CN115298088A - 用于将锚安装在水下基底中的载具 - Google Patents

Abstract

提供了一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括通过使锚安装载具绕中心轴线Y旋转以将联接到所述锚安装载具的锚驱动到所述水下基底中来将所述锚安装到所述水下基底中。所述锚安装载具包括：载具框架，所述载具框架具有顶端和底端；多个臂，所述多个臂从所述载具框架向外延伸；一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处；以及锚系统，所述锚系统保持从所述载具框架的所述底端延伸的所述锚，其中所述锚与中心轴线Y对齐。

Description

用于将锚安装在水下基底中的载具

相关申请的交叉引用

本申请是2020年1月27日以代理人案号0105198-032PR0提交的名称为“REMOTELYOPERATED UNDERWATER VEHICLE FOR INSTALLING SEABED ANCHORS”的美国临时申请号62/966,187的非临时申请并要求其权益。该申请特此以全文引用方式并入本文并用于所有目的。

背景技术

存在许多用于将物体锚固到水下基底(诸如海床)的方法。由于各种原因，包括最小化环境影响、最小化锚固基底的结构干扰、质量减轻、成本节省和安装噪声的管理，螺旋锚已成为优选的锚固方法。螺旋锚的安装典型地需要对锚施加扭矩以将其嵌入基底中。通过施加扭矩来完成旋转安装的硬件目前要求通常需要非常大的一个或多个水面船只的支持。

现有的锚固类型包括但不限于拖埋、桩、吸力式沉箱、重力和螺旋或螺纹锚。拖埋式锚相对成本有效并且能够适应高负载，但安装会显著扰乱海床、要求高推力，并且这种锚是定向的。桩更重且更昂贵，并且可承受多向拉力。它们通常被锤击到适当位置，这对海洋生物来说非常嘈杂，而且它们通常不能安装在很深的地方。吸力式沉箱与桩类似，但一般直径更大，并且它们使用吸力进行安装，这可能安静得多并且可适用于更深的深度。重力锚一般由非常大的钢和混凝土重物组成，并且这种锚在更大规模的安装中很快会出现问题。重力锚还容易被拖拽。螺旋锚与拖埋式锚和桩有关，并且它们可以高精度并且在对周围海床的干扰很小的情况下物理地旋入海床中。它们可重量轻且具有很高的成本效益，但它们目前依赖于从船上放下的水下液压钻机来进行安装。必须抵消液压马达的扭矩反作用，这通常导致进一步的海床干扰。

鉴于上述情况，需要一种用于将螺旋锚埋入水下基底中的改进的螺旋锚安装系统和方法，以努力克服常规的锚安装系统的前述障碍和缺陷。

附图说明

图1是根据一个实施方案的将多个锚安装在水下基底中的载具的示例图。

图2是根据另一个实施方案的载具的侧视图。

图3是图2的载具的透视图。

图4是图2和图3的载具的一部分的顶视图。

图5是图2至图4的载具的另一个顶视图。

图6是图2至图5的载具的底视图。

图7是图2至图6的载具的近视底视图。

图8是图2至图7的载具的侧视图，其中载具的臂处于折叠状态。

图9是根据一个实施方案的经由网络连接可操作地连接的载具的支持船只和电子系统的框图。

图10a是根据一个实施方案的锚系统的侧视图。

图10b是图10a的锚系统的近视侧视图。

图11是包括载具浮子的一个实施方案的载具的侧视图。

图12是根据另一个实施方案的载具的透视图。

图13是根据又一个实施方案的载具的透视图。

图14a、图14b和图14c示出了螺旋锚的不同实施方案。

图15示出了包括非圆形轴部分的螺旋锚。

图16a示出了包括非圆形孔的块体在第一位置的俯视图，锚的非圆形轴部分已插入该非圆形孔中。

图16b示出了图16b的块体和锚在第二位置的俯视图。

图16c示出了包括非圆形孔的块体的透视图，锚的非圆形轴部分已插入该非圆形孔中。

图17示出了在水体上承载载具的浮动滑车的侧视图。

图18示出了承载载具的图17的浮动滑车的顶视图。

应注意，附图不是按比例绘制的，并且贯穿附图出于说明性目的，类似结构或功能的元件一般由相同的附图标记表示。还应注意，附图仅意图促进对优选实施方案的描述。附图并未示出所描述实施方案的每个方面，并且不限制本公开的范围。

具体实施方式

本文讨论的各种实施方案(包括图1中示出的示例)涉及载具100，该载具被配置为在水体105中操纵并将锚110安装在诸如海床的水下基底115中。如图1的一个示例所示，多个锚110可安装在基底115中，其中线120从锚110延伸到在水105的表面上的浮子122；然而，如本文更详细地讨论，可以多种其他方式使用锚110。在一些实施方案中，载具100可包括操作系绳130，该操作系绳延伸到并可操作地连接到支持船只140(诸如小船、轮船等)。

尽管本文讨论的各种示例实施方案涉及将锚110安装在海洋和海床中，但另外的示例可涉及任何合适的水体105和在水体105内的基底115。例如，可在诸如海洋、河流、湖泊、小溪、池塘、溪流、蓄水池、泳池等的天然或人造水体105中采用各种实施方案。另外地，载具100可被配置为在各种合适的深度操作，包括在浅海到深海环境中。

此外，虽然各种实施方案涉及位于水体105的底部的基底115(诸如海床)，但另外的实施方案可涉及将锚110安装在可能处于各种角度或取向的各种合适的天然或人造基底115中。例如，锚110可在各种角度的海床中，其中锚110被定向为垂直于基底的平面或处于其他合适的角度，诸如平行于重力等。这种海床基底115可包括各种类型的材料，诸如沙子、淤泥、泥土、砾石、岩石和/或出售的岩石等。因此，各种实施方案可被配置为与诸如淤泥的软基底115、诸如固体岩石的硬基底或它们的组合一起使用。此外，实施方案可被配置为将锚安装在诸如木材、混凝土、聚合物、金属、冰等的材料中，在一些示例中，所述材料可以是诸如混凝土板、沉船、浮船、木桩、挡土墙、水下建筑、水坝、冰山等水下结构的一部分。因此，一些示例可被配置为将锚安装在垂直或倒置的基底中，或其他合适的角度(诸如浮船的船体或冰山)。另外地，一些实施方案可涉及被配置为安装锚110的航空载具100。

如图1的示例所示，一些实施方案包括具有系绳130的载具100，该系绳延伸到支持船只140(诸如轮船)，并且系绳130提供载具100与支持船只140、对载具100的电力供应、对载具100的流体供应、载具100的物理系绳等之间的通信。例如，在一些实施方案中，支持船只140上的操作员可控制载具100将一个或多个锚110安装在基底中，这可包括经由系绳130向载具100提供控制数据；从载具100接收数据(例如，视频、传感器数据、位置数据、载具状态数据等)；向载具100提供流体(例如，以填充压载舱或浮子来改变载具100的浮力)；物理地移动、拉动或拖曳载具100等。然而，在一些实施方案中，可不存在此类功能中的一者或多者，并且/或者可完全不存在系绳130。例如，一些实施方案可包括自主或半自主载具100，该载具可在没有或具有有限的控制信号并且没有外部电力的情况下运行，使得可能不需要系绳130。

另外地，一些实施方案可包括与载具100的无线通信，从而可不存在到载具100的有线连接。例如，当载具或载具天线浮出水面时，一些实施方案可在空中与载具100无线通信，或者载具100可包括漂浮在水105上的无线天线，其中到载具100的有线连接在水105下方。一些实施方案可包括水下无线通信。此外，虽然一些实施方案包括轮船、小船或其他船只作为支持船只140，但在一些实施方案中，支持船只140可包括基于陆地的系统、诸如钻井平台的水上结构、航空载具等。

此外，虽然图1的示例示出了多个锚110安装在基底105中，其中线120从锚110延伸到在水105的表面上的浮子122，但在另外的实施方案中，各种合适尺寸的一个或多个锚110可安装有或没有用于各种合适用途的各种合适的硬件。例如，在一些实施方案中，一个或多个锚110可用于码头、海堤、波能系统、风力涡轮机、锚固船只(诸如轮船)、水产养殖、小船系泊、浮标锚固、石油和天然气、管道锚固、科学仪器锚固、地质技术岩心钻探、井、隧道、海洋测绘、地质测试等。

转到图2至图8，示出了载具100的一个示例实施方案，该载具包括载具框架205，该载具框架具有从其延伸的四个臂210，其中旋转推进器212设置在臂210的相应的远端处。臂210可经由臂接头214可旋转地联接到载具框架205，并且臂210可经由相应的臂锁216锁定在适当位置。例如，图8示出了载具100的配置，其中臂210平行于载具100的中心轴线Y设置并且可经由臂接头214向上旋转到如图2至图8所示的配置，其中臂210在公共平面中垂直于中心轴线Y延伸并且经由臂锁216锁定在适当位置。虽然在图2至图8的示例中示出了定位在框架上的臂锁216的示例，但另外的实施方案可包括设置在臂210上的臂锁216，诸如钩等。

在各种实施方案中，可能期望臂210可折叠成图8的配置以更容易运输载具100。在一些实施方案中，推进器212和/或其他元件可容易从载具100拆卸以供运输，并且在一些情况下，载具100及其任何元件可进行包装以供空运，在各种示例中，这对于安装提前期来说是合乎期望的。

另外地，在一些实施方案中，可能期望臂210被致动到不同的位置，而不是被锁定在特定角度，诸如与中心轴线Y成90°。例如，在一些实施方案中，载具100可被配置为将臂210移动为与中心轴线Y大于和/或小于90°。将臂210向上和/或向下移动可能是期望的，以避免臂210或推进器212在锚安装期间撞击基底或其他物体、改变扭矩或旋转、产生向上或向下的力等。在一些示例中，臂212可被限制为一致地移动；可单独地致动到不同的单独角度；可成组地致动等。

另外地，在一些实施方案中，臂210的长度可改变。例如，臂210可以是可伸缩的、被配置为移入和移出框架205等。改变臂210的长度可能是期望的以避免臂210或推进器212在锚安装期间撞击基底或其他物体、改变扭矩或旋转等。

虽然图3和图5至图8、图12的示例示出了具有四个臂210的优选实施方案的载具100，但另外的实施方案可具有任何合适数量的臂210，包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、12个、14个、16个、18个、24个、36个、48个、56个、72个等。另外地，在一些实施方案中，臂210可不存在于载具100中；例如，载具100具有未设置在臂210上的一个或多个中央推进器。

载具可包括一个或多个浮箱220、电子系统230、竖直推进器240和锚系统250。在一些实施方案中，系绳130可通过在顶端处的滑环系绳附接件260联接到框架205并且与中心轴线Y对齐。

在一些示例中，用于系绳130的绞盘可结合滑环以允许将系绳130从支持船只放出。另外地，系绳130可在载具100附近或在该载具上结合滑环，以允许载具100旋转而不会在载具100旋转以安装锚110时使支撑系绳扭曲。滑环可被设计为以非常小的扭矩旋转，使得系绳130的旋转刚度足以引起旋转。滑环可被构造为承载足以匹配系绳130的抗拉能力的轴向载荷。在一些实施方案中，可不使用滑环，其中允许系绳在螺旋锚安装期间扭转有限次数，而在安装之间解开并且甚至反扭转。

在一些示例中，系绳130可结合用于增加系绳130在水105中的旋转阻力的特征。这样的特征可减少系绳130在滑环上方的部分与在滑环下方的部分一起旋转的趋势。在一些示例中，该特征可采取附接到系绳130的一组径向桨或臂的形式。

系绳和/或滑环可附接到130，以此方式使得施加到系绳130或辅助张紧构件的张力可直接通过载具100的框架传递到锚110和/或保持锚110的装置(例如，锚系统250)。这可允许经由系绳130来自支持水面船只140的直接拉力来测试锚埋入强度和移除锚。

浮箱220可被配置为容纳流体(例如，液体和/或气体)，其可被配置为改变载具100的浮力。例如，改变载具100的浮力可能是期望的以允许载具100从水105的表面下沉到将安装锚110的位置；漂浮到水105的表面以进行收集、再补给、接收指令等；提供在水中的机动性；在正安装的锚110上施加附加的向下力等。另外地，如图11的示例所示，一些实施方案可包括可经由浮子释放装置222从载具拆卸的一个或多个载具浮子1100。在各种实施方案中，改变载具100的浮力可包括泡沫元件、向漂浮光220和/或载具浮子1100引入和/或移除各种流体(诸如水、空气、二氧化碳、氦气、氮气等)。

电子系统230包括各种传感器和/或成像装置或与各种传感器和/或成像装置相关联，所述各种传感器和/或成像装置包括扭矩传感器232、顶部相机234和底部相机236(参见图6和图7)、惯性测量单元、多普勒计程仪(DVL)、磁力计、成像声纳、液位传感器、水压传感器、温度计、激光雷达、全球定位系统(GPS)等。本文更详细地讨论电子系统的另外的实施方案和功能。

如图4至图7所示，在各种实施方案中，载具100可包括在框架205的相反侧上的一对竖直推进器240，其中竖直推进器240平行于中心轴线Y对齐并且向下指向锚110和锚系统250，如图2所示。在另外的实施方案中，可存在任何合适的多个竖直推进器240、单个竖直推进器240，或者可不存在竖直推进器240。另外地，在各种示例中，一个或多个竖直推进器240可在各种合适的方向上定向或可定向。

锚系统250可包括被配置为抓住和/或释放锚110的锚伺服系统252、扭矩管254、锚附接爪256和旋转顺应板258，该旋转顺应板可用于如本文所讨论的扭矩猛增。例如，图10a和图10b示出了锚系统250的近视图，其中锚110的轴112和孔眼116可由锚系统250经由扭矩管254的锚引导件259进行保持，其中附接爪256被配置为经由锚伺服系统252的致动来抓住和释放锚110的孔眼116。

例如，在各种实施方案中，锚110可与载具100联接(例如，通过附接爪256经由锚伺服系统252的致动来抓住锚110的孔眼116)；载具100可将锚110带到在水体105的底部的基底115上的位置并安装锚110；载具并释放安装的锚110(例如，通过附接爪256经由锚伺服系统252的致动来释放锚110的孔眼116)；并且载具100然后可获得另一个锚110，该锚可被运输到在水体105的底部的基底115中的另一个安装位置。如本文所讨论，载具100可被配置为可旋转地安装锚110，并且载具可类似地被配置为可旋转地卸载或移除锚110。

虽然在本文的各种示例中示出了抓住和释放锚110的孔眼116的附接爪256的示例，但应当清楚，在另外的实施方案中，可存在用于将锚110与载具100联接的各种合适的机构，诸如夹头、卡爪连接、磁力锁、嵌套式多边形轴等。

转到图9，示出了载具100的支持船只140和电子系统230的框图，其中支持船只140和电子系统230经由网络连接910可操作地连接，该网络连接可包括系绳130、无线连接等，如本文所讨论。在该示例中，支持船只140被示为包括支持计算机系统920和支持电源930。载具100的电子系统230被示为包括载具计算系统940、载具电源950、一个或多个位置传感器960、扭矩传感器232、顶部相机234和底部相机236。

在各种实施方案中，支持计算系统920可包括任何合适的装置，包括膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、智能电话、嵌入式系统等。支持电源930可包括各种合适的电源930，包括电池、太阳能电池阵列、发电机、船用发动机、电网等。如本文所讨论，在一些示例中，支持船只140可被配置为将来自这种支持电源930的电力提供给载具100，该电力可用于给载具电源950充电和/或为载具100的各种系统供电。

对于包括电致动推进器的载具的实施方案，在一些示例中，可设计优化的电力系统。因为锚安装可能是需要高功率锚安装的突发与长时间运输和设置穿插的周期性活动，所以各种实施方案包括在载具上具有能量存储设备(例如，电池)的载具100。在一些示例中，从成本和重量的角度来看，为载具100提供足够用于多次锚安装的电池容量可能是不合期望的。在各种实施方案中，通过脐带电缆(诸如系绳130)向载具100馈送电力。

由于载具100的一些示例可被设计用于非恒定的高输出工作，因此可以降低对绳索130的电力传输能力的要求。例如，在一些实施方案中，系绳130可被构建为支持载具100的平均功率要求。载具100可具有电池系统，该电池系统具有足够的容量来安装一个或多个锚110。然后可通过系绳130连续地提供能量，例如，以在工作日内以平均使用率对载具电源950进行再充电。在一些示例中，每个锚固事件可以高于系绳可提供的速率从载具电源950汲取能量。在各种示例中，可在锚固事件之间的间隔期间发生再充电。这可允许实施方案具有比供应载具100的峰值功率要求所要求的小得多的系绳130。类似的方法可用液压或气动系统来实现。

在各种实施方案中，载具计算系统940可包括任何合适的装置，包括膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、智能电话、嵌入式系统等。载具计算系统940和支持计算系统920可包括一个或多个处理器和存储器，该存储器可存储指令(例如，软件)，所述指令在由一个或多个处理器执行时可致使载具100和/或支持船只140以执行本文所述的各种方法，包括安装锚110、卸载锚110等的方法。

一个或多个位置传感器960可包括各种合适类型的传感器，包括全球定位系统(GPS)、磁力计、陀螺仪等。顶部相机234和底部相机236可包括各种合适类型的相机，所述相机被配置为捕捉各种合适波长的光的图像，包括可见光谱、紫外线、红外线等。尽管各种示例示出了在载具的框架205的顶部和底部上的顶部相机234和底部相机236，但一个或多个相机可以任何合适的数量定位在各种其他合适的位置。此外，除了相机之外，各种实施方案可包括任何合适的成像系统，诸如激光雷达、声纳等。在各种实施方案中，载具100可包括成像系统，该成像系统在载具100旋转地安装锚110时稳定操作员的视野。这可采取物理移动的相机支架、抵消载具100的旋转运动以使得视频图像在操作或记录期间保持旋转静止的视频处理脚本等的形式。应当清楚，另外的实施方案可包括各种合适的传感器、成像装置、定位装置等，因此本文描述的示例不应被解释为限制性的。

例如，在一些实施方案中，载具100可充当完全地、基本上或至少部分地由人类操作员和/或支持计算机系统920控制的遥控载具(ROV)。在一个示例中，人类操作员可经由网络连接910从载具100接收数据，诸如来自传感器(例如，扭矩传感器960和位置传感器232)和成像装置(例如，相机234、236)的数据，所述数据可经由支持计算机系统920的接口(诸如屏幕等)呈现给人类操作员。人类操作员可控制载具100基于这样呈现的信息来执行各种任务，诸如在水105中操纵、与锚110联接、释放锚110、将锚110安装在基底115中、从基底115上移除锚等，其可包括对诸如操纵杆、轭、触摸屏上的图形用户接口等接口的输入。

在各种实施方案中，操作员经由支持计算机系统920进行的这种控制可处于各种控制粒度级别，包括发起锚安装计划的执行；提供锚安装的总体目标；在锚安装期间发起一般动作；提供锚安装的一般说明；提供锚安装的具体说明；在锚安装期间控制特定马达功能等。

例如，在一个实施方案中，操作员可将锚安装计划上传或输入到支持计算机系统920并指示载具100执行锚安装计划，这致使载具100执行锚安装计划，包括一个或多个锚110的自动安装而无需来自操作员的附加输入(然而，如果发生需要操作员注意的错误，则载具100可警告操作员)。

在另一个示例中，操作员可监控锚安装计划的执行并在执行期间批准或发起各种步骤，诸如装载锚110；移动到锚安装位置；开始安装锚110；终止安装锚110(例如，停止载具的旋转)；释放安装的锚110；返回到支持船只140等。在这样的示例中，在各种实施方案中，载具可自主地完成批准的或发起的任务并且在继续进行进一步的任务之前停止(然而，如果在任务的执行期间发生需要操作员注意的错误，则载具100也可警告操作员)。

在各种实施方案中，操作员可在安装锚110的一个或多个步骤期间控制载具的具体动作，包括将载具100驱动到锚安装位置(例如，经由使用相机的操纵杆和/或呈现的定位数据作为指导)；在锚安装位置降低载具100，使得锚110的头114接合基底115；在锚110的安装期间发起和控制旋转速度、施加的扭矩和/或推进器功率；通过致动锚系统250从安装的锚脱离；驱动离开安装的锚110等。

如本文所讨论，载具100可被配置为自主地且在没有来自人类操作员的直接输入的情况下执行各种动作、步骤、功能等。在各种实施方案中，载具100可被配置为在安装或移除锚110期间保持设定的取向。例如，载具可能期望保持载具100的中心轴线Y垂直于水平基底的表面(即，平行于重力)。因此，载具100可被配置为自动地改变一个或多个推进器(例如，212、240)的功率和/或取向以保持这种期望的方向，而无需来自操作员的直接输入。在各种实施方案中，锚110的安装角度可设置为相对于重力和/或安装锚110的基底115(包括水平、倾斜、竖直或倒置的基底等)的平面处于任何合适的角度。

本公开在各个方面包括用于将锚安装在水下基底115(诸如海床)中的系统和方法。在各种实施方案中，遥控载具(ROV)可被配置为在水下操纵并且还提供绕竖直轴线的大量旋转扭矩(例如，大于50牛顿米、100牛顿米、1000牛顿米、10000牛顿米、100000牛顿米、1000000牛顿米等)以将螺旋锚安装在海床中。在一些示例中，这可通过将任何合适种类和数量的推进器(例如，推进器212、250)从旋转轴线(诸如中心轴线Y)向外移动来实现。将推进器置于这样的配置使得此类推进器的推力轴线基本上与以载具旋转轴线X为中心的圆相切可给出绕载具中心轴线Y的最大扭矩。如本文所讨论，推进器212安装在从主载具框架205延伸的臂210上，以最大化扭矩能力。在各种实施方案中，增加臂半径可以旋转速度为代价直接增加可用扭矩。

在旋转安装期间，锚110可能需要施加一些向下力。在一些实施方案中，载具可使用配重系统，该配重系统的重量原本经由来自地面支持载具140处的绞盘等的系绳130上的张力而抵消。竖直力可通过具有基本上竖直取向的一个或多个推进器或通过以下方式施加到载具100：将一个或多个产生扭矩的推进器向下倾斜，使得当提供绕竖直轴线Y的扭矩时，它们也提供垂直向下的力。

在一些示例中，可通过向流线型1200的臂210增加俯仰来提供竖直推力，使得图12和图13中示出的臂210可被配置为充当大型螺旋桨。在各种示例中，这可实现高竖直推力(例如，大于50牛顿、100牛顿、1000牛顿、10000牛顿、100000牛顿等)。在一些实施方案中，轴向推力可以是作为正在安装的锚110的锚的重量的0.1至5倍。在一些实施方案中，轴向推力可是直接推力的总和的0.1x至10x，并且在一些示例中，这样的10x倍数等可通过将载具100的臂210俯仰成大型螺旋桨配置来实现。在各种实施方案中，臂210上的一个或多个推进器212的取向可经由臂210的旋转来改变；然而，在一些实施方案中，臂210和推进器212可独立地旋转，这在具有流线型1200臂210的一些示例中可能是期望的，使得由流线型1200臂210的取向产生的力可与由臂210上的一个或多个推进器212的取向产生的力分开控制。

在一些实施方案中，可通过一个或多个推进器或其他合适的元件施加轻微的下洗，这可能是期望的以帮助保持锚固安装区的水柱没有悬浮的沉淀物，从而可有助于相机可见性和操作。

在一些示例中，可通过管理载具100和/或锚110的浮力来在锚110上施加向下力。例如，载具可携载具有足够浮力的浮力元件(例如，一个或多个载具浮子1100、浮箱220等)以在将锚110操纵到安装地点时支撑锚110，然后将浮力元件释放、放气或淹没以变成负浮力并在锚110上提供下压力以用于安装。

在一些实施方案中，锚110可包括小尖端导入螺钉等，以帮助与基底115初始接合并帮助锚110提供其自身的初始下压力。锚110的头114上的尖端螺钉可被构造为具有与一个或多个主螺旋板不同的螺距(例如，主螺旋板可更大并且在锚110的轴112上的尖端上方)。例如，头114的尖端处的更激进的螺距角可使得螺钉尖端可用于相对于主锚板在锚110上向下拉，或者不太激进的螺距以帮助与海床的初始接合。一般地，在一些示例中，在多个较大的螺旋板的情况下，可能要非常小心地匹配螺距，以便最小化土壤干扰并最大化保持强度。

在各种实施方案中，锚110和/或载具100可被配置为能够更好地穿透到具有岩石元素的基底115中。例如，岩锤钻尖端和/或载具100的适应操作可包括锤钻、振动模式等，这对于改进锚110在各种类型的基底115中的安装和保持强度可能是期望的。一些实施方案可包括螺旋板的切削边缘并且可适于更好地促进这样的钻孔动作，例如，可用特定的岩石切削表面加强的锥形导入或尖锐和/或锯齿状切削边缘。在一些实施方案中，载具100可作为凿岩机或螺旋钻操作，从而使得能够针对锚进行预钻孔和插入岩石锚等。在各种示例中，岩石锚固可在沉积物层下方完成。

在一些实施方案中，载具100可用于直接钻井、钻出隧道以供电缆或管道通过等。钻孔轴线可显著偏离竖直旋转轴线(例如，轴线Y)，并且一些示例可包括可将扭矩传递到可能不是直的钻孔轴的柔性轴。因此，在各种实施方案中，可使用各种合适类型和配置的锚110，并且本文中的锚110的示例(包括图14a、图14b和图14c所示的锚头114)不应被解释为限制性的。

在一些实施方案中，锚110可包括用于减小的弯曲应力的碟形螺旋板、用于将载荷分布在多圈上的多圈螺旋板、允许偏转的结构、具有尖锐和/或锯齿状边缘以帮助切穿岩石和混合沉积物以及坚硬沉积物的板、用于提高开始性能和牵引(尤其是在更具挑战性的基底中)的专业锚尖端等。

具有中心轴112和包括螺旋板的头114的锚110可被构造成具有形成扁平螺旋几何形状的板。然后板的载荷可以是基本上弯曲的。板与轴的接头的荷载可在弯曲和剪切中加载。在一些实施方案中，这可能需要相对厚的板来承载它所支撑的荷载。改变螺旋板的几何形状以包括锥形碟形状可允许螺旋板中的应力重定向。碟形螺旋板可经受较低的弯曲载荷，并且反而可具有周向拉伸载荷，其中在一些示例中，可能更薄并允许一些偏转的多个螺旋旋转可帮助实现这一点。在与中心轴112的接口处也可存在减小的弯矩，从而在一些示例中仅留下剪切载荷。这可允许更薄的板支撑等效的锚固载荷，这可提供整体更轻的系统并且可降低制造和部署成本。

虽然一些示例包括具有单一轴112的锚110，但一些实施方案可包括锚系统，该锚系统包括多个轴112，该多个轴可用于将锚110进一步驱动到基底115中。例如，具有第一轴112的锚可在第一轴112的端部附近驱动到基底115中，并且第二轴112可联接到第一轴的端部。载具100可与第二轴联接，并且进一步经由第二轴112将第一轴驱动到基底115中。可根据需要添加另外的轴112以进一步将第一锚驱动到基底中。

虽然本文讨论的各种实施方案涉及锚110旋转安装在水体105中的基底115中，但另外的实施方案可包括与水体105中的基底115相关的各种其他旋转应用，诸如钻孔、获得岩心样本、地质测试、校准锚测试等。例如，在一些实施方案中，载具100可使用钻头在基底115中钻孔(例如，联接在锚系统250中)，并且然后将锚110装载并安装在所产生的孔中。在另外的实施方案中，校准测试锚或测试钻头可被可旋转地驱动到基底中，其可用于识别存在的基底115的类型、可安装在基底115中的各种类型的锚110的保持强度等。在一些示例中，可经由多次测试锚安装或测试钻孔来绘制海床区域的地图。

另外地，在各种实施方案中，锚110可是任何合适的重量、尺寸和/或形状，并且在一些实施方案中，轴112可具有大约数英寸、数英尺或数米的直径。例如，载具的一些实施方案可被配置为处理轴直径为0.5英寸至2英寸、2英寸至4英寸、6英寸至12英寸、1英尺至4英尺、1米至2米、4米至10米等的锚。例如，一个实施方案可包括具有1英寸轴112的锚110，其中在锚110的头114上具有10英寸直径的螺旋板。另一个示例可包括具有0.5米轴112的锚110，其中在锚110的头114上具有5米直径的螺旋板。

在一些实施方案中，当锚110安装在基底中时，载具100可永久地附接或保持附接到锚110。这样的配置可形成可克服传统拖埋式锚的一些限制的移动锚固解决方案。例如，船舶可释放载具100，该载具可将锚110安装在基底115中并保持与锚联接。锚110和载具100可为船舶提供临时锚固或系泊，并且当船舶需要从该位置移动时，载具100可将锚110从基底115卸载并返回船舶，以便船舶可离开。

在一些实施方案中，这种锚固可通过各种方式自动化。例如，支持船只140上的操作员可部署载具100并且简单地指示载具在某些参数内(例如，在船的某个半径内、在定义的区域内、以至少定义的锚强度、在特定深度范围内、以在某一范围内的系绳长度等)锚固，并且载具100可针对支持船只140自动地生成锚，在一些示例中，这可包括测试合适的锚固位置等。在另外的实施方案中，操作员可在针对支持船只140生成锚的过程中以各种粒度级别控制载具100，如本文所讨论。

在一些示例中，可使用多个载具100来生成锚阵列，该锚阵列可增加锚固的速度和精度并且可减少多点锚固的影响，这在锚固可能频繁并且可能期望锚固速度的临时应用的一些示例中可能是期望的。在一些示例中，可同时安装和移除多个锚110。

为了减少将锚110插入基底115中所需的力或扭矩的量，在一些实施方案中，锚110可被构造成使得流体可泵出或泵入锚110的表面。该流体可用来侵蚀或松散在锚110的前缘前面的沉积物或者使沉积物或其他材料不与锚110的表面接触或引起摩擦。一些实施方案可具有能够沿着锚110的结构和沿着前缘和/或锚110的其他边缘运载流体的管。该管可具有多个孔口，通过这些孔口可排放或吸入流体。在一些实施方案中，可存在泵，该泵迫使水或其他流体通过管或其他腔进入锚110，并且迫使水通过锚110的表面上的一个或多个孔口、狭槽或其他开口流出。这种泵可位于支持船只140上和/或在载具100上。从载具100到锚110(例如，锚系统250)的联接可包括允许泵送的流体从载具100流到锚的装置。从载具100到锚110的联接可具有可断开的流体联接器。

用于将流体引导出锚110(例如，轴112、头114等)的表面的孔口可被配置为引起流体的高速排放。孔口可被配置为使孔口前面的材料优先地在选定的方向上(诸如从锚轴线Y径向向内或向外)移动。孔口可被配置为在锚的前缘前面的沉积物中产生腔，这可优先地允许锚向下移动到沉积物中。

还可存在泵送系统，该泵送系统可从锚110的一些表面吸入流体，同时从其他表面排放流体。流体可被吸收，使得回收的流体和被侵蚀的基底115的体积抵消排出的流体的体积，从而允许锚110穿过基底115而不会使不在移动穿过基底的锚110的路径中的基底115显著移位。

在一些实施方案中，载具100可包括可储存一个或多个锚110的附接件或位置。这样的附接件或位置可被配置为保持一个或多个锚110，该一个或多个帽然后可装载在锚系统250中以供安装。类似地，从基底115移除的一个或多个锚110可储存在载具100上或在该载具周围。在一些实施方案中，载具100可被配置为储存一个或多个锚110，该一个或多个锚可自动地装载和/或从锚系统250卸载。此类实施方案可能是期望的以允许载具100一次安装多个锚110而不必获得额外的锚110(例如，从支持船只140)和/或一次收集多个锚110而不必一次卸载一个锚110(例如，卸载到支持船只140)。

因此，一个实施方案的锚安装方法包括将第一锚110从设置在载具100上或周围的多个锚110的锚供应装置自动装载到锚系统250中；安装和释放第一锚110；将第二锚110从锚供应装置自动装载到锚系统250中；以及安装并释放第二锚110。一个实施方案的锚移除方法可包括与第一锚固器110接合并将其从基底115移除；自动地从锚系统250移除第一锚110并将第一锚110储存在载具100上或周围的锚储存位置；与第二锚110接合并将其从基底115移除；自动地从锚系统250移除第二锚110并将第二锚110储存在载具100上或周围的锚储存位置。

在各种实施方案中，可在远离支持船只140的水105中执行将一个或多个锚110附接到载具100。如以上所讨论，载具100可具有自动地将锚110联接到载具100的机构。在一些示例中，该机构可包括闩锁系统。锚110可设置有浮力部件，该浮力部件可允许锚110独立地漂浮并保持在当锚110和载具100都在水105中自由漂浮时可允许载具100与锚110联接的取向上。到载具100的锚联接可由操作员辅助，可通过使用安装在载具100或支持船只140上的操纵臂来辅助等。锚110可支持船只140或其他船上收起并被吊装到载具100可附接到此类锚110的位置，并且在一些实施方案中，载具100被直接提升到水105上方以帮助锚附接。

在各种实施方案中，锚定操作可能需要使用多个锚110。在一些示例中，相对于储存锚110的支持船只140上的可用区域，锚110可占据大量空间。为了在支持船只140上保留自由甲板空间，锚110可在头114(例如，具有螺旋板)和轴112未联接的组装或拆卸状态下运输。锚112可在船只140侧面上的架子中、在竖直架子或其他合适取向的架子中、在拖曳的驳船或滑车上、在单独的支持船只(在一些示例中，其可设置有周期性锚再补给)上等运输。

如本文所讨论，载具100可包括各种合适的锚110和允许载具100接合和/或释放锚110的锚装载/卸载系统(例如，锚系统250)，在一些实施方案中，所述锚装载/卸载系统可以是自动化的或者可能需要人类操作员或外部装载/卸载系统的辅助。在图15和图16a至图16c中示出了一个实施方案的这种系统和锚110的示例，其包括具有非圆形孔1615的块体1600，非圆形轴延伸部116(或轴112的一部分)可插入该非圆形孔中。当锚110旋转到一个位置时(例如参见图16b)，锚轴延伸部116和轴112可保持捕获在孔1615中并且可被竖直地保持。在另一个旋转位置(例如参见图16a和16b)，轴延伸部116和轴112可不被竖直地保持并且可被释放。一些实施方案的机械闩锁可包括但不限于独立机械地致动的系统、永久和电磁系统、载荷触发的系统等。

在一些实施方案中，可在安装之前将一根或多根锚线120等附接到锚110。在一些示例中，旋转锚110以在附接有锚线120的情况下安装可能会导致一根或多根锚线120发生不期望的扭转。因此，在一些示例中，载具100可被配置为使得锚线120可穿过载具100(例如参见图12)、紧密地围绕载具100等。在各种示例中，这样的一根或多根锚线120然后可从水105的表面趋向，以在锚安装等期间对旋转进行计数并抵消旋转。在一些示例中，锚线120可用转环附接到锚110，使得锚110可旋转而不使锚线120扭转。

在一些示例中，通过使多根锚线120穿过载具100上的分开的导缆器，在一些示例中，只要可知道载具100的相对方位，在锚释放之后将载具100撤回到水面可用于解开多根锚线120。在一些实施方案中，载具100可在附接到载具100的卷轴上携载一根或多根锚线120。在安装锚110之后，锚线卷轴可在载具100驱动离开锚110时放出线。这可导致锚110和锚线120之间没有相对扭转。

在一些实施方案中，可能期望锚110具有短轴向轴112或没有轴向轴112。锚头114的一个或多个螺旋板可埋入基底115中的足够深度以产生足够的保持力。然后，一根或多根锚线120可从锚110的头114或短轴120上的附接点朝向或向上延伸并穿过基底115的顶部。在一些实施方案中，载具100可携载结构延伸部，该结构延伸部可允许其将这样的短轴或无轴锚110埋入并且然后在基底内释放这样的锚110。在一些示例中，这种结构延伸部可包括一根或多根锚线120可穿过的管。在各种实施方案中，这种延伸部可具有锁定和释放机构以从锚110脱离。这样的延伸部可以是平滑的和/或锥形的以当载具100在从锚110释放延伸部之后将延伸部向上拉出基底115时，允许从基底115低摩擦地移除。在一些实施方案中，螺旋脊、板等也可结合到这样的管中，以更好地促进经由载具100的撤回。

在一些实施方案中，锚110可携载来自单个锚110的多根锚线120。锚线120、锚线尾纤等可(并且在一些情况下必须)在锚埋入基底115之前安装在锚110上。在各种实施方案中，可管理锚线120以防止在安装锚110时扭转和缠结。在一些示例中，载具100可允许一根或多根锚线120穿过框架205或载具100的其他部分，以防止或减少锚线120的缠结。在各种实施方案中，载具100可携载卷轴或保持一根或多根锚线120的其他储存装置。在载具100与安装的锚110分离的一些示例中，载具100可绕出这些锚线120而不扭转它们。

尽管各种实施方案可包括卷轴或保持一根或多根锚线120的其他储存装置，但另外的实施方案可包括可从中产生一根或多根锚线120的连续线的卷轴。例如，载具100的一些实施方案可被配置为在卷轴上切割线并将切割的线联接到锚110(在安装锚110之前、之后或期间)，以产生联接到锚的一根或多根锚线120。这种联接可包括结、压接配合件或其他合适的硬件。锚线可由各种合适的材料制成，包括金属缆绳、绳索、聚合物线、链条、织带、条带、管等。

在一些示例中，载具100可携载比最终锚定线120更小的线并且在安装一个或多个锚110之后将那些更小的线(例如，引线)带到水105的表面。在锚110或锚线尾纤上可能存在可允许在安装之后将全尺寸的锚线120向下拉到锚110或尾纤上并联接到或穿过锚110或尾纤的装置或配置。

在一些例示中，载具100所附接的锚110可具有多个轴112和/或符合外部形状(例如，圆形、方形等)的锚线120，使得在被载具100释放并装载多条锚线后，各个轴112在期望的载荷方向上自由地弯曲，这可减少相关联的锚轴112中的弯矩和疲劳载荷。

在各种示例中，由于可从推进器212获得的扭矩量有限，因此在一些实施方案中，具有可用于将锚110可旋转地驱动到基底115中的额外扭矩能力可能是有帮助的。在各种示例中，可通过使用旋转惯性来获得超出通过推进器212使水105与旋转轴线Y相切地加速而产生的扭矩的附加扭矩。载具100或载具100的旋转联接部件(例如，飞轮)可用于将扭矩尖峰施加到锚110。示例行为是载具100旋转锚110(例如，在绕旋转轴线Y的驱动旋转方向上)，直到锚的上升扭矩阻力平衡或开始平衡载具100的推力能力。载具100然后可使用锚连接中的旋转自由游隙向后少量旋转(即，与绕旋转轴线Y的驱动旋转方向相反的方向)，从而允许锚110留在适当位置。载具100然后可快速地向前旋转(例如，再次在绕旋转轴线Y的驱动旋转方向上)，直到与锚110旋转联接。当载具通过旋转锁定到锚110而快速减速时，载具100的旋转惯性可向锚110提供扭矩尖峰。

例如，安装锚110的方法可包括使锚110与基底接合并且经由设置在一个或多个臂210的端部处的一个或多个推进器212使载具100绕中心轴线Y旋转，以产生锚110的旋转并将锚110驱动到基底中(例如，经由锚的头114上的螺纹和/或锚110上的向下力)；获得对应于绕中心轴线Y的旋转速率的数据(例如，来自 扭矩传感器232、加速度计、视觉数据等)，并且当载具100绕中心轴Y的旋转速率被确定为低于某一阈值时，载具100可绕中心轴线Y反转旋转方向(例如，通过反转推进器212的螺旋桨的旋转、反转推进器212的取向、致动反向推进器等)。

在各种示例中，使载具100绕中心轴线Y的旋转方向反转可导致锚110类似地在相反方向上旋转，或者使载具100绕中心轴线Y的旋转方向反转可在锚110没有或基本上没有沿相反方向旋转的情况下发生。例如，锚110和载具100之间的联接可以是单向的(例如，经由棘轮)，可能够在不或基本上不沿相反方向旋转锚110的情况下进行一定量的反转等。

载具100然后可绕旋转轴线Y在驱动旋转方向上快速地向前旋转，直到与锚110旋转联接并且使锚110产生扭矩尖峰。在各种实施方案中，可多次产生这样的扭矩尖峰。例如，在一些实施方案中，载具100可确定由给定的扭矩尖峰产生的锚110的驱动量或旋转量(例如，经由来自扭矩传感器232、加速度计、视觉数据等的数据)，并且如果这种驱动或旋转低于阈值，则载具可确定锚110已经被驱动最大量并且可从安装的锚110脱离。

在一些实施方案中，在由给定的扭矩尖峰产生的锚110的驱动量或旋转量被确定为高于阈值的情况下或在数据以其他方式满足某些标准的情况下，载具100可确定返回到载具100的保持旋转以驱动锚110。例如，扭矩尖峰可导致锚110移动经过岩石或破坏基底115的坚硬部分，这可能已经通过载具100在驱动方向上绕中心轴线Y的保持旋转而阻碍锚110的安装。

在一些实施方案中，可使用扭矩限制离合器配置(例如，类似于手持式冲击扳手型工具)来实现扭矩尖峰和旋转操作之间的过渡。在一些实施方案中，锚系统250可包括滑动和捕捉离合器装置、可致动离合器或制动器、旋转锤部件等，其可允许载具100将扭矩尖峰施加到锚110，在一些示例中，该扭矩尖峰可超过载具100的连续扭矩能力。在一些实施方案中，可在不反转载具100的旋转方向的情况下实现这种扭矩尖峰。这种扭矩尖峰可通过运动的运动学约束、手动地、在程序控制下等周期性地发生。在一些示例中，由于旋转载具100的旋转惯性与更慢地旋转或静止的锚110的瞬时联接，可能会出现扭矩尖峰。

在各种实施方案中，锚系统250的冲击驱动器机构可充当脉冲齿轮系统，其可使相对较小的载具100能够安装大得多的锚110，在各种示例中，这可减小载具100的尺寸、质量和成本并且可增加便利性。例如，在各种实施方案中，冲击驱动器可允许载具100继续以全推力旋转以产生大于平均的扭矩。

例如，冲击驱动器系统可自动地感应何时期望额外的扭矩，并且可通过弹簧、旋转锤和旋转砧产生旋转冲击力。当电机用旋转锤转动轴时，弹簧可压缩并且然后用力释放，这可驱动旋转锤抵靠旋转砧。该动作可迅速发生(例如，每秒多于50次)并且可产生比恒定旋转系统大得多的力。例如，载具100每转半圈可旋转压缩弹簧的锤。当该弹簧被释放时，能量可将锤向下驱动到砧上，同时扭转砧，进而扭转锚110。这种震荡力可将冲击驱动器与标准旋转驱动器区分开，该标准旋转驱动器在驱动锚110期间可能需要在锚110上施加向下力。在一些示例中，冲击驱动器机构可以是双向的，从而在两个方向上工作以还能够实现用于锚移除和安装两者的高扭矩脉冲。

虽然在一些示例中可驱动锚110直到载具100不能进一步旋转锚110或者直到达到最大扭矩、旋转速率或阻力阈值，但在另外的示例中，可将锚110驱动到特定的期望深度，诸如最大深度、最小深度等。在期望从基底115延伸的锚轴长度的一致性的情况下，这样的实施方案可能是期望的；以防止载具因将锚驱动得太深而撞击基底115或其他物体；以防止与因驱动和锚110而产生的碎屑有一定量的接触等。

在一些示例中，可通过使用各种参考系确定已经被驱动到基底115中的锚110的长度和/或从基底延伸的锚110的长度来得知安装到载具100的锚110的长度。例如，可使用各种合适的指示，包括以下一者或多者：对载具和基底115之间的距离的确定(例如，视觉、声纳、激光雷达等)；载具100在安装期间的旋转次数；安装期间的扭矩；安装期间的载具深度的变化；与载具的物理停止件或引导件的接触；对轴112上的标记的视觉检查等。

在一些示例中，锚110可被驱动到最小或最大确定的保持强度。例如，锚110的保持强度可基于以下项来确定：安装期间的扭矩；锚110的深度；锚110的类型和配置；基底的组成或类型；载具100是否无法进一步驱动锚110；安装期间的旋转次数；执行的扭矩尖峰的数量等。类似地，在一些实施方案中，载具100可对安装的锚110执行测试，诸如尝试将其从基底拉出(例如，经由向下推进器240等)、将锚110从一侧移动到另一侧(例如，偏离中心轴线Y)、向锚110施加振动等。例如，锚110移动超过给定的阈值可导致锚110的安装测试失败。

在各种实施方案中，可基于满足和/或不满足此类标准中的一者或多者而做出终止、完成或中断安装的确定。例如，当保持强度达到某一阈值并且当锚110已向基底中驱动至少最小量时，可确定锚安装完成且成功。类似地，可基于满足和/或不满足此类标准中的一者或多者而做出尝试的锚安装已经失败的确定。例如，在锚110已经被驱动到最大深度阈值并且保持强度尚未达到最小阈值的情况下，可做出锚安装已经失败的确定，并且可中断安装过程，可卸载锚110(例如，通过将锚拉出或旋转出基底115)，可放弃锚110等。

如本文所讨论，在各种实施方案中，可在没有与载具100的人类交互的情况下自动地做出这种确定。例如，在载具100确定锚安装完成的情况下，它可从安装的锚110脱离并继续安装另一个锚110、返回指定的位置、向操作员提供警报等。在确定锚安装已经失败或未完成的情况下，载具100可继续尝试安装锚110；采取补救措施(例如，执行扭矩尖峰)；中断安装；向操作员发送警报；从基底移除锚110；尝试将锚110安装在另一个位置，用更小或更大的锚替换等。

在一些实施方案中，在锚安装期间产生的扭矩可用作锚保持强度的代表或用于确定锚保持强度。在各种示例中，可在安装过程期间例如通过螺栓固定在较大的螺旋板上来适应锚，直到产生期望的安装扭矩，并且由此实现期望的保持力。在各种示例中，这可显著减少对详细且通常昂贵的基底分析的需要。在一些实施方案中，可在安装锚110的期间连续监测由载具100产生的扭矩。例如，可通过以下一项或多项来确定载具100产生的扭矩：监测推进器功率使用并由此确定产生的推力；直接推力测量；直接扭矩测量系统等。可使用各种合适的仪器系统来更好地促进锚放置监测，例如，相机、声纳系统等。

在一些实施方案中，诸如图17和图18所示，载具100可被设计为包括或连接到可由支持船只140等拖曳的滑车1700。滑车1700可包括由框架1710支撑的多个滑车浮子1721。在各种示例中，滑车1700可具有拖曳点并且可具有适合载具100的表现表面，以在水平移动通过水105时减少来自载具100的流体动力阻力。滑车1700可具有足够的浮力以在运输期间将载具100部分地或完全地提离水，如图17所示，其中框架205、臂210、推进器212等被示出为漂浮在水205上。在一些实施方案中，一个或多个滑车浮子1710可被放气以将载具100降低或滑动到水105中。例如，一对浮子1710中的一者可放气，这可允许载具100滑入水中105。类似地，可将载具100装载到滑车1700上，并且然后可将一个或多个浮子1710充气以将载具100提离水以进行拖曳。

在一些示例中，载具100可被配置为自动部署或返回到滑车1700，包括操作员提供“部署”或“返回”的指令；用户发起锚安装计划并且载具100自动部署、安装一个或多个锚110且然后返回到滑车1700。然而，在一些示例中，操作员可在载具100被部署并返回滑车1700时经由控制件或物理地(例如，经由起重机、绞盘、绳索等)引导该载具。

在一些实施方案中，滑车1700可主要用于载具100的储存和/或运输；然而，在一些实施方案中，滑车1700可以是安装和/或卸载锚110的方法的一部分。例如，在一个实施方案中，一个或多个锚110可在滑车1700上运输，使得载具100可从滑车1700获得锚110以进行安装，这可以是自动化的或手动的。例如，锚库可使载具100能够直接进行螺旋锚附接和拾取，应注意，在各种实施方案中，锚110不必竖直地储存，在各种实施方案中载具100也不必始终保持竖直取向。

另外地，在一些实施方案中，系绳130和/或网络连接910可在载具100和滑车1700之间。例如，系绳130可从支持船只140延伸到滑车1700并延伸到载具100，或者滑车1700可作为支持船只140操作。在一个实施方案中，在滑车1700和支持载具140之间可存在无线连接，其中它们之间存在有线和/或无线连接(例如，包括系绳130和/或网络连接910)。在一些示例中，滑车1700可被配置为向载具提供电力、空气、定位数据、控制数据等。因此，虽然一些实施方案可包括简单的机械滑车1700，但另外的实施方案可包括具有计算机系统、电源、空气箱等的更复杂滑车1700。因此，滑车1700的各种实施方案可包括载具100和/或支持船只140的一个或多个元件，并且在一些实施方案中，此类元件可特别地不存在于滑车1700中。

在各种示例中，用于载具100的控制软件可被配置为控制载具100在六个轴线上的运动。控制的焦点可相对于载具100本身或其他合适的参考系。当安装锚时，载具100可经历焦点的改变，在一些示例中，这可使用独特的控制模式。例如，当锚尖端向下触碰到目标安装位置时，载具100可切换到以锚110与基底接触的点或基底115中的预期锚110可绕其枢转的点为中心的控制模式。在这种控制模式下，锚尖端可预期提供横向固定点。在各种示例中，载具100可相对于该点在半球形表面上操纵其自身，其中半径随着锚110安装到基底115中而减小。控制目标可以是通过在载具100绕中心轴线Y旋转锚轴112时横向操纵载具100来保持锚轴112竖直(或处于另一个期望的目标角度)。还可能存在锚110被故意安装为与竖直成角度的情况。在这种情况下，载具100可尝试沿着给定的方位和高度矢量保持锚轴。

在一些实施方案中，载具100可实现锚的高度精确和可重复定位。在各种实施方案中，水面GPS、水下定位系统、直接观察(例如，经由相机)等可用于帮助促进高精度。

在各种实施方案中，锚110和载具100的承载能力可从几公斤扩大到数千吨。可改变推进器尺寸、速度、数量、臂长度等，以实现期望的扭矩和速度。在一些示例中，可使用脉冲旋转惯性方法来增加较小载具100系统的有效扭矩容量，从而使它们能够驱动较大的锚110。

在一些例示中，液压马达等可在载具100和锚110之间扭转地接合。例如，在一些示例中，这种方法可用于帮助扭矩脉冲，并且为此目的更好地使用载具100的旋转惯性。

在一些实施方案中，多个螺旋锚可紧密接近并以固定模式部署，以便实现群组锚固功能，诸如具有多个锚固点的较大刚性结构的锚固、多个较小锚连接到较大系泊线的分支系泊线(其可提供冗余并且可减小最大锚尺寸和深度)、多个锚摆动系泊配置等。各种实施方案的高精度锚固可实现传统上不使用的锚固系统，例如，锚110可精确地安装在包括用于插入锚110的孔图案的接地板内。类似情况可能是在一些示例中，载具100能够以与电动螺丝刀相当的方式进行操作。

如本文所讨论，这种载具100和锚110的可能应用可包括水产养殖、小船系泊、浮标锚固、风力涡轮机、石油和天然气、管道锚固、科学仪器锚固、地质技术岩心钻探、井、隧道等。

在各种实施方案中，载具100可手动地驾驶和/或自主地控制。例如，载具100和/或支持船只140上的支持计算系统920可使用航位推算、惯性导航或声学导航传感器来确定锚和/或载具100的位置。载具100可自主地运送到目标安装位置并且可自主地控制位置、取向、扭矩等来安装锚110。可使用具有固定信标的声学系统(如在长基线声学阵列中一样)来实现到目标位置的导航。可使用短基线声学导航技术相对于水面支持船只140来实现导航。载具100的绝对位置可使用GPS或用于水面船只140的其他定位技术和载具100相对于水面船只140的相对位置的组合来确定，该相对位置通过视觉、听觉或其他合适的方法确定。在一些例示中，载具100可在没有系绳130或脐带缆绳的情况下操作，如本文所讨论。

如本文所讨论，对锚埋入深度的确定可由载具100通过以下项的组合来执行：视觉观察、通过压力或声学方法对感测水下深度、通过光学或声学方法来感测到基底/水界面的距离等。在一些示例中，锚110可直接装备为提供各种类型的数据。在一些示例中，可使用仪表化锚110来帮助评估和表征基底115、执行锚安装预测试等。

锚固载具100可被配置为重新附接到锚轴112或端部116(例如，经由锚系统250)，并且在会将锚110从基底115拧开以移除锚的方向上旋转。在一些示例中，可用闩锁机构来重新附接到锚110，该闩锁机构可通过将载具100操纵到接合位置来接合。在一些示例中，载具100可借助安装在载具100上的操纵臂附接到锚轴112或端部116。在一些例示中，锚线120可用作引导件以帮助将载具100重新附接到锚110，并且在一些实施方案中，这种联接可发生在基底115下方或内，例如，与被配置为向下挖到锚附接点(诸如轴112或端部116)的扭矩轴联接。在一些示例中，可通过迫使诸如水或空气的流体离开扭矩轴或离开扭矩轴附近的开口以帮助将沉积物从锚附接点移位来帮助这种动作。

另外地，虽然载具100的各种实施方案是远程和/或自主操作的，并且未被配置为由乘坐在载具100上或周围的人类操作员操作，但一些实施方案可被配置为由人类操作员直接使用。例如，载具100的一些实施方案可包括被配置用于人类操作员的舱室，该舱室可以是或可以不是环境控制的，使得操作员可在没有水下呼吸装置等的情况下乘坐在舱室中。在一些实施方案中，用于人类操作员的舱室可被配置为在载具的一部分旋转以安装锚115时保持静止，如本文所讨论。

可鉴于以下条款来描述本公开的实施方案：

1. 一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

将螺旋锚与锚安装载具联接，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

四个线性臂，所述四个线性臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，

一个或多个浮箱，所述一个或多个浮箱设置在所述载具框架上，

电子系统，

多个竖直推进器，

锚系统，所述锚系统保持所述螺旋锚，所述螺旋锚从所述载具框架的所述底端延伸并与垂直于所述四个线性臂的中心轴线Y对齐，

系绳，所述系绳经由与所述中心轴线Y一致的滑环系绳附接件联接在所述载具框架的所述顶端处，所述系绳与漂浮在所述水体上的支持船只船舶联接并被配置为与其传达数据，所述系绳还被配置为将电力从所述支持船只船舶提供到所述锚安装载具，

顶部相机，所述顶部相机联接在所述载具框架的所述顶端处，所述顶部相机可操作地连接到所述电子系统，

底部相机，所述底部相机联接在所述载具框架的所述底端处，所述底部相机可操作地连接到所述电子系统，以及

扭矩传感器，所述扭矩传感器可操作地连接到所述电子系统；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只船舶的支持计算机系统接收到的第一组指令来在所述水体中经由所述旋转推进器和所述竖直推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置，所述锚安装位置包括在所述水体中的海床上的位置；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只船舶的所述支持计算机系统接收到的第二组指令来在所述水体中驱动所述锚安装载具，以在所述锚安装位置处使所述螺旋锚的螺旋头部与所述海床接合；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述锚安装位置处将所述螺旋锚向下驱动到所述海床中，同时在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述海床的平面的基本上一致的取向；

确定所述螺旋锚的安装完成并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的旋转；以及

使所述锚系统与所述螺旋锚脱离，以释放所述螺旋锚。

2. 如条款1所述的方法，其中至少部分地基于从所述扭矩传感器获得的扭矩数据来确定所述螺旋锚的安装完成。

3. 如条款1或2所述的方法，其中来自所述顶部相机和所述底部相机的图像数据经由所述系绳传达到所述支持船只船舶的所述支持计算机系统，并且在所述支持计算机系统的用户接口上显示；并且

其中在所述水体中将所述锚安装载具驱动到所述锚安装位置是基于经由所述系绳在所述锚安装载具处接收到的经由所述支持计算机系统的所述用户接口生成的驱动指令。

4. 如条款1至3中任一项的方法，所述方法还包括：

经由所述锚系统将第二螺旋锚与所述锚安装载具联接；

在所述水体中将所述锚安装载具驱动到在所述水体中的所述水下基底上的第二锚安装位置，所述第二锚安装位置包括在所述水体中的所述海床上的第二位置；

驱动所述锚安装载具以在所述第二锚安装位置处将所述螺旋锚与所述海床接合；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述第二锚安装位置处将所述第二螺旋锚向下驱动到所述海床中，同时在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述海床的平面的基本上一致的取向；

确定所述第二螺旋锚的安装完成并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转；以及

使所述锚系统与所述第二螺旋锚脱离，以释放所述第二螺旋锚。

5. 如条款4所述的方法，所述方法还包括将所述第二螺旋锚与所述锚安装载具联接是自动化的，并且经由所述锚安装载具的将所述第二螺旋锚从锚储存位置装载在所述锚安装载具上的自动化系统发生。

6. 一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

将锚与锚安装载具联接，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

至少三个线性臂，所述至少三个线性臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，

电子系统，

锚系统，所述锚系统保持所述锚，所述锚从所述载具框架的所述底端延伸并与垂直于至少四个线性臂的中心轴线Y对齐，

系绳，所述系绳联接在所述载具框架的所述顶端处并被配置为与漂浮在所述水体上的支持船只传达数据，所述系绳还被配置为将电力从所述支持船只提供到所述锚安装载具，以及

扭矩传感器，所述扭矩传感器可操作地连接到所述电子系统；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只的支持计算机系统接收到的第一组指令在所述水体中至少经由所述旋转推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述锚安装位置处将所述锚向下驱动到所述水下基底中；以及

使所述锚系统与所述锚脱离，以释放所述锚。

7. 如条款6所述的方法，其中所述锚安装载具具有从所述载具框架延伸的恰好四个臂。

8. 如条款6或7所述的方法，其中所述系绳经由与所述中心轴线Y一致的滑环系绳附接件联接到所述锚安装载具。

9. 如条款6至8中任一项所述的方法，其中所述锚安装载具还包括：

底部相机，所述底部相机联接在所述载具框架的所述底端处，所述底部相机可操作地连接到所述电子系统。

10. 如条款6至9中任一项所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只的所述支持计算机系统接收到的第二组指令驱动所述锚安装载具，以在所述锚安装位置处使所述锚与所述水下基底接合。

11. 如条款6至10中任一项所述的方法，其中经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转以在所述锚安装位置处将所述锚向下驱动到所述水下基底中包括在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述水下基底的平面的基本上一致的取向。

12. 如条款6至11中任一项所述的方法，所述方法还包括确定所述锚的安装完成，并且因此，停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转。

13. 一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

通过使锚安装载具绕中心轴线Y旋转以将联接到所述锚安装载具的锚驱动到所述水下基底中来将所述锚安装到所述水下基底中，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

多个臂，所述多个臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，以及

锚系统，所述锚系统保持从所述载具框架的所述底端延伸的所述锚，其中所述锚与中心轴线Y对齐。

14. 如条款13所述的方法，其中所述锚安装载具还包括联接在所述载具框架的所述顶端处的系绳，所述系绳被配置为提供与漂浮在所述水体上的支持船只的通信通道。

15. 如条款13或14所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于从支持船只的支持计算机系统接收到的第一组指令在所述水体中至少经由所述旋转推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置。

16. 如条款15所述的方法，其中所述锚安装载具还通过以下一者或多者沿着中心轴线Y在所述锚上产生轴向力：系绳张力和重量、减小所述锚安装载具的浮力、改变所述一个或多个臂的俯仰、轴向推力分量以及自起动式锚设计。

17. 如条款13至16中任一项所述的方法，所述方法还包括确定所述锚的安装完成，并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转。

18. 如条款17所述的方法，其中所述锚安装载具还包括扭矩传感器，并且其中所述螺旋锚的安装完成的所述确定是至少部分地基于从所述扭矩传感器获得的数据。

19. 如条款13至18中任一项所述的方法，所述方法还包括使所述锚系统与所述锚脱离，以释放所述锚。

所描述的实施方案易于具有各种修改和替代形式，并且其具体示例已在附图中通过示例示出并在本文详细地描述。然而应理解，所描述的实施方案不限于所公开的特定形式或方法，相反，本公开涵盖所有修改、等效物和替代物。另外地，给定的实施方案的要素不应解释为仅适用于该示例实施方案，并且因此一个示例实施方案的要素可适用于其他实施方案。另外地，在示例实施方案中具体地示出的要素应解释为涵盖包括此类要素、基本上由此类要素组成或由此类要素组成的实施方案，或者此类要素可明确地不存在于其他实施方案中。因此，对存在于一个示例中的要素的叙述应解释为支持其中明确不存在这种要素的一些实施方案。

Claims (19)

1.一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

将螺旋锚与锚安装载具联接，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

四个线性臂，所述四个线性臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，

一个或多个浮箱，所述一个或多个浮箱设置在所述载具框架上，

电子系统，

多个竖直推进器，

锚系统，所述锚系统保持所述螺旋锚，所述螺旋锚从所述载具框架的所述底端延伸并与垂直于所述四个线性臂的中心轴线Y对齐，

系绳，所述系绳经由与所述中心轴线Y一致的滑环系绳附接件联接在所述载具框架的所述顶端处，所述系绳与漂浮在所述水体上的支持船只船舶联接并被配置为与其传达数据，所述系绳还被配置为将电力从所述支持船只船舶提供到所述锚安装载具，

顶部相机，所述顶部相机联接在所述载具框架的所述顶端处，所述顶部相机可操作地连接到所述电子系统，

底部相机，所述底部相机联接在所述载具框架的所述底端处，所述底部相机可操作地连接到所述电子系统，以及

扭矩传感器，所述扭矩传感器可操作地连接到所述电子系统；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只船舶的支持计算机系统接收到的第一组指令来在所述水体中经由所述旋转推进器和所述竖直推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置，所述锚安装位置包括在所述水体中的海床上的位置；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只船舶的所述支持计算机系统接收到的第二组指令来在所述水体中驱动所述锚安装载具，以在所述锚安装位置处使所述螺旋锚的螺旋头部与所述海床接合；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述锚安装位置处将所述螺旋锚向下驱动到所述海床中，同时在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述海床的平面的基本上一致的取向；

确定所述螺旋锚的安装完成并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的旋转；以及

使所述锚系统与所述螺旋锚脱离，以释放所述螺旋锚。

2. 如权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于从所述扭矩传感器获得的扭矩数据来确定所述螺旋锚的安装完成。

3.如权利要求1所述的方法，其中来自所述顶部相机和所述底部相机的图像数据经由所述系绳传达到所述支持船只船舶的所述支持计算机系统，并且在所述支持计算机系统的用户接口上显示；并且

其中在所述水体中将所述锚安装载具驱动到所述锚安装位置是基于经由所述系绳在所述锚安装载具处接收到的经由所述支持计算机系统的所述用户接口生成的驱动指令。

4.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

经由所述锚系统将第二螺旋锚与所述锚安装载具联接；

在所述水体中将所述锚安装载具驱动到在所述水体中的所述水下基底上的第二锚安装位置，所述第二锚安装位置包括在所述水体中的所述海床上的第二位置；

驱动所述锚安装载具以在所述第二锚安装位置处将所述螺旋锚与所述海床接合；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述第二锚安装位置处将所述第二螺旋锚向下驱动到所述海床中，同时在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述海床的平面的基本上一致的取向；

确定所述第二螺旋锚的安装完成并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转；以及

使所述锚系统与所述第二螺旋锚脱离，以释放所述第二螺旋锚。

5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括将所述第二螺旋锚与所述锚安装载具联接是自动化的，并且经由所述锚安装载具的将所述第二螺旋锚从锚储存位置装载在所述锚安装载具上的自动化系统发生。

6.一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

将锚与锚安装载具联接，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

至少三个线性臂，所述至少三个线性臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，

电子系统，

锚系统，所述锚系统保持所述锚，所述锚从所述载具框架的所述底端延伸并与垂直于至少四个线性臂的中心轴线Y对齐，

系绳，所述系绳联接在所述载具框架的所述顶端处并被配置为与漂浮在所述水体上的支持船只传达数据，所述系绳还被配置为将电力从所述支持船只提供到所述锚安装载具，以及

扭矩传感器，所述扭矩传感器可操作地连接到所述电子系统；

至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只的支持计算机系统接收到的第一组指令在所述水体中至少经由所述旋转推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置；

经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转，以在所述锚安装位置处将所述锚向下驱动到所述水下基底中；以及

使所述锚系统与所述锚脱离，以释放所述锚。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述锚安装载具具有从所述载具框架延伸的恰好四个臂。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述系绳经由与所述中心轴线Y一致的滑环系绳附接件联接到所述锚安装载具。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述锚安装载具还包括：

底部相机，所述底部相机联接在所述载具框架的所述底端处，所述底部相机可操作地连接到所述电子系统。

10.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于经由所述系绳从所述支持船只的所述支持计算机系统接收到的第二组指令驱动所述锚安装载具，以在所述锚安装位置处使所述锚与所述水下基底接合。

11.如权利要求6所述的方法，其中经由所述旋转推进器使所述锚安装载具绕所述中心轴线Y旋转以在所述锚安装位置处将所述锚向下驱动到所述水下基底中包括在所述锚安装位置处保持所述中心轴线Y相对于所述水下基底的平面的基本上一致的取向。

12.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括确定所述锚的安装完成，并且因此，停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转。

13.一种将一个或多个锚安装在水体中的水下基底中的方法，所述方法包括：

通过使锚安装载具绕中心轴线Y旋转以将联接到所述锚安装载具的锚驱动到所述水下基底中来将所述锚安装到所述水下基底中，所述锚安装载具包括：

载具框架，所述载具框架具有顶端和底端，

多个臂，所述多个臂从所述载具框架向外延伸，

一个或多个旋转推进器，所述一个或多个旋转推进器设置在相应的臂的远端处，以及

锚系统，所述锚系统保持从所述载具框架的所述底端延伸的所述锚，其中所述锚与中心轴线Y对齐。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述锚安装载具还包括联接在所述载具框架的所述顶端处的系绳，所述系绳被配置为提供与漂浮在所述水体上的支持船只的通信通道。

15.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于从支持船只的支持计算机系统接收到的第一组指令在所述水体中至少经由所述旋转推进器将所述锚安装载具驱动到所述水体中的所述水下基底上的锚安装位置。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述锚安装载具还通过以下一者或多者沿着中心轴线Y在所述锚上产生轴向力：系绳张力和重量、减小所述锚安装载具的浮力、改变所述一个或多个臂的俯仰、轴向推力分量以及自起动式锚设计。

17.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括确定所述锚的安装完成，并且停止所述锚安装载具绕所述中心轴线Y的所述旋转。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述锚安装载具还包括扭矩传感器，并且其中所述螺旋锚的安装完成的所述确定是至少部分地基于从所述扭矩传感器获得的数据。

19.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括使所述锚系统与所述锚脱离，以释放所述锚。

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