CN115832963A - 一种海上风电工程用海底线缆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风电工程用海底线缆装置，包括铺设车体及线缆，所述铺设车体一侧底面设置有牵引组件，所述线缆端部插接在牵引组件内，所述铺设车体顶面靠近牵引组件一侧固接清淤组件，所述铺设车体端部位于牵引组件上方固接压实组件。本发明设置了清淤组件，通过射出的高压水射流清理铺线槽内的淤泥，使得线缆铺设后与铺线槽紧密贴合，保证了铺线的稳定性能，本发明还设置了走行组件，走行组件通过履带走行，并且走行组件为三角形，本身可以转动，进而实现了爬坡功能，避免铺设车体遇到障碍坡时无法走行的情况，本发明线缆上设置了角度限制部件，限制了线缆的弯曲角度，避免线缆在铺设时出现弯曲过大遭受损伤及打结的现象。

Description

一种海上风电工程用海底线缆装置

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，具体为一种海上风电工程用海底线缆装置。

背景技术

随着海上风电的发展，需要大量的线缆用来满足各风机间、风机与升压站及其他信息平台间的通电及通信需求，早期的海底线缆铺设采用的是人工海底作业的方法，作业复杂，时间长，费用高，因此现在大多开始采用铺设车进行海底线缆的铺设，现有的铺设方式通过铺设车对电缆进行牵引拉拽，或者通过在铺设车上存放足量的电缆进行铺设，后者由于车体难以携带大量线缆，导致铺设距离端，因此目前前者的方式应用较高，现有的铺设装置有以下缺陷：

在铺设线缆时需要将线缆压入在铺线槽内，铺线槽在海底表面容易出现较多淤泥，这就导致线缆与铺线槽无法紧密接触，中间被淤泥阻挡还会产生缝隙，严重影响线缆铺设后的稳定性，此外由于海底地形复杂，现有的铺设车主要采取履带走行的方式，虽然能跨越较多障碍物，但是遇到较高的障碍坡时容易出现无法走行的情况，其次目前的线缆主要采用柔性保护层，弯曲角度大，由于海底地形复杂，在牵引铺设时会发生弯曲，容易出现弯曲角度过大对线缆产生损伤的情况，甚至还会出现线缆打结的现象，这都会影响铺设工作。

为此我们提出一种海上风电工程用海底线缆装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电工程用海底线缆装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上风电工程用海底线缆装置，包括铺设车体及线缆，所述铺设车体一侧底面设置有牵引组件，所述线缆端部插接在牵引组件内，所述铺设车体顶面靠近牵引组件一侧固接清淤组件，所述铺设车体端部位于牵引组件上方固接压实组件，所述铺设车体顶面远离清淤组件位置设置有采像组件，所述铺设车体两侧两端分别转动连接四个走行组件，所述铺设车体内部开设驱动腔，所述驱动腔内设置有驱动组件；

所述清淤组件包括固接在铺设车体顶面的泵体壳以及固接在铺设车体端部两侧的两个喷射架，两个所述喷射架位于牵引组件两侧，两个所述喷射架相互靠近一侧分别连通多个水射流嘴，所述水射流嘴方向为斜向下方向，所述泵体壳内固接高压水泵，两个所述喷射架分别连通两个硬水管，两个所述硬水管端部穿过泵体壳并连通高压水泵，所述泵体壳两侧分别固接多个吸水嘴，所述高压水泵连通多个吸水嘴；

所述压实组件包括固接在铺设车体端部的横板，所述横板远离铺设车体一端垂直开设两个导向滑孔，两个所述导向滑孔内分别垂直滑动套接两个导向滑杆，两个所述导向滑杆底端固接压实板，所述压实板底面中部位置开设弧口，所述弧口位于线缆正上方，所述横板端部位于两个导向滑孔之间垂直固接压紧电缸，所述压紧电缸输出轴固接压实板顶面。

优选的，所述走行组件包括两个三角板，两个所述三角板之间通过多个横杆固接，其中一个所述三角板中部位置远离另一个三角板一侧水平固接主轴套，所述主轴套转动连接在铺设车体侧壁上。

优选的，两个所述三角板三角处之间分别转动连接三个托带轮，三个所述托带轮外侧套接履带，两个所述三角板之间中心位置转动连接主动带轮，其中一个所述托带轮中部位置开设环口，所述环口内固接从动带轮，所述主动带轮及从动带轮上套接传动带。

优选的，所述驱动组件包括转动连接在驱动腔两侧的两个轴杆，所述主轴套内水平开设通口，两个所述轴杆两端分别穿过四个走行组件上的通口并固接主动带轮。

优选的，所述主轴套外侧套接从动齿轮，所述驱动腔靠近四个走行组件位置分别固接四个攀爬电机及四个减速齿轮箱，所述攀爬电机转轴处固接减速齿轮箱输入轴，所述减速齿轮箱输出轴固接主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接从动齿轮。

优选的，所述驱动组件还包括固接在驱动腔中部位置的驱动双轴电机，所述驱动双轴电机两转轴端分别固接两个传动杆，两个所述传动杆端部靠近两个轴杆并固接两个主动锥齿轮，两个所述轴杆上分别固定套接两个从动锥齿轮，所述主动锥齿轮啮合连接从动锥齿轮。

优选的，所述牵引组件包括固接在铺设车体端部的板体，所述板体远离铺设车体一端中心位置水平开设牵引口，所述线缆端部插接在牵引口内，所述板体位于牵引口两侧位置水平开设两个压紧槽，两个所述压紧槽均连通牵引口，所述板体远离铺设车体一端两侧分别固接两个侧板，两个所述侧板上分别水平固接两个夹持电缸，所述夹持电缸端部固接方型顶杆，所述方型顶杆滑动插接在压紧槽内，所述方型顶杆靠近牵引口一端固接弧形压块，所述弧形压块接触线缆端部侧壁。

优选的，所述线缆包括线缆本体，所述线缆本体外侧固定套接柔性包层，所述柔性包层外侧均匀固定套接多个角度限制部件，所述角度限制部件包括固定套接在柔性包层外侧的细管，所述细管端部固接斜管，所述斜管远离细管一端直径大于另一端，所述斜管远离细管一端固接粗管，所述角度限制部件中的细管间隙配合在相邻的一个角度限制部件中的粗管内。

优选的，所述采像组件包括固接在铺设车体顶面的支台，所述支台顶面固接两个支架，两个所述支架顶端之间转动连接转臂一端，所述转臂另一端底面转动连接摄像头，所述铺设车体顶面位于转臂中部正下方固接铰座，所述转臂底面水平开设滑槽，所述滑槽内滑动连接滑块，所述滑块底面固接铰接块，所述铰座转动连接电动推杆一端，所述电动推杆另一端转动连接铰接块，所述转臂端部位于摄像头上方位置固接小型减速电机，所述小型减速电机转轴处固接摄像头与转臂转动连接处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设置了清淤组件，通过射出的高压水射流清理铺线槽内的淤泥，使得线缆铺设后与铺线槽紧密贴合，保证了铺线的稳定性能，本发明还设置了走行组件，走行组件通过履带走行，并且走行组件为三角形，本身可以转动，进而实现了爬坡功能，避免铺设车体遇到障碍坡时无法走行的情况，本发明线缆上设置了角度限制部件，限制了线缆的弯曲角度，避免线缆在铺设时出现弯曲过大遭受损伤及打结的现象。

附图说明

图1为本发明第一个实施例中主体结构示意图；

图2为本发明第一个实施例中清淤组件处部分剖切结构示意图；

图3为本发明第一个实施例中压实组件处部分剖切结构示意图；

图4为本发明第二个实施例中铺设车体处剖切结构示意图；

图5为本发明第二个实施例中走行组件处爆炸结构示意图；

图6为本发明第二个实施例中走行组件处剖切结构示意图；

图7为本发明第三个实施例中牵引组件与线缆连接结构示意图；

图8为本发明第三个实施例中线缆处剖切结构示意图；

图9为本发明第三个实施例中采像组件处剖切结构示意图。

图中：1、铺设车体；2、线缆；3、牵引组件；4、清淤组件；5、压实组件；6、走行组件；7、驱动组件；8、采像组件；11、驱动腔；21、线缆本体；22、柔性包层；23、角度限制部件；231、细管；232、斜管；233、粗管；31、板体；32、牵引口；33、压紧槽；34、侧板；35、夹持电缸；36、方型顶杆；37、弧形压块；41、泵体壳；42、喷射架；43、水射流嘴；44、高压水泵；45、硬水管；46、吸水嘴；51、导向滑孔；52、导向滑杆；53、压实板；54、弧口；55、压紧电缸；56、横板；61、三角板；62、横杆；63、托带轮；64、履带；65、主动带轮；66、环口；67、从动带轮；68、传动带；69、主轴套；610、从动齿轮；611、通口；71、轴杆；72、从动锥齿轮；73、驱动双轴电机；74、传动杆；75、主动锥齿轮；76、攀爬电机；77、减速齿轮箱；78、主动齿轮；81、支台；82、支架；83、转臂；84、摄像头；85、铰座；86、电动推杆；87、滑槽；88、滑块；89、铰接块；810、小型减速电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-3，为本发明第一个实施例，本发明提供一种技术方案：一种海上风电工程用海底线缆装置，包括铺设车体1及线缆2，铺设车体1一侧底面设置有牵引组件3，线缆2端部插接在牵引组件3内，铺设车体1顶面靠近牵引组件3一侧固接清淤组件4，铺设车体1端部位于牵引组件3上方固接压实组件5，铺设车体1顶面远离清淤组件4位置设置有采像组件8，铺设车体1两侧两端分别转动连接四个走行组件6，铺设车体1内部开设驱动腔11，驱动腔11内设置有驱动组件7；

清淤组件4包括固接在铺设车体1顶面的泵体壳41以及固接在铺设车体1端部两侧的两个喷射架42，两个喷射架42位于牵引组件3两侧，两个喷射架42相互靠近一侧分别连通多个水射流嘴43，水射流嘴43方向为斜向下方向，泵体壳41内固接高压水泵44，两个喷射架42分别连通两个硬水管45，两个硬水管45端部穿过泵体壳41并连通高压水泵44，泵体壳41两侧分别固接多个吸水嘴46，高压水泵44连通多个吸水嘴46，高压水泵44通过吸水嘴46吸水并将水由水射流嘴43处射出，水射流压力高可以将铺线槽表面的淤泥冲刷掉，之后在进行线缆2的铺设，避免由于淤泥影响导致线缆2与铺线槽无法紧密贴合的情况；

压实组件5包括固接在铺设车体1端部的横板56，横板56远离铺设车体1一端垂直开设两个导向滑孔51，两个导向滑孔51内分别垂直滑动套接两个导向滑杆52，两个导向滑杆52底端固接压实板53，压实板53底面中部位置开设弧口54，弧口54位于线缆2正上方，横板56端部位于两个导向滑孔51之间垂直固接压紧电缸55，压紧电缸55输出轴固接压实板53顶面，在铺设线缆2时，压紧电缸55带动压实板53下压对线缆2施压，进一步提升线缆2与铺线槽的贴合度，保证紧密铺设。

实施例2：

请参阅图4-6，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，走行组件6包括两个三角板61，两个三角板61之间通过多个横杆62固接，其中一个三角板61中部位置远离另一个三角板61一侧水平固接主轴套69，主轴套69转动连接在铺设车体1侧壁上。

两个三角板61三角处之间分别转动连接三个托带轮63，三个托带轮63外侧套接履带64，两个三角板61之间中心位置转动连接主动带轮65，其中一个托带轮63中部位置开设环口66，环口66内固接从动带轮67，主动带轮65及从动带轮67上套接传动带68。

驱动组件7包括转动连接在驱动腔11两侧的两个轴杆71，主轴套69内水平开设通口611，两个轴杆71两端分别穿过四个走行组件6上的通口611并固接主动带轮65，轴杆71用于带动走行组件6内的主动带轮65转动，进而带动履带64工作，带动铺设车体1走行。

主轴套69外侧套接从动齿轮610，驱动腔11靠近四个走行组件6位置分别固接四个攀爬电机76及四个减速齿轮箱77，攀爬电机76转轴处固接减速齿轮箱77输入轴，减速齿轮箱77输出轴固接主动齿轮78，主动齿轮78啮合连接从动齿轮610，攀爬电机76用于带动整个走行组件6转动，当出现障碍坡时，由于走行组件6为三角形结构，走行组件6转动时可以攀爬障碍坡。

驱动组件7还包括固接在驱动腔11中部位置的驱动双轴电机73，驱动双轴电机73两转轴端分别固接两个传动杆74，两个传动杆74端部靠近两个轴杆71并固接两个主动锥齿轮75，两个轴杆71上分别固定套接两个从动锥齿轮72，主动锥齿轮75啮合连接从动锥齿轮72，驱动双轴电机73用于带动两个轴杆71转动，进而实现履带64走行。

实施例3

请参阅图7-9，为本发明第三个实施例，该实施例基于上述两个实施例，牵引组件3包括固接在铺设车体1端部的板体31，板体31远离铺设车体1一端中心位置水平开设牵引口32，线缆2端部插接在牵引口32内，板体31位于牵引口32两侧位置水平开设两个压紧槽33，两个压紧槽33均连通牵引口32，板体31远离铺设车体1一端两侧分别固接两个侧板34，两个侧板34上分别水平固接两个夹持电缸35，夹持电缸35端部固接方型顶杆36，方型顶杆36滑动插接在压紧槽33内，方型顶杆36靠近牵引口32一端固接弧形压块37，弧形压块37接触线缆2端部侧壁，将线缆2端部插入牵引口32内，两个夹持电缸35工作通过弧形压块37将线缆2端部夹紧，便于牵引。

线缆2包括线缆本体21，线缆本体21外侧固定套接柔性包层22，柔性包层22外侧均匀固定套接多个角度限制部件23，角度限制部件23包括固定套接在柔性包层22外侧的细管231，细管231端部固接斜管232，斜管232远离细管231一端直径大于另一端，斜管232远离细管231一端固接粗管233，角度限制部件23中的细管231间隙配合在相邻的一个角度限制部件23中的粗管233内，在线缆本体21外侧设置了角度限制部件23，在弯曲时会对弯曲角度限制，避免牵引时线缆弯曲角度过大出现损伤及打结的情况。

采像组件8包括固接在铺设车体1顶面的支台81，支台81顶面固接两个支架82，两个支架82顶端之间转动连接转臂83一端，转臂83另一端底面转动连接摄像头84，铺设车体1顶面位于转臂83中部正下方固接铰座85，转臂83底面水平开设滑槽87，滑槽87内滑动连接滑块88，滑块88底面固接铰接块89，铰座85转动连接电动推杆86一端，电动推杆86另一端转动连接铰接块89，转臂83端部位于摄像头84上方位置固接小型减速电机810，小型减速电机810转轴处固接摄像头84与转臂83转动连接处，采像组件8主要用于识别前方是否有障碍坡，出现障碍坡时则会控制攀爬电机76工作，并且采像组件8上的摄像头84可以通过转臂83及小型减速电机810进行两个方向的角度调整，视野范围广。

实施例4：

请参阅图1-9，为本发明第四个实施例，该实施例基于上述三个实施例，本发明在使用时，首先将需要铺设的线缆2端部部分设置在海岸边，并将本装置下放至海底面上，将线缆2自由端通过牵引组件3与铺设车体1固定，驱动组件7中的驱动双轴电机73工作，带动履带64工作，进而实现铺设车体1的走行，在铺设时，先通过清淤组件4射出高压水射流对铺线槽表面进行淤泥清理，再通过压实组件5将线缆2压入铺线槽内即可，铺设车体1走行时，采像组件8判断前方是否有障碍坡，出现障碍坡时启动攀爬电机76带动走行组件6转动，利用走行组件6的三角形结构可以顺利通过障碍坡。本发明设置了清淤组件4，通过射出的高压水射流清理铺线槽内的淤泥，使得线缆2铺设后与铺线槽紧密贴合，保证了铺线的稳定性能，本发明还设置了走行组件6，走行组件6通过履带64走行，并且走行组件6为三角形，本身可以转动，进而实现了爬坡功能，避免铺设车体1遇到障碍坡时无法走行的情况，本发明线缆2上设置了角度限制部件23，限制了线缆2的弯曲角度，避免线缆2在铺设时出现弯曲过大遭受损伤及打结的现象。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种海上风电工程用海底线缆装置，包括铺设车体(1)及线缆(2)，其特征在于：

所述铺设车体(1)一侧底面设置有牵引组件(3)，所述线缆(2)端部插接在牵引组件(3)内，所述铺设车体(1)顶面靠近牵引组件(3)一侧固接清淤组件(4)，所述铺设车体(1)端部位于牵引组件(3)上方固接压实组件(5)，所述铺设车体(1)顶面远离清淤组件(4)位置设置有采像组件(8)，所述铺设车体(1)两侧两端分别转动连接四个走行组件(6)，所述铺设车体(1)内部开设驱动腔(11)，所述驱动腔(11)内设置有驱动组件(7)；

所述清淤组件(4)包括固接在铺设车体(1)顶面的泵体壳(41)以及固接在铺设车体(1)端部两侧的两个喷射架(42)，两个所述喷射架(42)位于牵引组件(3)两侧，两个所述喷射架(42)相互靠近一侧分别连通多个水射流嘴(43)，所述水射流嘴(43)方向为斜向下方向，所述泵体壳(41)内固接高压水泵(44)，两个所述喷射架(42)分别连通两个硬水管(45)，两个所述硬水管(45)端部穿过泵体壳(41)并连通高压水泵(44)，所述泵体壳(41)两侧分别固接多个吸水嘴(46)，所述高压水泵(44)连通多个吸水嘴(46)；

所述压实组件(5)包括固接在铺设车体(1)端部的横板(56)，所述横板(56)远离铺设车体(1)一端垂直开设两个导向滑孔(51)，两个所述导向滑孔(51)内分别垂直滑动套接两个导向滑杆(52)，两个所述导向滑杆(52)底端固接压实板(53)，所述压实板(53)底面中部位置开设弧口(54)，所述弧口(54)位于线缆(2)正上方，所述横板(56)端部位于两个导向滑孔(51)之间垂直固接压紧电缸(55)，所述压紧电缸(55)输出轴固接压实板(53)顶面。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述走行组件(6)包括两个三角板(61)，两个所述三角板(61)之间通过多个横杆(62)固接，其中一个所述三角板(61)中部位置远离另一个三角板(61)一侧水平固接主轴套(69)，所述主轴套(69)转动连接在铺设车体(1)侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：两个所述三角板(61)三角处之间分别转动连接三个托带轮(63)，三个所述托带轮(63)外侧套接履带(64)，两个所述三角板(61)之间中心位置转动连接主动带轮(65)，其中一个所述托带轮(63)中部位置开设环口(66)，所述环口(66)内固接从动带轮(67)，所述主动带轮(65)及从动带轮(67)上套接传动带(68)。

4.根据权利要求3所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述驱动组件(7)包括转动连接在驱动腔(11)两侧的两个轴杆(71)，所述主轴套(69)内水平开设通口(611)，两个所述轴杆(71)两端分别穿过四个走行组件(6)上的通口(611)并固接主动带轮(65)。

5.根据权利要求3所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述主轴套(69)外侧套接从动齿轮(610)，所述驱动腔(11)靠近四个走行组件(6)位置分别固接四个攀爬电机(76)及四个减速齿轮箱(77)，所述攀爬电机(76)转轴处固接减速齿轮箱(77)输入轴，所述减速齿轮箱(77)输出轴固接主动齿轮(78)，所述主动齿轮(78)啮合连接从动齿轮(610)。

6.根据权利要求4所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述驱动组件(7)还包括固接在驱动腔(11)中部位置的驱动双轴电机(73)，所述驱动双轴电机(73)两转轴端分别固接两个传动杆(74)，两个所述传动杆(74)端部靠近两个轴杆(71)并固接两个主动锥齿轮(75)，两个所述轴杆(71)上分别固定套接两个从动锥齿轮(72)，所述主动锥齿轮(75)啮合连接从动锥齿轮(72)。

7.根据权利要求1所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述牵引组件(3)包括固接在铺设车体(1)端部的板体(31)，所述板体(31)远离铺设车体(1)一端中心位置水平开设牵引口(32)，所述线缆(2)端部插接在牵引口(32)内，所述板体(31)位于牵引口(32)两侧位置水平开设两个压紧槽(33)，两个所述压紧槽(33)均连通牵引口(32)，所述板体(31)远离铺设车体(1)一端两侧分别固接两个侧板(34)，两个所述侧板(34)上分别水平固接两个夹持电缸(35)，所述夹持电缸(35)端部固接方型顶杆(36)，所述方型顶杆(36)滑动插接在压紧槽(33)内，所述方型顶杆(36)靠近牵引口(32)一端固接弧形压块(37)，所述弧形压块(37)接触线缆(2)端部侧壁。

8.根据权利要求1所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述线缆(2)包括线缆本体(21)，所述线缆本体(21)外侧固定套接柔性包层(22)，所述柔性包层(22)外侧均匀固定套接多个角度限制部件(23)，所述角度限制部件(23)包括固定套接在柔性包层(22)外侧的细管(231)，所述细管(231)端部固接斜管(232)，所述斜管(232)远离细管(231)一端直径大于另一端，所述斜管(232)远离细管(231)一端固接粗管(233)，所述角度限制部件(23)中的细管(231)间隙配合在相邻的一个角度限制部件(23)中的粗管(233)内。

9.根据权利要求1所述的一种海上风电工程用海底线缆装置，其特征在于：所述采像组件(8)包括固接在铺设车体(1)顶面的支台(81)，所述支台(81)顶面固接两个支架(82)，两个所述支架(82)顶端之间转动连接转臂(83)一端，所述转臂(83)另一端底面转动连接摄像头(84)，所述铺设车体(1)顶面位于转臂(83)中部正下方固接铰座(85)，所述转臂(83)底面水平开设滑槽(87)，所述滑槽(87)内滑动连接滑块(88)，所述滑块(88)底面固接铰接块(89)，所述铰座(85)转动连接电动推杆(86)一端，所述电动推杆(86)另一端转动连接铰接块(89)，所述转臂(83)端部位于摄像头(84)上方位置固接小型减速电机(810)，所述小型减速电机(810)转轴处固接摄像头(84)与转臂(83)转动连接处。

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