[发明专利]一种动态贴合式倾角测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种海缆入水角实时监测装置及测量方法。其目的是提供一种海缆入水角实时监测装置，能够对海缆入水角进行实时监测，同时还不会影响实际作业过程中海缆中继器的布放，且使用方便。一种动态贴合式倾角测量装置，包括：一支撑部、一测量部、一第一联动轴和一第二联动轴；所述支撑部由一刚性支撑杆和一万向节组成，所述测量部由一刚性连杆、一第一约束臂、一第二约束臂和一倾角计算仪组成，所述第一约束臂和第二约束臂均大体上为菱形结构，在每一约束臂的上顶角处和两个边角处各装有一U型轮，所述约束臂的下底角均为开口结构，在所述下底角的开口处设有表面平滑的钩状约束结构，所述倾角计算仪安装在所述刚性连杆的中部处。

技术领域

本发明涉及海底电缆铺设技术领域，具体来说，是涉及一种铺缆船布缆施工作业过程中对于海缆入水角度的监测装置及测量方法。

背景技术

海底电缆是沿海岛屿与城市之间，或者内河两岸城市之间电力与通信的重要传输手段。由于改造江河、湖泊、近海以及水库大坝的需要，水下电缆应用得越来越广泛。水下铺设海缆通常由铺缆船完成，为了控制放缆速度以及船行速度，铺缆施工过程中需要时刻了解海缆的张紧状态以及其在水中的姿态，从而计算放缆余量，保证海缆能落到指定的位置上，不会发生弯曲与重叠。因此，在铺缆施工过程中需要对海缆入水角进行实时监测，及时了解海缆入水状态，辅助对海缆进行余量计算与控制。

实际作业过程中，一方面铺缆船在水面施工作业过程中受波浪影响，船舶往往摇荡起伏较大，导致海缆入水角度的监测较为困难，监测到的角度值精度较低，对海缆铺设作业的控制带来一定不便；同时，施工要求的监测方法稳定可靠、监测数据能够可视化；另一方面，铺缆施工作业中，在监测海缆倾角的同时，要求监测装置不能影响海缆中继器的布放作业。现有倾角测量装置及方法多是用于汽车行业、机械制造行业、船体航行倾覆等领域，其角度变化频率相对较低、幅度相对较小，不能满足海缆铺设过程的监测需求。

目前，仍没有专门适用于海缆铺设过程中监测倾角的装置。因此，需要一种准确有效监测海缆入水角度的装置及测量方法。

发明内容

本发明的目的是解决因船舶铺缆作业过程中摇荡起伏较大所导致的海缆入水角度测量困难的技术问题，提供一种海缆入水角实时监测装置，能够对海缆入水角进行实时监测，同时还不会影响实际作业过程中海缆中继器的布放，且使用方便。

本发明的另一目的是提供一种稳定可靠、测量精度相对较高且监测数据可视化的海缆入水角实时监测方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种动态贴合式倾角测量装置，包括：一支撑部、一测量部、一第一联动轴和一第二联动轴；所述支撑部由一刚性支撑杆和一万向节组成，所述刚性支撑杆的一端通过所述万向节与铺缆船的安装位置连接，使得所述支撑部被固定在铺缆船的安装位置后可进行水平面转动和/或竖直面转动；所述测量部由一刚性连杆、一第一约束臂、一第二约束臂和一倾角计算仪组成，所述第一约束臂和第二约束臂均大体上为菱形结构，在每一约束臂的上顶角处和两个边角处各装有一U型轮，所述约束臂的下底角均为开口结构，在所述下底角的开口处设有表面平滑的钩状约束结构，所述刚性连杆的一端、所述刚性支撑杆的另一端和所述第二约束臂的上顶角通过所述第二联动轴联结，所述刚性连杆的另一端和所述第一约束臂的上顶角通过所述第一联动轴联结，所述倾角计算仪安装在所述刚性连杆的中部处，用于实时监测计算角度值，并将结果上传至上位机并在计算机窗口界面进行可视化显示。

其中，所述第一联动轴和/或所述第二联动轴为圆柱形滚轴，沿所述滚轴的轴心方向贯穿设有一中心轴，所述中心轴的两端分别伸出所述滚轴的两端面，所述刚性支撑杆、刚性连杆和/或约束臂上设有安装孔，所述中心轴的端部固定在对应的安装孔中使所述刚性支撑杆、刚性连杆和/或约束臂联结。

其中，所述钩状约束结构是从所述开口的一端跨伸至所述开口的另一端的外侧处，在所述开口的外侧形成一向外部拱起的钩状结构。这样一来，当海缆发生跳动时或波浪频率较快时，所述约束臂不会从海缆上脱出来。