專利名稱：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)是一種可以通過電纜遙控進行水下作業(yè)的潛水器。大型ROV可以攜帶作業(yè)工具進行水下作業(yè)或觀察探測，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動能力大大增強其作業(yè)范圍，也可以克服水面風(fēng)浪流對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；為了將其搭載在魚雷管中，其被設(shè)計成與魚雷管相同的尺寸和形狀；通過在發(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，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布放過程中需要水下航行體原有的浮力調(diào)整系統(tǒng)對自身的姿態(tài)進行調(diào)整等。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述現(xiàn)有ROV搭載存在的缺點，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，從而以滿足水下航行體搭載大型ROV進行水下作業(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，通過艙口啟閉機構(gòu)實現(xiàn)啟閉。作為上述技術(shù)方案的進一步改進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充滿淡水，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。艙口啟閉機構(gòu)的導(dǎo)軌焊接在水下航行體的本體上，移動小車通過滾輪在導(dǎo)軌上滑移，水平液壓缸的活塞與移動小車通過鉸接機構(gòu)連接；垂向液壓缸連接在水密艙口蓋與移動小車之間。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)的可維護性和安全性。本搭載系統(tǒng)攜帶淡水進行作業(yè)過程中的載荷代換，在載荷代換過程中，淡水也對ROV進行了沖洗，有利于ROV的維護保養(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。同時，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，通過適當(dāng)布置，能夠在載荷代換水艙內(nèi)的水代換過程中，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)過程中作業(yè)反力對艇體的影響。


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構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明進行ROV水下作業(yè)時的流程示意圖。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；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、移動小車；55、滾輪；56、導(dǎo)軌；57、鉸接機構(gòu)；58、活塞；59、水平液壓缸。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實施方式
。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，人員也從該艙通過控制艙4進出搭載艙2進行ROV設(shè)備的護保養(yǎng)。搭載艙2的底部設(shè)置水密艙口蓋6，水密艙口蓋6通過搭載艙2下部的艙口啟閉機構(gòu)5在導(dǎo)軌56上滑移實現(xiàn)啟閉。為了降低本發(fā)明裝置的使用對水下航行體I本體的影響，搭載艙2和載荷代換水艙3的空間布置進行了特別設(shè)計。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之間進行水載荷代換時，水下航行體I本體的縱橫傾不會產(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用于過濾污物；液位計10用于實時指示兩艙內(nèi)的水位。載荷代換控制柜11通過水密耐壓電纜的控制線路12對載荷代換管路系統(tǒng)進行自動控制。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艙口啟閉機構(gòu)5的示意圖。垂向液壓缸52的活塞通過螺釘連接結(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，移動小車54通過滾輪55在導(dǎo)軌56上滑移，通過水平液壓缸59的活塞58進行驅(qū)動。液壓缸活塞58與移動小車54通過鉸接機構(gòu)57連接。移動小車54在R0V20布放或回收時，通過水平側(cè)移，為R0V20出入搭載艙2提供通道。以下結(jié)合圖7對本發(fā)明在實際工作時各狀態(tài)進行說明。(I)在水下航行體I巡航過程中，載荷代換水艙3中充滿淡水，搭載艙2內(nèi)部無水，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，便于人員進出，如圖7a所示。(II)在水下航行體I需要布放R0V20作業(yè)時，首先將載荷代換水艙3中的淡水通過載荷代換管路系統(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，使得搭載艙2的水壓和外部水壓平衡，見圖7c。最后利用艙口啟閉機構(gòu)5移開底部水密艙口蓋6，見圖7d ;控制纜收放系統(tǒng)23的絞車釋放控制纜26，釋放R0V20進入海水進行作業(yè)，見圖7e。在布放過程中，因為R0V20為中性浮力，又采用中性纜，因此隨著R0V20和控制纜26的釋放，將會有少量海水進入搭載艙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。又因為淡水密度比海水密度小，所以絕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進入搭載艙2。在此回收過程中，R0V20將會將進入搭載艙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。開動載荷代換水泵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后進行；人員從水下航行體I的控制艙4進入出入通道7，打開側(cè)向水密艙口蓋25，進入搭載艙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)進入可隨時進行作業(yè)的狀態(tài)。
以上描述是對本發(fā) 明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(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)，通過艙口啟閉機構(gòu)(5)實現(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)都可單獨充滿淡水，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構(gòu)(5)的導(dǎo)軌(56)焊接在水下航行體(I)的本體上，移動小車(54)通過滾輪(55)在導(dǎo)軌(56 )上滑移，水平液壓缸(59 )的活塞(58 )與移動小車(54)通過鉸接機構(gòu)(57 )連接；垂向液壓缸(52)連接在水密艙口蓋(6)與移動小車(54)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開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，通過艙口啟閉機構(gòu)實現(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)的可維護性和安全性；在布防過程中，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)過程對艇體的影響。
文檔編號B63C11/00GK102632977SQ20121011038
公開日2012年8月15日 申請日期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) 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所