專利名稱：水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下運(yùn)載器專用的光電纜布放裝置，特別是一種針對(duì)短距離、高 精度水下光電纜布放任務(wù)的水下運(yùn)載器專用可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，屬于海洋工程 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，水下光電纜的布放主要是由海纜布放作業(yè)船、拖曳式海纜埋設(shè)系統(tǒng)等設(shè)備 完成，針對(duì)長(zhǎng)距離的水下光電纜布放，對(duì)精度要求不高。但是當(dāng)應(yīng)用于海底短距離、高精度 的光電纜布放任務(wù)時(shí)，運(yùn)用布放作業(yè)船或者海纜埋設(shè)系統(tǒng)等大型設(shè)備就顯得效率低下了。 針對(duì)水下短距離、高精度的光電纜布放，采用水下專用探測(cè)和作業(yè)設(shè)備是必需的。水下運(yùn)載 器是當(dāng)前海洋環(huán)境、海底資源探測(cè)和樣本采集最主要的工具之一。一般大型的水下運(yùn)載器 都安裝有機(jī)械手和專用水下作業(yè)工具，能夠執(zhí)行諸如水下取樣、海底地形測(cè)繪、環(huán)境評(píng)估等 深水作業(yè)任務(wù)，同時(shí)就現(xiàn)階段而言，水下運(yùn)載器仍然擁有較高的機(jī)動(dòng)性和可操控性，例如能 夠相對(duì)準(zhǔn)確的按照預(yù)定路線航行。針對(duì)水下短距離、高精度的水下光電纜布放任務(wù)，水下運(yùn) 載器所具有的特性非常適合這樣的工作。雖然擁有良好的水下機(jī)動(dòng)性和作業(yè)能力，但是由 于海底復(fù)雜惡劣的環(huán)境，單單依靠水下運(yùn)載器是無(wú)法進(jìn)行精確復(fù)雜的光電纜布放任務(wù)的。國(guó)外已經(jīng)開始逐漸采用水下運(yùn)載器作為深水作業(yè)執(zhí)行平臺(tái)，搭載專用的海纜布放 作業(yè)底盤進(jìn)行水下光電纜布放任務(wù)。在已有技術(shù)中，日本已經(jīng)使用其研制的大型深海水下 運(yùn)載器Hyper-Dolphin號(hào)，安裝自主開發(fā)的海纜布放底盤，主要執(zhí)行日本實(shí)時(shí)海底觀測(cè)網(wǎng) 的觀測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的光電纜布放任務(wù)。日本海底實(shí)時(shí)觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的距離遙遠(yuǎn)，針對(duì) 此情況其海纜布放底盤能夠布放最長(zhǎng)達(dá)IOkm的海纜。該布纜底盤的主要功能部件為可轉(zhuǎn) 動(dòng)式空心纜鼓，懸空安裝在框架結(jié)構(gòu)后半部空間內(nèi)，海纜纏繞在纜鼓外徑上，依靠被動(dòng)式拉 線放纜。纜鼓由兩滑輪懸吊，使用水下電機(jī)控制海纜纜鼓的卸放和回收。在纜鼓前端安裝 有導(dǎo)纜滑輪輔助放纜，但是無(wú)海纜張力控制裝置，纜線張力無(wú)法調(diào)節(jié)。該布纜底盤的布纜路 線可以通過(guò)操控水下運(yùn)載器的運(yùn)動(dòng)來(lái)精確控制，但是其體積龐大、加工和裝配比較復(fù)雜，水 下電機(jī)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種針對(duì)短距離、高精度水下光 電纜布放任務(wù)的水下運(yùn)載器專用可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置。它不儀使得深水作業(yè)型水 下運(yùn)載器可以安全、準(zhǔn)確的完成布放任務(wù)，同時(shí)制造加工相對(duì)于國(guó)外設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，控制機(jī) 制容易實(shí)現(xiàn)。該裝置通過(guò)螺栓安裝于水下運(yùn)載器本體下端，可按需要拆卸，不會(huì)影響到水下 運(yùn)載器本體的正常航行和工作。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下本裝置安裝在水下運(yùn)載器下方，包括主體框架、浮 力材料、四根防撞橫梁、兩根纜鼓支撐橫梁、閥箱支撐、兩個(gè)犧牲陽(yáng)極、布纜功能構(gòu)件和液壓 控制裝置。主體框架是采用鋁合金或者不銹鋼型材焊接而成的矩形立方體框架構(gòu)件。其平面尺寸同水下運(yùn)載器底部尺寸一致，高度不超過(guò)水下運(yùn)載器本體高度。主體框架上端有螺 栓孔，通過(guò)螺栓固接在水下運(yùn)載器本體下端。浮力材料為樹脂基空心玻璃微珠粘合而成的 板狀結(jié)構(gòu)體，置于水下運(yùn)載器下端和主體框架上端之間，其平面尺寸與主體框架上端平面 尺寸一致。浮力材料使得光電纜布放裝置在水中處于零浮力懸浮狀態(tài)。四根防撞橫梁均為 鋁合金或不銹鋼型材制成的梯形結(jié)構(gòu)體，其中兩根分別安裝在主體框架的右側(cè)上下端，兩 根分別安裝在左側(cè)上下端，用于加強(qiáng)主體框架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少撞擊帶來(lái)的破壞。兩根長(zhǎng)度 相同的纜鼓支撐橫梁采用與主體框架相同的型材加工，分別平行固接在主體框架的上端。 閥箱支撐是鋁合金或不銹鋼型材構(gòu)成的工字型結(jié)構(gòu)體，安裝于主體框架右下部，支撐油缸 控制閥箱。兩個(gè)犧牲陽(yáng)極為水滴型結(jié)構(gòu)體，材料為金屬鋅、鋅合金或者鎂合金，分別焊接在 主體框架右端的兩根豎直支撐外側(cè)，以減少海水對(duì)主體框架的腐蝕。布纜功能構(gòu)件位于主體框架內(nèi)左部，通過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件懸空安裝在兩根纜鼓支 撐橫梁下端。布纜功能構(gòu)件包括纜鼓、纜鼓軸、水下光電纜、張力控制裝置、水下插頭、兩個(gè) 纜鼓軸承、兩個(gè)纜鼓軸擋塊、三根水下插頭支撐、三個(gè)插頭吸附磁鐵、第一纜鼓盤、第二纜鼓 盤和第三纜鼓盤。纜鼓為不銹鋼或者鋁合金材料加工的空心圓柱體，長(zhǎng)度小于兩根纜鼓支 撐橫梁之間的距離，水下光電纜緊密且有規(guī)律的纏繞在纜鼓的圓柱體外表面上。材料均與 纜鼓相同的第一纜鼓盤、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤的直徑相同，且均大于纜鼓的外徑。第一 纜鼓盤和第二纜鼓盤分別焊接在纜鼓的兩側(cè)，將纏繞在纜鼓上的水下光電纜限制在第一纜 鼓盤和第二纜鼓盤之間不會(huì)滑脫。三根水下插頭支撐為長(zhǎng)度相同的鋁合金桿，呈等邊三角 形均勻布置。三根水下插頭支撐的一端均垂直焊接在第二纜鼓盤盤面上，另一端均與第三 纜鼓盤垂直焊接。三塊圓環(huán)狀插頭吸附磁鐵分別固接在三根水下插頭支撐中部。水下插頭 置于第二纜鼓盤、第三纜鼓盤和三根水下插頭支撐構(gòu)成的空間內(nèi)，由三個(gè)插頭吸附磁鐵吸 附固定，使其隨纜鼓轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫落。水下插頭與水下光電纜術(shù)端連接。纜鼓軸為空心 不銹鋼管。第一纜鼓盤、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤中心均開孔，孔徑稍大于纜鼓軸的外徑。 纜鼓軸依次分別穿過(guò)第一纜鼓盤、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤。兩塊纜鼓軸擋塊通過(guò)銷釘分 別安裝在纜鼓軸兩端，限定纜鼓軸的位置使其不會(huì)滑動(dòng)。兩個(gè)纜鼓連接件均為鋁合金或不 銹鋼材料加工的梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)體，分別安裝在兩塊纜鼓軸擋塊內(nèi)側(cè)，兩個(gè)纜鼓連接件上端分 別通過(guò)螺栓與兩個(gè)纜鼓支撐橫梁連接。兩個(gè)纜鼓連接件下端均有槽口向下的半圓槽，纜鼓 軸穿過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件的半圓槽。由工程塑料加工或采用金屬球軸承的兩個(gè)纜鼓軸承均安 裝在纜鼓軸上，分別位于第一纜鼓盤和第三纜鼓盤的中心孔內(nèi)，支撐纜鼓、水下光電纜、水 下插頭、水下插頭支撐、插頭吸附磁鐵、第一纜鼓盤、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤的重量，同時(shí) 為纜鼓繞纜鼓軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)提供支承。張力控制裝置由摩擦盤、壓縮彈簧、壓縮盤和兩個(gè)調(diào)節(jié) 螺母組成。纜鼓軸在第二纜鼓盤和第三纜鼓盤之間的外徑上加工有外螺紋，張力控制裝置 通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母與纜鼓軸螺紋連接。摩擦盤和壓縮盤均為采用和纜鼓盤不同的材料制成 的金屬薄片圓環(huán)，其圓環(huán)內(nèi)徑均大于纜鼓軸的外徑。摩擦盤和第三纜鼓盤緊密摩擦接觸，壓 縮彈簧的兩端分別與摩擦盤和壓縮盤固接，壓縮盤與調(diào)節(jié)螺母緊密接觸。兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母安 裝在纜鼓軸的外螺紋上。通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母以調(diào)整壓縮盤在纜鼓軸上的位置，改變壓縮彈 簧的壓縮量，調(diào)節(jié)壓縮彈簧的彈力大小，以改變摩擦盤和第三纜鼓盤之間的摩擦力，從而控 制被動(dòng)式布放過(guò)程中水下光電纜的張力大小。液壓控制裝置置于主體框架中右部，包括兩個(gè)液壓伸縮油缸、兩根油缸液壓油管、閥箱信號(hào)線、閥箱控制油管、兩個(gè)油缸連接件和油缸控制閥箱。兩個(gè)液壓伸縮油缸分別安裝 在兩個(gè)纜鼓連接件的后方，分別通過(guò)兩個(gè)油缸連接件與兩根纜鼓支撐橫梁固接。液壓伸縮 油缸由油缸伸縮桿和油缸缸體組成，可以在深水高壓環(huán)境下作業(yè)。兩根油缸伸縮桿直徑均 比纜鼓軸外徑小，與纜鼓軸垂直，分別貫穿兩個(gè)纜鼓連接件和纜鼓軸的兩端，以支撐布纜功 能構(gòu)件的重量。兩根油缸液壓油管一端均與油缸控制閥箱連接，另一端分別與兩個(gè)油缸缸 體連接。閥箱信號(hào)線和閥箱液壓油管分別與水下運(yùn)載器上的控制系統(tǒng)和油箱連接，由水下 運(yùn)載器提供控制信號(hào)和液壓動(dòng)力。本發(fā)明配合水下運(yùn)載器完成水下光電纜的布放和水下連接作業(yè)。在一次作業(yè)任務(wù) 中，纜鼓上纏繞足夠長(zhǎng)度的水下光電纜，其長(zhǎng)度大于作業(yè)開始地點(diǎn)同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離。 光電纜布放過(guò)程中，水下光電纜依靠纜內(nèi)張力布放至海底，油缸伸縮桿處于推出的狀態(tài)，支 撐纜鼓軸。在到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)后，布纜任務(wù)完成，水下運(yùn)載器控制系統(tǒng)通過(guò)閥箱信號(hào)線向油缸 控制閥箱發(fā)送控制指令，油缸伸縮桿收回油缸缸體內(nèi)，纜鼓軸失去支撐，由于纜鼓連接件上 的半圓槽開口向下，布纜功能構(gòu)件落下，纜鼓卸放操作完成。布纜功能構(gòu)件為一次性作業(yè)部 件，布纜任務(wù)完成后卸放在海床上，不予回收。最后水下運(yùn)載器上的機(jī)械手從插頭吸附磁鐵 上取出水下插頭，完成水下光電纜同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的插頭連接作業(yè)。本發(fā)明的有益效果利用水下運(yùn)載器實(shí)現(xiàn)了短距離、高精度水下光電纜海底布放 和連接；通過(guò)比較簡(jiǎn)單的機(jī)械功能構(gòu)件和液壓控制裝置，完成了相對(duì)復(fù)雜的水下光電纜布 放作業(yè)，降低了制造加工成本；雖然放纜功能構(gòu)件為一次性不回收部件，但是相對(duì)于水下裝 置回收作業(yè)的成本和復(fù)雜程度而言，該設(shè)計(jì)方案更加高效和節(jié)約；本發(fā)明增加了張力控制 裝置，可以有效調(diào)節(jié)光電纜內(nèi)的張力大小；通過(guò)采用液壓控制裝置，合理利用現(xiàn)代大型水下 運(yùn)載器多采用的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，比水下電機(jī)更加經(jīng)濟(jì)和安全。


圖1是本發(fā)明光電纜布放裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明光電纜布放裝置圖1的A-A剖面視圖；圖3A是本發(fā)明光電纜布放裝置中布纜功能構(gòu)件正視示意圖；圖;3B是本發(fā)明光電纜布放裝置中布纜功能構(gòu)件右視示意圖；圖4是本發(fā)明光電纜布放裝置中張力控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1是主體框架，2是浮力材料，3是防撞橫梁，4是油缸控制閥箱，5是纜鼓支撐 橫梁，6是閥箱支撐，7是犧牲陽(yáng)極，8是纜鼓，9是纜鼓軸，10是水下光電纜，11是張力控制 裝置，12是纜鼓連接件，13是水下插頭，14是纜鼓軸承，15是纜鼓軸擋塊，16是水下插頭支 撐，17是插頭吸附磁鐵，18是第一纜鼓盤，19是油缸伸縮桿，20是油缸缸體，21是第二纜鼓 盤，22是第三纜鼓盤，23是油缸液壓油管，24是閥箱信號(hào)線，25是閥箱液壓油管，26是摩擦 盤，27是壓縮彈簧，28是壓縮盤，29是調(diào)節(jié)螺母，30是布纜功能構(gòu)件，31是油缸連接件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步描述如圖1、圖2、圖3A、圖;3B、圖4所示，本發(fā)明包括主體框架1、浮力材料2、四根防撞 橫梁3、兩根纜鼓支撐橫梁5、閥箱支撐6、兩個(gè)犧牲陽(yáng)極7、布纜功能構(gòu)件30和液壓控制裝置。主體框架1是采用鋁合金或者不銹鋼型材焊接而成的矩形立方體框架構(gòu)件。其平面 尺寸同水下運(yùn)載器底部尺寸一致，高度不超過(guò)水下運(yùn)載器本體高度。主體框架1上端有螺 栓孔，通過(guò)螺栓固接在水下運(yùn)載器本體下端。浮力材料2為樹脂基空心玻璃微珠粘合而成 的板狀結(jié)構(gòu)體，置于水下運(yùn)載器下端和主體框架1上端之間，其平面尺寸與主體框架1上端 平面尺寸一致。浮力材料2使得光電纜布放裝置在水中處于零浮力懸浮狀態(tài)。四根防撞橫 梁3均為鋁合金或不銹鋼型材制成的梯形結(jié)構(gòu)體，其中兩根分別安裝在主體框架1的右側(cè) 上下端，兩根分別安裝在左側(cè)上下端，用于加強(qiáng)主體框架1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少撞擊帶來(lái)的破 壞。兩根長(zhǎng)度相同的纜鼓支撐橫梁5采用與主體框架1相同的型材加工，分別平行固接在 主體框架1的上端。閥箱支撐6是鋁合金或不銹鋼型材構(gòu)成的工字型結(jié)構(gòu)體，安裝于主體 框架1右下部，支撐油缸控制閥箱4。兩個(gè)犧牲陽(yáng)極7為水滴型結(jié)構(gòu)體，材料為金屬鋅、鋅合 金或者鎂合金，分別焊接在主體框架1右端的兩根豎直支撐外側(cè)，以減少海水對(duì)主體框架1 的腐蝕。 布纜功能構(gòu)件30位于主體框架1內(nèi)左部，通過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件12懸空安裝在兩 根纜鼓支撐橫梁5下端。布纜功能構(gòu)件30包括纜鼓8、纜鼓軸9、水下光電纜10、張力控制 裝置11、水下插頭13、兩個(gè)纜鼓軸承14、兩個(gè)纜鼓軸擋塊15、三根水下插頭支撐16、三個(gè)插 頭吸附磁鐵17、第一纜鼓盤18、第二纜鼓盤21和第三纜鼓盤22。纜鼓8為不銹鋼或者鋁合 金材料加工的空心圓柱體，長(zhǎng)度小于兩根纜鼓支撐橫梁5之間的距離，水下光電纜10緊密 且有規(guī)律的纏繞在纜鼓8的圓柱體外表面上。材料均與纜鼓8相同的第一纜鼓盤18、第二 纜鼓盤21和第三纜鼓盤22的直徑相同，且均大于纜鼓8的外徑。第一纜鼓盤18和第二纜 鼓盤21分別焊接在纜鼓8的兩側(cè)，將纏繞在纜鼓8上的水下光電纜10限制在第一纜鼓盤 18和第二纜鼓盤21之間不會(huì)滑脫。三根水下插頭支撐16為長(zhǎng)度相同的鋁合金桿，呈等邊 三角形均勻布置。三根水下插頭支撐16的一端均垂直焊接在第二纜鼓盤21盤面上，另一 端均與第三纜鼓盤22垂直焊接。三塊圓環(huán)狀插頭吸附磁鐵17分別固接在三根水下插頭支 撐16中部。水下插頭13置于第二纜鼓盤21、第三纜鼓盤22和三根水下插頭支撐16構(gòu)成 的空間內(nèi)，由三個(gè)插頭吸附磁鐵17吸附固定，使其隨纜鼓8轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫落。水下插 頭13與水下光電纜10末端連接。纜鼓軸9為空心不銹鋼管。第一纜鼓盤18、第二纜鼓盤 21和第三纜鼓盤22中心均開孔，孔徑稍大于纜鼓軸9的外徑。纜鼓軸9依次分別穿過(guò)第一 纜鼓盤18、第二纜鼓盤21和第三纜鼓盤22。兩塊纜鼓軸擋塊15通過(guò)銷釘分別安裝在纜鼓 軸9兩端，限定纜鼓軸9的位置使其不會(huì)滑動(dòng)。兩個(gè)纜鼓連接件12均為鋁合金或不銹鋼材 料加工的梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)體，分別安裝在兩塊纜鼓軸擋塊15內(nèi)側(cè)，兩個(gè)纜鼓連接件12上端分別 通過(guò)螺栓與兩根纜鼓支撐橫梁5連接。兩個(gè)纜鼓連接件12下端均有槽口向下的半圓槽，纜 鼓軸9穿過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件12的半圓槽。由工程塑料加工或采用金屬球軸承的兩個(gè)纜鼓 軸承14均安裝在纜鼓軸9上，分別位于第一纜鼓盤18和第三纜鼓盤22的中心孔內(nèi)，支撐 纜鼓8、水下光電纜10、水下插頭13、水下插頭支撐16、插頭吸附磁鐵17、第一纜鼓盤18、第 二纜鼓盤21和第三纜鼓盤22的重量，同時(shí)為纜鼓8繞纜鼓軸9穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)提供支承。張力 控制裝置11由摩擦盤沈、壓縮彈簧27、壓縮盤28和兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母四組成。纜鼓軸9在第 二纜鼓盤21和第三纜鼓盤22之間的外徑上加工有外螺紋，張力控制裝置11通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié) 螺母四與纜鼓軸9螺紋連接。摩擦盤沈和壓縮盤28均為采用和纜鼓盤18不同的材料制 成的金屬薄片圓環(huán)，其圓環(huán)內(nèi)徑均大于纜鼓軸9的外徑。摩擦盤沈和第三纜鼓盤22緊密摩擦接觸，壓縮彈簧27的兩端分別與摩擦盤沈和壓縮盤觀固接，壓縮盤觀與調(diào)節(jié)螺母四 緊密接觸。兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母四安裝在纜鼓軸9的外螺紋上。通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母四以調(diào)整壓 縮盤觀在纜鼓軸9上的位置，改變壓縮彈簧27的壓縮量，調(diào)節(jié)壓縮彈簧27的彈力大小，以 改變摩擦盤沈和第三纜鼓盤22之間的摩擦力，從而控制被動(dòng)式布放過(guò)程中水下光電纜10 的張力大小。液壓控制裝置置于主體框架1中右部，包括兩個(gè)液壓伸縮油缸、兩根油缸液壓油 管23、閥箱信號(hào)線24、閥箱控制油管25、兩個(gè)油缸連接件31和油缸控制閥箱4。兩個(gè)液壓 伸縮油缸分別安裝在兩個(gè)纜鼓連接件12的后方，分別通過(guò)兩個(gè)油缸連接件31與兩根纜鼓 支撐橫梁5固接。液壓伸縮油缸由油缸伸縮桿19和油缸缸體20組成，可以在深水高壓環(huán) 境下作業(yè)。兩根油缸伸縮桿19直徑均比纜鼓軸9外徑小，與纜鼓軸9垂直，分別貫穿兩個(gè) 纜鼓連接件12和纜鼓軸9的兩端，以支撐布纜功能構(gòu)件30的重量。兩根油缸液壓油管23 一端均與油缸控制閥箱4連接，另一端分別與兩個(gè)油缸缸體20連接。閥箱信號(hào)線M和閥 箱液壓油管25分別與水下運(yùn)載器上的控制系統(tǒng)和油箱連接，由水下運(yùn)載器提供控制信號(hào) 和液壓動(dòng)力。本發(fā)明配合水下運(yùn)載器完成水下光電纜10的布放和水下連接作業(yè)。在一次作業(yè) 任務(wù)中，纜鼓8上纏繞足夠長(zhǎng)度的水下光電纜10，其長(zhǎng)度大于作業(yè)開始地點(diǎn)同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之 間的距離；水下光電纜10依靠纜內(nèi)張力從纜鼓8上被動(dòng)布放至海底，油缸伸縮桿19處于推 出的狀態(tài)，支撐纜鼓軸9。在到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)后，布纜任務(wù)完成，水下運(yùn)載器控制系統(tǒng)通過(guò)閥箱 信號(hào)線M向油缸控制閥箱4發(fā)送控制指令，油缸伸縮桿19收回油缸缸體20內(nèi)，纜鼓軸9 失去支撐。由于纜鼓連接件12上的半圓槽開口向下，布纜功能構(gòu)件30落下，纜鼓卸放操作 完成。布纜功能構(gòu)件30為一次性作業(yè)部件，布纜任務(wù)完成后卸放在海床上，不予回收。最 后水下運(yùn)載器上的機(jī)械手從插頭吸附磁鐵17上取出水下插頭13，完成水下光電纜10同目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)的插頭連接作業(yè)。
權(quán)利要求
1. 一種水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，包括主體框架(1)、浮力材 料O)、四根防撞橫梁(3)、兩根纜鼓支撐橫梁(5)、閥箱支撐(6)、兩個(gè)犧牲陽(yáng)極(7)和液壓 控制裝置，其特征在于還包括布纜功能構(gòu)件(30)；主體框架(1)是矩形立方體框架構(gòu)件，其 平面尺寸同水下運(yùn)載器底部尺寸一致，高度不超過(guò)水下運(yùn)載器本體高度；主體框架(1)上 端有螺栓孔，通過(guò)螺栓固接在水下運(yùn)載器本體下端；浮力材料( 置于水下運(yùn)載器下端和 主體框架(1)上端之間，其平面尺寸與主體框架(1)上端平面尺寸一致；四根防撞橫梁(3) 均為梯形結(jié)構(gòu)體，其中兩根分別安裝在主體框架(1)的右側(cè)上下端，兩根分別安裝在左側(cè) 上下端；兩根長(zhǎng)度相同的纜鼓支撐橫梁( 分別平行固接在主體框架(1)的上端；閥箱支 撐(6)是工字型結(jié)構(gòu)體，安裝于主體框架(1)右下部；兩個(gè)犧牲陽(yáng)極(7)均為水滴型結(jié)構(gòu) 體，分別焊接在主體框架(1)右端的兩根豎直支撐外側(cè)；布纜功能構(gòu)件(30)位于主體框架 (1)內(nèi)左部，通過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件(1 懸空安裝在兩根纜鼓支撐橫梁( 下端；布纜功能 構(gòu)件(30)包括纜鼓(8)、纜鼓軸(9)、水下光電纜(10)、張力控制裝置(11)、水下插頭(13)、 兩個(gè)纜鼓軸承(14)、兩個(gè)纜鼓軸擋塊(15)、三根水下插頭支撐(16)、三個(gè)插頭吸附磁鐵 (17)、第一纜鼓盤(18)、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤0 ；纜鼓(8)為空心圓柱體，長(zhǎng)度 小于兩纜鼓支撐橫梁( 之間的距離，水下光電纜(10)緊密且有規(guī)律的纏繞在纜鼓(8)的 圓柱體外表面上；第一纜鼓盤(18)、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤0 的直徑相同，且均 大于纜鼓(8)的外徑；第一纜鼓盤(18)和第二纜鼓盤分別焊接在纜鼓(8)的兩側(cè)；三 根水下插頭支撐(16)為長(zhǎng)度相同的鋁合金桿，呈等邊三角形均勻布置，三根水下插頭支撐 (16)的一端均垂直焊接在第二纜鼓盤盤面上，另一端均與第三纜鼓盤0 垂直焊接； 三塊圓環(huán)狀插頭吸附磁鐵(17)分別固接在三根水下插頭支撐(16)中部；水下插頭(13)置 于第二纜鼓盤(21)、第三纜鼓盤02)和三根水下插頭支撐(16)構(gòu)成的空間內(nèi)，由三個(gè)插 頭吸附磁鐵(17)吸附固定；水下插頭(13)與水下光電纜(10)術(shù)端連接；纜鼓軸(9)為空 心不銹鋼管，第一纜鼓盤(18)、第二纜鼓盤和第三纜鼓盤0 中心均開孔，孔徑稍大 于纜鼓軸(9)的外徑；纜鼓軸(9)依次分別穿過(guò)第一纜鼓盤(18)、第二纜鼓盤和第三 纜鼓盤0 ；兩塊纜鼓軸擋塊(1 通過(guò)銷釘分別安裝在纜鼓軸(9)兩端；兩個(gè)纜鼓連接件 (12)均為梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)體，分別安裝在兩塊纜鼓軸擋塊(15)內(nèi)側(cè)，兩個(gè)纜鼓連接件(12)上端 分別通過(guò)螺栓與兩根纜鼓支撐橫梁( 連接；兩個(gè)纜鼓連接件(1 下端均有槽口向下的半 圓槽，纜鼓軸(9)穿過(guò)兩個(gè)纜鼓連接件(1 的半圓槽；兩個(gè)纜鼓軸承(14)均安裝在纜鼓軸 (9)上，分別位于第一纜鼓盤(18)和第三纜鼓盤0 的中心孔內(nèi)；張力控制裝置(11)由摩 擦盤06)、壓縮彈簧(XT)、壓縮盤08)和兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母09)組成；纜鼓軸(9)在第二纜鼓 盤和第三纜鼓盤0 之間的外徑上加工有外螺紋，張力控制裝置(11)通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié) 螺母09)與纜鼓軸(9)螺紋連接；摩擦盤06)和壓縮盤08)均為采用和纜鼓盤(18)不 同材料制成的金屬薄片圓環(huán)，其圓環(huán)內(nèi)徑均大于纜鼓軸(9)的外徑；摩擦盤06)和第三纜 鼓盤0 緊密摩擦接觸，壓縮彈簧(XT)的兩端分別與摩擦盤06)和壓縮盤08)固接，壓 縮盤08)與調(diào)節(jié)螺母09)緊密接觸；液壓控制裝置置于主體框架(1)中右部，包括兩個(gè)液 壓伸縮油缸、兩根油缸液壓油管(23)、閥箱信號(hào)線(M)、閥箱控制油管(25)、兩個(gè)油缸連接 件(31)和油缸控制閥箱；兩個(gè)液壓伸縮油缸分別安裝在兩個(gè)纜鼓連接件(1 的后方， 分別通過(guò)兩個(gè)油缸連接件(31)與兩根纜鼓支撐橫梁( 固接；液壓伸縮油缸由油缸伸縮桿 (19)和油缸缸體(20)組成；兩根油缸伸縮桿(19)直徑均比纜鼓軸(9)外徑小，與纜鼓軸(9)垂直，分別貫穿兩個(gè)纜鼓連接件(1 和纜鼓軸(9)的兩端；兩根油缸液壓油管03) — 端均與油缸控制閥箱⑷連接，另一端分別與兩個(gè)油缸缸體OO)連接；閥箱信號(hào)線04)和 閥箱液壓油管0 分別與水下運(yùn)載器上的控制系統(tǒng)和油箱連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，其特征是 所述的主體框架(1)、防撞橫梁(3)、纜鼓支撐橫梁( 和閥箱支撐(6)均采用鋁合金或不 銹鋼型材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，其特征是 所述的浮力材料(2)是采用樹脂基空心玻璃微珠粘合而成的板狀結(jié)構(gòu)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，其特征是 所述的犧牲陽(yáng)極(7)的材料為金屬鋅、鋅合金或者鎂合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，其特征是 所述的纜鼓(8)、纜鼓連接件(12)、纜鼓軸擋塊(15)、第一纜鼓盤(18)、第二纜鼓盤和 第三纜鼓盤0 均采用鋁合金或不銹鋼材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，其特征是 所述的纜鼓軸承(14)采用工程塑料或使用金屬球軸承。
全文摘要
水下運(yùn)載器專用的可卸放被動(dòng)式光電纜布放裝置，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，包括主體框架、浮力材料、防撞橫梁、纜鼓支撐橫梁、閥箱支撐、犧牲陽(yáng)極、布纜功能構(gòu)件和液壓控制裝置。該光電纜布放裝置搭載于水下運(yùn)載器上，采用由液壓控制裝置控制的可卸放被動(dòng)式布纜功能構(gòu)件，主要針對(duì)短距離、高精度的水下光電纜海底布放作業(yè)。光電纜布放任務(wù)結(jié)束后，布纜功能構(gòu)件卸放至海底不予回收，水下運(yùn)載器完成光電纜同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的連接。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而高效，在布纜功能構(gòu)件中增加了張力控制裝置，可以有效調(diào)節(jié)光電纜的張力大?。煌ㄟ^(guò)采用液壓控制裝置，合理利用現(xiàn)代水下運(yùn)載器多采用的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，比水下電機(jī)更加經(jīng)濟(jì)和安全。
文檔編號(hào)H02G9/12GK102136712SQ20111000848
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者李 根, 王盛煒, 王道炎, 連璉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)