CN202175175U - 一种多用途锚作拖带供应船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多用途锚作拖带供应船，包括船体、水下机器人、吊机、拖缆限位器、尾滚筒和拖带钢丝绳；拖缆限位器设置在船体的主甲板中线上；尾滚筒设置在船体尾部中间，拖缆机设置在主甲板上；拖缆机与拖带钢丝绳连接，拖带钢丝绳还通过拖缆限位器和尾滚筒与被拖物体连接；吊机和水下机器人设置在主甲板上，吊机通过吊链还与水下机器人连接。本实用新型通过收藏凹座限制限位器本体左右摆动的幅度，进而限制拖带钢丝绳的左右摆动的幅度；本实用新型在尾尖舱PSPC涂层作业前只需把U型卡座安装好，而滚筒的吊装等到船下水后进行，很好的解决了施工难题；本实用新型增加了水下机器人，提前对水下环境进行探测，降低潜水员水下风险。

Description

一种多用途锚作拖带供应船

技术领域

本实用新型涉及一种供应船，特别是涉及一种多用途锚作拖带供应船，属于船舶工程技术领域。

背景技术

作为是海洋石油勘察开采的重要支援船舶，多用途供应船能够向石油钻井平台及大型的工作船提供钻井物资、钻井钢管、散装水泥、淡水、钻井水、钻井泥浆、燃油等，并能及运送人员及食品等。而锚作拖船主要是给钻井平台(船)起锚，及拖带移动钻井平台(船)，或者是拖带大型的驳船等。挪威海事局就锚作拖船的稳性提出的更高的要求，现有的锚作拖船向高性能，大吨位发展；单一用途的中小型工作船在市场上遭到的冷遇。

现有的一般拖船，拖带设备主要由与船体结构连接的拖桩以及安装在拖桩上拖钩组成，由于通常的港作拖船尺寸较小，首部主要布置居住舱室及驾驶室，拖带设备通常布置在比较靠船尾的位置，这样船在拖带作业时受到拖力和螺旋桨推力即使不在同一条线上，产生的回转力矩也较小，船在拖带作业时的航向稳定性较好。但是对于锚作拖船，其尾部主甲板是锚作作业场所，放浮筒及锚，布置锚作操作必须鲨鱼钳，其拖带锚作绞车一般布置在船的中部或者前部。在拖带作业时，由于被拖带的物体会受风浪的影响，其运动的方向和拖船前进方向不同，锚作拖船受到拖力和螺旋桨推力如果不在一条线上，产生回转力矩较大，容易造成航向的不稳定。

随着人们对地球特别是海洋环境保护意识的日益加强，国际海事组织于2009年推出的针对海洋船舶压载舱涂层的特别要求PSPC(performance standard of protectivecoatings，所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准)，该标准要求于2010年开工的海洋船舶的海水压载舱的钢板表面须打砂到SA2.5级别，油漆一次性喷涂完成，要求涂层的寿命不小于15年，并且施工时的修补面积不能超过涂层总面积的2％。该标准给海洋工程船的施工提出了较高的要求。尤其是对于工程船中锚作拖船的尾尖舱，因为尾部通常安装有起锚作业用尾滚筒，尾滚筒的基座必须与尾尖舱船体相连，按PSPC标准之前的施工工艺，势必不能满足PSPC的要求。根据PSPC标准的要求，目前船厂有两种处理办法：一是提高预舾装率，减少压载舱涂层被破坏的几率及面积；二是推迟压载舱涂层的作业时机，等到所有相关联的工程全部完工后，最后进行PSPC涂层的作业，但这样通常是到了船舶生产制造周期的尾段，船舶已经下水，这时舱内作业的环境湿度相对比船在船台上时要大，特别是夏天，舱内很容易结露，造成钢板打砂后容易返锈，很难通过报验做上油漆，致使生产周期很难控制，生产成本增加。

如图6所示，现有的尾滚筒包括尾滚筒体36、转轴37、转轴轴承座38和轴承座船体基座39。由于尾滚筒体36和转轴37为烧焊连接，因此轴系容易产生变形，所以安装尾滚筒完工后要连同轴系整体加工，这给船厂的施工带来极大的难度，因为很少船厂有如此规格的加工设备。另外时需要先将船体基座39安装焊接到船体压载水舱纵壁结构40上，然后调整定位轴承座38，同时需要安装部分的船体加强构件，以及大量的船体过度板需要尾滚筒安装完毕后才能够安装，这样就不可避免的损坏了相邻的压载舱的油漆。

一般情况下海上采油输油设施水下管线需要进行定期的检查维护，通常由专门的潜水工作船及专业的潜水员来完成，但是潜水工作船相对造价高数量少租金贵，潜水员的工作更是充满了危险。而水下机器人的出现恰恰可以代替潜水员完成常规的水下巡查的工作，即安全又高效。

带缆遥控水下机器人是一种日益广泛应用于海洋、河流与湖泊等水下环境动态监测的水下探测装置，它在水下地貌与海洋物理特征观测、水下环境调查、水下结构物检查中有着特殊的用途。带缆遥控水下机器人通常由脐带缆、水下机器人和机器人轨迹与姿态控制机构组成。随着世界各国对水下环境快速现场监测能力要求的提高，对带缆遥控水下机器人在控制机构操纵下的轨迹与姿态控制能力的要求也在不断地提高。水下机器人所搭载的水下环境监测传感器的工作性质要求水下机器人工作时姿态稳定，并具有快速灵活的轨迹和姿态调节与控制能力。如何在保证水下机器人姿态稳定的前提下使其能按照所要求的测量轨迹与姿态要求快速灵活地对其进行有效的操纵，是能否开发出一种经济实用、具有市场价值的带缆遥控水下机器人的关键。

现有的小型水下机器人一般是采用多个控制螺旋桨实现对其不同自由度的控制，通常每一个自由度的控制由一个或每一组螺旋桨来实施对其控制。这类控制方式的主要缺陷是需要多个控制螺旋桨和复杂的操纵动作才能实现对机器人不同自由度的轨迹与姿态稳定控制、对这些螺旋桨的操纵动作也需要复杂的控制机构来实现，同时水下机器人电机驱动螺旋桨系统中的机器人内部电机系统和推进螺旋桨之间的轴线接合处，一旦发生漏水，将导致驱动电机无法正常工作。这些因素无疑增大了机器人控制系统设计的复杂程度和使用者作业的风险与难度，使得这些机器人由于控制机构复杂、作业故障率增加和难以具有良好的姿态稳定能力从而限制了其应用的范围。如何在简化水下操纵动作的同时保证其在满足防漏效果的情况下高效运行，这对于实现对机器人进行安全、稳定的操纵控制具有积极的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的缺点和问题，提供一种包括供应锚作拖带、潜水支援，对水下管线进行检查探测等多种功能的多用途工作船，既安全又高效。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种多用途锚作拖带供应船，包括船体、水下机器人、吊机、拖缆限位器、尾滚筒、拖缆机和拖带钢丝绳；拖缆限位器设置在船体的主甲板中线上，距离船尾的距离为船体长度的1/5-1/20；尾滚筒设置在船体尾部中间，拖缆机设置在主甲板上，位于船体中部；拖缆机与拖带钢丝绳连接，拖带钢丝绳还通过拖缆限位器和尾滚筒与被拖物体连接；吊机和水下机器人设置在主甲板上，吊机通过吊链还与水下机器人连接。

为进一步实现本实用新型的目的，所述水下机器人包括主腔体、吸水圆筒、喷水推进水管网路和计算机；吸水圆筒和喷水推进水管网路均安装于主腔体内，计算机设置在潜水支援船上；所述主腔体由上下两个形状相同的正四棱台型形成的空腔结构；主腔体的下部正四棱台的外壁上设有海水进出口导管，引导海水进入主腔体；主腔体空腔内设有水下探测传感器；水下探测传感包括水下化学元素传感器或物理传感器；

所述吸水圆筒包括固定支架、圆筒、水管网路进水口、螺旋桨电机支架、螺旋桨电动机和螺旋桨；圆筒为圆筒形，设置在主腔体空腔的中心部位，贯通主腔体空腔上下部；圆筒中部对称设有四个水管网路进水口，固定支架设置在圆筒中部外周；螺旋桨电机通过浆轴与螺旋浆连接，螺旋桨为两个，分别设置在圆筒的上下端，在圆筒内中部的两侧设有螺旋桨电机支架；

所述喷水推进水管网路包括电磁阀、喷水管道和喷水口；喷水口为8个，8个喷水口分为4组布置于两个正四棱台形成的主腔体中部的条边上，每组两个喷水口分别布置在每条边的两个三等分点处；电磁阀为8个，各个电磁阀分别设置在相应连接喷水口后端的管路上；四套喷水管道分别与四个水管网路进水口连通，每套喷水管道分别配备二个电磁阀和二个喷水口；

吸水圆筒上还设有脐带缆内出口，脐带缆内出口设置在吸水圆筒筒体中部；脐带缆外出口设置在主腔体外壁的上半部分；设置在水面工作船上的计算机通过信号电缆经脐带缆外出口进入主腔体，分别与设置在主腔体内的电磁阀连接；计算机通过信号电缆依次经脐带缆外出口和脐带缆内出口进入圆筒，与螺旋桨电动机连接。

所述拖缆限位器包括第一卸扣、限位器本体、收藏凹座、安装销和第二卸扣；限位器本体横截面为长方形，收藏凹座的截面为长方形的开口凹座，设置在拖船的主甲板中线上，距离船尾的距离为拖船长度的1/5-1/20，收藏凹座的长度和宽度与限位器本体的长度和宽度相匹配；限位器本体通过安装销安装在收藏凹座内，安装销是一种转动轴；第一卸扣与限位器本体活动连接，第二卸扣与第一卸扣活动连接，拖带钢丝绳与第二卸扣连接。

所述限位器本体横截面优选为长宽比1∶3的长方形，在长方形的两端切割成半圆形。

所述收藏凹座的开口端优选与船体的主甲板平齐；所述收藏凹座底部优选设有放泄管，放泄管通入机舱舱底。

所述相匹配是指收藏凹座的长度和宽度大于限位器本体的长度和宽度1-20cm。

所述尾滚筒包括尾滚筒体、中心轴、U型卡座和轴承；尾滚筒体为三段式结构，中间一段为圆柱体，圆柱体两端对称连接由中间到两端直径渐渐增大的锥台，形成两端大中间小的结构；尾滚筒体中心设有中心轴，中心轴通过设在尾滚筒体两端的轴承固定在尾滚筒体内，轴承位于尾滚筒体两端的尾滚筒体内部中心；中心轴两端伸出尾滚筒体两端，中心轴通过U型卡座和船体压载水舱纵壁板结构连接。

所述水下化学元素传感器包括检测海水盐度、氨氮、硝氨磷、PH值的传感器；所述物理传感器包括检测水下光线、声纳、温度、压力的传感器。

吸水圆筒固定支架、圆筒和螺旋桨电机支架通过螺丝连接。

所述主腔体上部正四棱台顶部设有吊环。

所述吸水圆筒的圆筒用工程塑料制成，厚度优选为4～15mm。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型的拖缆限位器采用翻转式设计，将限位器本体翻起90度，竖直在锚作拖船尾部甲板的设置的收藏凹座内，把第一卸扣扣在限位器本体的通孔上，接着用第二卸扣将拖带钢丝绳和第一卸扣扣在一起，再将拖带钢丝绳的一头连接到拖带物体即可进行操作，拖缆限位器使用方便，占用甲板面积小。

(2)本实用新型通过收藏凹座限制限位器本体左右摆动的幅度，进而限制拖带钢丝绳的左右摆动的幅度，相对于没有限位器约束的钢丝，本实用新型中拖带钢丝绳摆动幅度大幅度减小。

(3)本实用新型将尾滚筒的转动轴承设在滚筒内部，尾滚筒相对中间轴转动，而滚筒轴靠焊接在船体结构上的U型卡座固定，在尾尖舱PSPC涂层作业前，只需把U型卡座安装好，而滚筒的吊装等到船下水后进行。吊装后的固定及封板等都不会对压载舱的PSPC涂层造成破坏，很好的解决了由于新规范实施带来的施工困难。

(4)本实用新型增加了水下机器人，提前对水下环境进行探测，降低潜水员水下风险。.水下机器人姿态稳定性好，姿态稳定浮体装置通过连接杆固定在在机器人主体正上方，远离水下机器人的重心，因此姿态稳定浮体的浮力可以产生更大的回复力矩，因此水下机器人的横摇、纵摇阻尼都较大，从而保证了机器人在作业过程中具有具有比较强的自主稳定能力，这一特性减少了使用者维持其姿态稳定所要求发出的控制动作们降低了控制系统的设计难度。

(5)水下机器人控制相对简单。由于仅仅只需两个控制螺旋桨，多自由度推进的实现主要依靠控制喷水口方向的改变以及圆形薄板的开合或改变其偏转角度实现。

(6)水下机器人控制起来灵活。水下机器人的推进器通个适当的控制可产生各个方向的推力，能垂直升降，可后退，可侧向移动，可沿所述机器人主体的轴向翻转。

附图说明

图1是本实用新型多用途锚作拖带供应船的结构示意图；

图2是图1中拖缆限位器的结构示意图；

图3是图2的拖缆限位器的应用示意图；

图4是图1中尾滚筒的结构示意图；

图5是图4的A-A向视图；

图6是现有技术的尾滚筒的结构示意图；

图7中水下机器人侧视图；

图8是图7中水下机器人俯视图；

图9是图8中吸水圆筒形状示意图；

图10是图8中吸水圆筒固定框架示意图；

图11是图8中喷水管道装置示意图；

图12是图8中喷水管道装置产生平面各方向推力时的工作部位示意图；

图13是图8中喷水管道装置产生轴向推力时的工作部位示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步描述，需要说明的是，实施方式仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1所示，多用途锚作拖带供应船示意图包括船体26、水下机器人40、吊机41、拖缆限位器20、尾滚筒30、拖缆机27和拖带钢丝绳28；拖缆限位器20设置在船体26的主甲板中线上，距离船尾的距离为船体26长度的1/5-1/20；尾滚筒30设置在船体尾部中间，拖缆机27设置在主甲板上，位于船体中部；拖缆机27与拖带钢丝绳28连接，拖带钢丝绳28还进过拖缆限位器20与尾滚筒30与被拖物体连接；吊机41和水下机器人40设置在主甲板上，吊机41通过吊链还与水下机器人40连接。

如图2所示，拖缆限位器20包括第一卸扣21、限位器本体22、收藏凹座24、安装销25和第二卸扣29；限位器本体22的横截面为长方形，横截面优选为长宽比1∶3长方形，优选将长方形的两端切割成半圆形；限位器本体22优选用钢板加工而成，钢板后端优选为60mm-100mm，进一步优选为80mm；收藏凹座24的截面为长方形的开口凹座，设置在船体26的主甲板中线上，距离船尾的距离为船体26长度的1/5-1/20，收藏凹座24的开口端优选与船体26的主甲板平齐，收藏凹座24的长度和宽度与限位器本体22的长度和宽度相匹配，适用于放置限位器本体22；这里的相匹配是指收藏凹座的长度和宽度大于限位器本体的长度和宽度1-20cm。限位器本体22通过安装销25安装在收藏凹座24内，安装销25是一种转动轴，限位器本体22可绕安装销25转动，维持直立和水平放置两种状态；收藏凹座24既可以供平时收藏限位器，又有足够的空间使限位器本体22在使用时能够绕安装销25转动。收藏凹座24优选由15-30mm的船用钢板制成，进一步优选用20mm的船用钢板制成。第一卸扣21与限位器本体22活动连接，第二卸扣29与第一卸扣21活动连接，拖带钢丝绳28与第二卸扣29连接。第一卸扣21和第二卸扣29结构形状相同，图2中，第一卸扣21和第二卸扣29横截面相互垂直，如图中第二卸扣29为正视图，则第一卸扣21为左视图。收藏凹座24底部设有放泄管，放泄管通入机舱舱底，可以把收藏凹座24内的积水放到机舱舱底，避免限位器因长期积水浸泡而被腐蚀。

如图4、5所示，尾滚筒30包括尾滚筒体31、中心轴32、U型卡座33和轴承35；尾滚筒体31为三段式结构，中间一段为圆柱体，圆柱体两端对称连接两端由中间到两端直径渐渐增大的锥台，形成两端大中间小的结构，使得起锚作业时钢丝绳(或链条)会自动的往尾滚筒中间滑动，减少出现因负荷压在尾滚筒两端而引起船舶横倾的情况，提高了锚作时的安全性。尾滚筒体31的中间段圆柱体高度与中间段两端中一个的锥台高度的比值优选为1∶5-20，进一步优选为1∶10-15。尾滚筒体31中心设有中心轴32，中心轴32通过设在尾滚筒体31两端的轴承35固定在尾滚筒体31内，轴承35位于尾滚筒体31两端的尾滚筒体内部中心；中心轴32两端伸出尾滚筒体31两端，中心轴32通过U型卡座33和船体压载水舱纵壁板结构34连接。

如图7、8所示，带缆遥控水下机器人包括主腔体2、吸水圆筒1、喷水推进水管网路3和计算机；吸水圆筒和喷水推进水管网路均安装于主腔体内，吸水圆筒1和喷水推进水管网路3通过水管连接；计算机设置在水面工作船上。

主腔体2由上下两个形状相同的正四棱台型形成的空腔结构；四棱台框架使用铝合金制作，上下对称水平面处较宽，顶部与底部较窄。主腔体2上部正四棱台顶部设有吊环6，用于机器人进出水的吊装操作；主腔体2的下部正四棱台的外壁上设有海水进出口导管9和主体支架8；主腔体2空腔内设有水下探测传感器，水下探测传感包括水下化学元素传感器或物理传感器；水下化学元素传感器包括检测海水盐度、氨氮、硝氨磷、PH值的传感器；物理传感器包括检测水下光线、声纳、温度、压力的传感器。在主腔体搭载了水下化学元素传感器或相关物理传感器后，主腔体2上设置的海水进出导管9可以引导海水穿过主腔体内的传感器以实现对相关水下参数的采集。主体支架8用于支撑主腔体2。

如图9、10所示，吸水圆筒1包括固定支架11、圆筒12、水管网路进水口13、螺旋桨电机支架14、螺旋桨电动机15和螺旋桨16。圆筒12为圆筒形，设置在主腔体2空腔的中心部位，贯通主腔体2空腔上下部，圆筒12两端优选与主腔体2壳体平齐；圆筒中部对称设有四个水管网路进水口13，作为喷水推进水管网路3的水流入口，固定支架11设置在圆筒12中部外周，用以固定圆筒12；螺旋桨电机15通过浆轴与螺旋浆16连接，螺旋桨16为两个，分别设置在圆筒12的上下端，两个螺旋桨分别处在吸水圆筒的上下端面两个入水口内，所述螺旋桨放置在圆筒内部，叶片顶部离圆筒入水口5～8mm；两个螺旋桨与圆筒12上下端开口内壁联合作用，形成导管螺旋桨效应，以提高螺旋桨的吸水效率，螺旋桨通过螺旋桨电机15带动旋转吸入水流，并产生一定压力将水流导入喷水推进水管网路3，以产生推进力；在圆筒内中部的两侧设有螺旋桨电机支架14，用于固定螺旋桨电机15。吸水圆筒固定支架11、圆筒12和螺旋桨电机支架14通过螺丝连接，确保吸水圆筒装置稳定。

如图11～13所示，喷水推进水管网路3分为对称两部分，安装在主腔体2中部；喷水推进水管网路3包括电磁阀10、喷水管道17和喷水口7；喷水口7为8个，分别为第一喷水口7-1，第二喷水口7-2、第三喷水口7-3、第四喷水口7-4、第五喷水口7-5、第六喷水口7-6、第七喷水口7-7和第八喷水口7-8，8个喷水口分为4组布置于两个正四棱台形成的主腔体2中部的4条边上，每组两个喷水口分别布置在每条边的三等分点处；电磁阀10为8个，分别为第一电磁阀10-1、第二电磁阀10-2，第三电磁阀10-3、第四电磁阀10-4、第五电磁阀10-5、第六电磁阀10-6、第七电磁阀10-7和第八电磁阀10-8；各个电磁阀分别设置在相应连接喷水口的管路上；水管网路进水口13对称设置在吸水圆筒12中部，与吸水圆筒连通，水流由此处导入喷水推进水管网路3；四套喷水管道17分别与四个水管网路进水口13连通，每套喷水管道17分别配备二个电磁阀和二个喷水口。为了实现在不同方向上产生推进力的目的，连通每套喷水管道中的二个喷水口其中一个形成90度转向，即第一喷水口7-1、第四喷水口7-4、第五喷水口7-5和第八喷水口7-8中任意一个喷水口为90度转向喷口形式；另一个为0度直线喷口形式，即第二喷水口7-2，第三喷水口7-3、第六喷水口7-6和第七喷水口7-7中任意一个喷水口为0度直线喷口形式。四套喷水管道上的八个电磁阀10，分别控制不同管道水流的开启和闭合；水流通过与电磁阀10配对的喷水口7喷射出主腔体外部，为水下机器人提供推进力。在工作过程中，可以分别驱动电机15和电磁阀10，调整不同出水方向以获得不同方向的推进力；通过调节螺旋桨电机15的运转速度以改变喷水强度，进而改变机器人的运动速度。

吸水圆筒1上还设有脐带缆内出口5，脐带缆内出口5设置在吸水圆筒筒体中部；脐带缆外出口4设置在主腔体外壁的上半部分；设置在水面工作船上的计算机通过信号电缆经脐带缆外出口4进入主腔体2，分别与设置在主腔体2内的电磁阀10连接，控制电磁阀10的开启闭合；计算机通过信号电缆依次经脐带缆外出口4和脐带缆内出口5进入圆筒12，与螺旋桨电动机15连接，控制螺旋桨电机15的转向、转速。

吸水圆筒的圆筒12优选用工程塑料制成，厚度优选为4～15mm。

喷水管道17优选用PVC管，直径优选20～80mm。

电磁阀10优选用直径为20～80的防水电磁阀。

图12、13为六个典型方向推进时推进器各部分状态示意图。为便于叙述水平面上进行的运动，规定水下机器人在水平面运动特征方向以第一喷水口7-1、第四喷水口7-4喷射出的水流产生合力而使机器人运动的方向为向前运动；以第五喷水口7-5、第八喷水口7-8喷射出的水流产生合力而使机器人运动的方向为向后运动，以第二喷水口7-2、第七喷水口7-7喷射出的水流产生合力而使机器人运动的方向为向右运动；以第三喷水口7-3、第六喷水口7-6喷射出的水流产生合力而使机器人运动的方向为向左运动。

如图12所示，当结构对称水下机器人需要在水平面上向前运动时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第一电磁阀10-1、第四电磁阀10-4，关闭其余电磁阀，导致水流只从第一喷水口7-1、第四喷水口7-4喷出结构对称水下机器人外部；由第一喷水口7-1、第四喷水口7-4喷射出的水流产生合力，推动结构对称水下机器人往前运动。

当结构对称水下机器人需要在水平面上向后运动时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第五电磁阀10-5、第八电磁阀10-8，关闭其余电磁阀，导致水流只从第五喷水口7-5、第八喷水口7-8喷出结构对称水下机器人外部；由第五喷水口7-5、第八喷水口7-8喷射出的水流产生合力，推动结构对称水下机器人向后运动。

当结构对称水下机器人需要在水平面上向左运动时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第三电磁阀10-3、第六电磁阀10-6，关闭其余电磁阀，导致水流只从第三喷水口7-3、第六喷水口7-6喷出结构对称水下机器人外部；由第三喷水口7-3、第六喷水口7-6喷射出的水流产生合力，推动结构对称水下机器人向左运动。

当结构对称水下机器人需要在水平面上向右运动时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第二电磁阀10-2、第七电磁阀10-7，关闭其余电磁阀，导致水流只从第二喷水口7-2、第七喷水口7-7喷出结构对称水下机器人外部；由第二喷水口7-2、第七喷水口7-7喷射出的水流产生合力，推动结构对称水下机器人向右运动。

当结构对称水下机器人需要在水平面上产生轴向顺时针旋转时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第一电磁阀10-1、第三电磁阀10-3、第五电磁阀10-5、第七电磁阀10-7中的一个或者多个，关闭其余电磁阀，导致水流从第一喷水口7-1、第三喷水口7-3、第五喷水口7-5、第七喷水口7-7中的一个或多个喷出结构对称水下机器人外部；由第一喷水口7-1、第三喷水口7-3、第五喷水口7-5、第七喷水口7-7中的一个或多个喷射出的水流产生合力，由此结构对称水下机器人产生轴向顺时针旋转。

当结构对称水下机器人需要在水平面上产生轴向逆时针旋转时，启动圆筒内上下两个螺旋桨电机15，使两个螺旋桨均采取正转模式，将水流从结构对称水下机器人外部抽取进入吸水圆筒12内；水流通过水管网路进水口13进入喷水推进水管网路3；开启第二电磁阀10-2、第四电磁阀10-4、第六电磁阀10-6、第八电磁阀10-8中的一个或者多个，关闭其余电磁阀，导致水流从第二喷水口7-2、第四喷水口7-4、第六喷水口7-6、第八喷水口7-8中的一个或多个喷出结构对称水下机器人外部；由第二喷水口7-2、第四喷水口7-4、第六喷水口7-6、第八喷水口7-8中的一个或多个喷射出的水流产生合力，由此结构对称水下机器人产生轴向逆时针旋转。

如图13所示，当结构对称水下机器人需要沿轴向向上运动时，启动圆筒内的第一螺旋桨电机15-1使其正转，启动圆筒内的第二螺旋桨电机15-2使其反转，并关闭所有电磁阀10，这时在圆筒内形成轴向向下喷水，即能使结构对称水下机器人向轴向向上运动；当结构对称水下机器人需要沿轴向向上运动时，启动圆筒内的第一螺旋桨电机15-1使其反转，启动圆筒内的第二螺旋桨电机15-2使其正转，并关闭所有电磁阀10，这时在圆筒内形成轴向向上喷水，即能使结构对称水下机器人向轴向向下运动。

在实际运用中，可控制多个电磁阀10的开启和闭合，并控制螺旋桨电机15的转速，通过轴向和侧向不同大小不同方向的推力叠加，理论上可以获得任意方向的推力。

船体21与锚架22之间用法兰23连接，导缆轮25上配有行程感应器，导缆轮26上配有张力感应器，另外本船配有甲板吊机27和水下机器人29及其控制设备。当船舶不需要系泊定位功能时，先用甲板吊机27吊起定位锚24，放在主甲板上并固定，然后拆除船体1与定位锚架连接法兰23的连接螺栓，再用甲板吊机27吊起定位锚架，平放在主甲板上并加以固定，至此，定位锚架已拆除，可以进行拖航或其他作业。当需要系泊定位时，进行反向操作，还原定位锚架22和定位锚24，由系泊绞车29经过配行程感应器的导缆轮27及带张力感应器的导缆轮28释放四个定位锚24，进行系泊定位。导缆轮上的感应器记录下系泊缆绳施放的长度及承受的拉力，适时调节系泊绞车的操作。

在制备本是实用新型时，将尾滚筒的轴承5设在滚筒体内部，也就是尾滚筒体31相对中心轴32转动，而中心轴32通过焊接固定在船体压载水舱纵壁结构34上的U型卡座3上。在尾尖舱按照PSPC标准进行涂层作业前，只需把U型卡座33安装好，而尾滚筒体31的吊装可以等到船下水后进行。而且吊装非常的方便，只需将尾滚筒连同中心轴32一同吊起卡入U型卡座33中即可完成安装。整个吊装过程不会对压载舱的涂层造成破坏，很好的解决了由于PSPC标准实施带来的施工困难。

进行海上拖带作业时，须先将平时缠绕储存拖缆绞车27上的拖带钢丝绳28向船尾释放出来，将限位器本体22翻起90度，竖直在锚作拖船尾部甲板的设置的凹座24内，把卸扣21扣在限位器本体22的通孔上，接着用卸扣29将拖带钢丝绳28和卸扣21扣在一起，再将拖带钢丝绳的一头连接到被拖带物体50(比如非机动驳船)上，而另外一头还连接在拖缆绞车27上。至此，整个拖带钢丝绳的连接及限位操作就完成了，锚作拖船通过拖缆绞车27、拖带钢丝绳28可以对被拖带物体50进行拖带航行。在拖带航行过程中，被拖带的物体50因受到风及海浪洋流的共同作用，会产生与拖船不一致的运动趋向，从而使得拖带钢丝绳28也会左右(相对拖船的左右舷)的摆动，左右的摆动的拖带钢丝绳28与拖船前进的推力不在同一垂直面上，由此会产生引起拖船发生航行偏转的力矩。限位器体22限制的拖带钢丝绳28的左右摆动的幅度，明显比没有限位器约束的钢丝绳小。同时，因为拖带钢丝绳8在本实用新型用于锚作拖船的拖缆限位器约束的情况下，其与船的推力方向的夹角明显变小，由此产生的回转力臂(力矩)也比没有限位器约束的情况要小的多。从而限位器的设置达到减少拖带钢丝因为左右摆动产生的回转力矩效果，大大提高了拖船航向的稳定性。

在需要进行水下检测时，先将把水下机器人40从存放处搬出，然后用甲板吊机41把水下机器人40放入水中，利用水下机器人40进行水下检测，回收时，则反之而行。

Claims (10)

1.一种多用途锚作拖带供应船，其特征在于：包括船体、水下机器人、吊机、拖缆限位器、尾滚筒、拖缆机和拖带钢丝绳；拖缆限位器设置在船体的主甲板中线上，距离船尾的距离为船体长度的1/5-1/20；尾滚筒设置在船体尾部中间，拖缆机设置在主甲板上，位于船体中部；拖缆机与拖带钢丝绳连接，拖带钢丝绳还通过拖缆限位器和尾滚筒与被拖物体连接；吊机和水下机器人设置在主甲板上，吊机通过吊链还与水下机器人连接。

2.根据权利要求1所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述水下机器人包括主腔体、吸水圆筒、喷水推进水管网路和计算机；吸水圆筒和喷水推进水管网路均安装于主腔体内，计算机设置在潜水支援船上；所述主腔体由上下两个形状相同的正四棱台型形成的空腔结构；主腔体的下部正四棱台的外壁上设有海水进出口导管，引导海水进入主腔体；主腔体空腔内设有水下探测传感器；水下探测传感包括水下化学元素传感器或物理传感器；

所述吸水圆筒包括固定支架、圆筒、水管网路进水口、螺旋桨电机支架、螺旋桨电动机和螺旋桨；圆筒为圆筒形，设置在主腔体空腔的中心部位，贯通主腔体空腔上下部；圆筒中部对称设有四个水管网路进水口，固定支架设置在圆筒中部外周；螺旋桨电机通过浆轴与螺旋浆连接，螺旋桨为两个，分别设置在圆筒的上下端，在圆筒内中部的两侧设有螺旋桨电机支架；

所述喷水推进水管网路包括电磁阀、喷水管道和喷水口；喷水口为8个，8个喷水口分为4组布置于两个正四棱台形成的主腔体中部的条边上，每组两个喷水口分别布置在每条边的两个三等分点处；电磁阀为8个，各个电磁阀分别设置在相应连接喷水口后端的管路上；四套喷水管道分别与四个水管网路进水口连通，每套喷水管道分别配备二个电磁阀和二个喷水口；

吸水圆筒上还设有脐带缆内出口，脐带缆内出口设置在吸水圆筒筒体中部；脐带缆外出口设置在主腔体外壁的上半部分；设置在水面工作船上的计算机通过信号电缆经脐带缆外出口进入主腔体，分别与设置在主腔体内的电磁阀连接；计算机通过信号电缆依次经脐带缆外出口和脐带缆内出口进入圆筒，与螺旋桨电动机连接。

3.根据权利要求1所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述拖缆限位器包括第一卸扣、限位器本体、收藏凹座、安装销和第二卸扣；限位器本体横截面为长方形，收藏凹座的截面为长方形的开口凹座，设置在拖船的主甲板中线上，距离船尾的距离为拖船长度的1/5-1/20，收藏凹座的长度和宽度与限位器本体的长度和宽度相匹配；限位器本体通过安装销安装在收藏凹座内，安装销是一种转动轴；第一卸扣与限位器本体活动连接，第二卸扣与第一卸扣活动连接，拖带钢丝绳与第二卸扣连接。

4.根据权利要求3所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述限位器本体横截面为长宽比1∶3长方形，在长方形的两端切割成半圆形。

5.根据权利要求3所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述收藏凹座的开口端与船体的主甲板平齐；所述收藏凹座底部设有放泄管，放泄管通入机舱舱底。

6.根据权利要求3所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述相匹配是指收藏凹座的长度和宽度大于限位器本体的长度和宽度1-20cm。

7.根据权利要求3所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述尾滚筒包括尾滚筒体、中心轴、U型卡座和轴承；尾滚筒体为三段式结构，中间一段为圆柱体，圆柱体两端对称连接由中间到两端直径渐渐增大的锥台，形成两端大中间小的结构；尾滚筒体中心设有中心轴，中心轴通过设在尾滚筒体两端的轴承固定在尾滚筒体内，轴承位于尾滚筒体两端的尾滚筒体内部中心；中心轴两端伸出尾滚筒体两端，中心轴通过U型卡座和船体压载水舱纵壁板结构连接。

8.根据权利要求2所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述水下化学元素传感器包括检测海水盐度、氨氮、硝氨磷、PH值的传感器；所述物理传感器包括检测水下光线、声纳、温度、压力的传感器。

9.根据权利要求2所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：吸水圆筒固定支架、圆筒和螺旋桨电机支架通过螺丝连接。

10.根据权利要求2所述的多用途锚作拖带供应船，其特征在于：所述主腔体上部正四棱台顶部设有吊环；所述吸水圆筒的圆筒用工程塑料制成，厚度为4～15mm。

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