海缆水下同步放线潜航器制造技术

本发明专利技术是一种海缆水下同步放线潜航器，其特点是：包括船载机械系统、同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统和拖曳潜行系统。集电气自动化、空气动力学、机电一体化，单片机控制等技术之结合，能够实现水下作业，受风浪作用很小；可实现自动探测实时放线，定位精度0.5m‑3m，航向精度0.01°，能够准确控制电缆线路走廊；敷缆速度快且可实时控制，最快敷缆速度可达50KM/h；自动化程度高，大大减少了施工人员数量；一体化程度高，全程可监控；无须清除电缆线路走廊施工障碍，保护环境；所有系统可回收利用，二次投资小；系统同步运行，降低了海缆敷设张力；线路抢修能力强，适合海底地震后的线路重建工作；结构合理，性能可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海底电缆敷设
，是一种海缆水下同步放线潜航器。
技术介绍
沿海岛屿与开采平台的供电，通常有柴油发电机、跨越杆塔、海底电缆三种。发电机容量有限，难以满足大规模电力需求；架设跨越杆塔成本高，且海边多风多盐区域不适合杆塔运行；海底电缆寿命长，技术成熟，被视为理想的供电渠道。2015年，“全球能源互联网”构想中，非洲与欧洲、欧洲与北美、澳大利亚与亚洲、亚洲与北美等跨洲联网需要都跨越海洋，海底电缆是实现这些跨洲联网、构建全球能源互联网必不可少的关键。然而，海底电缆虽然举足轻重，但其敷设环节却是一大障碍。当前海缆敷设通常采用电缆敷设船“边走边放”的方式，整个过程需要精确控制线路走廊和入水角，不仅速度缓慢，而且难度很高，施工往往占用大量人力物力资源。此外，多变的海上气候条件也常常对工程造成巨大威胁，寻常海浪、大风都会使电缆敷设船偏离轨迹，矫正轨迹时整个工程都会停滞，消耗大量时间，放缆过程中易出现海浪直击海缆，造成海缆偏离线路走廊甚至海缆本体受损，如果遭遇海上强风，风险更会将急剧增大，极有可能导致整个工程的失败。种种缺陷已经极大地影响了海底线路的发展。因此，专利技术一种“安全、可靠、准确、快速”且能减少天气影响的海底电缆放线系统已成为当前海底电缆施工
急需解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有放线方式的不足，提供一种能够大幅减少天气对海缆敷设的影响，放线速度快、准确度高、敷设质量好的海缆水下同步放线潜航器。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种海缆水下同步放线潜航器，其特征是：它包括船载机械系统1、同步推送系统2、气动发射系统3、计算中控系统4和拖曳潜行系统5，所述的同步推送系统2、气动发射系统3、计算中控系统4均固定在船载机械系统1上，拖曳潜行系统5能够脱离船载机械系统1的驳船6运动；所述船载机械系统1用于同步推送系统2、气动发射系统3、拖曳潜行系统5和海缆的运输，并能将海缆从海缆存放箱18牵引至同步推送系统2；所述同步推送系统2用于配合拖曳潜行系统5的速度同步推送海缆；所述气动发射系统3用于发射拖曳潜行系统5；所述计算中控系统4的无线收发机77用于接收拖曳潜行系统5传回的位置、声呐信息，传给计算机中心78处理探测信息、确定海底地形地貌、规划敷设路径以及调整航行方向，再将命令用无线收发机77发回拖曳潜行系统5，气象监测仪79对天气进行实时监测，GPS基准站80接收卫星信号，监视GPS误差，作为校准值，用于比对拖曳潜行系统5所测观测值；所述拖曳潜行系统5的抗压保护外壳81能够保护扫海探测装置82、无线传输装置83、程序控制装置84、导航信息装置85、纵倾平衡装置86、浮力调整装置87和推进转向装置88，无线传输装置83依靠信号线获取内部仪器信息，再通过无线电的方式传到计算中控系统4，计算中控系统4的命令以无线电的形式传回无线传输装置83，无线传输装置83通过信号线传给程序控制装置84。程序控制装置84连接并控制导航信息装置85、纵倾平衡装置86、浮力调整装置87和推进转向装置88。所述船载机械系统1包括驳船6、承重盘7、支撑架8、轴承9、圆形牵引架10、力矩电机11、减速机12、传动带13、第一固定锚14、第二固定锚15、第三固定锚16、第四固定锚17、海缆存放箱18、高速退扭机19、布缆机20和船载电源21，所述承重盘7置在驳船6左侧，与支撑架8固连，圆形牵引架10通过轴承9与支撑架8铰接，固定在驳船6上的力矩电机11位于圆形牵引架10左下方，力矩电机11通过减速机12和传动带13与圆形牵引架10连接，海缆存放箱18位于圆形牵引架10右下方，第一固定锚14、第二固定锚15、第三固定锚16、第四固定锚17悬挂在驳船6的四角位置，高速退扭机19位于海缆存放箱18与布缆机20之间，通过螺栓与驳船6甲板固连，布缆机20位于高速退扭机19与同步推送系统2的接收器23之间，通过螺栓与驳船6甲板固连，海缆存放箱18的出口、高速退扭机19、布缆机20、同步推送系统2位于同一条中心线上，船载电源21置在驳船6甲板左侧的变电箱中。所述同步推送系统2包括滑道入口22、接收器23、伺服电机24、传动链条25、同步齿轮26、从动轮27、啮合链条28、防水管道29、水压传感器30、密闭装置32和啮合卡槽33，滑道入口22和接收信号的接收器23固连在驳船6甲板上，固定在驳船6甲板上的伺服电机24通过传动链条25与同步齿轮26连接，同步齿轮26通过啮合链条28与从动轮27连接，啮合卡槽33位于啮合链条28上，滑道外侧设置的防水管道29的顶端固连在驳船6甲板上，其底端固连在气动发射系统3的发射管40上，水压传感器30置在防水管道29内侧，密闭装置32包括不锈钢钢板34、合页35、电磁铁36、挡柱37、封闭环38和弹性橡胶圈39，不锈钢钢板34固连在发射管40上，合页35铰接在不锈钢钢板34上，封闭环38嵌着弹性橡胶圈39，端部连接电磁铁36，电磁铁36后侧与两根挡柱37固连。所述气动发射系统3包括发射管40、发射承台41和气动装置42；发射管40搭接在发射承台41之上，气动装置42位于发射管40外侧，发射管40由前、中、后三段组成，相互之间用凸缘和螺栓连接，包括前盖43、后盖44、前气密环45、中气密环46、后气密环47、上导轨48、下导轨49、左侧导轨50、右侧导轨51、前上液位传感器52、前下液位传感器53、后上液位传感器54、后下液位传感器55和水下接线箱56，前气密环45固定在发射管40前段与中段连接处，中气密环46固定在发射管40中段的中央，后气密环47固定在发射管40中段与后段连接处，上导轨48为T形槽，上导轨48位于发射管40内壁顶部，下导轨49位于发射管40内壁底部，左侧导轨50、右侧导轨51分别位于发射管40内壁左、右两侧，上导轨48、下导轨49、左侧导轨50、右侧导轨51均通过定位螺丝固定在发射管40内部，前上液位传感器52置在发射管40前段上方，前下液位传感器53置在发射管40前段下方，后上液位传感器54置在发射管40后段上方，后下液位传感器55置在发射管40后段下方，前上液位传感器52、前下液位传感器53、后上液位传感器54和后下液位传感器55均连接在发射管40中段的水下接线箱56上，发射承台41位于船舱底部，包括垫板57、前固定钢圈58、后固定钢圈59，垫板57固接在驳船6船舱底部，前固定钢圈58、后固定钢圈59穿过垫板57与发射管40套接；气动装置42位于发射管40外侧，包括前通风阀60、后通风阀61、发射气瓶62、发射气瓶开关阀63、发射气瓶安全阀64、发射阀65、单向阀66、中压气瓶67、中压气瓶开关阀68、中压气瓶安全阀69、发射管均压阀70、储水舱71、水舱通风阀72、前注排水阀73、后注排水阀74、液压机75和传动拉杆76；发射气瓶62依次与发射气瓶开关阀63、发射气瓶安全阀64、发射阀65、单向阀66和发射管40气路连通；中压气瓶67依次与中压气瓶开关阀68、中压气瓶安全阀69连接至储水舱71，储水舱71通过前注排水阀73、后注排水阀74与发射管40水路连通，液压机75固定在船体外发射管40下部，传动拉杆76铰接在发射管40底部，前端连接发射管40前盖43，后端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海缆水下同步放线潜航器，其特征是：它包括船载机械系统、同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统和拖曳潜行系统，所述的同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统均固定在船载机械系统上，拖曳潜行系统能够脱离船载机械系统的驳船运动；所述船载机械系统用于同步推送系统、气动发射系统、拖曳潜行系统和海缆的运输，并能将海缆从海缆存放箱牵引至同步推送系统；所述同步推送系统用于配合拖曳潜行系统的速度同步推送海缆；所述气动发射系统用于发射拖曳潜行系统；所述计算中控系统的无线收发机用于接收拖曳潜行系统传回的位置、声呐信息，传给计算机中心处理探测信息、确定海底地形地貌、规划敷设路径以及调整航行方向，再将命令用无线收发机发回拖曳潜行系统，气象监测仪对天气进行实时监测，GPS基准站接收卫星信号，监视GPS误差，作为校准值，用于比对拖曳潜行系统所测观测值；所述拖曳潜行系统的抗压保护外壳能够保护扫海探测装置、无线传输装置、程序控制装置、导航信息装置、纵倾平衡装置、浮力调整装置和推进转向装置，无线传输装置依靠信号线获取内部仪器信息，再通过无线电的方式传到计算中控系统，计算中控系统的命令以无线电的形式传回无线传输装置，无线传输装置通过信号线传给程序控制装置。程序控制装置连接并控制导航信息装置、纵倾平衡装置、浮力调整装置和推进转向装置。...

【技术特征摘要】
1.一种海缆水下同步放线潜航器，其特征是：它包括船载机械系统、同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统和拖曳潜行系统，所述的同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统均固定在船载机械系统上，拖曳潜行系统能够脱离船载机械系统的驳船运动；所述船载机械系统用于同步推送系统、气动发射系统、拖曳潜行系统和海缆的运输，并能将海缆从海缆存放箱牵引至同步推送系统；所述同步推送系统用于配合拖曳潜行系统的速度同步推送海缆；所述气动发射系统用于发射拖曳潜行系统；所述计算中控系统的无线收发机用于接收拖曳潜行系统传回的位置、声呐信息，传给计算机中心处理探测信息、确定海底地形地貌、规划敷设路径以及调整航行方向，再将命令用无线收发机发回拖曳潜行系统，气象监测仪对天气进行实时监测，GPS基准站接收卫星信号，监视GPS误差，作为校准值，用于比对拖曳潜行系统所测观测值；所述拖曳潜行系统的抗压保护外壳能够保护扫海探测装置、无线传输装置、程序控制装置、导航信息装置、纵倾平衡装置、浮力调整装置和推进转向装置，无线传输装置依靠信号线获取内部仪器信息，再通过无线电的方式传到计算中控系统，计算中控系统的命令以无线电的形式传回无线传输装置，无线传输装置通过信号线传给程序控制装置。程序控制装置连接并控制导航信息装置、纵倾平衡装置、浮力调整装置和推进转向装置。2.根据权利要求要求1所述的海缆水下同步放线潜航器，其特征是：所述船载机械系统包括驳船、承重盘、支撑架、轴承、圆形牵引架、力矩电机、减速机、传动带、第一固定锚、第二固定锚、第三固定锚、第四固定锚、海缆存放箱、高速退扭机、布缆机和船载电源，所述承重盘置在驳船左侧，与支撑架固连，圆形牵引架通过轴承与支撑架铰接，固定在驳船上的力矩电机位于圆形牵引架左下方，力矩电机通过减速机和传动带与圆形牵引架连接，海缆存放箱位于圆形牵引架右下方，第一固定锚、第二固定锚、第三固定锚、第四固定锚悬挂在驳船的四角位置，高速退扭机位于海缆存放箱与布缆机之间，通过螺栓与驳船甲板固连，布缆机位于高速退扭机与同步推送系统的接收器之间，通过螺栓与驳船甲板固连，海缆存放箱的出口、高速退扭机、布缆机、同步推送系统位于同一条中心线上，船载电源置在驳船甲板左侧的变电箱中。3.根据权利要求要求1所述的海缆水下同步放线潜航器，其特征是：所述同步推送系统包括滑道入口、接收器、伺服电机、传动链条、同步齿轮、从动轮、啮合链条、防水管道、水压传感器、密闭装置和啮合卡槽，滑道入口和接收信号的接收器固连在驳船甲板上，固定在驳船甲板上的伺服电机通过传动链条与同步齿轮连接，同步齿轮通过啮合链条与从动轮连接，啮合卡槽位于啮合链条上，滑道外侧设置的防水管道的顶端固连在驳船甲板上，其底端固连在气动发射系统的发射管上，水压传感器置在防水管道内侧，密闭装置包括不锈钢钢板、合页、电磁铁、挡柱、封闭环和弹性橡胶圈，不锈钢钢板固连在发射管上，合页铰接在不锈钢钢板上，封闭环嵌着弹性橡胶圈，端部连接电磁铁，电磁铁后侧与两根挡柱固连。4.根据权利要求要求1所述的海缆水下同步放线潜航器，其特征是：所述气动发射系统包括发射管、发射承台和气动装置；发射管搭接在发射承台之上，气动装置位于发射管外侧，发射管由前、中、后三段组成，相互之间用凸缘和螺栓连接，包括前盖、后盖44、前气密环、中气密环、后气密环、上导轨、下导轨、左侧导轨、右侧导轨、前上液位传感器、前下液位传感器、后上液位传感器、后下液位传感器和水下接线箱，前气密环固定在发射管前段与中段连接处，中气密环固定在发射管中段的中央，后气密环固定在发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝贺，何旭，严俊韬，刘程，李映桥，于卓鑫，王基琛，王潇，牛丽娜，崔晓彤，刘阳，李秋澎，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22