具有储缆和吐缆功能的ROV的制作方法

本实用新型涉及缆控水下机器人，特别涉及一种具有储缆和吐缆功能的缆控水下机器人。

背景技术：

如图1所示，现有的rov(remotelyoperatedvehicles，缆控水下机器人)的本体1(带有推进器)通过线缆3和绞车或缆轴2连接。绞车或缆轴2、控制单元6均临近水面或处于水面之上(例如岸上或船舶上)，本体1处于水下，绞车或缆轴2与本体1的作业相互独立。线缆3的一端和本体1连接，另一端缠绕在绞车或缆轴2上。作业时，控制单元6控制绞车或缆轴2的放缆速度很难与本体1的行进速度匹配统一，放缆作业存在线缆水阻和放缆阻力之间的矛盾。

具体而言，当放缆速度大于本体1的行进速度时，线缆3会累积在水面或水中，在风浪或水流的作用下，线缆水阻会使线缆3的完全展开变得困难，最终线缆水阻会传导至本体1上，造成本体1的行进速度降低。当放缆速度小于本体1的行进速度时，本体1会牵引线缆3展开，有利于线缆张力的释放，但本体1的推进力会被绞车或缆轴2的转动摩擦、转动惯量等所消耗，也会导致本体1的行进速度降低。本体1的最大速度会随着线缆的不断增加而衰减，影响整个rov的性能。

综上，现有技术的缺陷在于：

1、本体的行进速度与绞车或缆轴的放缆速度无法配合，放缆长度无法和行进距离统一；

2、本体的行进速度易受线缆阻力或缆轴摩擦阻力和转动惯量的损耗；

3、本体的行进最大速度会随线缆长度的增加而衰减。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种具有储缆和吐缆功能的rov，其特征在于，包括：

能够在水下航行的本体；

设置于所述本体上的用于存储盘好的线缆的储缆装置；

设置于所述本体上的用于将所述储缆装置中的线缆拖拽出的吐缆装置。

本实用新型中的储缆装置和吐缆装置均设置在rov上，rov在行进过程中吐缆装置可保证吐缆的长度略大于行进距离，以使得rov在已经经过区域的线缆可保持相对静止，不必随着rov行进，可减少此段线缆的行进水阻。

在本实用新型的一些实施方式中，所述储缆装置和所述吐缆装置位于所述本体的尾部。

在本实用新型的一些实施方式中，所述吐缆装置包括：

沿竖直方向对称地设置于所述本体上的纵向限位轮；

沿水平方向对称地设置于所述本体上的横向限位轮；

设置于所述本体上的用于驱动所述横向限位轮转动的驱动单元，以使得所述储缆装置中的线缆能够先经由所述纵向限位轮再经由所述横向限位轮后被拖拽出；或

设置于所述本体上的用于驱动所述纵向限位轮转动的驱动单元，以使得所述储缆装置中的线缆能够先经由所述横向限位轮再经由所述纵向限位轮后被拖拽出。

上述设置可以避免主动轮吐缆后外部仍有从动轮阻碍线缆排出的情况出现。纵向限位轮和横向限位轮均由张紧机构压紧在线缆上，保证其和线缆有一定的接触压力，确保主动轮能利用摩擦力将线缆排出。

在本实用新型的一些实施方式中，当所述线缆采用零浮力或正浮力缆时，所述储缆装置设置于所述本体的顶部；当所述线缆采用负浮力缆时，所述储缆装置设置于所述本体的底部。

在本实用新型的一些实施方式中，所述吐缆装置具有供线缆吐出的开口，当所述线缆采用零浮力或正浮力缆时，所述开口位于所述吐缆装置的上半部分，以使得所述线缆能够沿所述吐缆装置的上半部分被拖拽出；当所述线缆采用负浮力缆时，所述开口位于所述吐缆装置的下半部分，以使得所述线缆能够沿所述吐缆装置的下半部分被拖拽出。

根据线缆的性状具体问题具体分析，布置位置的选择原则是，释放出的线缆应靠自身的重力或浮力尽量避开推进器推出的水流的作用区域，防止线缆被推进器卷入造成缆的刮伤、切伤等，造成线缆的水密失效或电气性能失效。

在本实用新型的一些实施方式中，所述的具有储缆和吐缆功能的rov包括：

设置于水面之上的控制单元，所述控制单元通过所述线缆和所述本体连接；

所述吐缆装置包括：

设置于所述横向限位轮或者所述纵向限位轮上的用于检测所述线缆张力的张力传感器，以使得所述控制单元能够根据所述张力传感器所测得的张力数值控制所述吐缆装置的吐缆速度。

在本实用新型的一些实施方式中，所述控制单元中预存有所述本体在前进和静止状态下所述线缆的张力数值范围；当所述张力传感器获得的张力数值在所述前进状态下的张力数值范围内时，所述控制单元控制所述吐缆装置和/或储缆装置(4)吐缆；当所述张力传感器获得的张力数值在所述静止状态下的张力数值范围内时，所述控制单元控制所述吐缆装置和/或储缆装置(4)停止吐缆。

在本实用新型的一些实施方式中，所述控制单元中预存有所述本体在后退状态下所述线缆的张力数值范围；当所述张力传感器获得的张力数值在所述后退状态下的张力数值范围内时，所述控制单元控制所述吐缆装置和/或储缆装置(4)反向运转以实现收揽。

在本实用新型的一些实施方式中，所述的具有储缆和吐缆功能的rov，其特征在于包括：

设置于所述本体上的定位装置和/或测速装置，所述控制单元能够根据所述定位装置所测得的定位数据和/或所述测速装置测得的速度数据控制所述吐缆装置的吐缆速度。

附图说明

图1为现有技术中rov结构的示意图；

图2为本实用新型一实施例的rov整体结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的储缆装置和吐缆装置的俯视示意图；

图4为本实用新型一实施例的储缆装置和吐缆装置的侧视示意图；

图5为本实用新型一实施例中带有定位装置和测速装置的rov整体结构示意图。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步详细的说明。虽然附图中显示了本公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图2～4，本实用新型一实施方式提供的具有储缆和吐缆功能的rov包括能够在水下航行的本体1、储缆装置4和吐缆装置5。储缆装置4设置于本体1上，其用于存储盘好的线缆3，吐缆装置5设置于本体1上，其用于将储缆装置4中的线缆3拖拽出。

基于此，实际上是将普通缆轴的放缆和收缆功能独立开，放缆功能由储缆装置4和吐缆装置5完成，此两部分安装在本体1上，随本体1一起入水，在本体1进行水中作业的同时完成放缆功能，当储缆装置4为有源时，可辅助进行短距离的收缆。收缆功能主要由设置在岸上或船舶上的绞车或缆轴2完成，当本体1作业完毕后，单独将线缆3或将线缆3和本体1共同回收至岸上。

此外，本体1在行进过程中，吐缆装置5可保证吐缆的长度略大于行进距离，在已经经过区域的线缆3可保持相对静止，不必随着本体1行进，可减少此段线缆3的行进水阻。

进一步地，储缆装置4和吐缆装置5安装于本体1的尾部。

如图3和4所示，该吐缆装置5包括沿竖直方向对称地设置于本体1上的纵向限位轮51，沿水平方向对称地设置于本体1上的横向限位轮52，以及设置于本体1上的用于驱动横向限位轮52转动的驱动单元53，以使得储缆装置4中的线缆3能够先经由纵向限位轮51再经由横向限位轮52后被拖拽出。即，本实施例中横向限位轮52相较于纵向限位轮51更为临近本体1的尾部，且临近尾部的横向限位轮52作为主动轮。

本领域技术人员应当能够理解，该吐缆装置5还可以将驱动单元53设置于本体1上且用于驱动纵向限位轮51转动，以使得储缆装置4中的线缆3能够先经由横向限位轮52再经由纵向限位轮51后被拖拽出。即，本实施例中纵向限位轮51相较于横向限位轮52更为临近本体1的尾部，且临近尾部的纵向限位轮51作为主动轮。

上述设置可以避免主动轮吐缆后外部仍有从动轮阻碍线缆3排出的情况出现。纵向限位轮51和横向限位轮52均由张紧机构压紧在线缆3上，保证其和线缆3有一定的接触压力，确保主动轮能利用摩擦力将线缆3排出。

进一步地，吐缆装置5具有供线缆吐出的开口54。当线缆3采用零浮力或正浮力缆时，储缆装置4和吐缆装置5设置于本体1的顶部，开口54位于吐缆装置5的上半部分，以使得线缆3能够沿吐缆装置5的上半部分被拖拽出；当线缆3采用负浮力缆时，储缆装置4和吐缆装置5设置于本体1的底部，开口54位于吐缆装置5的下半部分，以使得线缆3能够沿吐缆装置5的下半部分被拖拽出。

根据线缆3的性状具体问题具体分析，布置位置的选择原则是，释放出的线缆3应靠自身的重力或浮力尽量避开推进器推出的水流的作用区域，防止线缆3被推进器卷入造成缆的刮伤、切伤等，造成线缆3的水密失效或电气性能失效。

更进一步地，该rov包括设置于水面之上的控制单元6，控制单元6通过线缆3和能够航行于水下的本体1连接。吐缆装置5包括设置于所述横向限位轮52或者所述纵向限位轮51上的用于检测所述线缆3张力的张力传感器55，以使得控制单元6能够根据张力传感器55所测得的张力数值控制吐缆装置5的吐缆速度。本实施例中，所述张力传感器54可以采用深圳市鸿瑞传感仪器有限公司的hr1080-100kg型传感器。

控制单元6中预存有本体1在前进、静止和后退状态下线缆3的张力数值范围；当张力传感器55获得的张力数值在前进状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制吐缆装置5吐缆；当张力传感器55获得的张力数值在静止状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制吐缆装置5停止吐缆；当张力传感器55获得的张力数值在后退状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制吐缆装置5反向运转以实现收揽，减小非必要线缆3在水中长度过长引起的线缆水阻，也能避免线缆放线长度不足导致线缆受拉和本体1受冲击拉力。

结合图5，该具有储缆和吐缆功能的rov包括设置于本体1上的定位装置7(如美国link-quest公司的tracklink1500ha型usbl)和/或测速装置8(如德州仪器ti公司的71b-2051-012型dvl)，控制单元6能够根据定位装置7所测得的定位数据和/或测速装置8测得的速度数据控制吐缆装置5的吐缆速度。通过上述协同作用，依据本体1的位置变化情况调整吐缆的速度，确保吐缆的长度适中或略大于本体1的行进速度，减小非必要线缆在水中长度过长引起的线缆水阻，也能避免线缆放线长度不足导致线缆受拉和本体1受冲击拉力。

此外，需要说明的是，储缆装置4可以是无源的，也可以是有源的。当储缆装置4为无源储缆器时，储缆装置4无自主放缆的能力，依靠吐缆装置5的拉力实现缆从储缆装置4中展开，此时储缆装置4应有自锁结构，实现当吐缆装置5不工作时，其不会转动将缆展开，避免线缆的乱圈与卡缆等问题。当储缆装置4为有源储缆器时，储缆装置4可自主放缆，并在其不工作时依靠动力源和/或自锁结构实现自锁，防止线缆非受控展开。

在选用有源的储缆装置4的情况下，当张力传感器55获得的张力数值在前进状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制储缆装置4吐缆；当张力传感器55获得的张力数值在静止状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制储缆装置4停止吐缆；当张力传感器55获得的张力数值在后退状态下的张力数值范围内时，控制单元6控制储缆装置4反向运转以实现收揽。

储缆装置4放缆时应与吐缆装置5协同工作，保证放缆速度与吐缆速度同步。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制性的。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。