CN111045173B - 光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置及其工作方法，包括：中继模块；光纤遥控水下机器人，光纤遥控水下机器人通过挂钩装置与中继模块连接；导缆机构，导缆机构设置在中继模块上，导缆机构连接中继模块及光纤遥控水下机器人。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1)中继模块6搭载水下机器人下潜过程中，光纤缆被软管及喇叭口组成的管状通道保护，避免遭受外部复杂环境的影响。2)“8”字型的盘卷方法和逐圈拉脱分离的工作方法，软管在拉脱过程中软管自身不会产生扭转和打结，不应影响微细光纤缆在软管中的抽动。

Description

光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及光纤缆遥控技术领域，具体地，涉及一种光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置及其工作方法。

背景技术

光纤缆遥控水下机器人是21世纪逐渐兴起的一种深海水下机器人。常见的光纤缆遥控水下机器人方案是水下机器人上搭载光纤包，水下机器人从母船释放后，水下机器人在下潜过程中光纤缆会同时从其搭载的光纤包中释放，由于海面风、浪、流的影响，光纤缆在海面上的部分容易折断故障，因此进化成采用中继模块搭载水下机器人下潜到海面下一定深度不受风浪影响的环境下由中继模块布放水下机器人。

中国专利《一种实时追踪水下机器人的方法、***和无人中继装备》(公开号：110347168A)提供了一种实时追踪水下机器人的方法、***和无人中继装备，涉及船舶设备技术领域，包括水声通信装置，用于与水下机器人进行通信；水下机器人定位装置，用于对安装有水声信标的水下机器人进行定位；卫星通信定位装置，用于与母船或岸基指控塔进行卫星通信，还用于计算实时经纬度；惯性导航装置，用于提供三自由度姿态角和三自由度轴向加速度信息；自主控制单元，用于接收水下机器人定位装置计算得到的水下机器人的方位角和距离数据，还用于接收卫星通信定位装置以及惯性导航装置提供的运动状态数据，还用于根据接收的各数据计算航行轨迹并进行推力分配；及动力与推进装置，用于接收推力分配信息并推进无人中继装备按照航行轨迹航行。

由于中继模块和水下机器人是通过光纤连接实现通讯的，在中继模块搭载水下机器人下潜的过程中以及两者分离的过程中极易导致光纤缆的损伤。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种解决上述技术问题的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，包括：中继模块；

光纤遥控水下机器人，光纤遥控水下机器人通过挂钩装置与中继模块连接；

导缆机构，导缆机构设置在中继模块上，导缆机构连接中继模块及光纤遥控水下机器人。

优选地，导缆机构包括：

盘缆基座，盘缆基座设置在中继模块上；

中继模块导缆软管，中继模块导缆软管设置在盘缆基座上；

中继模块光纤包，中继模块光纤包设置在中继模块上，中继模块光纤包中的中继模块光纤穿设于中继模块导缆软管；

水下机器人导缆软管，水下机器人导缆软管设置在盘缆基座上；

水下机器人光纤包，水下机器人光纤包设置在光纤遥控水下机器人上，水下机器人光纤包中的水下机器人光纤穿设于水下机器人导缆软管；其中

中继模块导缆软管与水下机器人导缆软管连接，中继模块光纤与水下机器人光纤连接。

优选地，在中继模块导缆软管的端部设有中继模块喇叭口，在水下机器人导缆软管的端部设有水下机器人喇叭口；中继模块喇叭口与水下机器人喇叭口相互吸合。

优选地，中继模块喇叭口与水下机器人喇叭口通过磁铁相互吸合或胶粘接或绳线绑扎。。

优选地，中继模块导缆软管及水下机器人导缆软管呈“8”字绕圈布置在盘缆基座上。

优选地，中继模块导缆软管及水下机器人导缆软管为塑料材质的波纹管。

优选地，，挂钩装置为电动装置或液压装置。

优选地，在盘缆基座上设有孔洞。

一种光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法，包括如下步骤：

步骤1，挂钩装置分离，中继模块释放光纤遥控水下机器人；

步骤2，光纤遥控水下机器人下潜，直至中继模块光纤与水下机器人光纤被从中继模块喇叭口及水下机器人喇叭口之间释放。

优选地，步骤2包括：

步骤2.1，光纤遥控水下机器人下潜，将水下机器人导缆软管和中继模块导缆软管被从盘缆基座上全部拉脱；

步骤2.2，光纤遥控水下机器人下潜，拉开吸合的中继模块喇叭口和水下机器人喇叭口，释放中继模块光纤与水下机器人光纤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1)中继模块6搭载水下机器人下潜过程中，光纤缆被软管及喇叭口组成的管状通道保护，避免遭受外部复杂环境的影响。

2)“8”字型的盘卷方法和逐圈拉脱分离的工作方法，软管在拉脱过程中软管自身不会产生扭转和打结，不应影响微细光纤缆在软管中的抽动。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置结构示意图；

图2为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图一；

图3为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图二；

图4为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图三；

图5为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图四；

图6为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图五；

图7为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图六；

图8为本发明光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法示意图七。

图中：

1-盘缆基座 2-中继模块导缆软管 3-中继模块喇叭口

4-水下机器人喇叭口 5-水下机器人导缆软管 6-中继模块

7-挂钩装置 8-光纤遥控水下机器人 9-中继模块光纤包

10-水下机器人光纤包

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明装置通过导缆软管和喇叭口，组成光纤保护通道。在水下机器人和中继模块连接在一起下潜的过程中，该通道对水下机器人和中继模块之间的光纤形成有效的保护，可避免浅海区域众多的海洋动物及复杂水流导致的光纤损坏。

水下机器人和中继模块分离过程是光纤最易受损的关键过程。本发明装置通过合理的分离步骤设计，使得光纤在水下机器人和中继模块分离完成后光纤才直接暴露的海水环境中，有效保护光纤在水下机器人和中继模块分离过程中的安全。

如图1～图8所示，本发明的盘缆基座1是一块布满孔洞的板，用于绑扎导缆软管和喇叭口。

中继模块导缆软管2是塑料材质的波纹管，保证一定的弯曲半径的同时可柔软的弯曲，直径方向不宜压扁。中继模块导缆软管2呈“8”字形绑扎在盘缆基座1上，中继模块喇叭口3与水下机器人喇叭口4对接在一起绑扎固定在盘缆基座1上，水下机器人导缆软管5也呈“8”字形绑扎固定在盘缆基座1上。软管的“8”字形绑扎方法每一圈独立绑扎，多圈软管绑扎后达到软管拉脱过程中一圈一圈按顺序拉脱解开效果，避免多圈同时拉脱导致软管打结纠缠的不良效果。软管绑扎采用细丝、线或绳，控制拉脱过程中最大拉力不大于F1，两个喇叭口采用细丝、线或绳绑扎对接，也可采用磁铁吸合在一起对接，两个喇叭口对接体拉脱分离力F2，本发明中F2大于F1，以达到软管全部从“8”字形盘卷状态拉直后两个喇叭口仍处于对接状态。

中继模块喇叭口3和水下机器人喇叭口4内表面为圆弧过渡，可防止光纤弯曲过度折断。喇叭口端面布置磁铁，中继模块喇叭口3可与水下机器人喇叭口4对接吸合在一起。

光纤遥控水下机器人8自带电池，通过光纤缆接收操纵指令，同时通过光纤缆反馈水下的视频、图像及工作参数。光纤缆遥控水下机器人相对比常规的ROV(remotelyoperated vehicle)，脐带缆直径从数十毫米减小到不到1毫米，极大的增加了水下机器人的运动灵活性。

工作原理

中继模块6用于光纤遥控水下机器人8的中继布放，中继模块6顶部有铠装脐带缆，通过船舶起吊***布放中继模块6。中继模块6搭载光纤遥控水下机器人8下潜到深海后，挂钩装置7(电动或液压装置)分离，中继模块6布放光纤遥控水下机器人8。当光纤遥控水下机器人8与中继模块6分离远离后，光纤遥控水下机器人8从盘缆基座1上逐圈拉脱水下机器人导缆软管5，整体拉脱绑扎在一起的中继模块喇叭口3和水下机器人喇叭口4，拉脱中继模块导缆软管2，光纤遥控水下机器人8继续远离中继模块6使中继模块喇叭口3与水下机器人喇叭口4拉脱分离，中继器光纤包9和水下机器人光纤包10的内部缠绕数十千米光纤缆，可在受拉力的情况下有序放缆。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，包括：

中继模块；

光纤遥控水下机器人，光纤遥控水下机器人通过挂钩装置与中继模块连接；

导缆机构，导缆机构设置在中继模块上，导缆机构连接中继模块及光纤遥控水下机器人；

所述导缆机构包括：

盘缆基座，盘缆基座设置在中继模块上；

中继模块导缆软管，中继模块导缆软管设置在盘缆基座上；

中继模块光纤包，中继模块光纤包设置在中继模块上，中继模块光纤包中的中继模块光纤穿设于中继模块导缆软管；

水下机器人导缆软管，水下机器人导缆软管设置在盘缆基座上；

水下机器人光纤包，水下机器人光纤包设置在光纤遥控水下机器人上，水下机器人光纤包中的水下机器人光纤穿设于水下机器人导缆软管；其中，

中继模块导缆软管与水下机器人导缆软管连接，中继模块光纤与水下机器人光纤连接；

在中继模块导缆软管的端部设有中继模块喇叭口，在水下机器人导缆软管的端部设有水下机器人喇叭口；中继模块喇叭口与水下机器人喇叭口相互吸合。

2.根据权利要求1所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，中继模块喇叭口与水下机器人喇叭口通过磁铁相互吸合或胶粘接或绳线绑扎。

3.根据权利要求2所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，中继模块导缆软管及水下机器人导缆软管呈“8”字绕圈布置在盘缆基座上。

4.根据权利要求3所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，中继模块导缆软管及水下机器人导缆软管为塑料材质的波纹管。

5.根据权利要求4所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，挂钩装置为电动装置或液压装置。

6.根据权利要求1所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置，其特征在于，在盘缆基座上设有孔洞。

7.一种光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法，采用如权利要求1所述的一种光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置进行工作，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，挂钩装置分离，中继模块释放光纤遥控水下机器人；

步骤2，光纤遥控水下机器人下潜，直至中继模块光纤与水下机器人光纤被从中继模块的喇叭口及水下机器人的喇叭口之间释放。

8.根据权利要求7所述的光纤遥控潜水器光纤缆布放过程保护装置的工作方法，其特征在于，步骤2包括：

步骤2.1，光纤遥控水下机器人下潜，将水下机器人导缆软管和中继模块导缆软管被从盘缆基座上全部拉脱；

步骤2.2，光纤遥控水下机器人下潜，拉开吸合的中继模块喇叭口和水下机器人喇叭口，释放中继模块光纤与水下机器人光纤。

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