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
技術領域：
本發明涉及水下航行器領域，尤其是大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置。
背景技術：
遙控潛水器(ROV)是一種可以通過電纜遙控進行水下作業的潛水器。大型ROV可以攜帶作業工具進行水下作業或觀察探測，一般空氣中重量在數噸左右，功率數十千瓦。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范圍，也可以克服水面風浪流對ROV作業的影響。
現有技術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，功率在數千瓦左右，作業能力較弱；為了將其搭載在魚雷管中，其被設計成與魚雷管相同的尺寸和形狀；通過在發射管艙口蓋上安裝標準貫穿件，操控觀察型ROV出入和作業。該搭載系統也存在一定的不足之處，搭載的ROV需要特別設計，不利于搭載已成熟的商業化產品或大型作業型ROV，ROV布放過程中需要水下航行體原有的浮力調整系統對自身的姿態進行調整等。
發明內容
本申請人針對上述現有ROV搭載存在的缺點，提供一種結構合理、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進行水下作業的要求。本發明所采用的技術方案如下
一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設置在大型水下航行體內部，包括ROV搭載艙、載荷代換水艙與控制艙。搭載艙內部設置ROV與ROV控制纜收放系統；搭載艙和載荷代換水艙內設置有載荷代換管路系統，利用載荷代換水泵實現兩艙之間的泵水；控制艙與搭載艙之間設置人員出入通道；搭載艙的底部設置水密艙口蓋，通過艙口啟閉機構實現啟閉。作為上述技術方案的進一步改進所述搭載艙為球形結構，其外環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重合，在垂直面內，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。所述搭載艙的內壁面安裝有浮力材料，搭載的ROV控制纜為中性纜。艙口啟閉機構的導軌焊接在水下航行體的本體上，移動小車通過滾輪在導軌上滑移，水平液壓缸的活塞與移動小車通過鉸接機構連接；垂向液壓缸連接在水密艙口蓋與移動小車之間。本發明的有益效果如下
利用本發明裝置，提出了一種全新的水下干式搭載大型ROV并進行作業的方法，該方法可以概括為“干艙中搭載，淡水中作業”，較好地兼顧了大型ROV水下作業的可維護性和安全性。本搭載系統攜帶淡水進行作業過程中的載荷代換，在載荷代換過程中，淡水也對ROV進行了沖洗，有利于ROV的維護保養在本搭載系統中，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勢。同時，在球形耐壓殼體內一些閑置空間加裝浮力材料，降低了 ROV水下作業時需要代換的水的重量和體積。本搭載系統采用馬蹄形載荷代換水艙，通過適當布置，能夠在載荷代換水艙內的水代換過程中，水下航行體艇體的水平重心位置幾乎不發生改變，降低了作業過程中作業反力對艇體的影響。
圖I是本發明在水下航行體上應用的布置圖。圖2為圖I的俯視圖。圖3是球形ROV搭載艙內的布置中剖圖。圖4為圖3的俯視中剖圖。圖5是載荷代換管路系統組成示意圖。圖6是搭載艙艙口啟閉機構示意圖。圖7是本發明進行ROV水下作業時的流程示意圖。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；
6、水密艙口蓋；7、出入通道；8、載荷代換水泵；9、濾網；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、內外壓力控制閥；20、ROV ;21、控制纜收放系統上部支架；22、控制纜收放系統下部支架；23、控制纜收放系統；24、浮力材料；25、側向水密艙口蓋；26、控制纜；51、螺釘連接結構；52、垂向液壓缸；53、導向桿；54、移動小車；55、滾輪；56、導軌；57、鉸接機構；58、活塞；59、水平液壓缸。
具體實施例方式
下面結合附圖，說明本發明的具體實施方式
。如圖I、圖2所示，本發明設置在大型水下航行體I內部，包括球形的ROV搭載艙2與其外環繞半包圍的馬蹄形載荷代換水艙3，載荷代換水艙3為具有分艙結構的耐壓艙，內部可充滿淡水。本發明涉及的設備控制系統包括載荷代換控制柜11、ROV操控設備等設置在水下航行體I的控制艙4內，控制艙4為圓柱形耐壓艙，與搭載艙2之間設置出入通道7，人員也從該艙通過控制艙4進出搭載艙2進行ROV設備的護保養。搭載艙2的底部設置水密艙口蓋6，水密艙口蓋6通過搭載艙2下部的艙口啟閉機構5在導軌56上滑移實現啟閉。為了降低本發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計。如圖I、圖2與圖5所示，在水平面內，搭載艙2和載荷代換水艙3的重心位置重合；在垂直面內，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，從而提高了本發明裝置應用的安全性。
圖5是本發明的載荷代換管路系統組成示意圖。搭載艙2和載荷代換水艙3內都設置有載荷代換控制線路或管路12，利用載荷代換水泵8實現兩艙之間的泵水。載荷代換水泵8安裝在搭載艙2內部；濾網9用于過濾污物；液位計10用于實時指示兩艙內的水位。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進行自動控制。內外壓力控制閥13安裝在搭載艙2的艙壁上，可以根據需要開啟，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的內部布置示意圖。搭載艙2除了底部的水密艙口蓋6以及側壁與出入通道7相接合的側向水密艙口蓋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內的閑置空間填充，降低載荷代換水的數量，同時可以提供正浮力。搭載艙2內的控制纜收放系統上部支架21與下部支架22之間固定控制纜收放系統23 ;控制纜收放系統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固定在搭載艙2中。圖6是搭載艙2艙口啟閉機構5的示意圖。垂向液壓缸52的活塞通過螺釘連接結構51連接在底部水密艙口蓋6上，并在導向桿53導向下舉升水密艙口蓋6，使之和搭載艙2密封。導軌56焊接在水下航行體I本體上，移動小車54通過滾輪55在導軌56上滑移，通過水平液壓缸59的活塞58進行驅動。液壓缸活塞58與移動小車54通過鉸接機構57連接。移動小車54在R0V20布放或回收時，通過水平側移，為R0V20出入搭載艙2提供通道。以下結合圖7對本發明在實際工作時各狀態進行說明。(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內部無水，為干艙，底部水密艙口蓋6處于關閉狀態，側向水密艙口蓋25可以根據需要打開，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在載荷代換水泵8的作用下泵入搭載艙2，見圖7b。當完成泵入后，將搭載艙2的內外壓力控制閥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5移開底部水密艙口蓋6，見圖7d ;控制纜收放系統23的絞車釋放控制纜26，釋放R0V20進入海水進行作業，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)在完成作業后回收1 0￥20，首先啟動控制纜收放系統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R0V20回收至指定位置后，關閉水密艙口蓋6，然后關閉搭載艙2的內外壓力控制閥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，恢復至圖7a所示狀態。(IV)維修或處置ROV及其采集的樣品可以在如圖7a所示的巡航狀態或在R0V20作業完成回收至搭載艙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，打開側向水密艙口蓋25，進入搭載艙2內維修R0V20。維修完成之后，關閉側向水密艙口蓋25，系統進入可隨時進行作業的狀態。
以上描述是對本發 明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的范圍參見權利要求，在不違背本發明精神的情況下，本發明可以作任何形式的修改，例如在載荷代換水艙內也可以充滿海水。
權利要求
1.一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設置在大型水下航行體(I)內部，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 )內部設置R0V( 20 )與控制纜收放系統(23);搭載艙(2)和載荷代換水艙(3)內設置有載荷代換管路系統，利用載荷代換水泵(8)實現兩艙之間的泵水；控制艙(4)與搭載艙(2)之間設置人員出入通道(7);搭載艙(2)的底部設置水密艙口蓋(6)，通過艙口啟閉機構(5)實現啟閉。
2.按照權利要求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)為球形結構，其外環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重合，在垂直面內，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。
4.按照權利要求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(5)的導軌(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(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
本發明公開了一種大型遙控潛水器的水下干式搭載裝置，設置在大型水下航行體內部，包括ROV搭載艙、載荷代換水艙與控制艙，搭載艙內部設置ROV與控制纜收放系統；搭載艙和載荷代換水艙內設置有載荷代換管路系統，利用載荷代換水泵實現兩艙之間的泵水；控制艙與搭載艙之間設置人員出入通道；搭載艙的底部設置水密艙口蓋，通過艙口啟閉機構實現啟閉。本發明提出的“干艙中搭載，淡水中作業”的搭載模式，較好地兼顧了大型ROV水下作業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生改變，降低了作業過程對艇體的影響。
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 優先權日2012年4月16日
發明者唐俊娟, 彭亮斌, 沈明學 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所