CN221567280U - 一种喷冲抽吸装置及水下作业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水下作业技术领域，具体涉及一种喷冲抽吸装置及水下作业机器人，包括支撑座和设置在支撑座上的两个喷冲抽吸组件，单个所述喷冲抽吸组件包括抽吸管路和喷冲管路，抽吸管路的一端设有进水口一，另一端横向设置并设有排放口，且抽吸管路上位于进水口一与抽吸口之间纵向连通设置有抽吸口；喷冲管路的一端设有进水口二，另一端与抽吸口并列设置且该端设有喷冲口，抽吸口朝向海沟内底面设置时，喷冲口的喷冲方向沿海沟的长度方向设置，两个抽吸口抽出海沟内的淤泥、砂砾时，两个喷冲口沿海沟长度方向喷出水平射流持续对海沟内部进行冲刷，维持海沟的沟型，确保线缆埋设深度能够达到作业要求，提高线缆在海底埋设后的安全和稳定性。

Description

一种喷冲抽吸装置及水下作业机器人

技术领域

本实用新型属于水下作业技术领域，具体涉及一种喷冲抽吸装置及水下作业机器人。

背景技术

在进行海底设置线缆时，为了确保线缆的安全和稳定性，避免受海浪、海洋生物、船锚等因素的影响而损坏，需要进行开沟埋缆作业，先通过开沟装置在海床上开出一定深度和宽度的海沟，再将线缆铺入海沟中，使线缆埋入相应深度。在实际作业时，开沟时产生的泥沙等容易随着洋流回填至海沟内沉积，另外，针对泥质较软的海床，海沟的两侧壁容易发生自然塌陷而回填，破坏海沟的沟型，为了保障线缆的埋设深度，需要在泥沙回填前使线缆沉降至沟底。针对弯曲半径较小的线缆，可在开沟装置后侧较近位置处配置压缆器，以在开沟后快速将线缆压至沟底。针对弯曲半径较大的线缆，其下敷缆时需要控制弯曲幅度，避免弯曲幅度过大而造成损坏，因此压缆器需要设置在距离开沟装置较远位置处，或是不设置压缆器仅靠线缆自然沉降，容易在线缆沉降至沟底前就出现泥沙回填的情况，导致线缆埋设深度浅，达不到作业要求的问题，影响线缆在海下的安全性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可维持海沟沟型，确保线缆埋设深度达到要求的喷冲抽吸装置及水下作业机器人。

本实用新型的内容提供一种喷冲抽吸装置，包括支撑座和设置在支撑座上的两个喷冲抽吸组件，两个喷冲抽吸组件之间具有供线缆穿过的间隔，单个所述喷冲抽吸组件包括抽吸管路和喷冲管路，所述抽吸管路的一端设有进水口一，另一端横向设置并设有排放口，且抽吸管路上位于进水口一与排放口之间设置有管径收缩段，该管径收缩段的侧面纵向连通设置有抽吸口；所述喷冲管路的一端设有进水口二，另一端与抽吸口并列设置且该端设有喷冲口，所述抽吸口朝向海沟内底面设置时，喷冲口的喷冲方向沿海沟的长度方向设置。

更进一步地，两个所述喷冲抽吸组件之间的间距可调。

更进一步地，还包括驱动组件一，两个所述喷冲抽吸组件中，至少一个喷冲抽吸组件滑动设置在支撑座上，所述驱动组件一驱动该滑动设置的喷冲抽吸组件移动，以调节两个喷冲抽吸组件之间的间距。

更进一步地，两个所述喷冲抽吸组件均滑动设置在支撑座上，所述驱动组件一位于两个喷冲抽吸组件之间，驱动组件一的固定端与其中一个喷冲抽吸组件连接，移动端与另一个喷冲抽吸组件连接。

更进一步地，所述抽吸管路上位于排放口位置处设置有端盖，所述端盖与排放口之间的开合程度可调。

更进一步地，还包括驱动组件二，通过驱动组件二驱动端盖移动或转动，以调节端盖与排放口之间的开合程度。

更进一步地，还包括驱动组件三，通过驱动组件三驱动支撑座升降。

更进一步地，还包括固定框架和移动框架，所述固定框架用于与水下作业机器人的机身连接，所述移动框架的一端与固定框架铰接，另一端与支撑座铰接，所述驱动组件三铰接设置在固定框架与支撑座之间。

更进一步地，还包括驱动组件四，所述固定框架与水下作业机器人的机身为铰接，且该铰接轴线沿支撑座的升降方向设置，所述驱动组件四用于驱动固定框架在水下作业机器人上绕铰接处转动。

本实用新型的内容还提供一种水下作业机器人，该水下作业机器人设置有如上述的喷冲抽吸装置。

本实用新型的有益效果是，应用在开沟装置开设的海沟内工作时，两个喷冲抽吸组件同时使用，抽吸口和喷冲口均位于海沟内，抽吸口朝向海沟内底面设置，此时喷冲口的喷冲方向为水平且朝海沟的长度方向设置，水流沿进水口一至排放口的方向流动时使抽吸口产生低压，从而产生吸附作用，将海沟内的淤泥、砂砾抽出并沿排放口排出，实现即抽即排。由于喷冲管路设置有喷冲口的一端与抽吸口并列设置，两个抽吸口抽出海沟内的淤泥、砂砾时，两个喷冲口沿海沟长度方向喷出水平射流持续对海沟内部进行冲刷，维持海沟的沟型，确保海沟的深度符合要求。

喷冲抽吸装置在水下作业机器人上设置的位置可根据实际敷缆需求而定，例如根据线缆的弯曲半径，将其布置在适应位置处，例如当该喷冲抽吸装置搭载至设有压缆器的水下作业机器人使用时，喷冲抽吸装置可设置在压缆器和开沟装置之间，在压缆器将线缆压入海沟之前维持海沟的沟型和沟深。因此无论是针对线缆自然沉降或是设置有压缆器辅助线缆沉降的情况，均能在线缆沉降至沟底前维持海沟的沟型与沟深，确保线缆埋设深度能够达到作业要求，提高线缆在海底埋设后的安全和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型喷冲抽吸装置的第一视角结构示意图。

图2为本实用新型喷冲抽吸装置的第二视角结构示意图。

图3为本实用新型喷冲抽吸装置的回收姿态示意图。

图4为本实用新型喷冲抽吸装置的下放姿态示意图。

图5为本实用新型喷冲抽吸装置的左摆姿态示意图。

图6为本实用新型喷冲抽吸装置的右摆姿态示意图。

在图中：1、支撑座；2、抽吸管路；21、进水口一；22、排放口；23、抽吸口；24、端盖；3、喷冲管路；31、进水口二；32、喷冲口；4、驱动组件一；5、驱动组件二；6、固定框架；61、铰接部；7、移动框架；8、驱动组件三；9、驱动组件四。

具体实施方式

如图1-图6所示，本实用新型提供一种喷冲抽吸装置，包括支撑座1和设置在支撑座1上的两个喷冲抽吸组件，两个喷冲抽吸组件之间具有供线缆穿过的间隔，工作状态下，线缆可沿两个喷冲抽吸组件之间落入海沟内。单个所述喷冲抽吸组件均包括抽吸管路2和喷冲管路3，所述抽吸管路2的一端设有进水口一21，另一端横向设置，且该横向设置的一端设有排放口22，即进水口一21与排放口22不在同一直线上，抽吸管路2上位于进水口一21与排放口22之间设置有管径收缩段，该管径收缩段的侧面连通设置有抽吸口23，具体设置为，抽吸管路2上位于进水口一21与排放口22之间中部位置为收缩设置，形成上述管径收缩段，该管径收缩段的侧面纵向连通设置有延长管，该延长管的末端即为所述抽吸口23，基于文丘里效应，水流沿进水口一21向排放口22快速流动时，在抽吸口23处产生低压，从而产生吸附作用。所述喷冲管路3的一端设有进水口二31，另一端与抽吸口23并列设置，且与抽吸口23并列设置的一端设有喷冲口32，喷冲口32具体位于该端的侧面，喷冲口32的喷冲方向与抽吸口23的抽吸方向垂直，喷冲抽吸装置工作时，抽吸口23朝向海沟内底面设置，喷冲口32的喷冲方向沿海沟的长度方向设置，即抽吸口23朝下设置朝向海沟的内底面作业时，喷冲口32可海沟的长度方向喷出水平射流。抽吸管路2上及喷冲管路3上均分别设置有水泵，用于分别驱动水流沿进水口一21至排放口22的方向流动及驱动水流沿进水口二31至喷冲口32的方向流动，其中，抽吸管路2上水泵的位置设置在进水口一21处，确保水流沿进水口一21至排放口22的方向流动即可，喷冲管路3上水泵的位置设置在进水口二31处，也可以是设置在喷冲管路3的其他位置，确保水流沿进水口二31至喷冲口32的方向流动即可。

本实用新型提供的喷冲抽吸装置使用时设置在水下作业机器人上并跟随水下作业机器人移动，且其搭载水下作业机器人使用时，喷冲口32的喷冲方向与水下作业机器人的前进方向相反，即喷冲口32为向后喷冲。

该喷冲抽吸装置应用在海沟内工作时，两个喷冲抽吸组件同时使用，线缆则沿两个喷冲抽吸组件之间向下沉降至海沟内，抽吸口23和喷冲口32均位于海沟内，抽吸口23朝向海沟内底面设置，此时喷冲口32的喷冲方向为水平且沿海沟的长度方向设置，水流沿进水口一21至排放口22的方向流动时使抽吸口23产生低压，从而产生吸附作用，将海沟内的淤泥、砂砾抽出并沿排放口22排出，实现即抽即排。由于喷冲管路3设置有喷冲口32的一端与抽吸口23并列设置，两个抽吸口23抽出海沟内的淤泥、砂砾时，两个喷冲口32沿海沟长度方向喷出水平射流持续对海沟内部进行冲刷，维持海沟的沟型，确保海沟的深度符合要求。喷冲抽吸装置在水下作业机器人上设置的位置可根据实际敷缆需求而定，例如根据线缆的弯曲半径，将其布置在适应位置处，例如当该喷冲抽吸装置搭载至设有压缆器的水下作业机器人使用时，喷冲抽吸装置可设置在压缆器和开沟装置之间，在压缆器将线缆压入海沟之前维持海沟的沟型和沟深。因此无论是针对线缆自然沉降或是设置有压缆器辅助线缆沉降的情况，均能在线缆沉降至沟底前维持海沟的沟型与沟深，确保线缆埋设深度能够达到作业要求，提高线缆在海底埋设后的安全和稳定性。

在本实用新型中，两个所述喷冲抽吸组件之间的间距可调，以适用于不同宽度的海沟。

具体地，本实用新型还包括驱动组件一4，两个所述喷冲抽吸组件中，至少一个喷冲抽吸组件滑动设置在支撑座1上，所述驱动组件一4驱动该滑动设置的喷冲抽吸组件移动，以调节两个喷冲抽吸组件之间的间距，以适配不同宽度的海沟。优选两个所述喷冲抽吸组件均滑动设置在支撑座1上，所述驱动组件一4位于两个喷冲抽吸组件之间，驱动组件一4的固定端与其中一个喷冲抽吸组件连接，移动端与另一个喷冲抽吸组件连接，以确保两个喷冲抽吸组件在支撑座1上的对称性，且在相同间距调节下，单个喷冲抽吸组件的移动行程更小。具体的，两个喷冲抽吸组件内的抽吸管路2均通过滑块与支撑座1滑动连接，驱动组件一4为油缸，油缸的缸体端与其中一个喷冲抽吸组件内的抽吸管路2固定，活塞端则与另一个喷冲抽吸组件内的抽吸管路2固定，如图2所示，驱动组件一4的数量也可以设置为两个。

所述抽吸管路2上位于排放口22位置处设置有端盖24，所述端盖24与排放口22之间的开合程度可调，以根据作业情况调节排放口22的出水流量。而当抽吸口23内发生淤泥堵塞时，通过端盖24关闭排放口22，此时水流方向为沿进水口一21至抽吸口23方向，可对反向冲洗抽吸口23，清理堵塞。

本实用新型还包括驱动组件二5，通过驱动组件二5驱动端盖24移动或转动，以调节端盖24与排放口22之间的开合程度。如图2所示，端盖24铰接设置在抽吸管路2的排放口22端部，驱动组件二5具体为油缸，其缸体端与抽吸管路2铰接，活塞端与端盖24一侧铰接，通过该油缸的活塞伸缩驱动端盖24的开合。

本实用新型还包括驱动组件三8，通过驱动组件三8驱动支撑座1升降，实现两个喷冲抽吸组件的回收和下放及下方高度调节，以适用不同深度的海沟。

本实用新型还包括固定框架6和移动框架7，所述固定框架6用于与水下作业机器人的机身连接，所述移动框架7的一端与固定框架6铰接，另一端与支撑座1铰接，所述驱动组件三8铰接设置在固定框架6与支撑座1之间，形成连杆机构。一方面能够实现布放、回收及调整两个喷冲抽吸组件的下放高度，另一方面相对于直接设置竖向的直线驱动机构，利用连杆机构驱动两个喷冲抽吸组件回收和下放，在回收和下放行程相同的情况下，不会占用过多的高度空间，方便水下作业机器人上搭载其他工具并减少工具之间的干涉。其中，驱动组件三8具体为油缸，其缸体端与固定框架6铰接，活塞端与支撑座1铰接，驱动组件三8的数量可以为两个，布置形式如图1、图3、图4所示。

本实用新型还包括驱动组件四9，所述固定框架6上设置有铰接部61，固定框架6通过铰接部61与水下作业机器人的机身铰接，且该铰接轴线沿支撑座1的升降方向设置，即竖向设置，所述驱动组件四9用于驱动固定框架6在水下作业机器人上绕铰接处转动，以实现装置整体的左摆和右摆，即如图5和图6所示状态，以适应转弯区域或呈曲线开设的海沟。驱动组件四9具体为油缸，其缸体端与固定框架6铰接，活塞端与水下作业机器人铰接，通过活塞端的伸缩而驱动装置整体的左摆与右摆。

本实用新型还提供一种水下作业机器人，该水下作业机器人设置有如上述的喷冲抽吸装置，当水下作业机器人上搭载的开沟装置对海床开沟后，随着水下作业机器人的持续移动，两个抽吸口23可抽出海沟内的淤泥、砂砾时，两个喷冲口32沿海沟长度方向喷出水平射流持续对海沟内部进行冲刷，维持海沟的沟型，确保海沟的深度符合要求，从而确保线缆埋设深度能够达到作业要求，提高线缆在海底埋设后的安全和稳定性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷冲抽吸装置，其特征是，包括支撑座（1）和设置在支撑座（1）上的两个喷冲抽吸组件，两个喷冲抽吸组件之间具有供线缆穿过的间隔，单个所述喷冲抽吸组件包括抽吸管路（2）和喷冲管路（3），所述抽吸管路（2）的一端设有进水口一（21），另一端横向设置并设有排放口（22），且抽吸管路（2）上位于进水口一（21）与排放口（22）之间设置有管径收缩段，该管径收缩段的侧面纵向连通设置有抽吸口（23）；所述喷冲管路（3）的一端设有进水口二（31），另一端与抽吸口（23）并列设置且该端设有喷冲口（32），所述抽吸口（23）朝向海沟内底面设置时，喷冲口（32）的喷冲方向沿海沟的长度方向设置。

2.如权利要求1所述的喷冲抽吸装置，其特征是，两个所述喷冲抽吸组件之间的间距可调。

3.如权利要求2所述的喷冲抽吸装置，其特征是，还包括驱动组件一（4），两个所述喷冲抽吸组件中，至少一个喷冲抽吸组件滑动设置在支撑座（1）上，所述驱动组件一（4）驱动该滑动设置的喷冲抽吸组件移动，以调节两个喷冲抽吸组件之间的间距。

4.如权利要求3所述的喷冲抽吸装置，其特征是，两个所述喷冲抽吸组件均滑动设置在支撑座（1）上，所述驱动组件一（4）位于两个喷冲抽吸组件之间，驱动组件一（4）的固定端与其中一个喷冲抽吸组件连接，移动端与另一个喷冲抽吸组件连接。

5.如权利要求1-4任一项所述的喷冲抽吸装置，其特征是，所述抽吸管路（2）上位于排放口（22）位置处设置有端盖（24），所述端盖（24）与排放口（22）之间的开合程度可调。

6.如权利要求5所述的喷冲抽吸装置，其特征是，还包括驱动组件二（5），通过驱动组件二（5）驱动端盖（24）移动或转动，以调节端盖（24）与排放口（22）之间的开合程度。

7.如权利要求1-4、6任一项所述的喷冲抽吸装置，其特征是，还包括驱动组件三（8），通过驱动组件三（8）驱动支撑座（1）升降。

8.如权利要求7所述的喷冲抽吸装置，其特征是，还包括固定框架（6）和移动框架（7），所述固定框架（6）用于与水下作业机器人的机身连接，所述移动框架（7）的一端与固定框架（6）铰接，另一端与支撑座（1）铰接，所述驱动组件三（8）铰接设置在固定框架（6）与支撑座（1）之间。

9.如权利要求8所述的喷冲抽吸装置，其特征是，还包括驱动组件四（9），所述固定框架（6）与水下作业机器人的机身为铰接，且该铰接轴线沿支撑座（1）的升降方向设置，所述驱动组件四（9）用于驱动固定框架（6）在水下作业机器人上绕铰接处转动。

10.一种水下作业机器人，其特征是，该水下作业机器人设置有如权利要求1-9任一项所述的喷冲抽吸装置。