The invention discloses a cable underwater robot semi-active heave compensation system, including: passive heave compensation unit for static load compensation underwater armored cable unit; active heave compensation unit for dynamic load compensation of underwater armored cable unit; underwater cable armored unit, including armored cable repeater, cable and underwater robots. The invention can in the passive heave compensation unit compensates the static load on the active heave compensation unit generates auxiliary compensation, overcome the dynamic load, the armored cable armored cable unit under water and ship heave motion in the opposite direction of movement, so as to reduce the oscillation amplitude of armored cable tension fluctuation and repeater. Heave compensation and active heave compensation combined mechanical way through the passive rise, to reduce the energy consumption of the system to improve the system efficiency of heave compensation, suitable for large depth, large load, long time, high efficiency of the cable underwater robot heave compensation situation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海探测与作业技术的海洋
,更具体地,涉及一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统。
技术介绍
在深海作业时有缆水下机器人通过系缆连接着中继器,中继器通过很长的铠缆连接着水面母船。在恶劣海况下,母船会随着海浪不断地升沉,该升沉运动通过铠缆传递至水下中继器,导致有缆水下机器人在回收或释放过程中与中继器发生碰撞,这就需要采用合适的升沉补偿系统。目前有缆水下机器人使用的升沉补偿系统主要是被动升沉补偿系统和主动升沉补偿系统。其中,被动升沉补偿系统利用液压缸和气液蓄能器缓冲母船升沉运动对水下中继器的扰动。当母船升沉时,依靠海浪的举升力和水下装备的自重来压缩和释放蓄能器中的工作介质,从而实现升沉补偿。该类升沉补偿系统不需要提供额外的动力,应用较广泛,但其所需设备庞大,补偿精度低,滞后较大,补偿能力有限。当海况更加恶劣时,被动升沉补偿系统不能满足有缆水下机器人平稳收放要求。与被动升沉方式不同的是,主动升沉补偿方式需要主动提供动力,以电能或液压驱动绞车或子A型架来补偿母船的升沉运动,使水下中继器与机器人保持定点或定轨迹状态,优点是补偿精度高,抗干扰性能强,缺点是系统复杂,在补偿大深度大重量ROV系统时能源消耗过大,补偿时间不宜过长。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术的目的是设计一种能够在大深度、大载荷、长时间的深海作业时,以较低能耗和较高效率对海面母船升沉运动进行补偿,降低水下铠缆张力波动和中继器升沉运动的幅度,使有缆水下机器人得以安全、平稳地释放和回收的升沉补偿系统。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种有缆水下机器人半主动升沉补 ...
【技术保护点】
一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统,其特征在于,包括:母船,以及搭载于母船上的被动升沉补偿单元、主动升沉补偿单元、滑轮组和水下铠缆单元;被动升沉补偿单元用于补偿水下铠缆单元的静态载荷,包括被动缸(19)和气液蓄能器(20),被动缸(19)包括无杆腔G和有杆腔J,无杆腔G与气液蓄能器(20)的充油端相连;主动升沉补偿单元用于补偿水下铠缆单元的动态载荷,包括主动缸(16)及电液伺服控制组件;主动缸(16)包括无杆腔E和有杆腔F;电液伺服控制组件包括油箱(1)、控制器(29)、活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32);主动缸(16)的无杆腔E和有杆腔F,分别通过油路与油箱(1)连接;活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32)分别连接控制器(29),用于向控制器(29)上传活塞位移信号和母船升沉信号;控制器(29)用于控制无杆腔E和有杆腔F与油箱(1)之间的油路通断,从而启动和关闭主动升沉补偿,以进行半主动升降补偿状态和被动升降补偿状态的切换,以及,用于根据活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32)上传的位移信号来控制无杆腔E和有杆腔F的油液流量和压力;滑轮组包括连接块(17) ...
【技术特征摘要】
1.一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统,其特征在于,包括:母船,以及搭载于母船上的被动升沉补偿单元、主动升沉补偿单元、滑轮组和水下铠缆单元;被动升沉补偿单元用于补偿水下铠缆单元的静态载荷,包括被动缸(19)和气液蓄能器(20),被动缸(19)包括无杆腔G和有杆腔J,无杆腔G与气液蓄能器(20)的充油端相连;主动升沉补偿单元用于补偿水下铠缆单元的动态载荷,包括主动缸(16)及电液伺服控制组件;主动缸(16)包括无杆腔E和有杆腔F;电液伺服控制组件包括油箱(1)、控制器(29)、活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32);主动缸(16)的无杆腔E和有杆腔F,分别通过油路与油箱(1)连接;活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32)分别连接控制器(29),用于向控制器(29)上传活塞位移信号和母船升沉信号;控制器(29)用于控制无杆腔E和有杆腔F与油箱(1)之间的油路通断,从而启动和关闭主动升沉补偿,以进行半主动升降补偿状态和被动升降补偿状态的切换,以及,用于根据活塞运动传感器(31)、母船运动传感器(32)上传的位移信号来控制无杆腔E和有杆腔F的油液流量和压力;滑轮组包括连接块(17)、动滑轮(18)、定滑轮(21),动滑轮(18)安装在连接块(17)上;主动缸(16)的活塞杆和被动缸(19)的活塞杆同轴且相向设置,并通过连接块(17)连接,定滑轮(21)安装在与被动缸(19)的活塞杆相反的位置上;活塞运动传感器(31)安装在连接块(17)上,母船运动传感器(32)搭载在母船上;水下铠缆单元包括铠缆(24)、中继器(25)、系缆(26)和水下机器人(27);铠缆(24)绕在滑轮组上之后,末端从定滑轮(21)引出,在水中与中继器(25)相连,中继器(25)通过系缆(26)与水下机器人(27)相连。2.根据权利要求1所述的一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统,其特征在于:被动缸(19)、主动缸(16)均为单作用缸,被动缸(19)的有杆腔J也通过油路与油箱(1)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统,其特征在于:连接块(17)轴线与动滑轮(18)轴线相交且垂直。4.根据权利要求3所述的一种有缆水下机器人半主动升沉补偿系统,...
【专利技术属性】
技术研发人员:全伟才,刘银水,赵旭峰,任晓军,郑明东,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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