[发明专利]振动射流联合作用的光缆埋设水下机器人

说明书

技术领域

本发明涉及种依靠高速水流和机械振动联合作用下进行水下光缆埋设铺设的设备，属于海洋工程技术领域。

背景技术

光缆过江渡海通常必须埋设在床面以下一定深度。埋设方法大体分为两大类：围堰法和水下铺缆法。工程上常采用的是水下铺缆法，其作业方式又可细分为：1)预挖沟法，即先挖槽后埋缆；2)同时作业法，即挖槽和埋缆同时进行；3)后挖沟法，即先放管后沉入土内。常用的水下沟槽开挖方法有爆破法冲击成槽、岸式索铲机械铲槽、高压泵船水冲挖槽、喷射泵排泥泵水下自动挖槽等，常用的装备主要有潜水挖沟机、冲埋犁“龙”、冲射式埋缆机、铰刀等。国内外现在普遍使用的冲射式埋缆机主要是通过大流量的高速水流冲刷挖槽的方法施工。

经对现有技术文献的检索发现，有关管道埋设设备的专利，早在1958年9月23日就有公开，美国公开号为US2852868，后续出现了大量的专利，如下表1所示。

表1

我国的相关专利很少，紧密相关的发明专利如下表2所示。

表2

我国海床多以细颗粒泥沙为主组成，在海床上开沟埋设存在沟边坡垮塌、泥沙回淤等问题，开沟越深，因此，开挖工程量越大，实施越困难。总结表1及表2中的国内外现有相关的发明，目前技术主要存在能耗高、埋设深度不易保障，而且施工时对附近的水环境污染较大等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能环保、施工高效的依靠机械振动和高速射流联合作用的光缆埋设水下机器人。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种振动射流联合作用的光缆埋设水下机器人，包括框架，框架设于水下行走机构上，在框架上设有压缆器、寻缆器、水下定位及探测系统、高压水泵系统，水下定位及探测系统与高压水泵系统经由电缆连接控制及供电系统，其特征在于，还包括：

挖槽枪，挖槽枪与高压水泵系统相通，高压水泵产生的高速水流通过挖槽枪喷射而出；

机械振动器，设于挖槽枪内，在挖槽枪喷射高速水流的同时，由机械振动器带动挖槽枪产生机械振动，从而在机械振动和高速水流联合作用下由挖槽枪将板结的泥沙与水快速掺混变成泥浆而成沟槽。

优选地，还包括在所述控制及供电系统控制下进行伸缩的角度调节杆，通过角度调节杆的伸缩以调节所述挖槽枪与底床面之间的角度。

优选地，所述角度调节杆为液压长度调节杆，液压长度调节杆经由电缆连接所述控制及供电系统。

优选地，所述挖槽枪为由高强度耐摩的金属材料制成的中空的长条型杆件，长条型杆件的两端分别为出水口及进水口，在长条型杆件的内部设置有所述机械振动器，在长条型杆件的边壁上布有小孔。

优选地，还包括浮力箱，浮力箱设于所述框架上。

优选地，所述水下行走机构为履带爬行部件；在所述框架上还设有推进器，推进器与所述控制及供电系统相连。

优选地，所述压缆器用于将光缆压入沟槽内泥浆中，包括支撑杆，支撑杆的一端与所述框架相连，在支撑杆的另一端上设有滚筒。

优选地，所述水下定位及探测系统包括固定在所述框架上的水下摄像头、水深传感器、定位传感器和/或水下成像声纳传感器，水下摄像头、水深传感器、定位传感器和/或水下成像声纳传感器经过弱电电缆连接所述控制及供电系统。

优选地，所述高压水泵系统包括固定在所述框架上的高压水泵，高压水泵的出水口与所述挖槽枪相连通，高压水泵还连接所述控制及供电系统。

优选地，在所述框架与船体间还连接有支撑缆，在支撑缆上设有拉力传感器，拉力传感器与所述控制及供电系统相连。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明联合利用机械振动和高速水流将板结的泥沙与水快速掺混变成泥浆而成沟槽，在压缆器的作用下将光缆埋设在泥沙床面以下指定深度。本发明可以广泛应用于江河湖海的光缆埋设。本发明的技术实施简单，能耗低，功效高，而且环保。

附图说明

图1为本发明提供的一种振动射流联合作用的光缆埋设水下机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1