[发明专利]一种深水地锚和纵索的水下连接装置及方法

权利要求书

1.一种深水地锚和纵索的水下连接装置，包括安装在水底的地锚（7）和一端连接水面浮箱（10）的纵索（9），其特征在于，

所述地锚的顶部竖直安装索节（1），所述索节的上部设置轴孔（12），中部设置第一绳孔（11），所述第一绳孔和所述轴孔分别在所述索节上水平设置，所述第一绳孔的轴线与所述轴孔的轴线正交，所述索节的上部横截面为长方形，所述长方形的长边的长度定义为所述索节的宽度，所述长方形的短边的长度定义为所述索节的厚度，所述轴孔开设在所述长方形的长边所在面上；

所述第一绳孔内穿设牵引绳；

所述纵索的底部连接水下卸扣（4），所述水下卸扣包括销轴（45）和扣体（41），所述扣体的底部开口，所述开口的左右两端分别安装限位板（3），两块所述限位板与所述扣体的开口处的两个内壁围合形成略大于所述索节的上部横截面尺寸的长方形腔体，且所述索节的厚度略小于所述扣体的内壁净距，所述索节的宽度大于所述扣体的内壁净距（L），同时所述索节的宽度略小于两块所述限位板的间距；

所述水下卸扣的扣体底面安装用于为所述索节导向的导向罩（2），所述导向罩上设置便于与所述牵引绳连接的第二绳孔（23）；

所述牵引绳的一端穿过所述第二绳孔后连接所述纵索，另一端伸出水面供连接操作用；

当所述牵引绳牵引所述导向罩到达所述索节上方，释放牵引绳，所述导向罩滑入所述索节的上部后，水下机器人（5）旋转调整所述水下卸扣，使所述索节的上部伸入所述长方形腔体，实现所述索节的轴孔与所述水下卸扣的销轴对中，水下机器人将水下卸扣的销轴穿过所述索节的轴孔而将所述水下卸扣与所述索节锁合。

2.根据权利要求1所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述导向罩包括喇叭口管（21）和环形连接板（22），所述环形连接板的上端与所述水下卸扣的扣体下端连接，所述环形连接板的下端与所述喇叭口管的小端连接，所述喇叭口管上设置所述第二绳孔（23）。

3.根据权利要求1所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述索节的顶部（13）设置为圆弧面或半球面，所述扣体内设置与所述索节的顶部匹配的内座面（413）。

4.根据权利要求3所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述水下卸扣的开口两侧相对设置第一锁孔（411）和第二锁孔（412），所述第一锁孔的外侧面安装套筒（43），所述套筒内间隙配合安装所述销轴（45），所述销轴的一端伸出所述套筒并安装手柄（46），所述销轴的另一端与所述第一锁孔、第二锁孔的内径配合，且所述套筒、所述销轴、所述第一锁孔、所述第二锁孔共轴线设置；

所述销轴的中部设置第一凹槽（453），所述套筒上竖直安装导向座（48），所述导向座内安装锁定销（42）和弹簧（49），所述弹簧套设在所述锁定销上，且所述锁定销的一端伸出所述导向座，另一端穿过所述套筒并在弹簧作用下伸入所述销轴的第一凹槽。

5.根据权利要求4所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述第二锁孔的外侧面安装配重块（47）。

6.根据权利要求5所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述配重块（47）的靠近扣体一侧的内部设置与所述销轴的端部匹配的第二凹槽（471）。

7.根据权利要求6所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述第二凹槽上开设排水孔（472）与外部连通。

8.根据权利要求5所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，其特征在于，所述套筒的外端安装端盖（44），所述端盖的中心设置螺纹孔，所述销轴上设置螺纹段（452），所述螺纹孔与所述螺纹段螺纹连接。

9.一种深水地锚和纵索的水下连接方法，其特征在于利用权利要求4－8中任一项所述的深水地锚和纵索的水下连接装置，且具体步骤为：

S1：水库库底（8）的地锚（7）施工时，牵引绳（6）的中部穿过索节（1）的第一绳孔（11），并随索节一同与地锚安装固定在水库库底，且索节露出并垂直于河床，牵引绳的两端临时固定在水面浮箱（10）上；

S2：地锚（7）和纵索（9）连接时，在水面上完成水下卸扣（4）与纵索（9）的连接，并将水下卸扣的销轴退出，牵引绳的一端（61）穿过导向罩（2）的第二绳孔（23）后连接于纵索（9）的下端，以适当的速度向上拽拉牵引绳的另一端（62），同时以相应速度向下释放纵索（9），当牵引绳拽拉一定长度后，水下卸扣被牵引至索节（1）的附近，再释放一定长度的牵引绳，使牵引绳处于松弛状态；

S3：通过水下机器人（5）操作导向罩（2），使其移动至索节的上方，再缓慢下放导向罩，使索节插入导向罩的喇叭口管（21）；

S4：水下机器人旋转水下卸扣以调整水下卸扣的方位，当水下卸扣的长方形腔体与索节的上部对齐时，水下卸扣在自重作用下坐落在索节上，水下卸扣的内座面（413）与索节的顶部（13）接触，且索节的上部四周及顶面受到水下卸扣的扣体（41）内壁和限位板（3）的约束定位，水下卸扣的销轴（45）与索节的轴孔（12）实现对中；

S5：旋转水下卸扣的手柄（46）进行销轴（45）的穿轴，水下卸扣穿轴到位后，水下卸扣的锁定销（42）自动弹出卡住销轴上的第一凹槽（421），即完成了地锚和纵索的可靠连接。