專(zhuān)利名稱(chēng)：大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下航行器領(lǐng)域，尤其是大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置。
背景技術(shù)：
遙控潛水器(ROV)是一種可以通過(guò)電纜遙控進(jìn)行水下作業(yè)的潛水器。大型ROV可以攜帶作業(yè)工具進(jìn)行水下作業(yè)或觀察探測(cè)，一般空氣中重量在數(shù)噸左右，功率數(shù)十千瓦。大型ROV搭載在水下航行體上，可以利用水下航行體自身機(jī)動(dòng)能力大大增強(qiáng)其作業(yè)范圍，也可以克服水面風(fēng)浪流對(duì)ROV作業(yè)的影響。
現(xiàn)有技術(shù)中有一種方式將觀察型ROV搭載在水下航行體的魚(yú)雷管中，觀察型ROV體積重量小，功率在數(shù)千瓦左右，作業(yè)能力較弱；為了將其搭載在魚(yú)雷管中，其被設(shè)計(jì)成與魚(yú)雷管相同的尺寸和形狀；通過(guò)在發(fā)射管艙口蓋上安裝標(biāo)準(zhǔn)貫穿件，操控觀察型ROV出入和作業(yè)。該搭載系統(tǒng)也存在一定的不足之處，搭載的ROV需要特別設(shè)計(jì)，不利于搭載已成熟的商業(yè)化產(chǎn)品或大型作業(yè)型ROV，ROV布放過(guò)程中需要水下航行體原有的浮力調(diào)整系統(tǒng)對(duì)自身的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整等。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有ROV搭載存在的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作方便的大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，從而以滿(mǎn)足水下航行體搭載大型ROV進(jìn)行水下作業(yè)的要求。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設(shè)置在大型水下航行體內(nèi)部，包括ROV搭載艙、載荷代換水艙與控制艙。搭載艙內(nèi)部設(shè)置ROV與ROV控制纜收放系統(tǒng)；搭載艙和載荷代換水艙內(nèi)設(shè)置有載荷代換管路系統(tǒng)，利用載荷代換水泵實(shí)現(xiàn)兩艙之間的泵水；控制艙與搭載艙之間設(shè)置人員出入通道；搭載艙的底部設(shè)置水密艙口蓋，通過(guò)艙口啟閉機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)啟閉。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述搭載艙為球形結(jié)構(gòu)，其外環(huán)繞半包圍的馬蹄形載荷代換水艙，兩艙的重心位置在水平面內(nèi)重合，在垂直面內(nèi)，載荷代換水艙的重心位置略高于搭載艙的重心位置。所述載荷代換水艙和搭載艙都可單獨(dú)充滿(mǎn)淡水，且水容積相當(dāng)。所述搭載艙的內(nèi)壁面安裝有浮力材料，搭載的ROV控制纜為中性纜。艙口啟閉機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌焊接在水下航行體的本體上，移動(dòng)小車(chē)通過(guò)滾輪在導(dǎo)軌上滑移，水平液壓缸的活塞與移動(dòng)小車(chē)通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)連接；垂向液壓缸連接在水密艙口蓋與移動(dòng)小車(chē)之間。本發(fā)明的有益效果如下
利用本發(fā)明裝置，提出了一種全新的水下干式搭載大型ROV并進(jìn)行作業(yè)的方法，該方法可以概括為“干艙中搭載，淡水中作業(yè)”，較好地兼顧了大型ROV水下作業(yè)的可維護(hù)性和安全性。本搭載系統(tǒng)攜帶淡水進(jìn)行作業(yè)過(guò)程中的載荷代換，在載荷代換過(guò)程中，淡水也對(duì)ROV進(jìn)行了沖洗，有利于ROV的維護(hù)保養(yǎng)在本搭載系統(tǒng)中，采用球形耐壓殼體作為搭載艙，充分利用球形殼體耐壓性能好的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在球形耐壓殼體內(nèi)一些閑置空間加裝浮力材料，降低了 ROV水下作業(yè)時(shí)需要代換的水的重量和體積。本搭載系統(tǒng)采用馬蹄形載荷代換水艙，通過(guò)適當(dāng)布置，能夠在載荷代換水艙內(nèi)的水代換過(guò)程中，水下航行體艇體的水平重心位置幾乎不發(fā)生改變，降低了作業(yè)過(guò)程中作業(yè)反力對(duì)艇體的影響。


圖I是本發(fā)明在水下航行體上應(yīng)用的布置圖。圖2為圖I的俯視圖。圖3是球形ROV搭載艙內(nèi)的布置中剖圖。圖4為圖3的俯視中剖圖。圖5是載荷代換管路系統(tǒng)組成示意圖。圖6是搭載艙艙口啟閉機(jī)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明進(jìn)行ROV水下作業(yè)時(shí)的流程示意圖。圖中1、水下航行體；2、搭載艙；3、載荷代換水艙；4、控制艙；5、艙口啟閉機(jī)構(gòu)；
6、水密艙口蓋；7、出入通道；8、載荷代換水泵；9、濾網(wǎng)；10、液位計(jì)；11、載荷代換控制柜；
12、載荷代換控制線路或管路；13、內(nèi)外壓力控制閥；20、ROV ;21、控制纜收放系統(tǒng)上部支架；22、控制纜收放系統(tǒng)下部支架；23、控制纜收放系統(tǒng)；24、浮力材料；25、側(cè)向水密艙口蓋；26、控制纜；51、螺釘連接結(jié)構(gòu)；52、垂向液壓缸；53、導(dǎo)向桿；54、移動(dòng)小車(chē)；55、滾輪；56、導(dǎo)軌；57、鉸接機(jī)構(gòu)；58、活塞；59、水平液壓缸。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖I、圖2所示，本發(fā)明設(shè)置在大型水下航行體I內(nèi)部，包括球形的ROV搭載艙2與其外環(huán)繞半包圍的馬蹄形載荷代換水艙3，載荷代換水艙3為具有分艙結(jié)構(gòu)的耐壓艙，內(nèi)部可充滿(mǎn)淡水。本發(fā)明涉及的設(shè)備控制系統(tǒng)包括載荷代換控制柜11、ROV操控設(shè)備等設(shè)置在水下航行體I的控制艙4內(nèi)，控制艙4為圓柱形耐壓艙，與搭載艙2之間設(shè)置出入通道7，人員也從該艙通過(guò)控制艙4進(jìn)出搭載艙2進(jìn)行ROV設(shè)備的護(hù)保養(yǎng)。搭載艙2的底部設(shè)置水密艙口蓋6，水密艙口蓋6通過(guò)搭載艙2下部的艙口啟閉機(jī)構(gòu)5在導(dǎo)軌56上滑移實(shí)現(xiàn)啟閉。為了降低本發(fā)明裝置的使用對(duì)水下航行體I本體的影響，搭載艙2和載荷代換水艙3的空間布置進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)。如圖I、圖2與圖5所示，在水平面內(nèi)，搭載艙2和載荷代換水艙3的重心位置重合；在垂直面內(nèi)，載荷代換水艙3比搭載艙2的重心位置偏高一些。這樣布置可以保證在搭載艙2和載荷代換水艙3之間進(jìn)行水載荷代換時(shí)，水下航行體I本體的縱橫傾不會(huì)產(chǎn)生大的變化，而垂向重心高度向有利方向變化，從而提高了本發(fā)明裝置應(yīng)用的安全性。
圖5是本發(fā)明的載荷代換管路系統(tǒng)組成示意圖。搭載艙2和載荷代換水艙3內(nèi)都設(shè)置有載荷代換控制線路或管路12，利用載荷代換水泵8實(shí)現(xiàn)兩艙之間的泵水。載荷代換水泵8安裝在搭載艙2內(nèi)部；濾網(wǎng)9用于過(guò)濾污物；液位計(jì)10用于實(shí)時(shí)指示兩艙內(nèi)的水位。載荷代換控制柜11通過(guò)水密耐壓電纜的控制線路12對(duì)載荷代換管路系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。內(nèi)外壓力控制閥13安裝在搭載艙2的艙壁上，可以根據(jù)需要開(kāi)啟，主要用于平衡搭載艙2與艙外海水之間的壓力差。
圖3、圖4是搭載艙2的內(nèi)部布置示意圖。搭載艙2除了底部的水密艙口蓋6以及側(cè)壁與出入通道7相接合的側(cè)向水密艙口蓋25以外，其余艙壁空間安裝有浮力材料24，其作用是將搭載艙2內(nèi)的閑置空間填充，降低載荷代換水的數(shù)量，同時(shí)可以提供正浮力。搭載艙2內(nèi)的控制纜收放系統(tǒng)上部支架21與下部支架22之間固定控制纜收放系統(tǒng)23 ;控制纜收放系統(tǒng)23主要用于收放R0V20的中性控制纜26。R0V20也通過(guò)控制纜收放系統(tǒng)固定在搭載艙2中。圖6是搭載艙2艙口啟閉機(jī)構(gòu)5的示意圖。垂向液壓缸52的活塞通過(guò)螺釘連接結(jié)構(gòu)51連接在底部水密艙口蓋6上，并在導(dǎo)向桿53導(dǎo)向下舉升水密艙口蓋6，使之和搭載艙2密封。導(dǎo)軌56焊接在水下航行體I本體上，移動(dòng)小車(chē)54通過(guò)滾輪55在導(dǎo)軌56上滑移，通過(guò)水平液壓缸59的活塞58進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。液壓缸活塞58與移動(dòng)小車(chē)54通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)57連接。移動(dòng)小車(chē)54在R0V20布放或回收時(shí)，通過(guò)水平側(cè)移，為R0V20出入搭載艙2提供通道。以下結(jié)合圖7對(duì)本發(fā)明在實(shí)際工作時(shí)各狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。(I)在水下航行體I巡航過(guò)程中，載荷代換水艙3中充滿(mǎn)淡水，搭載艙2內(nèi)部無(wú)水，為干艙，底部水密艙口蓋6處于關(guān)閉狀態(tài)，側(cè)向水密艙口蓋25可以根據(jù)需要打開(kāi)，便于人員進(jìn)出，如圖7a所示。(II)在水下航行體I需要布放R0V20作業(yè)時(shí)，首先將載荷代換水艙3中的淡水通過(guò)載荷代換管路系統(tǒng)在載荷代換水泵8的作用下泵入搭載艙2，見(jiàn)圖7b。當(dāng)完成泵入后，將搭載艙2的內(nèi)外壓力控制閥13打開(kāi)，使得搭載艙2的水壓和外部水壓平衡，見(jiàn)圖7c。最后利用艙口啟閉機(jī)構(gòu)5移開(kāi)底部水密艙口蓋6，見(jiàn)圖7d ;控制纜收放系統(tǒng)23的絞車(chē)釋放控制纜26，釋放R0V20進(jìn)入海水進(jìn)行作業(yè)，見(jiàn)圖7e。在布放過(guò)程中，因?yàn)镽0V20為中性浮力，又采用中性纜，因此隨著R0V20和控制纜26的釋放，將會(huì)有少量海水進(jìn)入搭載艙2，但是水下航行體I的水下浮力及重量幾乎不發(fā)生變化。又因?yàn)榈芏缺群Ｋ芏刃。越^大部分淡水仍將維持在搭載艙2中。(111)在完成作業(yè)后回收1 0￥20，首先啟動(dòng)控制纜收放系統(tǒng)23回收中性控制纜26，操作R0V20返航；然后，R0V20進(jìn)入搭載艙2。在此回收過(guò)程中，R0V20將會(huì)將進(jìn)入搭載艙2的海水逐漸排出艙外。當(dāng)R0V20回收至指定位置后，關(guān)閉水密艙口蓋6，然后關(guān)閉搭載艙2的內(nèi)外壓力控制閥13，使搭載艙2與外界海水密閉隔離。開(kāi)動(dòng)載荷代換水泵8將搭載艙2中的淡水泵入載荷代換水艙3，恢復(fù)至圖7a所示狀態(tài)。(IV)維修或處置ROV及其采集的樣品可以在如圖7a所示的巡航狀態(tài)或在R0V20作業(yè)完成回收至搭載艙2后進(jìn)行；人員從水下航行體I的控制艙4進(jìn)入出入通道7，打開(kāi)側(cè)向水密艙口蓋25，進(jìn)入搭載艙2內(nèi)維修R0V20。維修完成之后，關(guān)閉側(cè)向水密艙口蓋25，系統(tǒng)進(jìn)入可隨時(shí)進(jìn)行作業(yè)的狀態(tài)。
以上描述是對(duì)本發(fā) 明的解釋?zhuān)皇菍?duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改，例如在載荷代換水艙內(nèi)也可以充滿(mǎn)海水。
權(quán)利要求
1.一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設(shè)置在大型水下航行體(I)內(nèi)部，其特征在于包括ROV搭載艙(2 )、載荷代換水艙(3 )與控制艙(4 )，搭載艙(2 )內(nèi)部設(shè)置R0V( 20 )與控制纜收放系統(tǒng)(23);搭載艙(2)和載荷代換水艙(3)內(nèi)設(shè)置有載荷代換管路系統(tǒng)，利用載荷代換水泵(8)實(shí)現(xiàn)兩艙之間的泵水；控制艙(4)與搭載艙(2)之間設(shè)置人員出入通道(7);搭載艙(2)的底部設(shè)置水密艙口蓋(6)，通過(guò)艙口啟閉機(jī)構(gòu)(5)實(shí)現(xiàn)啟閉。
2.按照權(quán)利要求I所述的大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，其特征在于所述搭載艙(2)為球形結(jié)構(gòu)，其外環(huán)繞半包圍的馬蹄形載荷代換水艙(3)，兩艙的重心位置在水平面內(nèi)重合，在垂直面內(nèi)，載荷代換水艙(3)的重心位置略高于搭載艙(2)的重心位置。
3.按照權(quán)利要求I所述的大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，其特征在于所述載荷代換水艙(3)和搭載艙(2)都可單獨(dú)充滿(mǎn)淡水，且水容積相當(dāng)。
4.按照權(quán)利要求I所述的大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，其特征在于所述搭載艙(2)的內(nèi)壁面安裝有浮力材料(24)，搭載的ROV控制纜(26)為中性纜。
5.按照權(quán)利要求I所述的大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，其特征在于艙口啟閉機(jī)構(gòu)(5)的導(dǎo)軌(56)焊接在水下航行體(I)的本體上，移動(dòng)小車(chē)(54)通過(guò)滾輪(55)在導(dǎo)軌(56 )上滑移，水平液壓缸(59 )的活塞(58 )與移動(dòng)小車(chē)(54)通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)(57 )連接；垂向液壓缸(52)連接在水密艙口蓋(6)與移動(dòng)小車(chē)(54)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設(shè)置在大型水下航行體內(nèi)部，包括ROV搭載艙、載荷代換水艙與控制艙，搭載艙內(nèi)部設(shè)置ROV與控制纜收放系統(tǒng)；搭載艙和載荷代換水艙內(nèi)設(shè)置有載荷代換管路系統(tǒng)，利用載荷代換水泵實(shí)現(xiàn)兩艙之間的泵水；控制艙與搭載艙之間設(shè)置人員出入通道；搭載艙的底部設(shè)置水密艙口蓋，通過(guò)艙口啟閉機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)啟閉。本發(fā)明提出的“干艙中搭載，淡水中作業(yè)”的搭載模式，較好地兼顧了大型ROV水下作業(yè)的可維護(hù)性和安全性；在布防過(guò)程中，水下航行體艇體的水平重心位置幾乎不發(fā)生改變，降低了作業(yè)過(guò)程對(duì)艇體的影響。
文檔編號(hào)B63C11/00GK102632977SQ20121011038
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者唐俊娟, 彭亮斌, 沈明學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所