[发明专利]一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置

说明书

本发明公开了一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置。本发明装置搭载在水下ROV底部，通过利用ROV自带的航迹控制和记录功能，可以实现精准布缆路由控制和记录；通过张紧滑轮伺服电机反馈旋转圈数，精确测算并记录电缆布放长度，通过张紧滑轮驱动用伺服电机力矩保持被释放电缆的张紧状态，通过排缆机构与张紧滑轮配合实现电缆的释放和回收；结合ROV本身的姿态控制和电缆布放装置自身的电力推进系统进行姿态调节，可以实现海底电缆精确插拔。本发明主要用于海底科学观测网的主、次接驳盒节点之间和接驳盒与科学仪器之间光电复合缆的插拔连接和布放作业，也可以用于水下生产设备和水下工厂所用海底电缆电线的连接和敷设。

技术领域

本发明属于水下工程装备领域，具体涉及一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置。

背景技术

当前，国际上主要通过3种平台对海洋进行观测：一是使用科学考察船走航观测；二是采用海洋卫星遥感观测；三是建立海底科学观测网络原位实时观测。海底观测网是将观测仪器安放到海底或利用水下移动观测平台运载，通过有线网络或者移动平台向各个观测点供应能量、收集信息，从而实现海洋海底地下、海底地面、海水水体的全部、全天候、长时间、连续自动观测，包括海洋物理、海洋化学、海洋(微)生物、海洋地质的观测。

目前我国大力建设的东海海底观测网和南海海底观测网主体架构即是缆系海底观测网。要完成海底观测节点即接驳盒的光电复合缆连接，就需要一种高效可靠的线缆布放装置进行海底布缆作业。通常进行海底光电复合缆布放采用喷射式挖沟犁和挖沟机完成，我国已有负责此类施工的企业。挖沟犁和挖沟机作业需要通过中大型母船配合挖沟犁和挖沟机实现边铺边埋，这种工程作业方式适合于长距离大缆径的海底跨洋电缆布设作业。而海底科学观测网的节点连接线缆具有路径短，分布路径多的特点。

采用挖沟犁铺缆方案进行海底科学观测网接驳盒之间铺缆存在的突出问题是：

1、挖沟犁需要和海面母船配合作业，挖沟犁自身不带走行动力源，需要母船拖曳才能行走。而且挖沟犁体型巨大，需要配合大型母船及收放系统，此方案主要用于跨洋长距离光缆铺设，作业路径越长效率优势越明显。对于海底科学观测网各接驳盒之间的光缆铺设，需要经常切换作业路径，由于母船及挖沟犁组成的系统庞大，布设路径不能精确控制。

2、由于需要母船通过钢丝缆牵引挖沟犁前进，导致挖沟犁不能离海面太远。挖沟犁的作业深度最多为2000米海深，通常为500米至1000米。这也是导致挖沟犁不能精确控制航迹的原因。这从而导致挖沟犁铺缆方案不适应于更高水深的铺缆作业。

采用挖沟机铺缆的方案进行海底科学观测网光电复合缆铺设相对优于使用挖沟犁。但是还是存在以下问题：

1、挖沟机采用履带行走的方式而不是挖沟犁采用的拖曳式方式，虽然不需要母船提供拖曳力，不需要钢索拖曳行走，但是同样需要母船提供电力能源支持。挖沟机接受母船提供的电能，由挖沟机自带的深海液压站和液压马达驱动履带主动行走。但是挖沟机本身体型庞大，同样需要大型支持母船和收放系统，系统复杂性比挖沟犁更加复杂，出海作业成本相当巨大。

2、挖沟机通常用于海底电力电缆和通信光缆的铺设，此类海缆直径较大，挖沟机在铺设海缆时不能精确插拔水下连接器，而对于海底科学观测网的光电复合缆敷设，需要水下机器人辅助布放科学节点接驳盒，插拔接驳盒上的线缆连接器。并且按照规划路径精确敷设海底光电复合缆。此类要求挖沟机不能满足。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置。本发明提出的海底电缆布放装置主要用于海底科学观测网的主、次接驳盒节点之间和接驳盒与科学仪器之间光电复合缆的插拔连接和布放作业，也可以用于水下生产设备和水下工厂所用海底电缆电线的连接和敷设。

本发明采用的技术方案如下

一、一种适用于水下遥控作业机器人的海底电缆布放装置