CN116534214B - 一种基于甲板船的远程控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能控制领域,尤其涉及一种基于甲板船的远程控制系统及方法,系统包括:智能打捞机,用以固定目标电缆的位置;电缆回收单元,用以拖曳并回收目标电缆;船载分析单元,根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度计算方式并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;船载控制单元,根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力确定是否调整智能打捞机的推进力,并且根据打捞过程中电缆最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段;本发明通过智能打捞机对目标电缆进行的定位以克服现有技术中电缆打捞过程易受到损伤的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制领域,尤其涉及一种基于甲板船的远程控制系统及方法。
背景技术
海底电缆是一种将电力、通讯等信号传输到海底的电缆,通常使用导电材料和绝缘材料包覆制成。海底电缆被广泛应用于海洋石油勘探、海底基础设施建设、海底数据通信等领域。电缆打捞是指从海底或者水中捞取电缆的过程,电缆打捞过程中需要施工人员非常小心和精确,以避免电缆在收回过程中由于曲率变化引起受力过大从而受到损坏或断裂,因此,如何保证电缆打捞时电缆免受二次损坏是当下人们亟待解决的问题。
中国专利公开号CN111301638A公布了一种海底电缆维修机器人的打捞装置,包括:左右两侧端面靠底部位置设有履带轮的装置机体,所述打捞机体的下侧端面内靠右侧位置设有清理腔,所述清理腔的前后壁内对应设有一号一号滑槽,前后对应的所述一号一号滑槽内上下滑动安装有清理机体,所述清理机体内设有清理装置;由此可见,所述海底电缆维修机器人的打捞装置存在以下问题:未考虑到电缆打捞过程中电缆长度以及海水潮流冲击对电缆的影响,电缆易因弯曲度过大导致电缆二次损伤。
发明内容
为此,本发明提供一种一种基于甲板船的远程控制系统及方法,用以克服现有技术中电缆打捞过程易受到损伤的问题。
为实现上述目的,一方面,本发明提供一种基于甲板船的远程控制系统,包括:
智能打捞机,用以固定目标电缆的位置;
电缆回收单元,其设置在甲板船上,用以拖曳并回收目标电缆,电缆回收单元包括用以对目标电缆进行卷收的电缆回收装置、用以对目标电缆打捞过程中目标电缆弯曲度进行检测的视觉检测装置以及用以确定智能打捞机位置的信号定位装置;
船载分析单元,其与所述智能打捞机相连,用以根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度计算方式并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
船载控制单元,其分别与所述智能打捞机以及所述船载分析单元相连,用以根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力确定是否调整智能打捞机的推进力,并根据打捞过程中电缆最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节,以及根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
其中,回收点的目标电缆的张力为电缆回收装置回收端的目标电缆的张力,所述船载控制单元设有冲击力检测周期,冲击力检测周期大于打捞海域的浪涌周期,打捞过程中,甲板船与智能打捞机的运动速度相同且各智能打捞机的所处海洋深度不同。
进一步地,所述智能打捞机包括:
机体;
主级喷射器,其设置于所述机体底部用以为智能打捞机的运动提供动力;
若干次级喷射器,其分别与设置于所述机体外侧壁,用以为智能打捞机提供不同方向的推进力;
合压锁扣,其与所述机体通过机械伸缩转向组件相连,所述合压锁扣包括可开合的第一锁紧端和与第一锁紧端活动连接的第二锁紧端,合压锁扣闭合状态下能够夹持目标电缆;
若干受力检测装置,其分别设置于各次级喷射器所在的机体外侧壁上,用以检测机体所受潮流冲击力;
信号传输装置,其设置于所述机体内部,用于与所述甲板船的信号定位装置通过信号传输以使甲板船确定智能打捞机的位置。
进一步地,所述船载分析单元控制视觉检测装置检测目标电缆的直径并根据目标电缆的直径确定甲板船在第一打捞分析条件下的行驶速度;所述目标电缆的直径与甲板船的行驶速度为正比关系;所述第一打捞分析条件为智能打捞机到达目标打捞起始点。
进一步地,所述船载分析单元在第二打捞分析条件下根据空间受力直链长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
所述空间受力直链长度与所述智能打捞机的数量为正比关系;
所述空间受力直链长度为电缆回收装置与目标电缆水下触地段的最短距离;
所述第二打捞分析条件为所述船载分析单元针对甲板船的初始行驶速度判定完成。
进一步地,所述船载控制单元在第一打捞执行条件下控制智能打捞机的受力检测装置检测各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力Fi并根据Fi确定与Fi对应的智能打捞机的次级喷射器的推进力,i=1,2,3……,n,n为智能打捞机的总数;
所述最大潮流冲击力与次级喷射器的推进力为正比关系,且所述次级喷射器为受到最大潮流冲击力的侧壁相对侧的次级喷射器;
其中,所述第一打捞执行条件为所述船载控制单元针对打捞机的数量判定完成且电缆打捞开始。
进一步地,所述船载控制单元在第二打捞执行条件下控制视觉检测装置检测电缆各弯曲段的弯曲度并提取其中的最大弯曲度,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,所述弯曲段为两智能打捞机之间的电缆段;
若最大弯曲度小于或等于危险弯曲度参考值,所述船载控制单元判定不存在危险弯曲段;
若最大弯曲度大于危险弯曲参考值,所述船载控制单元判定存在危险弯曲段并对危险弯曲段两端的智能打捞机的间距进行调节;
其中,弯曲度R的计算公式为:
其中,U0为弯曲段两端的两智能打捞机的最短距离,U为弯曲段的实际电缆长度,所述危险弯曲度参考值大于1,所述第二打捞执行条件为所述船载控制单元针对智能打捞机的运动调节方式确定完成。
进一步地,所述船载控制单元在第三打捞执行条件下计算最大弯曲度R与危险弯曲度参考值R0的差值△R,设定,△R=R-R0,船载控制单元根据△R判定危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式;
所述船载控制单元根据△R的数值对应将打捞器间距调小,△R与打捞器间距为反比关系;
所述船载控制单元设有最小打捞器间距,若判定后的打捞器间距小于最小打捞器间距时,船载控制单元判定将打捞器间距的取值设定为最小打捞器间距并将甲板船的行驶速度调小;
其中,所述打捞器间距为危险弯曲段两端的智能打捞机之间目标电缆的长度,所述第三打捞执行条件为所述船载控制单元判定存在危险弯曲段。
进一步地,所述船载控制单元在第四打捞执行条件下根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第一张力范围内,所述船载控制单元判定无需对夹板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第二张力范围内,所述船载控制单元判定根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节;
其中,所述第一张力范围内的数值均小于所述第二张力范围内的数值,所述第四打捞执行条件为所述船载控制单元针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式的判定完成。
进一步地,所述船载控制单元根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节的调节公式为:
Vx=V×(Fz0/Fz)
其中,V为甲板船当前行驶速度,Fz为回收点的目标电缆的张力,Fz0为预设张力阈值,0<Fz0<Fz。
另一方面,本发明还提供一种所述基于甲板船的远程控制系统使用的控制方法,包括:S1,施工人员将经过水下切割的目标电缆通过打捞设备打捞至海面并固定于甲板船的电缆回收装置上;
S2,船载分析单元根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
S3,各智能打捞机分别前往对应位置且通过合压锁扣合并以圈套目标电缆;
S4,甲板船上的电缆回收装置开始运行以回收电缆并且甲板船与各智能打捞机向电缆长度方向同速运行;
S5,船载控制单元根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力以确定是否调整智能打捞机的推进力;
S6,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段并针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节;
S7,根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
S8,目标电缆全部打捞完成,打捞结束。
与现有技术相比,本发明有益效果在于,本发明通过智能打捞机对打捞过程中的目标电缆进行圈套并且智能打捞机与甲板船的运动速度相同,根据实际打捞过程中目标电缆的弯曲度以及智能打捞机受到的潮流冲击力对应调节智能打捞机的工作参数,从而减缓目标电缆打捞过程中的弯曲张力,避免打捞过程中目标电缆受到损伤,提升了本发明的安全性以及打捞效率。
进一步地,本发明中所述船载分析单元控制视觉检测装置检测目标电缆的直径并根据目标电缆的直径确定甲板船在第一打捞分析条件下的行驶速度,避免行驶速度过快导致目标电缆的张力过大从而引起目标电缆受到损伤,进而提高了本发明的安全性。
进一步地,本发明中船载分析单元根据空间受力直链长度确定打捞过程中智能打捞机的数量,避免了由于智能打捞机的数量过少导致的无法有效对目标电缆进行圈套定位,从而导致目标电缆打捞过程中曲率增大的问题,进而提高了本发明的安全性。
进一步地,本发明中船载控制单元检测各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力Fi并根据Fi确定与Fi对应的智能打捞机的次级喷射器的推进力,由于潮流冲击易导致智能打捞机位置难以控制,从而对智能打捞机在此情况下易对目标电缆施加拉力,本技术方案用以克服该问题对电缆打捞的影响,进而提高了本发明的安全性。
进一步地,本发明中所述船载控制单元控制视觉检测装置检测电缆各弯曲段的弯曲度并提取其中的最大弯曲度以判定是否存在危险弯曲段,并且根据最大弯曲度R与危险弯曲度参考值R0的差值△R判定危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式,以此减小危险弯曲段的弯曲度,进而缓解该段的张力,进一步提高了本发明的安全性。
附图说明
图1为本发明所述甲板船的远程控制系统的连接关系图;
图2为本发明所述使用甲板船的远程控制系统的远程控制方法的示意图
图3为本发明实施例所述智能打捞机的示意图;
图4为本发明实施例所述目标电缆打捞过程的示意图;
图中:1,机体;2,主级喷射器;3,次级喷射器;4,合压锁扣;5,甲板船;6,目标电缆;7,智能打捞机。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3所示,一种基于甲板船的远程控制系统,包括:
智能打捞机,用以固定目标电缆的位置;
电缆回收单元,其设置在甲板船上,用以拖曳并回收目标电缆,电缆回收单元包括用以对目标电缆进行卷收的电缆回收装置、用以对目标电缆打捞过程中目标电缆弯曲度进行检测的视觉检测装置以及用以确定智能打捞机位置的信号定位装置;
船载分析单元,其与所述智能打捞机相连,用以根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度计算方式并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
船载控制单元,其分别与所述智能打捞机以及所述船载分析单元相连,用以根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力确定是否调整智能打捞机的推进力,并且根据打捞过程中电缆最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节,以及根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
其中,回收点的目标电缆的张力为电缆回收装置回收端的目标电缆的张力,所述船载控制单元设有冲击力检测周期,冲击力检测周期大于打捞海域的浪涌周期,打捞过程中,甲板船与智能打捞机的运动速度相同且各智能打捞机距海底深度不同。
所述冲击力检测周期的时长应大于所述打捞海域的浪涌周期的时长,以避免冲击力检测周期过小导致受力检测装置未检测到潮流冲击力或检测的值有效性较低。
具体而言,所述智能打捞机包括:
机体1;
主级喷射器2,其设置于所述机体1底部用以为智能打捞机的运动提供动力;
若干次级喷射器3,其分别与设置于所述机体1外侧壁,用以为智能打捞机提供不同方向的推进力;
合压锁扣4,其与所述机体1通过机械伸缩转向组件相连,所述合压锁扣4包括可开合的第一锁紧端和与第一锁紧端活动连接的第二锁紧端,合压锁扣4闭合状态下能够夹持目标电缆;
若干受力检测装置,其分别设置于各次级喷射器3所在的机体1外侧壁上,用以检测机体1所受潮流冲击力;
信号传输装置,其设置于所述机体1内部,用于与所述甲板船的信号定位装置通过信号传输以使甲板船确定智能打捞机的位置并通过船载控制单元控制合压锁扣的开闭状态。
具体而言,所述船载分析单元在第一打捞分析条件下控制视觉检测装置检测目标电缆的直径并根据目标电缆的直径确定甲板船在第一打捞分析条件下的行驶速度;所述目标电缆的直径与甲板船的行驶速度为正比关系;所述第一打捞分析条件为智能打捞机到达目标打捞起始点。
具体而言,船舶行驶速度的增加易引起目标电缆的弯曲度增大,进而易导致目标电缆由于张力增加而发生损伤,其中,目标电缆的抗弯能力与目标电缆的直径有关,因此目标电缆的直径与甲板船的行驶速度为正比关系。
作为可实施的方式,上述过程可实施为:船载分析单元设有第一预设目标电缆直径D1=0.25m,第二预设目标电缆直径D2=0.4m,目标电缆直径记为D,
若D≤D1,船载分析单元判定甲板船的行驶速度V=V0×α1;
若D1<D≤D2,船载分析单元判定甲板船的行驶速度V=V0;
若D2<D,船载分析单元判定甲板船的行驶速度V=V0×α2;
其中,α1为第一速度判定系数,α2为第二速度判定系数,0<α1<1<α2,V0为预设初始速度,0<V0。
其中,预设目标电缆直径的取值与电缆的抗弯程度有关,目标电缆的抗弯能力与目标电缆的直径有关,用户能够通过实验确定相同材质且不同直径的电缆在不同行驶速度下的抗弯曲度,并且结合用户本身对于电缆打捞的需求确定预设目标电缆的取值,速度判定系数的取值可以通过实验数据获得,即用户能够根据不同行驶速度下的电缆的弯曲程度确定速度对电缆弯曲的关系,由此确定速度判定系数的取值。
具体而言,所述船载分析单元在第二打捞分析条件下根据空间受力直链长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
所述空间受力直链长度与所述智能打捞机的数量为正比关系;
所述空间受力直链长度为电缆回收装置与目标电缆水下触地段的最短距离;
所述第二打捞分析条件为所述船载分析单元针对甲板船的初始行驶速度判定完成。
其中,所述空间受力直链长度为电缆回收装置与目标电缆水下触地段的最短距离,空间受力直链长度越大,目标电缆吊起长度也越大,此时,需保证足够数量的智能打捞机对目标电缆进行圈套定位,以有效实现对应吊起部分的目标电缆的位置控制,因此空间受力直链长度与所述智能打捞机的数量为正比关系。
作为可实施的方式,上述过程可实施为:船载分析单元设有第一空间受力直链长度Y1,第二空间受力直链长度Y2,检测到的空间受力直链长度为Y,0<Y1<Y2;
若Y≤Y1,智能打捞机的数量M=M0;
若Y1<Y≤Y2,智能打捞机的数量M=M0×β1;
若Y2<Y,智能打捞机的数量M=M0×β2;
其中,M0为初始打捞数量,β1为第一打捞数量调节系数,β2为第二打捞数量调节系数,0<M0,1<β1<β2,M为向上取整的整数;
其中,所述空间受力直链长度的取值与电缆的材质有关,用户能够通过确定不同材质的电缆在相同环境参数下的弯曲程度确定其弯曲能力,并根据历史工作经验确定不同空间受力直链长度对应的智能打捞机的数量,用户结合自身打捞需求确定空间受力直链长度的取值,应保证的是,第一空间受力直链长度应大于当前海域的垂直深度,所述β1调节后的智能打捞机数量应大于或等于M0的2倍,所述β2调节后的智能打捞机数量应大于或等于M0的3倍。
所述船载控制单元在第一打捞执行条件下检测各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力Fi并根据Fi确定与Fi对应的智能打捞机的次级喷射器3的推进力,i=1,2,3……,n,n为智能打捞机的总数;
所述最大潮流冲击力与次级喷射器3的推进力为正比关系,且开启的次级喷射器3为受到最大潮流冲击力的侧壁相对侧的次级喷射器3;
其中,所述第一打捞执行条件为所述船载控制单元针对打捞机的数量判定完成且电缆打捞开始。
其中,所述最大潮流冲击力反映了不同方向的潮流冲击力对于智能打捞机工作位置的影响,所以需要施加反方向的力以避免智能打捞机位置发生大幅偏差,因此最大潮流冲击力与次级喷射器3的推进力为正比关系。
作为可实施的方式,上述过程可实施为:智能打捞机的次级喷射器3的推进力为Ft,设定Ft=Fi×ζ,其中,ζ为推进力转换系数,0<ζ,由于潮流冲击为间接性冲击,因此应保证Fi×ζ<Fi,具体ζ的取值与用户的控制需求以及实验数据中确定的相同的潮流冲击力下不同Ft对应的智能打捞机稳定程度确定。
所述船载控制单元在第二打捞执行条件下控制视觉检测装置检测电缆各弯曲段的弯曲度并提取其中的最大弯曲度,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,所述弯曲段为两智能打捞机之间的电缆段;
若最大弯曲度小于或等于危险弯曲度参考值,所述船载控制单元判定不存在危险弯曲段;
若最大弯曲度大于危险弯曲参考值,所述船载控制单元判定存在危险弯曲段并对危险弯曲段两端的智能打捞机的间距进行调节;
其中,弯曲度R的计算公式为:
其中,U0为弯曲段两端的两智能打捞机的最短距离,U为弯曲段的实际电缆长度,所述危险弯曲度参考值大于1,所述第二打捞执行条件为所述船载控制单元针对智能打捞机的运动调节方式确定完成。
其中,所述危险弯曲参考值与电缆的材质以及吊起部分的长度有关,即用户能够根据实验获取相同材质,相同吊起部分长度的电缆不受损伤的最大危险弯曲度,以此确定危险弯曲参考值。
所述船载控制单元在第三打捞执行条件下计算最大弯曲度R与危险弯曲度参考值R0的差值△R,设定,△R=R-R0,船载控制单元根据△R判定危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式;
所述船载控制单元根据△R的数值对应将打捞器间距调小,△R与打捞器间距为反比关系;
作为可实施的方式,调节后的智能打捞机的间距为P,设定P=P0×(Rmax/Rc),P0为当前智能打捞机的间距,Rmax为最大弯曲度,Rc为危险弯曲度参考值;
所述船载控制单元设有最小打捞器间距,若判定后的打捞器间距小于最小打捞器间距时,船载控制单元判定将打捞器间距的取值设定为最小打捞器间距并将甲板船的行驶速度调小;
其中,所述打捞器间距为危险弯曲段两端的智能打捞机之间目标电缆的长度,所述第三打捞执行条件为所述船载控制单元判定存在危险弯曲段。
所述船载控制单元在第四打捞执行条件下根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第一张力范围内,所述船载控制单元判定无需对夹板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第二张力范围内,所述船载控制单元判定根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节;
其中,所述第一张力范围内的数值均小于所述第二张力范围内的数值,所述第四打捞执行条件为所述船载控制单元针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式的判定完成。
具体而言,所述船载控制单元根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节的调节公式为:
Vx=V×(Fz0/Fz)
其中,V为甲板船当前行驶速度,Fz为回收点的目标电缆的张力,Fz0为预设张力阈值,0<Fz0<Fz。
具体而言,一种使用所述基于甲板船的远程控制系统的远程控制方法,其特征在于,包括:
S1,施工人员将经过水下切割的目标电缆通过打捞设备打捞至海面并固定于甲板船的电缆回收装置上;
S2,船载分析单元根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
S3,各智能打捞机分别前往对应位置且通过合压锁扣4合并以圈套目标电缆;
S4,甲板船上的电缆回收装置开始运行以回收电缆并且甲板船与各智能打捞机向电缆长度方向同速运行;
S5,船载控制单元根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力以确定是否调整智能打捞机的推进力;
S6,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段并针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节;
S7,根据回收点的目标电缆的张力确定是否对夹板船的行驶速度进行调节;
S8,目标电缆全部打捞完成,打捞结束。
实施例:本实施例中针对打捞的电缆为海底充油电缆;
请参阅图4所示,其为本发明实施例所述目标电缆打捞过程的示意图,
各智能打捞机7分别前往对应位置且通过合压锁扣合并以圈套目标电缆,甲板船5上的电缆回收装置开始运行以回收目标电缆6并且甲板船5与各智能打捞机7向电缆长度方向同速运行。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,包括:
智能打捞机,用以固定目标电缆的位置;
电缆回收单元,其与所述智能打捞机相连,其设置在甲板船上,用以拖曳并回收目标电缆,电缆回收单元包括用以对目标电缆进行卷收的电缆回收装置、用以对目标电缆打捞过程中目标电缆弯曲度进行检测的视觉检测装置以及用以确定智能打捞机位置的信号定位装置;
船载分析单元,其与所述智能打捞机相连,用以根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度,并根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
船载控制单元,其分别与所述智能打捞机以及所述船载分析单元相连,用以根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力确定是否调整智能打捞机的推进力,并根据打捞过程中电缆最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节,以及根据回收点的目标电缆的张力确定是否对甲板船的行驶速度进行调节;
其中,回收点的目标电缆的张力为电缆回收装置回收端的目标电缆的张力,所述船载控制单元设有冲击力检测周期,冲击力检测周期大于打捞海域的浪涌周期,打捞过程中,甲板船与智能打捞机的运动速度相同且各智能打捞机的所处海洋深度不同;
所述智能打捞机包括:
机体;
主级喷射器,其设置于所述机体底部用以为智能打捞机的运动提供动力;
若干次级喷射器,其分别设置于所述机体外侧壁,用以为智能打捞机提供不同方向的推进力;
合压锁扣,其与所述机体通过机械伸缩转向组件相连,所述合压锁扣包括可开合的第一锁紧端和与第一锁紧端活动连接的第二锁紧端,合压锁扣闭合状态下能够夹持目标电缆;
若干受力检测装置,其分别设置于各次级喷射器所在的机体外侧壁上,用以检测机体所受潮流冲击力;
信号传输装置,其设置于所述机体内部,用于与所述甲板船的信号定位装置通过信号传输以使甲板船确定智能打捞机的位置。
2.根据权利要求1所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载分析单元控制视觉检测装置检测目标电缆的直径并根据目标电缆的直径确定甲板船在第一打捞分析条件下的行驶速度;
所述目标电缆的直径与甲板船的行驶速度为正比关系;所述第一打捞分析条件为智能打捞机到达目标打捞起始点。
3.根据权利要求2所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载分析单元在第二打捞分析条件下根据空间受力直链长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
所述空间受力直链长度与所述智能打捞机的数量为正比关系;
所述空间受力直链长度为电缆回收装置与目标电缆水下触地段的最短距离;
所述第二打捞分析条件为所述船载分析单元针对甲板船的初始行驶速度判定完成。
4.根据权利要求3所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载控制单元在第一打捞执行条件下控制智能打捞机的受力检测装置检测各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力Fi并根据Fi确定与Fi对应的智能打捞机的次级喷射器的推进力,i=1,2,3……,n,n为智能打捞机的总数;
所述最大潮流冲击力与次级喷射器的推进力为正比关系,且所述次级喷射器为受到最大潮流冲击力的侧壁相对侧的次级喷射器;
其中,所述第一打捞执行条件为所述船载控制单元针对打捞机的数量判定完成且电缆打捞开始。
5.根据权利要求4所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载控制单元在第二打捞执行条件下控制视觉检测装置检测电缆各弯曲段的弯曲度并提取其中的最大弯曲度,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段,所述弯曲段为两智能打捞机之间的电缆段;
若最大弯曲度小于或等于危险弯曲度参考值,所述船载控制单元判定不存在危险弯曲段;
若最大弯曲度大于危险弯曲参考值,所述船载控制单元判定存在危险弯曲段并对危险弯曲段两端的智能打捞机的间距进行调节;
其中,弯曲度R的计算公式为:
,
其中,U0为弯曲段两端的两智能打捞机的最短距离,U为弯曲段的实际电缆长度,所述危险弯曲度参考值大于1,所述第二打捞执行条件为所述船载控制单元针对智能打捞机的运动调节方式确定完成。
6.根据权利要求5所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载控制单元在第三打捞执行条件下计算最大弯曲度R与危险弯曲度参考值R0的差值△R,设定,△R=R-R0,船载控制单元根据△R判定危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式;
所述船载控制单元根据△R的数值对应将打捞器间距调小,△R与打捞器间距为反比关系;
所述船载控制单元设有最小打捞器间距,若判定后的打捞器间距小于最小打捞器间距时,船载控制单元判定将打捞器间距的取值设定为最小打捞器间距并将甲板船的行驶速度调小;
其中,所述打捞器间距为危险弯曲段两端的智能打捞机之间目标电缆的长度,所述第三打捞执行条件为所述船载控制单元判定存在危险弯曲段。
7.根据权利要求6所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载控制单元在第四打捞执行条件下根据回收点的目标电缆的张力确定是否对甲板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第一张力范围内,所述船载控制单元判定无需对甲板船的行驶速度进行调节;
若张力处于第二张力范围内,所述船载控制单元判定根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节;
其中,所述第一张力范围内的数值均小于所述第二张力范围内的数值,所述第四打捞执行条件为所述船载控制单元针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距的调节方式的判定完成。
8.根据权利要求7所述的基于甲板船的远程控制系统,其特征在于,所述船载控制单元根据所述张力对甲板船的行驶速度进行调节的调节公式为:
,
其中,V为甲板船当前行驶速度,Fz为回收点的目标电缆的张力,Fz0为预设张力阈值,0<Fz0<Fz。
9.一种应用于权利要求1至8任一权利要求所述系统的远程控制方法,其特征在于,包括:
S1,施工人员将经过水下切割的目标电缆通过打捞设备打捞至海面并固定于甲板船的电缆回收装置上;
S2,船载分析单元根据目标电缆的直径判定甲板船的行驶速度并且根据目标电缆的长度确定打捞过程中智能打捞机的数量;
S3,各智能打捞机分别前往对应位置且通过合压锁扣合并以圈套目标电缆;
S4,甲板船上的电缆回收装置开始运行以回收电缆并且甲板船与各智能打捞机向电缆长度方向同速运行;
S5,船载控制单元根据各智能打捞机单个冲击力检测周期内所受的最大潮流冲击力以确定是否调整智能打捞机的推进力;
S6,船载控制单元根据最大弯曲度判定是否存在危险弯曲段并针对危险弯曲段两端的智能打捞机的打捞器间距进行调节;
S7,根据回收点的目标电缆的张力确定是否对甲板船的行驶速度进行调节;
S8,目标电缆全部打捞完成,打捞结束。
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