CN213974407U

CN213974407U - 一种实用型海底电缆探测机器人

Info

Publication number: CN213974407U
Application number: CN202023335563.6U
Authority: CN
Inventors: 李宝贤; 李超英; 刘铭杨
Original assignee: Beijing Yinhe Eagle Technology Group Co ltd
Current assignee: Beijing Yinhe Eagle Technology Group Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2030-12-31

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种实用型海底电缆探测机器人，为了解决传统的人工潜水目视以及岸基信号检测的巡检作业方式已无法满足当前和未来要求，迫切需要采用智能化、高效化的新型海底电缆巡检方式代替传统模式，目前的海底电缆探测水下机器人尚存在转向不够灵活的问题，它包括载体、控制系统、导航系统、推进系统、综合探测系统、应急系统和远程控制器；控制系统、导航系统、推进系统、综合探测系统和应急系统均安装于所述载体上，智能化的水下探测方式，具有检测快，检测准，反应迅速的优点，并可方便多点投放，实施进行多个位置的检测，效率较高，并且转向更加灵活，可以快速变更航线，节约能源的同时，能够完成更多的任务。

Description

一种实用型海底电缆探测机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种实用型海底电缆探测机器人。

背景技术

海底电缆的作用虽然与陆上电力电缆等同，但其应用的场合和敷设的方式却各有很大差异。其缆体设计、制造和安装都更为复杂，因而海底电缆的制造厂家在世界上为数不多，主要有挪威、丹麦、日本、加拿大、美、英、法、意等国，这些国家除制造外还提供敷设技术。近年来，我国的部分企业也已掌握海底电缆的制造流程与工艺。

但近年来，海底电缆损坏或断裂等突发事故仍时有发生，造成了较大的经济损失与环境破坏。根据2004至2013年对渤海区域海底电缆的故障情况统计，海底电缆损坏故障主要由两类原因导致：一是海底电缆本身质量、负载、电流等内部原因引起的热击穿；二是由于渔船抛锚移锚、地形异变等外力引起的物理断裂。据可查数据，热击穿及外力造成的损害占海底电缆故障率的70％以上。海底电缆的故障处理难度较大，海底电缆的打捞和修复会受到风力、潮汐、航道管制等因素的影响，有着维修周期长、维修费用高、责任追究难的特点，提前发现潜在问题、预防故障发生就显得十分重要。因此，伴随着海底电缆技术的快速发展和广泛应用，海底电缆的施工勘察、故障探测都已成为亟待解决的技术问题。

同时，由于海底电缆运行环境的特殊性，广泛使用的陆地电缆监测手段已无法满足长距离海底电缆全天候监测及全程管理的需要，更无法评估其潜在运行风险，给海底电缆的运行维护带来了较大困难。传统的人工潜水目视以及岸基信号检测的巡检作业方式已无法满足当前和未来要求，迫切需要采用智能化、高效化的新型海底电缆巡检方式代替传统模式。

近年来，随着水下机器人的可靠性、稳定性和安全性不断提高，使用水下机器人对海底电缆进行敷设施工勘察、运检维护、故障探测成为了可能。水下机器人能够借助自身携带探测设备，协助设计施工人员完成海底电缆敷设区域海底地貌的实地勘察和图像绘制，自主完成海底电缆的常规巡检和健康状况分析，进行潜在风险评估，并可对海底电缆故障点进行快速准确定位，加快抢修进程。

海底电缆探测水下机器人具有针对性强、反应灵敏、作业范围大、工作效率高的优点，可为海底电缆的高效运行提供强有力的技术支持，提高海底电缆输电的安全性和可靠性，极大减少因海底电缆故障、能源供给中断导致的生产、生活损失，并减轻运行维护的工作难度和劳动强度。另外，成熟的水下机器人平台还可在海底通讯光缆、油气管道、海底隧道等相关行业领域中展开应用，可以提高整个国家的水下能源安全。

因此，对海底电缆探测水下机器人的研究具有十分突出的现实意义和广阔的应用前景，既能为稳定的能源供给和互联互通保驾护航，也能使我国朝着海洋装备强国的目标更进一步。

然而，目前的海底电缆探测水下机器人尚存在转向不够灵活的问题。

实用新型内容

实用新型目的：为了解决传统的人工潜水目视以及岸基信号检测的巡检作业方式已无法满足当前和未来要求，迫切需要采用智能化、高效化的新型海底电缆巡检方式代替传统模式，目前的海底电缆探测水下机器人尚存在转向不够灵活的问题，本实用新型提出一种实用型海底电缆探测机器人。

本实用新型是通过以下方案实施的：一种实用型海底电缆探测机器人，它包括载体、控制系统、导航系统、推进系统、综合探测系统、应急系统和远程控制器；

所述控制系统、导航系统、推进系统、综合探测系统和应急系统均安装于所述载体上；

所述远程控制器与控制系统信号连接；

所述载体包括外壳、L型钢梁和多个钢梁；

多个所述钢梁沿载体的长度方向设置；多个钢梁通过L型钢梁固定在外壳的内侧；所述外壳外侧包覆设有固态浮力材；

所述推进系统包括方向舵、升降舵、两台主推进器和四台辅助推进器：

所述升降舵和方向舵设置在载体上，两台主推进器设置在载体的后方，四台辅助推进器设置在载体的侧部。

所述综合探测系统包括姿态传感器、测扫声呐、微光摄像机、探测灯和磁力探测仪；

进一步地，辅助推进器四台辅助推进器沿圆周方向分布在载体的侧部。

再进一步地，所述控制系统包括通信控制模块、数据传输与存储模块、运动控制模块和数据处理与分析模块。

进一步地，所述导航系统包括光纤罗经运动传感器、多普勒测速仪、深度计、GPS定位接收机、数传电台和复合天线。

再进一步地，所述应急系统包括抛载装置、应急控制计算机和应急电池，其中所述应急控制计算机和应急电池也集成于所述载体上。

进一步地，所述远程控制器包括水面监控计算机、手操控制盒、充电模块、机器人台架、远程导航通信设备。

有益效果：

水下机器人的任务控制系统具有任务或行动的自主规划、管理、监控与决策能力，可按照约定和临机处置条件控制与管理各类机载设备，并具备水下机器人运行状态监测、任务执行评估、典型故障的检测与诊断处理能力，智能化的水下探测方式，解决了人工探测的难题，具有检测快，检测准，反应迅速的优点，并可方便多点投放，实施进行多个位置的检测，效率较高，并且转向更加灵活，可以快速变更航线，节约能源的同时，能够完成更多的任务。

附图说明

图1为本实用新型的剖视示意图一；

图2为本实用新型的剖视示意图二。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

具体实施方式一：一种实用型海底电缆探测机器人，它包括载体1、控制系统2、导航系统3、推进系统4、综合探测系统5、应急系统6和远程控制器7；

所述控制系统2、导航系统3、推进系统4、综合探测系统5和应急系统6均安装于所述载体上；

所述远程控制器7与控制系统2信号连接；

所述载体1包括外壳1-1、多个L型钢梁1-2和多个钢梁1-3；

多个所述钢梁1-3沿载体1的长度方向设置；多个钢梁1-3通过L型钢梁1-2固定在外壳1-1的内侧；所述外壳1-1外侧包覆设有固态浮力材；

所述推进系统4包括方向舵、升降舵、两台主推进器4-1和四台辅助推进器4-2：

所述升降舵和方向舵设置在载体1上，两台主推进器4-1设置在载体1的后方，四台辅助推进器4-2设置在载体1-的侧部；

所述综合探测系统5包括姿态传感器、测扫声呐、微光摄像机、探测灯和磁力探测仪。

本实施方式中：控制系统、导航系统、推进系统、综合探测系统、应急系统均为电性连接，受控制系统调控，控制系统受远程控制器的信号调控。

载体的L型的多个L型钢梁和多个钢梁组成组成方形框架，外壳在外部设置，组成壳体结构，方向舵、升降舵、两台主推进器和四台辅助推进器共同对方向进行调控，实现快速转向，姿态传感器、测扫声呐、微光摄像机、探测灯和磁力探测仪一起对电缆情况进行探测。

具体实施方式二：四台辅助推进器4-2沿圆周方向分布在载体的侧部。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：所述控制系统2包括通信控制模块、数据传输与存储模块、运动控制模块和数据处理与分析模块。

本实施方式中通信控制模块、数据传输与存储模块、运动控制模块和数据处理与分析模块均为电性连接。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：所述导航系统3包括光纤罗经运动传感器、多普勒测速仪、深度计、GPS定位接收机、数传电台和复合天线。

本实施方式中光纤罗经运动传感器、多普勒测速仪、深度计、GPS定位接收机、数传电台和复合天线一起进行导航。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：所述应急系统6包括抛载装置、应急控制计算机和应急电池，其中所述应急控制计算机和应急电池也集成于所述载体1上。

本实施方式中：抛载装置、应急控制计算机和应急电池进行应急处理。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：所述远程控制器7包括水面监控计算机、手操控制盒、充电模块、机器人台架、远程导航通信设备。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

本实用新型工作时，通过推进系统控制控制航线方向，四个辅助推进器结合两个主推进器精准完成转向，内置各种探测功能元件，组合使用对当前状态进行精准探测，如遇突发状况，应急系统启动解决当前的问题，本实用新型通过远程控制器干预，可长时间在水底进行探测工作。

Claims

1.一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：它包括载体(1)、控制系统(2)、导航系统(3)、推进系统(4)、综合探测系统(5)、应急系统(6)和远程控制器；

所述控制系统(2)、导航系统(3)、推进系统(4)、综合探测系统(5)和应急系统(6)均安装于所述载体(1)上；

所述远程控制器与控制系统(2)信号连接；

所述载体(1)包括外壳(1-1)、L型钢梁(1-2)和多个钢梁(1-3)；

多个所述钢梁(1-3)沿载体(1)的长度方向设置；多个钢梁(1-3)通过L型钢梁(1-2)固定在外壳(1-1)的内侧；所述外壳(1-1)外侧包覆设有固态浮力材；

所述推进系统(4)包括方向舵、升降舵、两台主推进器(4-1)和四台辅助推进器(4-2)；

所述升降舵和方向舵设置在载体(1)上，两台主推进器(4-1)设置在载体(1)的后方，四台辅助推进器(4-2)设置在载体(1)的侧部；

所述综合探测系统(5)包括姿态传感器、测扫声呐、微光摄像机、探测灯和磁力探测仪。

2.根据权利要求1所述的一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：四台辅助推进器(4-2)沿圆周方向分布在载体(1)的侧部。

3.根据权利要求1所述的一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：所述控制系统(2)包括通信控制模块、数据传输与存储模块、运动控制模块和数据处理与分析模块。

4.根据权利要求1所述的一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：所述导航系统(3)包括光纤罗经运动传感器、多普勒测速仪、深度计、GPS定位接收机、数传电台和复合天线。

5.根据权利要求1所述的一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：所述应急系统(6)包括抛载装置、应急控制计算机和应急电池，其中所述应急控制计算机和应急电池也集成于所述载体(1)上。

6.根据权利要求1所述的一种实用型海底电缆探测机器人，其特征在于：所述远程控制器包括水面监控计算机、手操控制盒、充电模块、机器人台架和远程导航通信设备。