CN202142830U - 一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，通过在安装门架上装有两只水平限位轮轴和一只垂直限位轮轴，组成海缆通道；安装门架前方两只方位角检测轮轴通过阻尼装置与安装门架相连，阻尼装置上安装方位角传感器检测海缆与埋设设备间的方位角。安装门架前方一俯仰角检测轮轴通过连接板安装在安装门架上，俯仰角检测轮轴上装有俯仰角传感器与计长传感器，分别检测海缆与埋设设备间的俯仰角以及埋设设备所埋设的海缆长度；海缆锁紧轮通过锁紧油缸安装在锁紧轮安装底座上，可在锁紧油缸控制下将海缆通道下端打开或关闭。本实用新型可实时检测海缆与冲埋设备间角度，对埋设海缆进行准确计长，保证电缆埋设工程的准确性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及海底电力电缆埋设设备技术领域，为准确检测电力电缆进入埋设设备时的方位角和俯仰角并据此对电力电缆进入埋设设备角度进行控制的电缆引导装置。
背景技术
目前，国内海底电力电缆埋设系统主要是水喷式埋设，电缆由埋设设备前端进入，埋设犁刀一边喷射高压水在海底冲出满足深度要求的沟槽，一边将电缆压入沟槽内完成埋设，其特点是埋设深度大、施工速度慢。因航速较慢，施工船在缺乏动力定位的情况下，不能十分精确地控制航向和位置，施工船与埋设设备的相对航向与位置关系在施工中会不断发生变化，从而造成电缆进入埋设设备的角度不可预知。因缺乏相应的检测手段，方式船不能及时根据电缆与埋设设备的角度关系对施工船航向和位置进行调整，这就给工程安全留下了隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置。可实时检测所埋设海缆与冲埋设备相对角度、位置关系，对埋设电缆进行准确计长，为埋设系统控制提供准确数据，并根据需要将锁定在埋设装置内的电缆进行释放。
本实用新型是一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，包括引导机构与锁紧机构。其中，锁紧机构包括锁紧轮安装底座、锁紧连杆、锁紧油缸、海缆锁紧轮轴；锁紧轮轴安装底座固定安装在埋设设备上，锁紧连杆一端与锁紧安装底座轴接，另一端与海缆锁紧轮轴一端轴接。锁紧油缸的油缸端与锁紧轮安装底座轴接，锁紧油缸的伸缩端与锁紧连杆轴接，通过锁紧油缸伸缩控制锁紧轮运动。
所述引导机构包括安装门架、水平限位轮轴、垂直限位轮轴、方位角检测轮轴、俯仰角检测轮轴、方位角传感器、阻尼装置、计长传感器，俯仰角传感器。所述安装门架为包括支撑板、后固定板与两个侧板；其中，支撑板为水平设置的“U”型板，支撑板201a的前部为开口。支撑板两侧上竖直安装有两侧板，两侧板位于支撑板下方。两侧板的底边上固连有用来安装水平限位轮轴的安装板，在支撑板的后部垂直安装有后固定板，后固定板位于支撑板上方。后固定板的两侧边与支撑板两侧边分别连接一个侧挡板；上述两侧板底部对称开有锁紧轮轴进出口。
在两个安装板与支撑板之间上竖直轴接有水平限位轮轴。两侧挡板间水平轴接有垂直限位轮轴，当锁紧机构中锁紧油缸伸长后，海缆锁紧轮轴穿入引导机构中的锁紧轮轴进出口。 在安装门架正前方装竖直设置有两个方位角检测轮轴，两个方位角检测轮轴的顶部各轴接有一个方位角检测轮轴连杆，两个方位角检测轮轴连杆另一端与阻尼装置固定连接，阻尼装置轴接在安装门架中的支撑板上；阻尼装置顶端安装有方位角传感器。
在垂直限位轮轴的两端通过两连接板轴接有俯仰角检测轮轴；俯仰角检测轮轴的一端安装有俯仰角传感器，另一端安装有计长传感器。
通过上述结构，将海缆设置在两个方位角检测轮轴间，使俯仰角检测轮轴搭接在海缆上，随后海缆由两个水平限位轮轴与垂直限位轮轴间伸入到埋设设备海缆通道中，通过锁紧油缸推动锁紧连杆带动海缆锁紧轮轴穿过引导机构中的锁紧轮轴进出口，对海缆在水平与垂直方向上进行限位。由此在埋设设备对海缆进行埋设的过程中，通过方位角传感器、俯仰角传感器与计长传感器分别可对海缆与冲埋设备间的水平方位角、垂直角度以及所埋设的海缆的长度进行实时检测，为埋设设备的控制系统提供准确数据。
本实用新型的优点是：
1、本实用新型电缆引导装置可实时准确检测海缆与埋设设备的相对位置关系，包括方位角、俯仰角及计长数据，使埋设设备的控制系统可根据这些参数对海缆船和埋设设备进行准确控制，并根据实际情况将锁定在通道内的海缆打开释放出来，减少施工工程量和危险性。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型中锁紧机构结构示意图；
图3为本实用新型中引导机构结构主视示意图；
图4为本实用新型中引导机构结构侧视示意图；
图5为本实用新型中引导机构结构俯视示意图；
图6为本实用新型中引导机构安装门架结构主视示意图；
图7为本实用新型中引导机构安装门架结构侧视示意图；
图8为本实用新型中引导机构安装门架结构俯视示意图；
图9为海缆脱离时，本实用新型的结构示意图。
图中：
1-锁紧机构 2-引导机构 101-锁紧轮安装底座 102-锁紧连杆
103-锁紧油缸 104-海缆锁紧轮轴 201-安装门架 202-水平限位轮轴
203-垂直限位轮轴 204-方位角检测轮轴 205-方位角传感器 206-俯仰角检测轮轴
207-阻尼装置 208-计长传感器 209-俯仰角传感器 201a-支撑板
201b-后固定板 201c-侧板 201d-安装板 201e-侧挡板
201f-锁紧轮轴进出口 204a-方位角检测轮轴连杆
具体实施方式
一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，如图1所示，包括引导机构1与锁紧机构2。
其中，锁紧机构1包括锁紧轮安装底座101、锁紧连杆102、锁紧油缸103、海缆锁紧轮轴104，如图2所示。其中，锁紧轮轴安装底座101固定安装在埋设设备上，锁紧连杆102一端与锁紧安装底座101轴接，另一端与海缆锁紧轮轴104一端轴接。锁紧油缸103的油缸端与锁紧轮安装底座101轴接，锁紧油缸103的伸缩端与锁紧连杆102轴接，通过锁紧油缸103伸缩的伸缩，可带动锁紧连杆102与海缆锁紧轮轴104共同进行摆动，由此通过海缆锁紧轮轴104安装底座、锁紧连杆102与锁紧油缸103三者间形成一个可变边长的三角形结构。
所述引导机构2包括安装门架201、水平限位轮轴202、垂直限位轮轴203、方位角检测轮轴204、俯仰角检测轮轴205、方位角传感器206、阻尼装置207、计长传感器208，俯仰角传感器209，如图3、图4、图5所示。所述安装门架201为包括支撑板201a、后固定板201b与两个侧板201c，如图6、图7、图8所示。其中，支撑板201a为水平设置的“U”型板，支撑板201a的前部为开口。支撑板201a两侧上竖直安装有两侧板201b，两侧板201c位于支撑板201a下方。两侧板201c的底边上固连有用来安装水平限位轮轴202的安装板201d，在支撑板201a的后部垂直安装有后固定板201b，后固定板201b位于支撑板201a上方，通过后固定板201b来完成引导机构2与埋设设备的连接。通过上述结构，使后固定板201b的底边与引导机构2底面间留有空间，作为海缆进出通道，海缆进出通道的大小与埋设设备的海缆通道大小相等。为了加固安装门架结构，将后固定板201b的两侧边201c与支撑板201a两侧边分别连接一个侧挡板201e，通过侧挡板201e加固了后固定板201b与支撑板201a间的连接。上述两侧板201c底部对称开有锁紧轮轴进出口201f，用来为锁紧机构1中的海缆锁紧轮轴104提供进出的通道。所述后固定板201b与埋设设备的固定连接，保证了引导机构2的稳固性；且连接后使海缆进出通道与埋设设备海缆通道连通形成直线，以利于海缆有海缆进出通道进入到埋设设备海缆通道。
在两个安装板201d与支撑板201a之间上竖直轴接有直径为100mm的水平限位轮轴202，两个水平限位轮轴202相对于引导机构2竖直中轴线对称。水平限位轮轴202的轴间距为300mm，通过两个水平限位轮轴202可对进入到引导机构2中的海缆在水平方向上进行限位。两侧挡板201e间水平轴接有垂直限位轮轴203，当锁紧机构1中锁紧油缸103伸长后，推动锁紧连杆102带动海缆锁紧轮轴104穿过引导机构2中的锁紧轮轴进出口201f，且当锁紧油缸103伸缩端伸长到最长时，海缆锁紧轮轴104轴线与水平面平行，且与引导机构2中的两侧板201c垂直。由此通过垂直限位轮轴203与海缆锁紧轮轴104将 进入到引导机构2中的海缆锁定在垂直限位轮轴203与海缆锁紧轮轴104之间，实现了海缆在垂直方向上的限位。所述海缆锁紧轮轴104与垂直限位轮轴203的轴间距为300mm。由此海缆经过水平与垂直上的限位后，可顺利进入埋设设备海缆通道中。当锁紧油缸103缩回后，使锁紧连杆102带动海缆锁紧轮轴104离开锁紧轮轴进出口201f，由此可将海缆从引导机构2中取出。采用这种锁紧方式可在埋设设备发生断电等突发情况时保证电缆不会从引导机构2中掉出，同时在必要时将海缆与埋设设备脱离也很方便，如图9所示。
在安装门架201正前方装竖直设置有两个方位角检测轮轴204，两个方位角检测轮轴204之间用来安置电缆，两个方位角检测轮轴204底部边缘外突且相互贴合，由此放置海缆由两个方位角检测轮轴204间脱出。两个方位角检测轮轴204的顶部各轴接有一个方位角检测轮轴连杆204a，两个方位角检测轮轴204可进行自转，由此可使电缆在两个方位角检测轮轴204间运动。两个方位角检测轮轴连杆204a另一端与阻尼装置207固定连接，阻尼装置207轴接在安装门架201中的支撑板201a上，由此使阻尼装置207可随方位角检测轮轴连杆204a的转动而转动。在阻尼装置207顶端安装有方位角传感器205，当方位角检测轮轴204因海缆进入的角度不同而摆动时，通过方位角检测轮轴连杆204a带动阻尼装置207转动，由此可通过方位角传感器205检测出阻尼装置207的转动角度，即海缆与埋设设备间的水平方位角；上述方位传感器205是一只经高压水密处理的高精度旋转编码器，可测量范围为±45度，精度误差不大于0.36度。
在垂直限位轮轴203的两端通过两连接板轴接有俯仰角检测轮轴206，俯仰角检测轮轴可自由上下运动。俯仰机构检测轮轴206位于垂直限位轮轴203与两个方位角检测轮轴204之间，俯仰角检测轮轴206的一端安装有俯仰角传感器209，另一端安装有计长传感器208。当俯仰角检测轮4随进入引导机构2中的海缆上下运动时，俯仰角传感器209可检测出海缆与埋设设备间的垂直角度，而通过计长传感器208可检测出俯仰角检测轮轴206旋转的角度，从而得到所经过引导机构2进入到埋设设备海缆通道内的海缆长度。所述计长传感器208是一只经高压水密处理的高精度旋转编码器，精度误差不大于0.36度。
通过上述结构，将海缆设置在两个方位角检测轮轴204间，使俯仰角检测轮轴206搭接在海缆上，随后海缆由两个水平限位轮轴202与垂直限位轮轴203间伸入到埋设设备海缆通道中，通过锁紧油缸103推动锁紧连杆102带动海缆锁紧轮轴104穿过引导机构2中的锁紧轮轴进出口201f，对海缆在水平与垂直方向上进行限位。由此在埋设设备对海缆进行埋设的过程中，通过方位角传感器205、俯仰角传感器209与计长传感器208分别可对海缆与冲埋设备间的水平方位角、垂直角度以及所埋设的海缆的长度进行实时检测，为埋设设备的控制系统提供准确数据。
Claims (7)
1.一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：包括引导机构与锁紧机构；
其中，锁紧机构包括锁紧轮安装底座、锁紧连杆、锁紧油缸、海缆锁紧轮轴；锁紧轮轴安装底座固定安装在埋设设备上，锁紧连杆一端与锁紧安装底座轴接，另一端与海缆锁紧轮轴一端轴接。锁紧油缸的油缸端与锁紧轮安装底座轴接，锁紧油缸的伸缩端与锁紧连杆轴接，通过锁紧油缸伸缩控制锁紧轮运动；
所述引导机构包括安装门架、水平限位轮轴、垂直限位轮轴、方位角检测轮轴、俯仰角检测轮轴、方位角传感器、阻尼装置、计长传感器，俯仰角传感器；所述安装门架为包括支撑板、后固定板与两个侧板；其中，支撑板为水平设置的“U”型板，支撑板201a的前部为开口；支撑板两侧上竖直安装有两侧板，两侧板位于支撑板下方；两侧板的底边上固连有用来安装水平限位轮轴的安装板，在支撑板的后部垂直安装有后固定板，后固定板位于支撑板上方；后固定板的两侧边与支撑板两侧边分别连接一个侧挡板；上述两侧板底部对称开有锁紧轮轴进出口；
在两个安装板与支撑板之间上竖直轴接有水平限位轮轴；两侧挡板间水平轴接有垂直限位轮轴，当锁紧机构中锁紧油缸伸长后，海缆锁紧轮轴穿入引导机构中的锁紧轮轴进出口；在安装门架正前方装竖直设置有两个方位角检测轮轴，两个方位角检测轮轴的顶部各轴接有一个方位角检测轮轴连杆，两个方位角检测轮轴连杆另一端与阻尼装置固定连接，阻尼装置轴接在安装门架中的支撑板上；阻尼装置顶端安装有方位角传感器；
在垂直限位轮轴的两端通过两连接板轴接有俯仰角检测轮轴；俯仰角检测轮轴的一端安装有俯仰角传感器，另一端安装有计长传感器。
2.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：所述两个水平限位轮轴相对于引导机构竖直中轴线对称。
3.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：且当锁紧油缸伸缩端伸长到最长时，海缆锁紧轮轴轴线与水平面平行，且与两侧板垂直。
4.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：所述两个方位角检测轮轴底部边缘外突且相互贴合。
5.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：所述俯仰角检测轮轴位于垂直限位轮轴与两个方位角检测轮轴之间。
6.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：所述方位角传感器为经高压水密处理的高精度旋转编码器。
7.如权利要求1所述一种用于海底电力电缆埋设的电缆引导装置，其特征在于：所述 计长传感器为经高压水密处理的高精度旋转编码器。
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Cited By (2)
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| CN106774123A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 中英海底系统有限公司 | 水下埋设犁的人工智能控制方法 |
| CN115951178A (zh) * | 2022-10-10 | 2023-04-11 | 江苏盛华电气有限公司 | 一种大长度海缆耐压试验集成化移动平台 |
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