示意图；

图7是本申请实施例中反应层纵截面结构示意图。

附图标记说明：1、电源线组；11、电源线芯；12、电源线绝缘层；13、电源线屏蔽层；14、电源线防水层；15、电源线抗拉层；16、电源线护套；2、控制线组；21、控制线芯；22、控制线绝缘层；23、控制线屏蔽层；24、控制线防水层；25、控制线抗拉层；26、控制线护套；3、通讯线组；31、通讯线芯；32、通讯线防水层；33、通讯线抗拉层；34、通讯线护套；4、抗拉绳；5、内保护层；51、反应层；52、隔板；6、第一防水层；7、铠装层；8、第二防水层；81、外抗拉层；9、外保护层；91、套环；92、缓冲弹簧；93、耐压层；94、防磨环棱；95、法兰环；96、连接管；97、滑杆；98、固定半环；99、固定板；910、转动环；911、把手；912、螺栓；913、连通管；914、弹性气囊；915、复位弹簧；10、中心电缆。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种水下机器人用高强度复合电缆，包括若干电缆本体、若干连接装置、若干弹性气囊914、充气装置、控制系统。电缆本体包括耐压层93、中心电缆10、若干缓冲弹簧92、若干套环91。若干套环91沿中心电缆10的长度方向均匀间隔套设于中心电缆10上，套环91的内侧面上嵌设有若干滚珠，若干滚珠与中心电缆10相接。耐压层93套设于中心电缆10上，与中心电缆10构成缓冲空腔，缓冲空腔与充气装置连通，相邻缓冲空腔相互连通。缓冲弹簧92设置于耐压层93与中心电缆10之间，沿中心电缆10的径向设置，其外端与耐压层93连接，内端与套环91连接。连接装置处于相邻两个电缆本体之间，将相邻两个电缆本体连接，连接装置包括连通结构、信号收发器、定位装置。弹性气囊914与连接装置相对应，处于连接装置的同侧，并通过连通结构与缓冲空腔连通，用于使对应的连接装置上升或下降。定位装置用于对连接装置所处位置进行定位。信号收发器用于接收对连接装置的控制信号和发送定位装置的定位信号。控制系统与连通结构、信号收发器、定位装置、充气装置连接。

通过设置耐压层93，将中心电缆10与水隔开，对中心电缆10进行保护，并防止水压对中心电缆10造成破坏。将水下机器人和电缆放入水中后，工作人员根据定位装置的定位信号确定电缆的若干个连接装置处于水面下的位置，以此构建电缆的三维图像，并根据电缆在水下的三维图像对电缆进行调整，使电缆呈抛物线状，防止电缆缠绕到礁石上。当需要对某个弹性气囊914进行充气或放气时，通过控制系统使其余的连通结构处于关闭状态，仅使对应的连通结构连通，然后通过充气装置改变缓冲空腔的气压，从而使该弹性气囊914膨胀或收缩，使对应连接装置上升或下降，从而改变电缆在水中的漂浮状态。不同深度的水压不同，使电缆在长度方向上受到的水压不同，容易使电缆产生损坏。由于若干个缓冲空腔相互连通，其内部气压相同，使若干中心电缆10沿长度方向所受的压力相同，能够延长中心电缆10的使用寿命。当电缆在水流作用下发生弯曲时，通过缓冲空腔、缓冲弹簧92、套环91，能够在中心电缆10的轴向、径向和自转方向上对其进行缓冲，延长中心电缆10的使用寿命。当需要将水下机器人回收时，通过充气装置使全部弹性气囊914膨胀，带动水下机器人上升到水面上。当电缆断裂时，与水下机器人连接的电缆部位上的弹性气囊914会使其漂浮在水中，便于搜寻人员寻找。当遇到复杂的水底地形时，通过对若干弹性气囊914的浮力的控制，能够使水下机器人漂浮在水中，然后通过船只和电缆带动水下机器人移动，对水底进行探测。设置滚珠，用于使中心电缆10与套环91之间从滑动摩擦变为滚动摩擦，保护中心电缆10，延长中心电缆10的使用寿命。

如图1所示，连接装置包括两个连接头，分别固定于相邻的两个电缆本体的耐压层93上，连接头包括法兰环95、连接管96、转动环910、两个滑杆97、两个复位弹簧915、两个固定半环98。相邻两个法兰环95相对面上设置有密封层。耐压层93套设于对应的连接管96的一端上，并通过强力防水胶与连接管96固定。连接管96的另一端与法兰环95固定，连接管96表面上设置有外螺纹。转动环910套设于连接管96上，其内表面上设置有内螺纹，内螺纹与外螺纹相适应。滑杆97贯穿连接管96延伸至连接管96内，沿连接管96的径向设置，滑杆97的外端设置有推动面，推动面为倾斜面，与转动环910相配合。两个固定半环98将中心电缆10夹持，且分别与两个滑杆97的内端固定，两个固定半环98的一侧侧面处于法兰环95的侧面所在平面内。复位弹簧915套设于滑杆97上，其两端分别与连接管96的内壁和固定半环98连接，复位弹簧915为拉伸状态。

在组装中心电缆10和耐压层93时，将转动环910转动，使转动环910在螺纹作用下移动，通过推动面使滑杆97向内侧移动，带动两个固定半环98将中心电缆10固定。在拆卸中心电缆10和耐压层93时，将转动环910反向转动，使转动环910在螺纹作用下移动，与推动面脱离，在复位弹簧915的作用下使滑杆97向外侧移动，带动两个固定半环98与中心电缆10分离。

沿法兰环95周向均匀间隔设置有四个第一连接孔。转动环910沿周向固定有四个把手911，把手911上设置有橡胶层，把手911上设置有第二连接孔，第二连接孔与第一连接孔相对应。连接装置包括四个螺栓912，螺栓912穿过两个连接头上对应的第一连接孔、第二连接孔，并通过螺母扭紧。

将相邻两个法兰环95贴紧，然后将螺栓912穿过两个连接头上对应的第一连接孔、第二连接孔，并通过螺母扭紧，实现两个电缆本体的连接。设置螺栓912，可以使两个法兰环95紧密结合，并防止转动环910转动，提高了两个固定半环98对中心电缆10的夹持稳定性。设置把手911，便于工作人员将转动环910转动。

连接头包括两个固定板99，固定板99设置于耐压层93外侧，与滑杆97固定，其内侧面上设置有若干固定钉，用于将耐压层93固定于连接管96上。当滑杆97向内侧移动时，会带动固定板99和固定钉将耐压层93固定在连接管96上，防止耐压层93脱离连接管96。

耐压层93上套设有若干防磨环棱94，若干防磨环棱94沿耐压层93长度方向分布设置，防磨环棱94与耐压层93固定。防磨环棱94能够保护耐压层93。且固定钉会压入相邻防磨环棱94之间，防止耐压层93脱离连接管96。

连通结构包括连通管913，连通管913的一端贯穿连接管96与缓冲空腔连通，且与连接管96固定，连通管913的另一端与弹性气囊914连通，弹性气囊914可收缩进入连通管913内，连通管913的内侧面上设置有橡胶层，连通管913内设置有气阀，气阀与控制系统连接。通过气阀控制弹性气囊914与缓冲空腔的连通与断开，当需要回收弹性气囊914时，控制充气装置降低缓冲空腔的气压，使弹性气囊914缩入连通管913内，对弹性气囊914进行保护。连通管913的内侧面上设置有橡胶层，用于增大连通管913内侧面与弹性气囊914的摩擦力，防止在保存过程中弹性气囊914从连通管913内脱出。

如图3所示，中心电缆10包括六根电源线芯11、五根控制线芯21和四根通讯线芯31，六根电源线芯11、五根控制线芯21和四根通讯线芯31之间间隔设置有三根抗拉绳4，六根电源线芯11、五根控制线芯21和四根通讯线芯31外部共同包设有内保护层5，内保护层5外部裹设有第一防水层6，第一防水层6外部裹设有铠装层7，铠装层7外部裹设有第二防水层8，第二防水层8外部套设有外保护层9。内保护层5和第一防水层6之间设有反应层51，反应层51内填充有制氧剂。

通过在内保护层5内均匀设置三根抗拉绳4，能够有效提高中心电缆10的抗拉性能，另外通过外保护层9和内保护层5的设置有效对中心电缆10内的各类线芯进行保护，大大提高了中心电缆10的耐磨耐腐蚀和防水性能，有效提高中心电缆10的使用寿命。同时通过铠装层7的设置，能够进一步提高中心电缆10的抗压能力，进而有效提高中心电缆10强度，避免出现中心电缆10撕裂的现象，有效提高中心电缆10的使用寿命。并且通过第一防水层6和第二防水层8的设置，能够进一步提高中心电缆10的防水性能。中心电缆10处于耐压层93内，对其破损情况的检查十分不方便。通过设置反应层51，将电缆浸泡在水中，使缓冲空腔内充满水，在中心电缆10破损时，会产生大量氧气在水中形成气泡从缓冲空腔的开口冒出，便于工作人员及时发现中心电缆10破损，对中心电缆10进行维护，避免出现因中心电缆10受潮导致设备损坏或无法运行的现象。

如图7所示，反应层51内沿其长度方向均匀设置有多个用于分隔制氧剂的隔板52。

通过隔板52的设置，能够对中心电缆10反应层51内的制氧剂进行分隔，避免出现因中心电缆10一处破损导致中心电缆10内制氧剂过量消耗，确保在中心电缆10某段出现渗水时其他部位仍能具备检测防水性能的效果。

如图4所示，内保护层5和外保护层9均采用聚氨酯弹性体制成。六根电源线芯11聚集形成电源线组1，电源线组1外部由内至外依次包设有电源线绝缘层12、电源线屏蔽层13、电源线防水层14、电源线抗拉层15和电源线护套16。电源线绝缘层12采用绝缘橡胶制成。电源线屏蔽层13采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成。电源线防水层14采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。电源线抗拉层15采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。电源线护套16采用无卤聚烯烃弹性体制成。

如图5所示，五根控制线芯21聚集形成控制线组2，控制线组2外部由内至外依次包设有控制线绝缘层22、控制线屏蔽层23、控制线防水层24、控制线抗拉层25和控制线护套26。控制线绝缘层22采用绝缘橡胶制成。控制线屏蔽层23采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成。控制线防水层24采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。控制线抗拉层25采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。控制线护套26采用无卤聚烯烃弹性体制成。

如图6所示，四根通讯线芯31聚集形成通讯线组3，通讯线组3由内至外依次设置有通讯线防水层32、通讯线抗拉层33和通讯线护套34。通讯线防水层32采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成。通讯线抗拉层33采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。通讯线护套34采用无卤聚烯烃弹性体制成。

采用聚氨酯弹性体制成内保护层5和外保护层9对中心电缆10内各类线芯的形成双层保护，达到提高了中心电缆10的耐磨耐腐蚀和防水性能的效果。

将电源线芯11进行聚集固定形成电源线组1，便于对电源线芯11进行保护，通过屏蔽层的设置能够有效减少外界电磁场对电源线芯11的影响，同时对电源线芯11产生的电磁干扰进行屏蔽，避免对控制线芯21和通讯线芯31造成影响。采用防水线编织成网再进行多层复合形成电源线防水层14能够有效提高电源线组1的防水性能，另外防水网也有助于中心电缆10在保持较高柔性的同时提高中心电缆10的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成电源线抗拉层15，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高电源线组1的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆10抗拉性能的效果。通过在电源线组1外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的电源线护套16，绿色环保，能够有效为电源线组1提供保护，有效提高电源线组1的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

将控制线芯21进行聚集固定形成控制线组2，便于对控制线芯21进行保护，通过屏蔽层的设置能够有效减少外界电磁场对控制线芯21的影响，同时对控制线芯21产生的电磁干扰进行屏蔽，避免对电源线芯11和通讯线芯31造成影响。采用防水线编织成网再进行多层复合形成控制线防水层24能够有效提高控制线组2的防水性能，另外防水网也有助于中心电缆10在保持较高柔性的同时提高中心电缆10的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成控制线抗拉层25，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高控制线组2的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆10抗拉性能的效果。通过在控制线组2外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的控制线护套26，绿色环保，能够有效为控制线组2提供保护，有效提高控制线组2的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

采用防水线编织成网再进行多层复合形成通讯线防水层32能够有效提高通讯线组3的防水性能，另外防水网也有助于电缆在保持较高柔性的同时提高中心电缆10的抗拉性能。通过采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合编织制成通讯线抗拉层33，重量轻柔性高且抗拉强度高，能够有效提高通讯线组3的抗拉性能，进而达到有效提高中心电缆10抗拉性能的效果。通过在通讯线组3外部设置无卤聚烯烃弹性体材料的通讯线护套34，绿色环保，能够有效为通讯线组3提供保护，有效提高通讯线组3的耐热、耐腐蚀、防水和抗老化性能。

第一防水层6和第二防水层8均采用膨胀型阻水带制成。第二防水层8和外保护层9之间设有外抗拉层81，外抗拉层81采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。采用膨胀型阻水带制成第一防水层6和第二防水层8，能够在中心电缆10进入水汽时，快速吸水膨胀，对进入水汽进行堵塞的同时，能够有效快速清理中心电缆10内的水汽，防止表面水汽继续深入对中心电缆10内线芯造成影响，达到有效提高中心电缆10防水性能的效果。采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成外抗拉层81，重量轻柔性高且抗拉强度高，达到有效提高中心电缆10抗拉性能的效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：包括若干电缆本体、若干连接装置、若干弹性气囊(914)、充气装置、控制系统；所述电缆本体包括耐压层(93)、中心电缆(10)、若干缓冲弹簧(92)、若干套环(91)；若干所述套环(91)沿所述中心电缆(10)的长度方向均匀间隔套设于所述中心电缆(10)上，所述套环(91)的内侧面上嵌设有若干滚珠，若干所述滚珠与所述中心电缆(10)相接；所述耐压层(93)套设于所述中心电缆(10)上，与所述中心电缆(10)构成缓冲空腔，所述缓冲空腔与所述充气装置连通，相邻所述缓冲空腔相互连通；所述缓冲弹簧(92)设置于所述耐压层(93)与所述中心电缆(10)之间，沿所述中心电缆(10)的径向设置，其外端与所述耐压层(93)连接，内端与所述套环(91)连接；所述连接装置处于相邻两个电缆本体之间，将相邻两个电缆本体连接，所述连接装置包括连通结构、信号收发器、定位装置；若干所述弹性气囊(914)与若干所述连接装置相对应，处于所述连接装置的同侧，并通过所述连通结构与所述缓冲空腔连通，用于使对应的所述连接装置上升或下降；所述定位装置用于对所述连接装置所处位置进行定位；所述信号收发器用于接收对所述连接装置的控制信号和发送所述定位装置的定位信号；所述控制系统与所述连通结构、所述信号收发器、所述定位装置、所述充气装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述连接装置包括两个连接头，分别固定于相邻的两个所述电缆本体的耐压层(93)上，所述连接头包括法兰环(95)、连接管(96)、转动环(910)、两个滑杆(97)、两个复位弹簧(915)、两个固定半环(98)；相邻两个法兰环(95)相对面上设置有密封层；所述耐压层(93)套设于对应的所述连接管(96)的一端上，并通过强力防水胶与所述连接管(96)固定；所述连接管(96)的另一端与所述法兰环(95)固定，所述连接管(96)表面上设置有外螺纹；所述转动环(910)套设于所述连接管(96)上，其内表面上设置有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹相适应；所述滑杆(97)贯穿所述连接管(96)延伸至所述连接管(96)内，沿所述连接管(96)的径向设置，所述滑杆(97)的外端设置有推动面，所述推动面为倾斜面，与所述转动环(910)相配合；两个所述固定半环(98)将所述中心电缆(10)夹持，且分别与两个所述滑杆(97)的内端固定，两个固定半环(98)的一侧侧面处于所述法兰环(95)的侧面所在平面内；所述复位弹簧(915)套设于所述滑杆(97)上，其两端分别与所述连接管(96)的内壁和所述固定半环(98)连接，所述复位弹簧(915)为拉伸状态。

3.根据权利要求2所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：沿所述法兰环(95)周向均匀间隔设置有若干第一连接孔；所述转动环(910)沿周向固定有若干把手(911)，所述把手(911)上设置有橡胶层，所述把手(911)上设置有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第一连接孔相对应；所述连接装置包括若干螺栓(912)，所述螺栓(912)穿过两个所述连接头上对应的所述第一连接孔、所述第二连接孔，并通过螺母扭紧。

4.根据权利要求2所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述连接头包括两个固定板(99)，所述固定板(99)设置于所述耐压层(93)外侧，与所述滑杆(97)固定，其内侧面上设置有若干固定钉，用于将所述耐压层(93)固定于所述连接管(96)上。

5.根据权利要求4所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述耐压层(93)上套设有若干防磨环棱(94)，若干所述防磨环棱(94)沿耐压层(93)长度方向分布设置，所述防磨环棱(94)与所述耐压层(93)固定。

6.根据权利要求2所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述连通结构包括连通管(913)，所述连通管(913)的一端贯穿所述连接管(96)与所述缓冲空腔连通，且与所述连接管(96)固定，所述连通管(913)的另一端与所述弹性气囊(914)连通，所述弹性气囊(914)可收缩进入所述连通管(913)内，所述连通管(913)的内侧面上设置有橡胶层，所述连通管(913)内设置有气阀，所述气阀与所述控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述中心电缆(10)包括若干根电源线芯(11)、若干根控制线芯(21)和若干根通讯线芯(31)，若干根电源线芯(11)、若干根控制线芯(21)和若干根通讯线芯(31)之间间隔设置有若干根抗拉绳(4)，所述若干根电源线芯(11)、若干根控制线芯(21)和若干根通讯线芯(31)外部共同包设有内保护层(5)，所述内保护层(5)外部裹设有第一防水层(6)，所述第一防水层(6)外部裹设有铠装层(7)，所述铠装层(7)外部裹设有第二防水层(8)，所述第二防水层(8)外部套设有外保护层(9)；所述内保护层(5)和第一防水层(6)之间设有反应层(51)，所述反应层(51)内填充有制氧剂。

8.根据权利要求7所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述反应层(51)内沿其长度方向均匀设置有多个用于分隔制氧剂的隔板(52)。

9.根据权利要求8所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述内保护层(5)和外保护层(9)均采用聚氨酯弹性体制成；若干根所述电源线芯(11)聚集形成电源线组(1)，所述电源线组(1)外部由内至外依次包设有电源线绝缘层(12)、电源线屏蔽层(13)、电源线防水层(14)、电源线抗拉层(15)和电源线护套(16)；所述电源线绝缘层(12)采用绝缘橡胶制成；所述电源线屏蔽层(13)采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成；所述电源线防水层(14)采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成；所述电源线抗拉层(15)采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成；所述电源线护套(16)采用无卤聚烯烃弹性体制成；

若干根所述控制线芯(21)聚集形成控制线组(2)，所述控制线组(2)外部由内至外依次包设有控制线绝缘层(22)、控制线屏蔽层(23)、控制线防水层(24)、控制线抗拉层(25)和控制线护套(26)；所述控制线绝缘层(22)采用绝缘橡胶制成；所述控制线屏蔽层(23)采用镀锡铜丝编织形成的金属网制成；所述控制线防水层(24)采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成；所述控制线抗拉层(25)采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成；所述控制线护套(26)采用无卤聚烯烃弹性体制成；

若干根所述通讯线芯(31)聚集形成通讯线组(3)，所述通讯线组(3)由内至外依次设置有通讯线防水层(32)、通讯线抗拉层(33)和通讯线护套(34)；所述通讯线防水层(32)采用防水线编织成网后将多层防水网复合而成；所述通讯线抗拉层(33)采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成；所述通讯线护套(34)采用无卤聚烯烃弹性体制成。

10.根据权利要求7所述的一种水下机器人用高强度复合电缆，其特征在于：所述第一防水层(6)和第二防水层(8)均采用膨胀型阻水带制成；所述第二防水层(8)和外保护层(9)之间设有外抗拉层(81)，所述外抗拉层(81)采用芳纶纤维绳和镀镍钢丝绞合成绳再编织成网制成。

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