一种多单元水下垂直运输系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多单元水下垂直运输系统，包括导航缆、上部控制单元、若干个中部运载单元和可以自由升降的下部压载单元，所述上部控制单元、若干个叠加放置的中部运载单元和下部压载单元均依次套在导航缆上，上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元通过第一卡扣锁紧成一个整体，所述导航缆一端连接在海洋平台上，另一端与位于海底的对接装置连接，在对接装置旁设有机械手。本实用新型专利技术的一种多单元水下垂直运输系统，该水下垂直运输系统采用导航缆和海底对接装置，运输装置沿着导航缆运输物资，能够实现物资的定点投放，解决不能确定投放区域的问题，运输装置采用水密结构，能够实现物资的水密运输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多单元水下垂直运输系统，属于海洋领域。
技术介绍
对于深海装备，建立海底空间站成为开发海洋的重要举措，由于深潜过程的复杂和风险，水下运输成为维持海底空间站长期运作的重要设备。海洋平台是海上油气开采的重要海工装备，技术已经很成熟，用张力腿平台和半潜式平台等通过锚泊系统实现海上定位，并为石油开采等工作提供作业平台。然而，多数海洋平台只具有向上运输原油的立管系统，不具备可以向下为海底空间站提供补给物资运输的能力。对海底进行物资输送和回收时，目前采用的运输装置多为吊篮形式或者其他非水密结构，不能实现物资的水密运输，并且，这些运输装置多为一体化结构，不易于形成标准化的补给模式，只能向海底零散的补给物资，这些运输装置的上端与运输船连接，下端连接吊篮或非水密结构上，在海中容易受到水流的影响，不能确定投放区域，目前世界上多数运输装置在运输量上还不能做到精准控制，大多数采取单一的运输单元，缺乏多模块灵活运输，并且在运输量上也有所欠缺。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种多单元水下垂直运输系统，该水下垂直运输系统采用导航缆和海底对接装置，运输装置沿着导航缆运输物资，能够实现物资的定点投放，解决不能确定投放区域的问题，运输装置采用水密结构，能够实现物资的水密运输。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种多单元水下垂直运输系统，包括导航缆、上部控制单元、若干个中部运载单元和可以自由升降的下部压载单元，所述上部控制单元、若干个叠加放置的中部运载单元和下部压载单元均依次套在导航缆上，上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元通过第一卡扣锁紧成一个整体，所述导航缆一端连接在海洋平台上，另一端与位于海底的对接装置连接，在对接装置旁设有机械手；所述上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元均为独立的水密单元，所述上部控制单元和下部压载单元为朝向相反的两个八棱台，中部运载单元为八棱柱结构。作为优选，所述中部运载单元为一个整体结构，在中部运载单元上设有密闭的舱门，中部运载单元设有从中心孔延伸至中部运载单元的边缘的缺口。作为优选，所述中部运载单元包含两个半圆结构体，在半圆结构体上均设有密封的舱门，半圆结构体的圆心出设有中心孔，两个半圆结构体通过第二卡扣形成一个整体。作为优选，所述上部控制单元设有水声定位系统，水声定位系统由三个垂直相距20厘米的三个基元阵组成，所述下部压载单元底部设有橡胶环垫，橡胶环垫的外表面分布有多个半球形的凸起，各个凸起之间交错分布。作为优选，所述第一卡扣包含吊码和与吊码配合使用的凹槽，吊码固定在上部控制单元、中部运载单元和下部压载单元的上方，凹槽位于上部控制单元和中部运载单元的下方，吊码内设有可旋转的圆柱体，圆柱体内设有锁槽，所述锁槽的底面为圆形凹槽，圆形凹槽上延伸有矩形凹槽，所述凹槽内设有可升降的锁条，锁条的底面为长方体的锁棒，通过将锁棒降入到圆形凹槽内，转动圆柱体，通过锁棒将凹槽与吊码连接。作为优选，所述锁条包含设有燕尾槽的第一锁体和设有燕尾的第二锁体，所述第一锁体固定在凹槽内，第二锁体沿第一锁体滑动，第二锁体的底面为锁棒，第二锁体上设有轮齿，凹槽内安装有电机，电机设有齿轮轴，通过齿轮轴带动第二锁体上下移动。作为优选，所述锁棒上设有凸齿台，圆形凹槽的上方设有与凸齿台配合的齿台槽。有益效果：本专利技术的多单元水下垂直运输系统，具有以下优点：(一)依托原有平台的基础建立水下垂直运输系统，成本低，方便快捷；(二)可以实现水面水下物资定点投放精准化；(三)采用水密的运输装置，能够实现物资的水密运输；(四)通过调整自重实现运输，节约能源，运输装置无动力模块，简单、稳定、清洁、可长期使用；(五)采用标准化的多单元的运输装置扩大运输量，能够扩大运输量，所有海洋船舶只要携带此类运载单元，就能够对海底空间站进行物资补给；(六)新型的锁扣装置，确保水下运输过程中的运输装置内单元两两之间的紧密连接。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为运输装置主视图；图3为运输装置结构示意图；图4为运输装置俯视图；图5为运输装置仰视图；图6为运输装置中部运载单元两种运载结构示意图；图7为运输装置中有多个运输单元的结构示意图；图8为凹槽内电机的结构示意图；图9为吊码结构示意图；图10为吊码与凹槽配合的内部结构示意图。其中：导航缆1，运输装置2，控制单元21，水声定位系统211，运载单元22，第一运载舱221，第二运载舱222，压载单元23，底部橡胶环垫24，中心孔25，对接装置3，吊码4，第二卡扣5，凹槽6，第二锁体61，锁棒62，凸齿台621，机械手7，限位开关81，齿轮齿条装置82，齿台槽9，圆柱体10。具体实施方式如图1至图10所示，本专利技术的一种多单元水下垂直运输系统，包括导航缆1和运输装置2，运输装置2包含上部控制单元21、若干个中部运载单元22和可以自由升降的下部压载单元23，所述上部控制单元21、若干个叠加放置的中部运载单元22和下部压载单元23均依次套在导航缆1上，上部控制单元21、若干个中部运载单元22和下部压载单元23通过第一卡扣锁紧成一个整体，所述导航缆1一端连接在海洋平台上，另一端与位于海底的对接装置3连接，在对接装置3旁设有机械手7；所述上部控制单元21、若干个中部运载单元22和下部压载单元23均为独立的水密单元，所述上部控制单元21和下部压载单元23为朝向相反的两个八棱台，中部运载单元22为八棱柱结构。运输装置2采用多边棱柱结构，棱柱结构的外角为45-60度时，结构最为稳固，中部运载单元22能够运送最多的物资，作为优选实施例中采用45度的八棱柱角度。在本专利技术中，运输装置2沿着导航缆1运输物资，能够实现物资的定点投放，解决不能确定投放区域的问题，运输装置2采用水密结构，能够实现物资的水密运输。运输装置2选用梭形结构，能够减小运输装置2上升或者下降过程中海水的阻力，当运输装置2遇到潜流时，由于接触面较小并且有一定的斜度能够有效的减轻水流对结构的冲击，也不会如椭圆面一样在水流的带动下不断的旋转，延长整个运输机构的使用寿命。下部压载单元23内分为多个独立密封的水密舱，每个水密舱室内分为压载水舱室和空气压缩舱室，每个压载水舱室的底部设有排/吸水孔，用于吸收或者排水压载水，压缩空气舱室内设置有多个压缩气缸。中部运载单元22为多边结构，整个运载单元22为一个贯通的运载箱，运载箱的中心孔25延伸至一边带有缺口，可以使运载箱和导航缆1叠放在压载单元23上，在运载箱的两边设置有密闭的舱门，通过舱门装载和卸载货物。在本专利技术中，所述中部运载单元22为一个整体结构，在中部运载单元22上设有密闭的舱门，中部运载单元22设有从中心孔25延伸至中部运载单元22的边缘的缺口。作为一种变形，所述中部运载单元22包含两个半圆结构体，分别为第一运载舱221和第二运载舱222，在半圆结构体上均设有密封的舱门，半圆结构体的圆心出设有中心孔25，两个半圆结构体通过第二卡扣5形成一个整体。在本专利技术中，所述上部控制单元21设有水声定位系统211，水声定位系统由三个垂直相距20厘米的三个基元阵组成，测量运输装置2与海底装置的相位差进行定位；所述下部压载单元23底部设有橡胶环垫24，橡胶环垫24的外表面分布有多个半球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多单元水下垂直运输系统，其特征在于：包括导航缆、上部控制单元、若干个中部运载单元和可以自由升降的下部压载单元，所述上部控制单元、若干个叠加放置的中部运载单元和下部压载单元均依次套在导航缆上，上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元通过第一卡扣锁紧成一个整体，所述导航缆一端连接在海洋平台上，另一端与位于海底的对接装置连接，在对接装置旁设有机械手；所述上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元均为独立的水密单元，所述上部控制单元和下部压载单元为朝向相反的两个八棱台，中部运载单元为八棱柱结构。

【技术特征摘要】
1.一种多单元水下垂直运输系统，其特征在于：包括导航缆、上部控制单元、若干个中部运载单元和可以自由升降的下部压载单元，所述上部控制单元、若干个叠加放置的中部运载单元和下部压载单元均依次套在导航缆上，上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元通过第一卡扣锁紧成一个整体，所述导航缆一端连接在海洋平台上，另一端与位于海底的对接装置连接，在对接装置旁设有机械手；所述上部控制单元、若干个中部运载单元和下部压载单元均为独立的水密单元，所述上部控制单元和下部压载单元为朝向相反的两个八棱台，中部运载单元为八棱柱结构。2.根据权利要求1所述的多单元水下垂直运输系统，其特征在于：所述中部运载单元为一个整体结构，在中部运载单元上设有密闭的舱门，中部运载单元设有从中心孔延伸至中部运载单元的边缘的缺口。3.根据权利要求1所述的多单元水下垂直运输系统，其特征在于：所述中部运载单元包含两个半圆结构体，在半圆结构体上均设有密封的舱门，半圆结构体的圆心出设有中心孔，两个半圆结构体通过第二卡扣形成一个整体。4.根据权利要求1所述的多单元水下垂直运输系统，其特征在于：所述上部控制单元设有水声定...

【专利技术属性】
技术研发人员：严明宇，史腾飞，管义锋，谷家扬，李岳洋，陈智同，朱玥，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32