【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下打捞领域，特别是一种水下重型柱状物的打捞装置及其打捞方法。
技术介绍
1、随着科技的进步及国际海洋局势的日益紧张，水下航行体及其他水下柱状目标的研究也越来越趋于大型化、重型化，然而无论是前期试验还是后续产品使用上，目标沉没后均需要快速打捞回收，避免数据遗失。重型柱状目标通常具有数米直径、数十吨重，沉没后的目标极易被淤泥吸附，打捞难度大。
2、目前，打捞船传统打捞手段为利用作业型rov下水观察、探测、靠近目标，然后通过多功能机械手抓取目标，最后结合自身动力上浮到水面回收至甲板。但此手段由于作业型rov承重能力及多功能机械手尺寸的限制，无法胜任重型目标打捞，并且由于目标重量很大，无法直接利用打捞rov全姿态、远距离机动的控制特性，增加了水下重型目标的定位、探查难度。
3、现有水下重型柱状目标打捞技术大多采用的是类似纯机械的抱捞的方式，但需提前获得精确地目标位置、姿态等信息，并存在海上作业难以精准对准打捞目标、目标易脱落等难题，具有效率低下、可靠性差的缺陷，很难在实际中应用。因此，本专利技术提出的打捞方法与作业流程在大尺度重型目标打捞领域具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术将上述传统rov打捞技术与纯机械抱捞方式在重型目标打捞上进行优势互补，其专利技术目的是提供了一种水下重型柱状目标打捞装置及其方法，基于大直径机械式自锁紧抱捞机和机动式打捞框架组合的水下打捞装置，提出集起吊入水、初始定位、引导探测、吊放抵近、重心对准、状态确认、夹持
2、为了完成本申请的专利技术目的，本申请采用以下技术方案：
3、本专利技术的一种水下重型柱状物的打捞装置，包括：工作母船、水面打捞监控器、脐带缆、水面吊放器、吊缆、打捞框架、推进器、抱捞机、吊具、水下电控系统和脐带缆绞车，水面打捞监控器、水面吊放器和脐带缆绞车装在工作母船上，脐带缆通过脐带缆绞车分别与水面打捞监控器和装在打捞框架内的水下电控系统相连，吊缆分别与水面吊放器和抱捞机相连，打捞框架为长方体结构，抱捞机固定在打捞框架的下端，在打捞框架下端的四个角上分别装有矢量布局的推进器，推进器与水下电控系统相连，其中：所述抱捞机包括：夹钳组件、夹钳轴、左液压缸、右液压缸和吊装承重轴，夹钳组件包括：右夹钳、左夹钳、连接板、右连接杆和左连接杆，右夹钳和左夹钳分别为半圆形结构，在右夹钳和左夹钳的右侧和左侧分别有一凸起块，右侧和左侧的凸起块分别与两块连接板的一端铰接，两块连接板的另一端固定在打捞框架的下端，在右夹钳和左夹钳上端的开口处分别与右连接杆和左连接杆的一端铰接，右连接杆和左连接杆另一端分别与吊装承重轴铰接在一起，吊装承重轴与右夹钳和左夹钳垂直，抱捞机包括至少三个上述夹钳组件，至少三个上述夹钳组件彼此平行布置，若干个夹钳轴分别穿过上述右夹钳和左夹钳的圆周，将夹钳组件的至少三个右夹钳和左夹钳在轴向上固定在一起，在两个夹钳组件之间的右侧分别装有一个右液压缸，它的一端分别固定在打捞框架的下端，另一端推动连接上述右夹钳上端的夹钳轴，在两个夹钳组件之间的左侧分别装有一个左液压缸，它的一端分别固定在打捞框架的下端，另一端推动连接上述左夹钳上端的夹钳轴，左液压缸和右液压缸水与下电控系统相连，它们同时作用，控制右夹钳和左夹钳开闭；打捞框架包括:水下摄像机、脐带缆摄像机、吊缆摄像机和吊装称重板，在打捞框架下端四个边的中央及抱捞机上侧分别装有一个水下摄像机，脐带缆摄像机和吊缆摄像机分别装在正对着脐带缆和吊缆的打捞框架上端的边框上，它们均与水下电控系统相连，吊装承重板的一端固定在吊装承重轴上，至少二个吊具装在吊装称重板上，吊缆装在水面吊放器和上述吊具之间。
4、本专利技术的水下重型柱状物的打捞装置，其中：打捞框架还包括:前视多波束声呐、后视多波束声呐、组合导航仪、高度计和深度计，它们分别通过信息线与水下电控系统相连，前视多波束声呐和后视多波束声呐分别装在打捞框架下端的前边框和后边框上，高度计和深度计分别装在打捞框架的下端，组合导航仪安装于打捞框架上端的正前方中心位置上。
5、本专利技术的水下重型柱状物的打捞装置，其中：在上述右夹钳和左夹钳的圆周上分别通过6-8个夹钳轴将夹钳组件的三个右夹和左夹钳在轴向上固定在一起，所述左夹钳、右夹钳内侧还均匀分布橡胶防滑块，用于保护打捞目标表面及防止打捞目标脱落。
6、本专利技术的水下重型柱状物的打捞装置，其中：在左夹钳或右夹钳的下开口端有一向外锁紧凸块，在其相应的右夹钳或左夹钳的下开口端有一向内的锁紧凹槽，在相邻的两个右夹钳或左夹钳之间装有锁紧液压杆，锁住时，锁紧凸块伸入到锁紧凹槽内，锁紧液压杆穿过锁紧凸块和锁紧凹槽，将右夹钳和左夹钳锁紧，锁紧液压杆与水下电控系统相连。
7、用本专利技术的水下重型柱状物的打捞装置来打捞水下重型柱状物的方法，其中：它包括：
8、(一)、起吊入水
9、通过吊缆将水面吊放器与装在吊装承重板的吊具连接，脐带缆穿过脐带缆承重头与水下电控系统连接，水面吊放器吊放抱捞机和打捞框架入水；
10、(二)、初始定位
11、将工作母船定位至水下打捞目标的信标初始坐标位置，水下打捞装置开始工作，完全张开抱捞机，水面吊放器和脐带缆绞车协同将打捞框架和抱捞机吊放入水，打开航向保持功能，直至打捞框架离海底高度至第一距离；
12、(三)、引导探测
13、操作水面打捞监控器，缓慢调整水下打捞框架的航向，利用前视多波束声呐和后视多波束声呐传输的声呐图像探测来搜索打捞目标，确定其距离和方位，若打捞框架与打捞目标重心之间的距离大于第二距离，则调整工作母船的位置直至上述距离缩短到第二距离的范围内；
14、(四)、吊放抵近
15、水面吊放器根据前视多波束声呐和后视多波束声呐传输的实时声呐图像，通过收放吊缆、旋转、平移或摆臂方式，将打捞框架与打捞目标重心之间的距离调整至第三距离米范围内；
16、(五)、重心对准
17、根据各方向水下摄像机、前视多波束声呐、后视多波束声呐和组合导航仪传输来的多源数据，近距离靠近并观察打捞目标的状态，并通过四个推进器的推进，调整打捞框架的位置和姿态，对准打捞目标，利用航向和位置保持功能，使打捞框架定点悬停在柱状打捞目标重心的上方；
18、(六)、状态确认
19、观察打捞目标在海底的状态，若处于大角度甚至垂直倾斜状态，可操作水面打捞监控器通过水下打捞装置拉倒打捞目标，或通过作业级rov入水携带绳套将牵引绳固定于目标上端，通过牵引绳将打捞目标拉倒，使其处于平坦或小角度倾斜状态；
20、(七)、夹持贴近
21、继续下放吊缆使得打捞框架贴近打捞目标，通过高度计和组合导航仪传输的姿态数据,判断打捞框架是否抵住待打捞目标；
22、(八)、兜底夹持
23、闭合抱捞机的右夹钳和左夹钳，抱捞机插入到打捞目标底下，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水下重型柱状物的打捞装置，包括：工作母船(1)、水面打捞监控器(2)、脐带缆(3)、水面吊放器(4)、吊缆(5)、打捞框架(6)、推进器(7)、抱捞机(8)、吊具(11)、水下电控系统(32)和脐带缆绞车(33)，水面打捞监控器(2)、水面吊放器(4)和脐带缆绞车(33)装在工作母船(1)上，脐带缆(3)通过脐带缆绞车(33)分别与水面打捞监控器(2)和装在打捞框架(6)内的水下电控系统(32)相连，吊缆(5)分别与水面吊放器(4)和抱捞机(8)相连，打捞框架(6)为长方体结构，抱捞机(8)固定在打捞框架(6)的下端，在打捞框架(6)下端的四个角上分别装有矢量布局的推进器(7)，推进器(7)与水下电控系统(32)相连，其特征在于：所述抱捞机(8)包括：夹钳组件(26)、夹钳轴(14)、左液压缸(17)、右液压缸(18)和吊装承重轴(21)，夹钳组件(26)包括：右夹钳(12)、左夹钳(13)、连接板(16)、右连接杆(19)和左连接杆(20)，右夹钳(12)和左夹钳(13)分别为半圆形结构，在右夹钳(12)和左夹钳(13)的右侧和左侧分别有一凸起块(15)，右侧和左侧的凸
2.如权利要求1所述的水下重型柱状物的打捞装置，其特征在于：打捞框架(6)还包括:前视多波束声呐(27)、后视多波束声呐(28)、组合导航仪(29)、高度计(30)和深度计(31)，它们分别通过信息线与水下电控系统(32)相连，前视多波束声呐(27)和后视多波束声呐(28)分别装在打捞框架(6)下端的前边框和后边框上，高度计(30)和深度计(31)分别装在打捞框架(6)的下端，组合导航仪(29)安装于打捞框架(6)上端的正前方中心位置上。
3.如权利要求2所述的水下重型柱状物的打捞装置，其特征在于：在上述右夹钳(12)和左夹钳(13)的圆周上分别通过6-8个夹钳轴(14)将夹钳组件(26)的三个右夹(12)和左夹钳(13)在轴向上固定在一起，所述左夹钳(13)、右夹钳(12)内侧还均匀分布橡胶防滑块，用于保护打捞目标(25)表面及防止打捞目标(25)脱落。
4.如权利要求3所述的水下重型柱状物的打捞装置，其特征在于：在左夹钳(13)或右夹钳(12)的下开口端有一向外锁紧凸块(34)，在其相应的右夹钳(12)或左夹钳(13)的下开口端有一向内的锁紧凹槽(35)，在相邻的两个右夹钳(12)或左夹钳(13)之间装有锁紧液压杆(36)，锁住时，锁紧凸块(34)伸入到锁紧凹槽(35)内，锁紧液压杆(36)穿过锁紧凸块(34)和锁紧凹槽(35)，将右夹钳(12)和左夹钳(13)锁紧，锁紧液压杆(36)与水下电控系统(32)相连。
5.用权利要求4所述水下重型柱状物的打捞装置来打捞水下重型柱状物的方法，其特征在于：它包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤(二)的初始定位过程中，水面吊放器(4)与脐带缆绞车(33)协同操作方法为：在打捞框架(6)...
【技术特征摘要】
1.一种水下重型柱状物的打捞装置，包括：工作母船(1)、水面打捞监控器(2)、脐带缆(3)、水面吊放器(4)、吊缆(5)、打捞框架(6)、推进器(7)、抱捞机(8)、吊具(11)、水下电控系统(32)和脐带缆绞车(33)，水面打捞监控器(2)、水面吊放器(4)和脐带缆绞车(33)装在工作母船(1)上，脐带缆(3)通过脐带缆绞车(33)分别与水面打捞监控器(2)和装在打捞框架(6)内的水下电控系统(32)相连，吊缆(5)分别与水面吊放器(4)和抱捞机(8)相连，打捞框架(6)为长方体结构，抱捞机(8)固定在打捞框架(6)的下端，在打捞框架(6)下端的四个角上分别装有矢量布局的推进器(7)，推进器(7)与水下电控系统(32)相连，其特征在于：所述抱捞机(8)包括：夹钳组件(26)、夹钳轴(14)、左液压缸(17)、右液压缸(18)和吊装承重轴(21)，夹钳组件(26)包括：右夹钳(12)、左夹钳(13)、连接板(16)、右连接杆(19)和左连接杆(20)，右夹钳(12)和左夹钳(13)分别为半圆形结构，在右夹钳(12)和左夹钳(13)的右侧和左侧分别有一凸起块(15)，右侧和左侧的凸起块(15)分别与两块连接板(16)的一端铰接，两块连接板(16)的另一端固定在打捞框架(6)的下端，在右夹钳(12)和左夹钳(13)上端的开口处分别与右连接杆(19)和左连接杆(20)的一端铰接，右连接杆(19)和左连接杆(20)另一端分别与吊装承重轴(21)铰接在一起，吊装承重轴(21)与右夹钳(12)和左夹钳(13)垂直，抱捞机(8)包括至少三个上述夹钳组件(26)，至少三个上述夹钳组件(26)彼此平行布置，若干个夹钳轴(14)分别穿过上述右夹钳(12)和左夹钳(13)的圆周，将夹钳组件(26)的至少三个右夹钳(12)和左夹钳(13)在轴向上固定在一起，在两个夹钳组件(26)之间的右侧分别装有一个右液压缸(18)，它的一端分别固定在打捞框架(6)的下端，另一端推动连接上述右夹钳(12)上端的夹钳轴(14)，在两个夹钳组件(26)之间的左侧分别装有一个左液压缸(17)，它的一端分别固定在打捞框架(6)的下端，另一端推动连接上述左夹钳(14)上端的夹钳轴(14)，左液压缸(17)和右液压缸(18)与水下电控系统(32)相连，它们同时作用，控制右夹钳(12)和左夹钳(13)开闭；打捞框架(6)包括:水下摄像机(22)、脐带缆摄像机(23)、吊缆摄像机(23)和吊装称重板(9)，在打捞框架(6)下端四个边的中央及抱捞机(8)上侧分别装有一个水下摄像机(22)，脐带缆摄像机(23)和吊缆摄像机(24)分别装在正对着脐带缆(3)和吊缆(5)的打捞框架(6)上端的边框上，它们均与水下电控系统(32)相连，吊装承重板(9)的一端固定在吊装承重轴(21)上，至少二个吊具(11)装在吊装称重板(9)上，吊缆(5)装在水面吊放器(4)和上述吊具(11)之间。
2.如权利要求1所述的水下重型柱状物的打捞装置，其特征在于：打捞框架(6)还包括:前视多波束声呐(27)、后视多波束声呐(28)、组合导航仪(29)、高度计(30)和深度计(31)，它们分别通过信息线与水下电控系统(32)相连，前视多波束声呐(27)和后视多波束声呐(28)分别装在打捞框架(6)下端的前边框和后边框上，高度计(30)和深度计(31)分别装在打捞框架(6)的下端，组合导航仪(29)安装于打捞框架(6)上端的正前方中心位置上。
3.如权利要求2所述的水下重型柱状物的打捞装置，其特征在于：在上述右夹钳(12)和左夹钳(13)的圆周上分别通过6-8个夹钳轴(14)将夹钳组件(26)的三个右夹(12)和左夹钳(13)在轴向上固定在一起，所述左夹钳(13)...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明东，霍文军，杨帆，周红坤，褚伟，万非，
申请(专利权)人：昆明船舶设备研究试验中心中国船舶集团有限公司七五〇试验场，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。