一种适应多地形的自走式海缆埋设设备的制作方法

本发明涉及海缆敷设设备领域，尤其涉及一种适应多地形的自走式海缆埋设设备。

背景技术：

1、随着经济全球化的发展，现代通信技术的发展进程也在不断加快，国际通信的发展逐渐成为各国信息化进程的焦点。海底电缆因其时延短、传输容量大、传输质量高等特点，从各种远程通信方式中脱颖而出，是目前远程通信中最为可靠、安全和有效的技术手段。受海底复杂多样的地形环境影响，海底电缆的挖沟、埋设的施工难度较大。

2、现有的海缆埋设装置在海缆埋设时，大多需要海缆船牵引埋设犁，犁开或高压喷水冲开海底土层进行埋设作业。当海底平坦，流场稳定时海缆船的牵引力比较稳定，但海底环境复杂多变，埋设装置在开设沟槽、埋设电缆的过程中，极易受到海底地形变化和海底洋流影响而发生位置偏移或者倾覆，存在较大的安全隐患。

3、海底地形多变，犁式埋设对海缆船牵引力要求较高且无法进行海底电缆浅滩修复后的再埋设，而水喷式埋设对地形要求较高仅适合短距离海缆埋设且埋设速度较慢。海底电缆易被从海底土中拉出，使海缆出露从而造成海缆的磨损、腐蚀，乃至被船锚或捕捞渔具挂断破坏，威胁海缆的安全，缩短海缆的寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种适应多地形的自走式海缆埋设设备，以提高海缆埋设效率和安全性为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

2、一种适应多地形的自走式海缆埋设设备，包括自走式履带底盘、主体支撑架、下部支撑架、用于挖开海底沟渠进行电缆埋设的犁刀机构和高压喷水机构、用于转换犁刀机构和高压喷水机构的工作位的中空旋转机构、用于抛石回填沟渠的抛石回填机构，所述的自走式履带底盘设于所述的下部支撑架的下面，所述的主体支撑架设于所述的下部支撑架的上面，所述的中空旋转机构设于主体支撑架的后端，所述的中空旋转机构设有转盘组件，所述的犁刀机构和高压喷水机构设于转盘组件的后端，转盘组件可绕前后向的中心轴线转动，以切换犁刀机构和高压喷水机构的工作位置，所述的抛石回填机构设于主体支撑架的上面，抛石回填机构的抛石管道向后穿过转盘组件的中心孔后，抛石管道的出石口朝下，所述的主体支撑架的下面在位于自走式履带底盘的前侧和后侧位置各设有一个抓夹，2个抓夹之间的下部支撑架上设有过缆槽，所述的犁刀机构和高压喷水机构均设有导缆槽，所述的转盘组件上设有与导缆槽位置对应的过缆孔。本设备设有自走式履带底盘，能够在各种海底地形上自由移动，提高了设备的适应能力和机动性，主体支撑架和下部支撑架给设备整体提供了稳定的支撑，保证了海缆埋设作业的精度和效率，犁刀机构和高压喷水机构，可以针对不同的海底地质，有效地挖开海底沟渠并进行电缆埋设，提高了埋设作业的效率和质量，并通过中空旋转机构，轻松实现犁刀机构和高压喷水机构的工作位置的旋转切换，使设备更加灵活和功能更加多样，通过抛石回填机构，可以对埋设的海缆自动进行抛石回填，保证了沟渠的填埋质量，对海缆提供了稳定可靠的安全防护，抓夹可以方便地抓起海缆，设备行进埋设时保护海缆不与海底摩擦，使其在埋设过程中不受损伤，同时可以确保海缆在埋设过程中顺利通过导缆槽，避免了海缆的损伤和埋设误差，设备整体适应性强，埋设精度高，埋设效率高，安全性好。

3、作为优选技术手段：所述的主体支撑架的前端设有前部探照光源及水下摄影装置，所述的转盘组件的后端设有后部探照光源及水下摄影装置。前部探照光源可以在埋设设备的前方提供照明，帮助操作人员在黑暗的海底环境下进行精准操作，后部探照光源可以在设备后方提供照明，确保埋设设备在海底沟渠中的位置和状态清晰可见，水下摄影装置可以实时拍摄海底环境，记录整个埋设过程，并将图像传输到操作室中，同时也可以在需要时进行录像或拍照，为操作人员提供更全面的信息，为后续的作业分析和故障排查提供依据，帮助他们做出更准确的决策。

4、作为优选技术手段：所述的自走式履带底盘包括前后2套三角履带驱动装置，2套三角履带驱动装置按前后同向排列，并连接于下部支撑架上，每套三角履带驱动装置按下部支撑架对称布置。通过前后2套三角履带驱动装置，埋设设备在行驶过程中可以更加平衡和稳定，具有更好的地形适应能力，可以轻松越过海底障碍物，提高了埋设设备的环境适应性和作业效率。

5、作为优选技术手段：所述的三角履带驱动装置包括驱动轮、行走履带、前斜撑梁、后斜撑梁、前导向轮、前支座、连接支架、横梁、支重轮、连接杆、后支座、后导向轮和弹簧张紧装置，所述前导向轮、后导向轮和驱动轮呈竖平面的三角分布，所述的驱动轮位于三角的上端角，驱动轮连接于驱动轴上，所述的驱动轴与下部支撑架可转动连接，所述的后导向轮位于三角的后端角，所述的前导向轮位于三角的前端角，所述的横梁水平设置，横梁的前端连接前支座，横梁的上面后部设置所述的弹簧张紧装置，弹簧张紧装置的后端连接后支座，后支座连接后导向轮，所述的弹簧张紧装置通过连接杆与后斜撑梁下端相连，所述的前斜撑梁的下端与横梁的前端连接，所述的前斜撑梁和后斜撑梁的上端均连接到下部支撑架，所述的支重轮可转动地设置于连接支架的底部，支重轮按前后向线性排列，所述的连接支架的上端连接于下部支撑架上，连接支架的下部与横梁连接固定，所述的行走履带外套在驱动轮、前导向轮、后导向轮和支重轮上，所述的后导向轮的水平中心平面高于前导向轮的水平中心平面，所述的支重轮的水平中心平面低于前导向轮的水平中心平面，行走履带在后导向轮和后侧的支重轮之间形成斜度。前导向轮、后导向轮和驱动轮呈竖平面的三角分布，有效实现埋设装置的驱动，驱动轮位于三角的上端角，后导向轮位于三角的后端角，前导向轮位于三角的前端角，可以使三角履带驱动装置更好地适应不同方向和角度的行驶，同时增加三角履带驱动装置的稳定性和通过性能，减少倾斜和侧翻的风险，弹簧张紧装置通过连接杆与后斜撑梁下端相连，可以自动调整三角履带驱动装置的张紧度，提高履带的行驶效果和寿命。

6、作为优选技术手段：所述的抓夹包括固定柱、抓夹液压缸、夹爪、伸缩导向杆和支臂，所述的抓夹通过上端设置的螺柱连接在主体支撑架的下面，所述的支臂共2个，左右对称设置于固定柱下面并与固定柱之间通过螺栓连接固定，所述的伸缩导向杆共2根，竖向穿过2个支臂下端的导向套，并与导向套滑动相配，所述的夹爪共2个，分别可转动地连接于2个伸缩导向杆下端，2个夹爪组合成抱式结构，所述的抓夹液压缸共2个，2个抓夹液压缸的上端对称连接于固定柱的左右两侧，2个抓夹液压缸的下端分别对称地连接于2个夹爪的左右两外侧的上部。该抓夹结构通过2个抓夹液压缸实现对2个夹爪的驱动，使夹爪能抱起海缆，抓夹通过上端设置的螺柱连接在主体支撑架的下面，可以方便地安装和拆卸，提高了设备的可维护性和灵活性，液压缸对称连接于固定柱的左右两侧，可以精确控制抓夹的开合力度和位置，避免了海缆的损坏和磨损，夹爪组合成抱式结构，可以更好地保护海缆，避免海缆在埋设过程中受到损坏。

7、作为优选技术手段：所述的高压喷水机构包括喷嘴、破土板、喷水机构压缆器、喷水机构压缆液压缸、喷水机构安装座和喷水机构液压缸安装座，所述的高压喷水机构通过喷水机构安装支座连接固定于所述的转盘组件上，所述的喷水机构压缆器的下面从下端到上端设有所述的导缆槽，导缆槽的上端位置与所述的过缆孔对应，所述的喷水机构压缆液压缸共2个，分别对称设于压缆器两侧，所述的喷水机构压缆液压缸的上端通过喷水机构液压缸安装座连接于喷水机构安装座上，喷水机构压缆液压缸的下端通过转动连接轴可转动地连接于喷水机构压缆器的侧面，所述的破土板设于高压喷水机构的下端位置，所述的喷嘴按等间距沿斜向的导缆槽排列于高压喷水机构的下侧位置。高压喷水机构通过喷水机构安装支座连接固定于转盘组件上，可以方便地安装和拆卸，提高了设备的可维护性和灵活性，喷水机构压缆器的下面从下端到上端设有导缆槽，导缆槽的上端位置与过缆孔对应，可以确保海缆在埋设过程中顺利通过，避免了海缆的损坏和磨损，喷水机构压缆器可以方便地把海缆压入挖开的沟中，避免海缆在埋设过程中发生位置的偏移，喷水机构压缆液压缸共2个，分别对称设于压缆器两侧，可以精确控制压缆器的位置和压缆力度，保证埋设作业的准确性和安全性，破土板设于高压喷水机构的下端位置，可以有效地破开海底土壤，提高埋设作业的效率和质量。

8、作为优选技术手段：所述的犁刀机构包括犁刀、设于犁刀下端的犁刀头、设于犁刀上面的犁刀压缆器、设于犁刀压缆器两侧的犁刀压缆液压缸、犁刀机构安装支座和犁刀安装座，所述的犁刀的上端可转动地连接于犁刀安装座上，所述的犁刀安装座连接固定于犁刀机构安装支座上，所述的犁刀机构通过上端的犁刀机构安装支座连接于所述的转盘组件上，所述的犁刀压缆器的下面从下端到上端设有所述的导缆槽，导缆槽的上端位置与所述的过缆孔对应，所述的犁刀压缆液压缸共2个，分别对称设于犁刀压缆器两侧，所述的犁刀压缆液压缸的上端通过犁刀液压缸安装座连接于犁刀安装座上，犁刀压缆液压缸的下端通过转动连接轴可转动地连接于犁刀压缆器的侧面。犁刀机构通过上端的犁刀机构安装支座连接于转盘组件上，可以方便地安装和拆卸，提高了设备的可维护性和灵活性，犁刀与犁刀压缆器为固定结构，与犁刀安装座可转动连接，在犁刀压缆液压缸进行驱动时，实现犁刀压缆器和犁刀的整体转动，犁刀压缆器的下面从下端到上端设有导缆槽，导缆槽的上端位置与过缆孔对应，可以确保海缆在埋设过程中顺利通过，避免了海缆的损坏和磨损，犁刀压缆液压缸共2个，分别对称设于犁刀压缆器两侧，可以精确控制压缆器的开合力度和位置，保证埋设作业的准确性和安全性。

9、作为优选技术手段：所述的旋转机构包括旋转驱动装置、传动装置、箱体组件和转盘组件，所述的转盘组件包括齿轮盘、内圈和固定台，所述的旋转驱动装置与传动装置连接，所述的传动装置与齿轮盘啮合以驱动齿轮盘，所述的固定台连接固定于齿轮盘的后端面，所述的内圈设于齿轮盘的中心孔内并与齿轮盘之间通过交叉滚柱轴承转动连接，所述的抛石管道穿过内圈的中心孔，所述的过缆孔位于内圈内壁和抛石管道之间，所述的犁刀机构和高压喷水机构连接固定于固定台上。旋转驱动装置通过传动装置带动齿轮盘转动，齿轮盘带动固定台转动，固定台转动，实现犁刀机构和高压喷水机构的工作位置的旋转切换。

10、作为优选技术手段：所述的齿轮盘、内圈和传动装置设于箱体组件内，所述的旋转驱动装置设于箱体组件外，所述的传动装置包括蜗杆、蜗轮和从动齿轮，所述的蜗杆连接于旋转驱动装置的驱动轴上，所述的蜗轮与蜗杆啮合相配，所述的从动齿轮和蜗轮通过中心轴同轴连接固定，从动齿轮的外径小于蜗轮，所述的从动齿轮与齿轮盘啮合，有效实现传动结构。

11、作为优选技术手段：所述的抛石回填机构包括石料储存仓、电动摆式出料阀和所述的抛石管道，所述的石料储存仓的上面设有石料进料接口，所述的抛石管道连接于石料储存仓的下端出料口，石料储存仓的下端出料口设置所述的电动摆式出料阀，所述的抛石管道前高后低，采用石料储存仓，可以储存大量的石料，提高埋设设备的作业效率，石料进料接口设于石料储存仓的上面，可以方便地向石料储存仓中添加石料，采用电动摆式出料阀，可以精确控制石料的出料速度和出料量，提高埋设作业的精度和效果，抛石管道前高后低，更方便出料。

12、有益效果：本设备具有自走式履带底盘，能够在各种海底地形上自由移动，提高了设备的适应能力和机动性，主体支撑架和下部支撑架给设备整体提供了稳定的支撑，保证了海缆埋设作业的精度和效率，犁刀机构和高压喷水机构，可以针对不同的海底地质，有效地挖开海底沟渠并进行电缆埋设，提高了埋设作业的效率和质量，并通过中空旋转机构，轻松实现犁刀机构和高压喷水机构的工作位置的旋转切换，使设备更加灵活和功能更加多样，通过抛石回填机构，可以对埋设的海缆自动进行抛石回填，保证了沟渠的填埋质量，对海缆提供了稳定可靠的安全防护，抓夹可以方便地抓起海缆，设备行走埋设时保护海缆不与海底摩擦，使其在埋设过程中不受损伤，海缆埋设时，海缆穿过导缆槽、过缆孔、抓夹和过缆槽，可以确保海缆在埋设过程中顺利通过，避免了海缆的损伤和埋设误差，设备整体适应性强，埋设精度高，埋设效率高，安全性好。