一种用于水下开孔的小型ROV制造技术

本发明专利技术涉及水下作业装置技术领域，特别是涉及一种用于水下开孔的小型ROV，包括主框架，主框架中安装有上浮力板的一侧安装有起吊头，主框架中安装有下浮力板的一侧安装有水下钻孔机构、水下磁性吸附装置、照明装置和摄像装置；主框架中安装有若干个垂直推进器和若干个水平推进器，垂直推进器与主框架的垂直轴线的夹角为5～20

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下开孔的小型ROV


[0001]本专利技术涉及水下作业装置
，特别是涉及一种用于水下开孔的小型ROV。

技术介绍

[0002]ROV，即遥控无人潜水器(Remote Operated Vehicle)。ROV的功能多种多样，不同类型的ROV用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。
[0003]近年来，我国对海洋领域的发展越来越重视，我国的海上贸易也在逐年增加。但是，随着海上航行的设备越来越多，船舶间碰撞事故也不断增加，沉船事故也不断增加，这就需要对沉船体油漆进行取样。考虑到水下刮产油漆的不可操作性，一般可采用水下钻切获得沉船船体钢板的方法，以获得沉船本船油漆和破口附近可能外来油漆附着油漆，再通过理论分析技术与肇事嫌疑船舶的本船油漆或疑似外来油漆进行对比。目前，水下勘验工作往往是由潜水员完成，但是水下情况较为复杂、实施难度较大、成本高，导致潜水员的工作环境容易发生危险，所以研发一台水下开孔用小型ROV具有重要的现实意义。
[0004]专利号CN 104354843提供了配合ROV的海洋油船微型打捞钻孔装置及方法，提出了一种海洋油船微型打捞钻孔装置及方法，但是该种钻孔需要配合独立的ROV进行水下作业(两台装置，协同进行水下作业)，这使得该水下钻孔装置系统操作非常复杂。同时由于ROV搭载了该装置使得ROV的机动性能受到了较大影响，只能在水下完成一些简单的动作，这将使得该水下钻孔装置只能进行一些简单的钻孔工作，很难完成一些水下大弧度大倾角的船体钻孔工作。该水下钻孔装置在原理上采用了液压驱动的钻孔方式，一方面需要本体ROV为之提供液压动力，同时也增加了水下泄露的风险。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于水下开孔的小型ROV，用于解决现有技术中水下钻孔的ROV体积较大、操作不灵活的问题。本专利技术中一种用于水下开孔的小型ROV，可通过脐带缆与水面母船进行通讯，并由水面母船控制水下ROV执行响应动作。该小型ROV搭载了水下小型钻机，可进行水下钻孔和取样，同时该小型ROV还具有机动性好、操作灵活及较大的抗流能力等优点。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于水下开孔的小型ROV，所述小型ROV包括ROV机构和水下钻孔机构；
[0007]所述ROV机构包括主框架，所述主框架上安装有上浮力板和下浮力板，所述主框架中安装有上浮力板的一侧安装有起吊头，所述主框架中安装有下浮力板的一侧安装有水下钻孔机构、水下磁性吸附装置、照明装置和摄像装置；所述水下磁性吸附装置包括若干个水下电磁铁；
[0008]所述主框架中安装有若干个垂直推进器，所述垂直推进器与所述主框架的垂直轴线的夹角为5～20
°
；
[0009]所述主框架中安装有若干个水平推进器，所述水平推进器与所述主框架的水平轴线的夹角为45
°
；
[0010]所述主框架的侧面安装电动云台，所述电动云台上安装有所述照明装置和摄像装置；
[0011]所述主框架中设置有主控舱，所述主控舱均与所述水平推进器、垂直推进器、电动云台、照明装置和摄像装置电连接。
[0012]上述小型ROV集成了遥控无人潜水、水下钻孔于一体，同时在设计中采用多个垂直推进器和水平推进器，且垂直推进器与主框架的垂直轴线有一定的夹角、水平推进器与主框架的水平轴线的夹角为45
°
，使该小型ROV具有较好的水下姿态调整灵活性，可实现垂直前进及任意角度钻孔，极大的提高了上述小型ROV在水下沉船钻孔的使用范围；此外，通过在主框架上安装上浮力板和下浮力板，使得小型ROV具有较小的重浮心设计，极大的增加了该ROV的机动性能，使该小型ROV具有较好的水下姿态调整灵活性。上述水下钻孔机构安装在ROV主结构上，水下钻孔机构可以实现水下钻孔的功能，并且水下钻孔机构的结构和控制系统简单，从而提高上述小型ROV的作业可靠性。照明装置和摄像装置方便水下观察。水下磁性吸附装置主要用于吸紧水下钢板，水下钻孔机构进行水下作业。
[0013]上述小型ROV的起吊头可通过脐带缆与水面母船进行通讯，并由水面母船控制小型ROV执行响应动作。该小型ROV上搭载了水下小型钻机(水下钻孔机构)，可进行水下钻孔和取样，同时该小型ROV还具有机动性好、操作灵活及较大的抗流能力等优点。上述小型ROV的最大作业水深可达1000米，可在4级海况及4节流速下作业，最大钻孔钢板厚度30mm，还具有良好的机动性、灵活性。
[0014]上浮力板和下浮力板均采用浮力材料进行制作，使得该小型ROV的具有较小的重浮心偏距，这样可使该小型ROV具有较好的水下姿态调整灵活性，可实现垂直前进及钻孔。
[0015]于本专利技术的一实施例中，所述水下钻孔机构包括ROV安装座，所述ROV安装座与所述主框架连接；所述ROV安装座与钻孔机安装座连接；所述钻孔机安装座上安装有滑轨，所述滑轨与切割电机通过滑块连接，所述滑块与进给电机通过丝杆连接；所述切割电机与钻刀传动连接，所述切割电机上安装有位移传感器；所述切割电机、进给电机和位移传感器均与所述主控舱电连接。
[0016]进给电机带动丝杆和滑块顺着滑轨进行上下运动、切割电机驱动钻刀实现旋转功能(正反向旋转功能)，使得结构和控制系统更加简单，也增加了水下钻孔机构的可靠性。位移传感器主要用于测量钻刀的切割行程，且位移传感器采用充油压力补偿结构形式。钻孔机安装座主要通过螺栓通过滑块，滑块上安装有切割电机，从而使得切割电机安装在钻孔机安装座上。钻孔机安装座与ROV安装座也是通过螺栓连接。水下钻孔机构通过ROV安装座安装在该小型ROV底部的中心位置，水下切割时通过照明装置和摄像装置进行观察并调整位置。
[0017]于本专利技术的一实施例中，所述钻刀为强磁化钻刀，所述强磁化钻刀的钻孔直径为20～60mm。强磁化钻刀具有较强磁性，从而可吸附待钻穿的钢板。
[0018]于本专利技术的一实施例中，所述钻刀的内部安装有强力磁铁，所述钻刀的钻孔直径为20～60mm。强力磁铁安装在钻刀的内部，强力磁铁可以吸附待钻穿的钢板，“钻刀+强化磁铁”的作用与前述的强磁化钻刀的作用相似。
[0019]于本专利技术的一实施例中，所述切割电机和进给电机均为直流无刷电机，所述直流无刷电机中安装有水下减速器，所述水下减速器为行星减速机或涡轮蜗杆减速机。上述水下钻孔机构采用“直流无刷电机(进给电机、切割电机)+水下减速器”结构，进给电机带动丝杆和滑块顺着滑轨进行上下运动、切割电机驱动钻刀实现旋转功能(正反向旋转功能)，使得结构和控制系统更加简单，也增加了水下钻孔机构的可靠性。上述水下减速器都采用了充油压力补偿结构形式。
[0020]于本专利技术的一实施例中，所述垂直推进器和水平推进器中均包括水下充油电机，所述水下充油电机与所述主控舱电连接；所述水下充油电机为永磁电机、直流无刷电机或感应电机。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下开孔的小型ROV，其特征在于，所述小型ROV包括ROV机构和水下钻孔机构；所述ROV机构包括主框架，所述主框架上安装有上浮力板和下浮力板，所述主框架中安装有上浮力板的一侧安装有起吊头，所述主框架中安装有下浮力板的一侧安装有水下钻孔机构、水下磁性吸附装置、照明装置和摄像装置；所述水下磁性吸附装置包括若干个水下电磁铁；所述主框架中安装有若干个垂直推进器，所述垂直推进器与所述主框架的垂直轴线的夹角为5～20
°
；所述主框架中安装有若干个水平推进器，所述水平推进器与所述主框架的水平轴线的夹角为45
°
；所述主框架的侧面安装电动云台，所述电动云台上安装有所述照明装置和摄像装置；所述主框架中设置有主控舱，所述主控舱均与所述水平推进器、垂直推进器、电动云台、照明装置和摄像装置电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于水下开孔的小型ROV，其特征在于：所述水下钻孔机构包括ROV安装座，所述ROV安装座与所述主框架连接；所述ROV安装座与钻孔机安装座连接；所述钻孔机安装座上安装有滑轨，所述滑轨与切割电机通过滑块连接，所述滑块与进给电机通过丝杆连接；所述切割电机与钻刀传动连接，所述切割电机上安装有位移传感器；所述切割电机、进给电机和位移传感器均与所述主控舱电连接。3.根据权利要求2所述的一种用于水下开孔的小型ROV，其特征在于：所述钻刀为强磁化钻刀，所述强磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国庆，
申请(专利权)人：上海盖孚海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：