[发明专利]一种脐带缆动力学模型验证系统

说明书

本发明涉及一种海缆试验系统，特别涉及一种脐带缆动力学模型验证系统。包括可调升降平台、脐带缆固定支架、三维力传感器、浮游平台、缆线收放装置及脐带缆；可调升降平台设置于浮游平台上，浮游平台用于在水上漂浮；脐带缆固定支架设置于可调升降平台上，并且通过可调升降平台的驱动进行升降动作；三维力传感器设置于脐带缆固定支架上；脐带缆的首端与三维力传感器连接，末端为自由端，该自由端可深入水中；缆线收放装置设置于陆地上，并且与浮游平台连接；缆线收放装置用于浮游平台的收放。本发明可以稳定模拟在母船升沉和海流流速联合激励下脐带缆的水下运动和受力状态，验证动力学数学模型的正确性。

技术领域

本发明涉及一种海缆试验系统，特别涉及一种脐带缆动力学模型验证系统。

背景技术

目前，国内外深海ROV(遥控无人潜水器)的脐带缆通常为钢丝反螺旋铠装缆，在支持母船和潜水器之间起着物理连接、能源供给与信息传输等重要作用。脐带缆在母船升沉、海流流速和自身刚度等影响下在水下有着复杂的动态特性。脐带缆在海流作用下会产生弯曲和空间形状变化，在高海况下脐带缆内部会出现高低张力剧烈交替的现象，若缆的强度不足时，极易发生断裂，引起ROV丢失事故。如何从原理上揭示水下脐带缆系统在深水环境中复杂的动力学特性以及从实际措施上降低铠缆张力是当前深海ROV走向深海作业所需解决的关键问题。为了防止意外的发生，有必要建立脐带缆的动态数学模型，提前预测脐带缆在母船升沉和海流等联合激励下脐带缆的水下形态和受力状态，用以评估能否可以安全使用，是否有必要采取其他张力抑制措施。动力学数学模型建立后，需有专用的试验系统对模型进行验证，但目前还没有专门的脐带缆动力学验证试验系统，这样不利于脐带缆的安全使用评估。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种脐带缆动力学模型验证系统，以便于脐带缆的安全使用评估。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种脐带缆动力学模型验证系统，包括可调升降平台、脐带缆固定支架、三维力传感器、浮游平台、缆线收放装置及脐带缆；

所述可调升降平台设置于所述浮游平台上，所述浮游平台用于在水上漂浮；

所述脐带缆固定支架设置于所述可调升降平台上，并且通过可调升降平台的驱动进行升降动作；

所述三维力传感器设置于所述脐带缆固定支架上；

所述脐带缆的首端与所述三维力传感器连接，末端为自由端，该自由端可深入水中；

所述缆线收放装置设置于陆地上，并且与所述浮游平台连接；所述缆线收放装置用于所述浮游平台的收放。

所述浮游平台上设有通孔，所述脐带缆的自由端穿过该通孔。

所述浮游平台包括上平台、支撑柱及下平台，其中上平台与下平台平行设置，并且所述上平台通过支撑柱与下平台连接；所述下平台采用浮力材料制成；所述可调升降平台设置于所述上平台上。

所述上平台和所述下平台均为圆形结构，并且所述上平台的直径小于所述下平台的直径。

所述上平台和所述下平台的中心位置均设有用于所述脐带缆穿过的所述通孔。

所述缆线收放装置包括缆线导向器、电动绞车及收放缆线，其中收放缆线缠绕于电动绞车上，并且末端经过缆线导向器后与所述浮游平台连接。

所述可调升降平台包括上固定板、丝杠、导杆、滑块、下固定板及旋转驱动电机，其中下固定板设置于所述浮游平台上，所述上固定板通过导杆与下固定板连接，所述丝杠的两端分别可转动地与上固定板和下固定板连接；所述滑块通过丝母与所述丝杠连接，并且所述滑块与所述导杆滑动连接，所述滑块与所述脐带缆固定支架连接；所述旋转驱动电机设置于所述浮游平台上，并且输出端与所述丝杠连接。