一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人 |
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| 申请号 | CN201710377049.2 | 申请日 | 2017-05-25 | 公开(公告)号 | CN107344607A | 公开(公告)日 | 2017-11-14 |
| 申请人 | 国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司; | 发明人 | 于常乐; 李智刚; 郭玥; 齐致; 李良祎; 邱胜军; 李彬; 赵飞; 张硕; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出的是一种在海底 电缆 运行维护中应用的两栖 机器人 。海底电缆运行维护用两栖机器人的系统组成主要包括 水 下载体系统、水面收放系统、控制系统和动 力 及辅助分系统。发明两栖机器人载体用于海底电缆运行维护，具备良好的兼容性和可升级性，能够适应不同海域、不同海况下的工作，并配合多种检测仪器、设备及 传感器 完成海底电缆的日常巡检、故障 定位 及消除以及电缆抓捞、冲埋工作。适宜作为一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人，其特征是：海底电缆运行维护用两栖机器人的系统组成主要包括水下载体系统、水面收放系统、控制系统和动力及辅助分系统： |
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| 说明书全文 | 一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人技术领域背景技术[0002] 随着海底电缆的应用推广，海底电缆运行环境恶劣和海上渔业活动频繁因素造成的海底电缆损坏问题也日益突显。人工维修损坏的海底电缆不仅维修时间长、维修成本高，而且安全风险大。水下机器人能够代替潜水员在深海进行长时间的作业，目前国内外已经有水下机器人配合海底电缆运维工作的实例，但参与作业的功能相对简单、单一，与自动化、高效化的要求还有一定的差距。 发明内容[0003] 为了能够解决海底电缆运行维护的技术问题，本发明提供了一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人。该两栖机器人通过在浮游机器人载体基础上增加履带系统，以实现能够在海底和浅滩环境下作业的两栖水下机器人载体，提高机器人载体的实用性，解决海底电缆运行维护的技术问题。 [0004] 本发明解决技术问题采用的方案是：海底电缆运行维护用两栖机器人的系统组成主要包括水下载体系统、水面收放系统、控制系统和动力及辅助分系统。 [0006] 姿态传感器用于检测载体姿态、深度和爬行航向，并可利用这些传感器的反馈值进行自动控制。声纳、摄像机用于海缆的探测与故障检查，电缆跟踪仪用于精确的电缆埋设信息获取，作为载体爬行跟踪控制反馈信息。 [0007] 水下载体配置两个机械手和一个电缆夹紧器。机械手进行水下作业，电缆夹紧器用于水下电缆的拾取，与牵引绳索配合可打捞海缆。根据不同的作业需求载体配置专用作业工具，电缆剪切器和带缆工具，与机械手配合进行海缆切割、打捞任务。 [0008] 2、水面收放系统水面收放系统担负将载体由施工船甲板施放到水中及将载体从水中回收到施工船的任务。 [0009] 水面收放系统包括：施工船1、牵引卷扬机2、摆动架7、铠缆绞车5、液压动力系统6和控制系统4。 [0010] 摆动架完成载体在船舷内外的移动；铠缆绞车完成铠缆的释放与回收；液压动力系统实现收放系统的全部运动功能。 [0011] 3、控制系统控制分系统完成运动控制功能、监控监视功能、喷水挖沟作业功能、作业工具控制功能的使命。 [0012] 4、动力及辅助分系统动力分配单元把电力分配给水下机器人的各个用电单元。 [0013] 积极效果，本发明两栖机器人载体用于海底电缆运行维护，具备良好的兼容性和可升级性，能够适应不同海域、不同海况下的工作，并配合多种检测仪器、设备及传感器完成海底电缆的日常巡检、故障定位及消除以及电缆抓捞、冲埋工作。适宜作为一种在海底电缆运行维护中应用的两栖机器人应用。附图说明 [0014] 图1为本发明工作过程图；图2为本发明水下载体系统图； 图3为本发明水面收放系统图。 [0015] 图中：1.施工船，2.牵引卷扬机，3.两栖机器人，3.1.机械手，3.2.爬行履带，3.3.喷水挖沟系统，3.4.推进系统，3.5.电缆跟踪仪，3.6.姿态传感器，3.7.载体框架，3.8.动力系统，3.9.控制舱，3.10.浮力舱与压载，4.控制系统，5.铠缆绞车，6.液压动力系统，7.摆动架。 具体实施方式[0016] 海底电缆运行维护用两栖机器人的系统组成主要包括水下载体系统、水面收放系统、控制系统和动力及辅助分系统。 [0017] 1、水下载体系统水下载体系统以两栖机器人3为主体，主要是由机械手3.1、载体框3.7、浮力舱与压载 3.10、推进系统3.4、动力系统3.8、控制舱3.9、爬行履带3.2、喷水挖沟3.3、电缆跟踪仪3.5、姿态传感器3.6、声呐摄像机和作业工具组成。 [0018] 姿态传感器用于检测载体姿态、深度和爬行航向，并可利用这些传感器的反馈值进行自动控制。声纳、摄像机用于海缆的探测与故障检查，电缆跟踪仪用于精确的电缆埋设信息获取，作为载体爬行跟踪控制反馈信息。 [0019] 水下载体配置两个机械手和一个电缆夹紧器。机械手进行水下作业，电缆夹紧器用于水下电缆的拾取，与牵引绳索配合可打捞海缆。根据不同的作业需求载体配置专用作业工具，电缆剪切器和带缆工具，与机械手配合进行海缆切割、打捞任务。 [0020] 2、水面收放系统水面收放系统担负将载体由施工船甲板施放到水中及将载体从水中回收到施工船的任务。 [0021] 水面收放系统包括：施工船1、牵引卷扬机2、摆动架7、铠缆绞车5、液压动力系统6和控制系统4。 [0022] 摆动架完成载体在船舷内外的移动；铠缆绞车完成铠缆的释放与回收；液压动力系统实现收放系统的全部运动功能。 [0023] 3、控制系统控制分系统完成运动控制功能、监控监视功能、喷水挖沟作业功能、作业工具控制功能的使命。 [0024] 4、动力及辅助分系统动力分配单元把电力分配给水下机器人的各个用电单元。收放分系统和水面支持系统直接用施工船电，施工船电压3000伏为水下载体供电，3000伏电压直接驱动载体电机，水下控制部分用电根据需要采用3000伏降压处理。 [0025] 系统主要技术指标如下：功率：400HP 最大作业水深：300m 最大埋设/冲挖电缆深度：2.0m 作业行走速度：0—300m/h 水下载体总功率约为400hp 水下载体主要尺寸、配置设备及性能指标如下： 水面收放系统的主要尺寸和性能指标如下： 本发明的工作原理： 两栖机器人载体能够实现浮游和履带爬行两种运动模式，以适应不同的作业海域海况以及执行多种海下进行的作业任务。浮游运动模式主要用于海底电缆的搜索、探测与巡检； 履带爬行模式主要用于滩涂作业以及海底电缆的埋设、探查与维护，爬行履带系统是可拆卸、易安装的，便于其在两种运动模式中灵活切换。 [0026] 本发明的特点：采用该海底运行维护用两栖机器人载体，能够保证浅滩海域的检修需求，配合相关仪器、传感器能够实现快速的故障定位及消除，节约人力成本，提高海缆供电可靠性，检修人员只需进行简单的水下作业培训即可上岗，节省检修费用和检修时间，提高供电可靠性，创造经济效益。 |
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