[发明专利]一种水下机械臂供配电及用电安全监控保护系统和监控保护方法

权利要求书

1.一种水下机械臂供配电及用电安全监控保护系统，其特征在于，包括总电源、RCD、AC/DC、电压监控模块、电流监控模块、漏水监测模块、电缆绝缘检测模块、总控模块、急停按钮、涉水电缆和若干子电系统，其中：

所述总电源连接外部供电接口，用于为水下机械臂提供供电以及保护地；

所述RCD连接所述总电源和AC/DC，用于通过检测机械臂电系统的剩余电流进而对机械臂电系统进行漏电断路保护；

功率总线电缆的金属屏蔽层在正常工作时与保护地良好导通，用于当机械臂电系统漏电时，根据并联电路分流原理，提高所述RCD对于机械臂电系统外漏电的检测精度；

所述AC/DC连接所述RCD和电压监控模块，用于将外部输入电压转换为机械臂电系统所需电压；

所述电压监控模块连接所述AC/DC和电流监控模块，用于监测机械臂电系统水下部分的电压；

所述电流监控模块连接所述电压监控模块和若干子电系统，用于监测若干所述子电系统的电流；

所述漏水监测模块连接所述总控模块和若干子电系统，用于监测水下机械臂各水下密闭空间的漏水情况；

所述电缆绝缘检测模块连接所述总控模块和涉水电缆；

所述急停按钮连接所述总控模块，用于实现监控人员对机械臂电系统进行紧急断电操作；

所述总控模块连接所述急停按钮，用于对机械臂电系统进行紧急断电；

所述总控模块连接所述电压监控模块、电流监控模块、电缆绝缘检测模块和漏水监测模块，用于采集上述各模块的监控/监测信息并向相应模块发送监控/监测指令；

所述总控模块连接水下机械臂的中央控制系统，用于接收所述中央控制系统指令并向所述中央控制系统发送状态信息；

所述总控模块通过通信总线连接若干所述子电系统，用于对若干所述子电系统进行控制指令的发送以及驱动、控制、传感器信息采集；

所述总控模块连接所述AC/DC，用于采集所述AC/DC的电压、电流及 AC/DC工作状态信息并向所述AC/DC发送控制指令；

所述涉水电缆连接机械臂电系统的各部分，用于完成供电和信息传输；

每个所述子电系统包括熔断保护模块、子电源模块、驱动模块、传感器类功能模块和控制模块，其中：

所述熔断保护模块通过所述涉水电缆连接所述子电源模块和电流监控模块，用于当机械臂电系统出现短路等故障造成大电流时对出现故障的相应子电系统进行热熔断保护和故障隔离；

所述子电源模块连接所述熔断保护模块、驱动模块、控制模块和传感器类功能模块，用于为所述驱动模块、控制模块和传感器类功能模块供电；

所述控制模块连接所述驱动模块、子电源模块、传感器类功能模块和总控模块，用于采集所述驱动模块、子电源模块、传感器类功能模块反馈的状态信息并发送所述总控模块的控制指令；

所述驱动模块连接所述控制模块和子电源模块，用于接收所述控制模块的控制指令并驱动水下机械臂的相应关节动作；

所述传感器类功能模块连接所述控制模块和子电源模块，用于实现所述水下机械臂本体位姿和周围环境的测量感知功能；

每个所述子电系统还包括漏水检测传感器，所述漏水检测传感器通过所述涉水电缆连接所述漏水监测模块，用于监测水下机械臂各密闭空间漏水情况；

所述漏水检测传感器采用定位式漏水检测绳连接所述漏水监测模块，能够检测出漏水位置。

2.根据权利要求1所述的一种水下机械臂供配电及用电安全监控保护系统，其特征在于，所述涉水电缆由线缆和接插件组成，所述线缆采用防水软电缆，由外至内包括绝缘层、金属屏蔽层和若干相互绝缘的芯线；所述接插件为水密接插件。

3.根据权利要求2所述的一种水下机械臂供配电及用电安全监控保护系统，其特征在于，各段所述涉水电缆之间的所述金属屏蔽层通过所述接插件内部若干触点进行导通连接，组成电缆金属屏蔽层线路，所述电缆金属屏蔽层线路与所述接插件壳体及所述保护地之间在机械臂电系统水下部分加电前绝缘；

所述涉水电缆的所有所述接插件壳体通过若干所述芯线进行导通连接，单点接入所述保护地，确保接插件外壳进行良好的接地。