CN115609224B - 一种海缆修复装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海缆领域，具体涉及一种海缆修复装置及其修复方法，包括潜水器及设于潜水器下方的修复箱；设于竖板外侧的第一机械手；设于修复箱内的水泵；设于修复箱内顶面的第一滑槽；与第一滑槽滑动连接的第一滑块；用于驱动第一滑块沿着第一滑槽滑动的驱动部；外侧表面与第一滑块的底面固定连接的外圆环，外圆环朝向开口槽的外侧面位置设有外缺口；设于外圆环的内环处的内圆环，内圆环的表面设有内缺口；用于驱动内圆环沿着外圆环的内侧面转动的转动部；设于内圆环内侧面的3D打印机和切割部，切割部用于对海缆进行切割。通过本发明，在海缆的外护层和铠装层遭到损坏时，无需动用船舶这样的大型设备，降低了海缆的维修成本。

Description

一种海缆修复装置及其修复方法

技术领域

本发明涉及海缆领域，尤其涉及一种海缆修复装置及其修复方法。

背景技术

海缆铺设于海底，由于海底环境复杂，海缆会出现较多的问题，例如海缆损坏，大部分的海缆损坏是由于人类进行渔业、航运等活动造成，主要为捕捞渔具、船锚等造成的外力损坏，海缆包括外护层和铠装层，在海缆受到外力时，首先会破坏外护层和金属丝组成的铠装层，如果海缆继续使用，将会大大降低自身的保护性能及使用寿命，因此通常选择将海缆打捞到专用的船舶上进行修复，在这种情况下，往往海缆的绝缘层并未遭到破坏，仅仅是外护层和铠装层被损坏，就需要动用船舶这样的大型装置，大大增大了维修成本。

在申请号为CN202110660742.7，专利名称为海缆水下修复方法和海缆的专利中，包括步骤：裁切海缆防护层中待修复的金属丝，预留出修复空间；将连接件与待修复的金属丝一一对应连接；所述连接件与所述金属丝部分重叠，所述连接件与所述金属丝之间通过螺栓连接的方式连接；或者，所述连接件的端部与所述金属丝的端部相对设置，所述连接件与所述金属丝之间通过冷压焊接的方式连接，压接方向为所述连接件的轴向方向，通过该专利的方法可以在海缆的铠装层遭到损坏时，可以水下进行修复，但是在水深过大时，人无法潜入时，仍然需要动用大型船舶，因此无法解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种海缆修复装置及其使用方法，以解现有技术中在海缆的防护层和铠装层遭到破坏时，就需要动用船舶来进行维修，增大了维修成本的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种海缆修复装置，包括潜水器及设于所述潜水器下方的修复箱，所述修复箱的底部设有开口槽；

封闭门，所述开口槽相对的侧壁对称设有门槽，所述封闭门与所述门槽滑动连接，所述封闭门包括横板以及设于所述横板两端的竖板，所述竖板位于开口槽的侧面设有半圆弧槽，所述半圆弧槽贯穿竖板的内外侧面，在所述封闭门将开口封闭后，两个半圆弧槽组成一个完整的圆孔；

用于驱动封闭门在门槽内滑动的驱动件；

设于竖板外侧的第一机械手，所述第一机械手用于抓取海缆，且第一机械手的底座固定于潜水器的外表面；

设于修复箱内的水泵，所述水泵用于将修复箱内的海水抽到修复箱的外部；

设于修复箱内顶面的第一滑槽；

与所述第一滑槽滑动连接的第一滑块；

用于驱动所述第一滑块沿着第一滑槽滑动的驱动部；

外侧表面与第一滑块的底面固定连接的外圆环，所述外圆环朝向开口槽的外侧面位置设有外缺口；

设于外圆环的内环处的内圆环，所述内圆环的表面设有内缺口，所述内圆环的中轴线、外圆环的中轴线以及所述圆孔的中轴线共线；

用于驱动内圆环沿着外圆环的内侧面转动的转动部；

设于内圆环内侧面的3D打印机和切割部，所述3D打印机的打印头朝向内圆环的中轴线，所述切割部用于对海缆进行切割。

进一步的，所述驱动件是第一气缸，所述第一气缸固定于门槽的内部，且第一气缸的输出轴与封闭门背向开口槽的侧面固定连接。

进一步的，所述切割部包括：

底座与内圆环的内侧面固定连接的第一机械手；

与所述第一机械手的活动端固定连接的第一电机；

安装于所述第一电机的输出轴的切割轮。

进一步的，所述转动部包括：

齿轮环及设于外圆环内侧面的第二内环槽，所述齿轮环与所述第二内环槽转动连接；

设于齿轮环的环缺口；

两端均与修复箱内侧面转动连接的联动轴，所述外圆环设有贯穿其侧表面的第一通孔，所述联动轴与所述第一通孔转动连接；

与齿轮环啮合的联动齿轮，所述联动齿轮的中部设有贯穿其两端面的第二通孔，所述联动轴穿过所述第二通孔；

设于第二通孔侧壁的第二内块，所述第二内块与设于联动轴侧表面的第一表面槽滑动连接；

设于第一通孔侧壁的齿轮槽，所述联动齿轮位于所述齿轮槽内；

用于驱动联动轴转动的转动件。

进一步的，所述海缆修复装置还包括：

直径与齿轮环的直径相等的圆弧板，所述圆弧板设有贯穿其侧表面的轴孔，所述轴孔靠近圆环板的其中一个端面；

内轴及一端与设于所述内轴侧表面的表面环槽的侧壁固定连接的涡卷弹簧，所述内轴与轴孔转动连接，所述涡卷弹簧的另一端固定于轴孔的侧壁；

设于环缺口其中一个端面的缺口槽，所述内轴的两端均固定于缺口槽的侧壁；

所述圆环板的外侧面设有与联动齿轮相匹配的轮齿。

进一步的，所述转动件是安装于联动轴的副齿轮；

所述驱动部包括：

第二电机及一端与所述第二电机的输出轴固定连接的转轴，所述第二电机固定于第一滑槽的一端，所述第一滑块设有螺孔，所述转轴穿过所述螺孔，且转轴的另一端与第一滑槽的另一端转动连接；

其中一个端面设有圆环槽的主齿轮，所述主齿轮设有贯穿其两端面的第一穿孔，且主齿轮与所述副齿轮相匹配；

设于所述第一穿孔的侧壁的第一内块，所述转轴与第一穿孔滑动连接，所述第一内块与设于转轴侧表面的第二表面槽滑动连接；

与所述圆环槽转动连接的端块；

输出轴与所述端块的外侧面固定连接的第二气缸，所述第二气缸固定于第一滑槽的其中一个端面，所述第二气缸与第二电机位于同一侧；

设于转轴侧表面的第三表面槽，所述第三表面槽与第二表面槽一一对应，且第三表面槽靠近对应的第二表面槽的侧壁设有与对应的第二表面槽连通的连通孔；

一端固定于第二内块侧面的推杆，所述推杆与所述连通孔滑动连接，且推杆延伸至第三表面槽内；

位于第三表面槽内的螺纹板，所述螺纹板位于推杆的外部，所述螺孔的侧壁设有第一螺纹，所述螺纹板的外侧面设有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹；

设于推杆朝向螺纹板的侧面的若干凸台，所述凸台为半球形，所述螺纹板朝向推杆的侧表面设有与凸台相对应的凹槽，所述凹槽的边缘处均采用圆弧过渡；

在凸台与螺纹板朝向推杆的侧表面接触时，所述第一螺纹与第二螺纹啮合。

进一步的，所述驱动部还包括：

至少两个固定板，所述固定板的顶端面固定于第一滑槽朝向开口槽的侧壁，固定板设有使得转轴穿过的套孔，所述套孔的直径大于转轴的直径；

底端固定于螺纹板外侧面的调节杆，所述调节杆的顶部与设于套孔侧壁的第一内环槽转动连接；

套于调节杆的套环和第一弹簧，所述套环位于套孔内，所述第一弹簧的一端固定于套环的侧表面，第一弹簧的另一端固定于螺纹板的外侧面。

进一步的，所述海缆修复装置还包括：

相对设置的侧板，所述侧板位于外圆环的一侧，且侧板朝向外圆环的侧面设有侧槽；

一端固定于内圆环端面的连接板，所述连接板的另一端与所述侧槽滑动连接；

位于侧板上方的导杆，所述导杆的一端固定于内圆环的端面；

相对设置的驱动块，所述驱动块设有导孔，所述导杆与所述导孔滑动连接；

位于两个驱动块之间的导向齿轮，所述导向齿轮的中部设有第二穿孔；

一端固定于导杆侧表面的导向轴，所述导向轴与所述第二穿孔转动连接；

位于导向齿轮上下两侧的驱动杆，其中一个所述驱动杆的一端与其中一个驱动块的侧面固定连接，另一个所述驱动杆的一端与另一个驱动块的侧面固定连接，所述驱动杆的侧表面设有直齿条，所述导向齿轮与所述直齿条啮合；

固定于导杆的第三气缸，所述第三气缸的输出轴与其中一个驱动块的侧面固定连接；

第二滑块及一端与驱动块的底面铰接的铰接杆，所述铰接杆的另一端与所述第二滑块的一侧铰接，所述第二滑块与设于侧板内侧面的第二滑槽滑动连接，所述第二滑槽竖直设置；

一端固定于第二滑槽顶部的第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定于第二滑块的顶面；

活动杆、联动杆及设于所述联动杆两端的枢轴，所述枢轴与设于所述活动杆侧表面的第一表面孔转动连接，所述第一表面孔靠近活动杆的中部；

与设于活动杆侧表面的第二表面孔转动连接的固定轴，所述第二表面孔靠近活动杆的底部，所述固定轴的端部固定于侧板的内侧面，位于上方的所述活动杆的前部侧表面与第二滑块的底面接触连接；

固定于侧板内侧面的固定块；

一端固定于所述固定块下表面的第三弹簧，所述第三弹簧的另一端固定于活动杆的侧表面，且第三弹簧位于枢轴和固定轴之间；

位于两个联动杆之间的两个联动柱，两个所述联动柱竖直设置；

一端固定于联动柱外侧面的第三滑块，所述第三滑块与设于侧板内侧面的第三滑槽滑动连接，所述第三滑块的端部设有端头，所述端头与设于联动杆侧表面的第四滑槽滑动连接；

设于两个联动柱之间的若干支撑组件，所述支撑组件包括对称设置的侧块，所述侧块固定于对应的联动柱内侧面，且侧块的上表面设有限位槽；

两端用于放置于对应的限位槽的分隔板；

对称设置的推板，所述推板的上表面设有第五滑槽，所述分隔板与所述第五滑槽滑动连接，所述推板相互远离的端面由下到上呈倾斜状的倾斜斜面；

设置在推板内的电磁铁；

位于侧板底部的推动部，在切割部将海缆铠装层待修复的金属丝裁切后，预留出修复空间，当所述修复空间位于侧板之间后，在分隔板落到修复空间时，所述推动部推动推板相互远离，从而使得清洗斜面插入金属丝的底部，将金属丝被切割的端部抬起。

进一步的，所述推动部包括：

设置在联动柱外侧的限位杆，所述限位杆固定于侧板内侧面，且限位杆靠近侧板的底部；

对称设置于侧板外侧面的第四气缸，两个所述第四气缸的输出轴相对设置；

侧面与第四气缸的输出轴固定连接的连接柱；

底部穿过设于侧板下表面的底槽的推柱，所述推柱与所述连接柱的底端固定连接，所述推柱位于侧板的内侧，在分隔板落到修复空间时，所述推柱位于推板之间。

本发明还提供一种海缆修复方法，采用上述的一种海缆修复装置，包括如下步骤：

步骤一：潜水器运动到海缆待修复部分的正上方，并通过驱动件打开封闭门；

步骤二：第一机械抓取海缆待部分的两端，并向上拉动，使得海缆待修复的部分进入到修复箱内，并穿过外缺口和内缺口，进入到内圆环的内部，然后驱动件将封闭门关闭，这时海缆穿过圆孔，将修复箱的内部密封；

步骤三：水泵启动，将修复箱内的海水抽到修复箱的外部；

步骤四：驱动部驱动第一滑块滑动，使得海缆待修复的位置进入到内圆环的内部，然后转动部驱动内圆环转动，使得切割部运动到朝向海缆待修复的位置；

步骤五：切割部将海缆待修复位置的外护层切除；

步骤六：驱动部再次启动，使得3D打印机运动到海缆待修复的位置；

步骤七：转动部驱动内圆环转动，使得3D打印机的打印头朝向海缆待修复的位置内的其中一根未修复的铠装金属丝，然后3D打印机的打印头开始在该铠装金属的表面打印金属条，从而修复该铠装金属丝；

步骤八：重复步骤七，直到海缆待修复的位置内的所有铠装金属丝被修复后；

步骤九：通过3D打印机修复海缆待修复位置的防护层。

本发明的有益效果：采用本发明的一种海缆修复装置及其修复方法，在海缆的外护层和铠装层遭到损坏时，直接通过潜水器到海缆待修复部分的正上方，然后在海缆待修复部分进入到修复箱后，对海缆进行修复，整个过程中，直接在水下进行，因此在海缆的外护层和铠装层遭到损坏时，无需动用船舶这样的大型设备，大大降低了海缆的维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的正剖视图；

图2为本发明中修复箱的正剖视图；

图3为本发明中封闭门处的侧剖视图；

图4为图2中A处的放大图；

图5为图4中主齿轮的放大图；

图6为本发明中固定板处的局部放大图；

图7为本发明中外圆环处的局部放大图；

图8为图7中B处的放大图；

图9为图7中C处的放大图；

图10为本发明中圆弧板处的局部侧视图；

图11为本发明中外圆环和内圆环的侧视图；

图12为图7中导杆处的局部放大图；

图13为图7中侧板处的局部放大图；

图14为本发明中第二滑块处的局部示意图；

图15为本发明中侧板底部的局部示意图；

图16为图15中D处的放大图；

图17为图15中E处的放大图；

图18为本发明中侧板外侧面处的局部放大图。

图中标记为：

1、潜水器；2、第一机械手；3、修复箱；4、第一滑块；5、第一滑槽；6、螺孔；7、第二电机；8、转轴；9、联动轴；10、开口槽；11、封闭门；12、门槽；13、外圆环；14、内圆环；15、外缺口；16、圆弧板；17、环缺口；18、内轴；19、半圆弧槽；20、第一气缸；21、第二气缸；22、主齿轮；23、第一内块；24、副齿轮；25、第一表面槽；26、第二表面槽；27、推杆；28、固定板；29、螺纹板；30、凸台；31、凹槽；32、第一穿孔；33、圆环槽；34、端块；35、第三表面槽；36、连通孔；37、套孔；38、套环；39、第一内环槽；40、调节杆；41、第一弹簧；42、缺口槽；43、轴孔；44、涡卷弹簧；46、第三气缸；47、导杆；48、驱动块；49、驱动杆；50、导向齿轮；51、导向轴；52、3D打印机；53、内缺口；54、齿轮环；55、第二内环槽；56、第二机械手；57、侧板；58、第一通孔；59、齿轮槽；60、联动齿轮；61、第二通孔；62、第二内块；63、第一电机；64、切割轮；65、铰接杆；66、导孔；67、侧槽；68、限位杆；69、联动杆；70、活动杆；71、联动柱；72、第二滑槽；73、第二弹簧；74、第二滑块；75、固定块；76、第三弹簧；77、固定轴；78、枢轴；79、第三滑块；80、第三滑槽；81、第四滑槽；82、推板；83、分隔板；84、第五滑槽；85、推柱；86、底槽；87、侧块；88、限位槽；89、第四气缸；90、连接柱；91、连接板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明的第一个方面，提出了一种海缆修复装置，如图1、图2、图3、图7、图11所示，包括潜水器1及设于潜水器1下方的修复箱3，修复箱3的底部设有开口槽10，海缆修复装置还包括：

封闭门11，开口槽10相对的侧壁对称设有门槽12，封闭门11与门槽12滑动连接，封闭门11包括横板以及设于横板两端的竖板，竖板位于开口槽10的侧面设有半圆弧槽19，半圆弧槽19贯穿竖板的内外侧面，在封闭门11将开口封闭后，两个半圆弧槽19组成一个完整的圆孔；

用于驱动封闭门11在门槽12内滑动的驱动件；

设于竖板外侧的第一机械手2，第一机械手2用于抓取海缆，且第一机械手2的底座固定于潜水器1的外表面；

设于修复箱3内的水泵，水泵用于将修复箱3内的海水抽到修复箱3的外部；

设于修复箱3内顶面的第一滑槽5；

与第一滑槽5滑动连接的第一滑块4；

用于驱动第一滑块4沿着第一滑槽5滑动的驱动部；

外侧表面与第一滑块4的底面固定连接的外圆环13，外圆环13朝向开口槽10的外侧面位置设有外缺口15；

设于外圆环13的内环处的内圆环14，内圆环14的表面设有内缺口53，内圆环14的中轴线、外圆环13的中轴线以及圆孔的中轴线共线；

用于驱动内圆环14沿着外圆环13的内侧面转动的转动部；

设于内圆环14内侧面的3D打印机52和切割部，3D打印机52的打印头朝向内圆环14的中轴线，切割部用于对海缆进行切割。

在本实施例中，主要包括以下步骤：步骤一：潜水器1运动到海缆待修复部分的正上方，并通过驱动件打开封闭门11；步骤二：第一机械抓取海缆待部分的两端，并向上拉动，使得海缆待修复的部分进入到修复箱3内，并穿过外缺口15和内缺口53，进入到内圆环14的内部，然后驱动件将封闭门11关闭，这时海缆穿过圆孔，将修复箱3的内部密封；步骤三：水泵启动，将修复箱3内的海水抽到修复箱3的外部；步骤四：驱动部驱动第一滑块4滑动，使得海缆待修复的位置进入到内圆环14的内部，然后转动部驱动内圆环14转动，使得切割部运动到朝向海缆待修复的位置；步骤五：切割部将海缆待修复位置的外护层切除；步骤六：驱动部再次启动，使得3D打印机52运动到海缆待修复的位置；步骤七：转动部驱动内圆环14转动，使得3D打印机52的打印头朝向海缆待修复的位置内的其中一根未修复的铠装金属丝，然后3D打印机52的打印头开始在该铠装金属的表面打印金属条，从而修复该铠装金属丝；步骤八：重复步骤七，直到海缆待修复的位置内的所有铠装金属丝被修复后；步骤九：通过3D打印机52修复海缆待修复位置的防护层。通过上述步骤，在海缆的外护层和铠装层遭到损坏时，直接通过潜水器1到海缆待修复部分的正上方，然后在海缆待修复部分进入到修复箱3后，对海缆进行修复，整个过程中，直接在水下进行，因此在海缆的外护层和铠装层遭到损坏时，无需动用船舶这样的大型设备，大大降低了海缆的维修成本。

在这里，介绍一种驱动件，如图3所示，驱动件是第一气缸20，第一气缸20固定于门槽12的内部，且第一气缸20的输出轴与封闭门11背向开口槽10的侧面固定连接。

作为一种实施方式，如图7、图9所示，切割部包括：

底座与内圆环14的内侧面固定连接的第一机械手2；

与第一机械手2的活动端固定连接的第一电机63；

安装于第一电机63的输出轴的切割轮64。

在本实施例中，当切割部运动到朝向海缆待修复的位置，第一电机63启动，然后第二机械手56带动切割轮64对海缆待修复的部分进行切割，将被损坏的外护层和铠装层的金属丝切割。

作为一种实施方式，如图2、图4、图7、图8、图10、图11所示，转动部包括：

齿轮环54及设于外圆环13内侧面的第二内环槽55，齿轮环54与第二内环槽55转动连接；

设于齿轮环54的环缺口17；

两端均与修复箱3内侧面转动连接的联动轴9，外圆环13设有贯穿其侧表面的第一通孔58，联动轴9与第一通孔58转动连接；

与齿轮环54啮合的联动齿轮60，联动齿轮60的中部设有贯穿其两端面的第二通孔61，联动轴9穿过第二通孔61；

设于第二通孔61侧壁的第二内块62，第二内块62与设于联动轴9侧表面的第一表面槽25滑动连接；

设于第一通孔58侧壁的齿轮槽59，联动齿轮60位于齿轮槽59内；

用于驱动联动轴9转动的转动件。

在本实施例中，在第一机械手2抓取海缆待修复部分的两端，并带动该部分向修复箱3内运动过程中，首先转动件启动带动联动轴9转动，从而带动齿轮环54转动，进而带动内圆环14转动，当环缺口17运动至正对外缺口15时，内缺口53也正好运动至正对外缺口15的位置，此时海缆待修复部分即可在第一机械手2的带动下依次穿过外缺口15、环缺口17和内缺口53，并进入到内圆环14的内部，由于一般情况下，外力对海缆外护层和铠装层的破坏是集中在电缆敷设在海底侧表面的上半部分，因此虽然齿轮环54中设有环缺口17，但不影响本装置对海缆的修复过程中，在海缆进入到内圆环14内部时，可通过转动件带动内圆环14转动，从而调节切割部和3D打印机52的位置。

作为一种实施方式，如图10所示，海缆修复装置还包括：

直径与齿轮环54的直径相等的圆弧板16，圆弧板16设有贯穿其侧表面的轴孔43，轴孔43靠近圆环板的其中一个端面；

内轴18及一端与设于内轴18侧表面的表面环槽的侧壁固定连接的涡卷弹簧44，内轴18与轴孔43转动连接，涡卷弹簧44的另一端固定于轴孔43的侧壁；

设于环缺口17其中一个端面的缺口槽42，内轴18的两端均固定于缺口槽42的侧壁；

圆环板的外侧面设有与联动齿轮60相匹配的轮齿。

在本实施例中，当环缺口17正对外缺口15时，涡卷弹簧44使得圆弧板16大致位于环缺口17内。当海缆待修复部分穿过外缺口15后，在进入穿过环缺口17的过程中，会抵住圆弧板16，使得圆弧板16克服涡卷弹簧44的弹力，这样圆弧板16将会向齿轮环54的内部转动，当海缆待修复的部分进入到内圆环14内时，圆弧板16在涡卷弹簧44的作用下，恢复原位，这样当损坏的部分位于海缆下方的侧表面时，可在联动齿轮60与圆弧板16的轮齿啮合后，继续带动内圆环14转动，从而使得切割部和3D打印机52转动至海缆的下方；在修复完成后，通过转动件使得环缺口17和内缺口53转动至正对于外缺口15的位置，然后第一机械手2释放海缆，海缆在重力作用下穿过内缺口53，并在穿过环缺口17时，使得圆弧板16向齿轮环54的外部转动，从而释放海缆，当海缆脱离修复箱3后，潜水器1即可运动到下一个待修复的位置或浮出水面。

作为一种实施方式，如图2、图4、图5、图6所示，转动件是安装于联动轴9的副齿轮24；

驱动部包括：

第二电机7及一端与第二电机7的输出轴固定连接的转轴8，第二电机7固定于第一滑槽5的一端，第一滑块4设有螺孔6，转轴8穿过螺孔6，且转轴8的另一端与第一滑槽5的另一端转动连接；

其中一个端面设有圆环槽33的主齿轮22，主齿轮22设有贯穿其两端面的第一穿孔32，且主齿轮22与副齿轮24相匹配；

设于第一穿孔32的侧壁的第一内块23，转轴8与第一穿孔32滑动连接，第一内块23与设于转轴8侧表面的第二表面槽26滑动连接；

与圆环槽33转动连接的端块34；

输出轴与端块34的外侧面固定连接的第二气缸21，第二气缸21固定于第一滑槽5的其中一个端面，第二气缸21与第二电机7位于同一侧；

设于转轴8侧表面的第三表面槽35，第三表面槽35与第二表面槽26一一对应，且第三表面槽35靠近对应的第二表面槽26的侧壁设有与对应的第二表面槽26连通的连通孔36；

一端固定于第二内块62侧面的推杆27，推杆27与连通孔36滑动连接，且推杆27延伸至第三表面槽35内；

位于第三表面槽35内的螺纹板29，螺纹板29位于推杆27的外部，螺孔6的侧壁设有第一螺纹，螺纹板29的外侧面设有与第一螺纹相匹配的第二螺纹；

设于推杆27朝向螺纹板29的侧面的若干凸台30，凸台30为半球形，螺纹板29朝向推杆27的侧表面设有与凸台30相对应的凹槽31，凹槽31的边缘处均采用圆弧过渡；

在凸台30与螺纹板29朝向推杆27的侧表面接触时，第一螺纹与第二螺纹啮合。

在本实施例中，当第一滑块4在第一滑槽5内滑动时，首先第二气缸21启动带动主齿轮22远离副齿轮24，并通过主齿轮22带动推杆27运动，使得凸台30脱离凹槽31，这样螺纹板29将会稳定的使得第一螺纹和第二螺纹啮合，这样在第一电机63启动后，即可带动第一滑块4运动，当需要驱动齿轮环54运动时，第二气缸21启动推动主齿轮22向副齿轮24的方向运动，同时带动推杆27运动，使得凸台30运动至凹槽31内，此时第一螺纹将会与第二螺纹脱离，当主齿轮22与副齿轮24啮合后，第二气缸21停止驱动，然后第一电机63启动，从而带动联动轴9转动。

另外，优选的，如图4所示，驱动部还包括：

至少两个固定板28，固定板28的顶端面固定于第一滑槽5朝向开口槽10的侧壁，固定板28设有使得转轴8穿过的套孔37，套孔37的直径大于转轴8的直径；

底端固定于螺纹板29外侧面的调节杆40，调节杆40的顶部与设于套孔37侧壁的第一内环槽39转动连接；

套于调节杆40的套环38和第一弹簧41，套环38位于套孔37内，第一弹簧41的一端固定于套环38的侧表面，第一弹簧41的另一端固定于螺纹板29的外侧面。

在本实施例中，当凸台30进入到凹槽31内后，在第一弹簧41的弹力作用下，使得螺纹板29可以稳定的进入到第三表面槽35内，保证第一螺纹与第二螺纹可以稳定的分离。

作为一种实施方式，如图7、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，海缆修复装置还包括：

相对设置的侧板57，侧板57位于外圆环13的一侧，且侧板57朝向外圆环13的侧面设有侧槽67；

一端固定于内圆环14端面的连接板91，连接板91的另一端与侧槽67滑动连接；

位于侧板57上方的导杆47，导杆47的一端固定于内圆环14的端面；

相对设置的驱动块48，驱动块48设有导孔66，导杆47与导孔66滑动连接；

位于两个驱动块48之间的导向齿轮50，导向齿轮50的中部设有第二穿孔；

一端固定于导杆47侧表面的导向轴51，导向轴51与第二穿孔转动连接；

位于导向齿轮50上下两侧的驱动杆49，其中一个驱动杆49的一端与其中一个驱动块48的侧面固定连接，另一个驱动杆49的一端与另一个驱动块48的侧面固定连接，驱动杆49的侧表面设有直齿条，导向齿轮50与直齿条啮合；

固定于导杆47的第三气缸46，第三气缸46的输出轴与其中一个驱动块48的侧面固定连接；

第二滑块74及一端与驱动块48的底面铰接的铰接杆65，铰接杆65的另一端与第二滑块74的一侧铰接，第二滑块74与设于侧板57内侧面的第二滑槽72滑动连接，第二滑槽72竖直设置；

一端固定于第二滑槽72顶部的第二弹簧73，第二弹簧73的另一端固定于第二滑块74的顶面；

活动杆70、联动杆69及设于联动杆69两端的枢轴78，枢轴78与设于活动杆70侧表面的第一表面孔转动连接，第一表面孔靠近活动杆70的中部；

与设于活动杆70侧表面的第二表面孔转动连接的固定轴77，第二表面孔靠近活动杆70的底部，固定轴77的端部固定于侧板57的内侧面，位于上方的活动杆70的前部侧表面与第二滑块74的底面接触连接；

固定于侧板57内侧面的固定块75；

一端固定于固定块75下表面的第三弹簧76，第三弹簧76的另一端固定于活动杆70的侧表面，且第三弹簧76位于枢轴78和固定轴77之间；

位于两个联动杆69之间的两个联动柱71，两个联动柱71竖直设置；

一端固定于联动柱71外侧面的第三滑块79，第三滑块79与设于侧板57内侧面的第三滑槽80滑动连接，第三滑块79的端部设有端头，端头与设于联动杆69侧表面的第四滑槽81滑动连接；

设于两个联动柱71之间的若干支撑组件，支撑组件包括对称设置的侧块87，侧块87固定于对应的联动柱71内侧面，且侧块87的上表面设有限位槽88；

两端用于放置于对应的限位槽88的分隔板83；

对称设置的推板82，推板82的上表面设有第五滑槽84，分隔板83与第五滑槽84滑动连接，推板82相互远离的端面由下到上呈倾斜状的倾斜斜面；

设置在推板82内的电磁铁；

位于侧板57底部的推动部，在切割部将海缆铠装层待修复的金属丝裁切后，预留出修复空间，当修复空间位于侧板57之间后，在分隔板83落到修复空间时，推动部推动推板82相互远离，从而使得清洗斜面插入金属丝的底部，将金属丝被切割的端部抬起。

由于3D打印机52在修复时，打印材料流出的温度较高，为防止在修复过程中，高温对海缆的绝缘层造成破坏，在本实施例中，在潜水器1进入海水之前，首先将一个分隔板83放置于最上方的支撑组件上，使得该分隔板83的两端进入到该支撑组件上的限位槽88内，然后对联动杆69施加外力，使得联动杆69相互远离，从而带动联动柱71相互远离，这样使得最上方的分隔板83脱离最上方支撑组件上的限位槽88，并向下落下，在分隔板83下落过程中，撤除施加在联动杆69上的外力，使得联动杆69在第三弹簧76的作用下恢复原位，这样向下落下的分隔板83将会落到距离该分隔板83最近的支撑组件上，重新被支撑，此时，再将另一个分隔板83放置到最上方的支撑组件上，通过上述方法，直到所有的支撑组件上都支撑分隔板83，然后潜水器1再放入到海水中，在这里，如果海缆待修复的部分需要侧板57转动到处于水平状态，甚至需要转动到侧板57与竖直平面的角度大于90度以上，这时将无法实施本实施例的装置，因为本实施例中的分隔板83最终需要通过重力落下，如果侧板57与竖直平面的角度大于90度，那么分隔板83将无法落到海缆上，在这里，最好是海缆待修复的装置只需要侧板57与竖直平面的角度在60度以内，另外，优选的，在海缆待修复的部分进入到修复箱3过程中，侧板57是处于竖直状态；在切割部将海缆待修复位置的外护层和铠装层被切割后，转动部和驱动部使得侧板57运动到其中一个待修复铠装金属丝形成的修复空间正上方，然后第三气缸46启动，推动驱动块48相互靠近，从而使得侧板57向下运动，当侧板57的底面接触到铠装层下方的绝缘层后，此时修复空间位于侧板57之间，然后第三气缸46继续使得两个驱动块48相互靠近，这时将会带动第二滑块74克服第二弹簧73的弹力向下运动，这样第二滑块74将会同时带动活动杆70向下克服第三弹簧76的弹力发生转动，这样将会使得两个联动杆69相互远离，从而带动联动柱71相互远离，当分隔板83脱离限位槽88后，第三气缸46马上带动驱动块48相互远离一段距离，使得第二滑块74恢复原位，这样除最下方的分隔板83外，所有的分隔板83将会运动距离该分隔板83下方最近的支撑组件上，最下方的分隔板83在下落过程中，推板82内的电磁铁得电产生相互排斥的力，使得推板82相互分开一段距离，当最下方的推板82进入到修复空间后，推动部推动推板82相互远离，从而使得清洗斜面插入金属丝的底部，将金属丝被切割的端部抬起，这样，通过分隔板83形成一个保护层，在3D打印机52工作时，起到一个隔温的作用。完成后，第三气缸46启动，使得驱动块48进一步相互远离，使得侧板57远离海缆，然后内圆环14带动侧板57转动到正对于另一个修复空间的位置，重复上述步骤。

作为一种实施方式，如图15、图16、图18所示，推动部包括：

设置在联动柱71外侧的限位杆68，限位杆68固定于侧板57内侧面，且限位杆68靠近侧板57的底部；

对称设置于侧板57外侧面的第四气缸89，两个第四气缸89的输出轴相对设置；

侧面与第四气缸89的输出轴固定连接的连接柱90；

底部穿过设于侧板57下表面的底槽86的推柱85，推柱85与连接柱90的底端固定连接，推柱85位于侧板57的内侧，在分隔板83落到修复空间时，推柱85位于推板82之间。

在本实施例中，当最下方的分隔板83下落时，电磁铁产生相互排斥的力，使得推板82相互远离，最终在推板82落到修复空间后，推柱85将会进入到两个推板82之间的间歇内，然后第四气缸89启动，带动推柱85相互分离，使得倾斜斜面插入到铠装金属丝的端头底部，并由于限位杆68的限位作用，最终通过推板82将铠装金属丝的端头抬起，使得金属丝的端头高于推板82的上表面。

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，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，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发明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。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海缆修复装置，包括潜水器(1)及设于所述潜水器(1)下方的修复箱(3)，所述修复箱(3)的底部设有开口槽(10)，其特征在于，所述海缆修复装置还包括：

封闭门(11)，所述开口槽(10)相对的侧壁对称设有门槽(12)，所述封闭门(11)与所述门槽(12)滑动连接，所述封闭门(11)包括横板以及设于所述横板两端的竖板，所述竖板位于开口槽(10)的侧面设有半圆弧槽(19)，所述半圆弧槽(19)贯穿竖板的内外侧面，在所述封闭门(11)将开口封闭后，两个半圆弧槽(19)组成一个完整的圆孔；

用于驱动封闭门(11)在门槽(12)内滑动的驱动件；

设于竖板外侧的第一机械手(2)，所述第一机械手(2)用于抓取海缆，且第一机械手(2)的底座固定于潜水器(1)的外表面；

设于修复箱(3)内的水泵，所述水泵用于将修复箱(3)内的海水抽到修复箱(3)的外部；

设于修复箱(3)内顶面的第一滑槽(5)；

与所述第一滑槽(5)滑动连接的第一滑块(4)；

用于驱动所述第一滑块(4)沿着第一滑槽(5)滑动的驱动部；

外侧表面与第一滑块(4)的底面固定连接的外圆环(13)，所述外圆环(13)朝向开口槽(10)的外侧面位置设有外缺口(15)；

设于外圆环(13)的内环处的内圆环(14)，所述内圆环(14)的表面设有内缺口(53)，所述内圆环(14)的中轴线、外圆环(13)的中轴线以及所述圆孔的中轴线共线；

用于驱动内圆环(14)沿着外圆环(13)的内侧面转动的转动部；

设于内圆环(14)内侧面的3D打印机(52)和切割部，所述3D打印机(52)的打印头朝向内圆环(14)的中轴线，所述切割部用于对海缆进行切割；

所述转动部包括：

齿轮环(54)及设于外圆环(13)内侧面的第二内环槽(55)，所述齿轮环(54)与所述第二内环槽(55)转动连接；

设于齿轮环(54)的环缺口(17)；

两端均与修复箱(3)内侧面转动连接的联动轴(9)，所述外圆环(13)设有贯穿其侧表面的第一通孔(58)，所述联动轴(9)与所述第一通孔(58)转动连接；

与齿轮环(54)啮合的联动齿轮(60)，所述联动齿轮(60)的中部设有贯穿其两端面的第二通孔(61)，所述联动轴(9)穿过所述第二通孔(61)；

设于第二通孔(61)侧壁的第二内块(62)，所述第二内块(62)与设于联动轴(9)侧表面的第一表面槽(25)滑动连接；

设于第一通孔(58)侧壁的齿轮槽(59)，所述联动齿轮(60)位于所述齿轮槽(59)内；

用于驱动联动轴(9)转动的转动件；

所述海缆修复装置还包括：

直径与齿轮环(54)的直径相等的圆弧板(16)，所述圆弧板(16)设有贯穿其侧表面的轴孔(43)，所述轴孔(43)靠近圆环板的其中一个端面；

内轴(18)及一端与设于所述内轴(18)侧表面的表面环槽的侧壁固定连接的涡卷弹簧(44)，所述内轴(18)与轴孔(43)转动连接，所述涡卷弹簧(44)的另一端固定于轴孔(43)的侧壁；

设于环缺口(17)其中一个端面的缺口槽(42)，所述内轴(18)的两端均固定于缺口槽(42)的侧壁；

所述圆环板的外侧面设有与联动齿轮(60)相匹配的轮齿；

所述转动件是安装于联动轴(9)的副齿轮(24)；

所述驱动部包括：

第二电机(7)及一端与所述第二电机(7)的输出轴固定连接的转轴(8)，所述第二电机(7)固定于第一滑槽(5)的一端，所述第一滑块(4)设有螺孔(6)，所述转轴(8)穿过所述螺孔(6)，且转轴(8)的另一端与第一滑槽(5)的另一端转动连接；

其中一个端面设有圆环槽(33)的主齿轮(22)，所述主齿轮(22)设有贯穿其两端面的第一穿孔(32)，且主齿轮(22)与所述副齿轮(24)相匹配；

设于所述第一穿孔(32)的侧壁的第一内块(23)，所述转轴(8)与第一穿孔(32)滑动连接，所述第一内块(23)与设于转轴(8)侧表面的第二表面槽(26)滑动连接；

与所述圆环槽(33)转动连接的端块(34)；

输出轴与所述端块(34)的外侧面固定连接的第二气缸(21)，所述第二气缸(21)固定于第一滑槽(5)的其中一个端面，所述第二气缸(21)与第二电机(7)位于同一侧；

设于转轴(8)侧表面的第三表面槽(35)，所述第三表面槽(35)与第二表面槽(26)一一对应，且第三表面槽(35)靠近对应的第二表面槽(26)的侧壁设有与对应的第二表面槽(26)连通的连通孔(36)；

一端固定于第二内块(62)侧面的推杆(27)，所述推杆(27)与所述连通孔(36)滑动连接，且推杆(27)延伸至第三表面槽(35)内；

位于第三表面槽(35)内的螺纹板(29)，所述螺纹板(29)位于推杆(27)的外部，所述螺孔(6)的侧壁设有第一螺纹，所述螺纹板(29)的外侧面设有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹；

设于推杆(27)朝向螺纹板(29)的侧面的若干凸台(30)，所述凸台(30)为半球形，所述螺纹板(29)朝向推杆(27)的侧表面设有与凸台(30)相对应的凹槽(31)，所述凹槽(31)的边缘处均采用圆弧过渡；

在凸台(30)与螺纹板(29)朝向推杆(27)的侧表面接触时，所述第一螺纹与第二螺纹啮合。

2.根据权利要求1所述的一种海缆修复装置，其特征在于，所述驱动件是第一气缸(20)，所述第一气缸(20)固定于门槽(12)的内部，且第一气缸(20)的输出轴与封闭门(11)背向开口槽(10)的侧面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种海缆修复装置，其特征在于，所述切割部包括：

底座与内圆环(14)的内侧面固定连接的第一机械手(2)；

与所述第一机械手(2)的活动端固定连接的第一电机(63)；

安装于所述第一电机(63)的输出轴的切割轮(64)。

4.根据权利要求1所述的一种海缆修复装置，其特征在于，所述驱动部还包括：

至少两个固定板(28)，所述固定板(28)的顶端面固定于第一滑槽(5)朝向开口槽(10)的侧壁，固定板(28)设有使得转轴(8)穿过的套孔(37)，所述套孔(37)的直径大于转轴(8)的直径；

底端固定于螺纹板(29)外侧面的调节杆(40)，所述调节杆(40)的顶部与设于套孔(37)侧壁的第一内环槽(39)转动连接；

套于调节杆(40)的套环(38)和第一弹簧(41)，所述套环(38)位于套孔(37)内，所述第一弹簧(41)的一端固定于套环(38)的侧表面，第一弹簧(41)的另一端固定于螺纹板(29)的外侧面。

5.根据权利要求1所述的一种海缆修复装置，其特征在于，所述海缆修复装置还包括：

相对设置的侧板(57)，所述侧板(57)位于外圆环(13)的一侧，且侧板(57)朝向外圆环(13)的侧面设有侧槽(67)；

一端固定于内圆环(14)端面的连接板(91)，所述连接板(91)的另一端与所述侧槽(67)滑动连接；

位于侧板(57)上方的导杆(47)，所述导杆(47)的一端固定于内圆环(14)的端面；

相对设置的驱动块(48)，所述驱动块(48)设有导孔(66)，所述导杆(47)与所述导孔(66)滑动连接；

位于两个驱动块(48)之间的导向齿轮(50)，所述导向齿轮(50)的中部设有第二穿孔；

一端固定于导杆(47)侧表面的导向轴(51)，所述导向轴(51)与所述第二穿孔转动连接；

位于导向齿轮(50)上下两侧的驱动杆(49)，其中一个所述驱动杆(49)的一端与其中一个驱动块(48)的侧面固定连接，另一个所述驱动杆(49)的一端与另一个驱动块(48)的侧面固定连接，所述驱动杆(49)的侧表面设有直齿条，所述导向齿轮(50)与所述直齿条啮合；

固定于导杆(47)的第三气缸(46)，所述第三气缸(46)的输出轴与其中一个驱动块(48)的侧面固定连接；

第二滑块(74)及一端与驱动块(48)的底面铰接的铰接杆(65)，所述铰接杆(65)的另一端与所述第二滑块(74)的一侧铰接，所述第二滑块(74)与设于侧板(57)内侧面的第二滑槽(72)滑动连接，所述第二滑槽(72)竖直设置；

一端固定于第二滑槽(72)顶部的第二弹簧(73)，所述第二弹簧(73)的另一端固定于第二滑块(74)的顶面；

活动杆(70)、联动杆(69)及设于所述联动杆(69)两端的枢轴(78)，所述枢轴(78)与设于所述活动杆(70)侧表面的第一表面孔转动连接，所述第一表面孔靠近活动杆(70)的中部；

与设于活动杆(70)侧表面的第二表面孔转动连接的固定轴(77)，所述第二表面孔靠近活动杆(70)的底部，所述固定轴(77)的端部固定于侧板(57)的内侧面，位于上方的所述活动杆(70)的前部侧表面与第二滑块(74)的底面接触连接；

固定于侧板(57)内侧面的固定块(75)；

一端固定于所述固定块(75)下表面的第三弹簧(76)，所述第三弹簧(76)的另一端固定于活动杆(70)的侧表面，且第三弹簧(76)位于枢轴(78)和固定轴(77)之间；

位于两个联动杆(69)之间的两个联动柱(71)，两个所述联动柱(71)竖直设置；

一端固定于联动柱(71)外侧面的第三滑块(79)，所述第三滑块(79)与设于侧板(57)内侧面的第三滑槽(80)滑动连接，所述第三滑块(79)的端部设有端头，所述端头与设于联动杆(69)侧表面的第四滑槽(81)滑动连接；

设于两个联动柱(71)之间的若干支撑组件，所述支撑组件包括对称设置的侧块(87)，所述侧块(87)固定于对应的联动柱(71)内侧面，且侧块(87)的上表面设有限位槽(88)；

两端用于放置于对应的限位槽(88)的分隔板(83)；

对称设置的推板(82)，所述推板(82)的上表面设有第五滑槽(84)，所述分隔板(83)与所述第五滑槽(84)滑动连接，所述推板(82)相互远离的端面由下到上呈倾斜状的倾斜斜面；

设置在推板(82)内的电磁铁；

位于侧板(57)底部的推动部，在切割部将海缆铠装层待修复的金属丝裁切后，预留出修复空间，当所述修复空间位于侧板(57)之间后，在分隔板(83)落到修复空间时，所述推动部推动推板(82)相互远离，从而使得清洗斜面插入金属丝的底部，将金属丝被切割的端部抬起。

6.根据权利要求5所述的一种海缆修复装置，其特征在于，所述推动部包括：

设置在联动柱(71)外侧的限位杆(68)，所述限位杆(68)固定于侧板(57)内侧面，且限位杆(68)靠近侧板(57)的底部；

对称设置于侧板(57)外侧面的第四气缸(89)，两个所述第四气缸(89)的输出轴相对设置；

侧面与第四气缸(89)的输出轴固定连接的连接柱(90)；

底部穿过设于侧板(57)下表面的底槽(86)的推柱(85)，所述推柱(85)与所述连接柱(90)的底端固定连接，所述推柱(85)位于侧板(57)的内侧，在分隔板(83)落到修复空间时，所述推柱(85)位于推板(82)之间。

7.一种海缆修复方法，其特征在于，采用如权利要求1～6中任一项所述的一种海缆修复装置，包括如下步骤：

步骤一：潜水器(1)运动到海缆待修复部分的正上方，并通过驱动件打开封闭门(11)；

步骤二：第一机械抓取海缆待部分的两端，并向上拉动，使得海缆待修复的部分进入到修复箱(3)内，并穿过外缺口(15)和内缺口(53)，进入到内圆环(14)的内部，然后驱动件将封闭门(11)关闭，这时海缆穿过圆孔，将修复箱(3)的内部密封；

步骤三：水泵启动，将修复箱(3)内的海水抽到修复箱(3)的外部；

步骤四：驱动部驱动第一滑块(4)滑动，使得海缆待修复的位置进入到内圆环(14)的内部，然后转动部驱动内圆环(14)转动，使得切割部运动到朝向海缆待修复的位置；

步骤五：切割部将海缆待修复位置的外护层切除；

步骤六：驱动部再次启动，使得3D打印机(52)运动到海缆待修复的位置；

步骤七：转动部驱动内圆环(14)转动，使得3D打印机(52)的打印头朝向海缆待修复的位置内的其中一根未修复的铠装金属丝，然后3D打印机(52)的打印头开始在该铠装金属的表面打印金属条，从而修复该铠装金属丝；

步骤八：重复步骤七，直到海缆待修复的位置内的所有铠装金属丝被修复后；

步骤九：通过3D打印机(52)修复海缆待修复位置的防护层。

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