【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下管道运输，具体的是一种用于水下石油管道搬运的rov装置。
技术介绍
1、海底管道是通过密闭的管道在海底连续地输送天然气、海洋石油等资源的重要通道，是海上油(气)田开发生产系统的主要组成部分，也是目前最快捷、最安全和经济可靠的海上油气运输方式。在海底铺设输送石油和天然气管道的工程，这其中又包括海上定位、铺设管道及开沟等项作业。其中铺设管道常见的方法有铺管船铺设、牵引法铺设和卷筒船铺设等方式，这些方式的作业过程最终都是将石油管道直接沉入海底，但是这些方法都很难以实现对石油管道落入海底的位置和角度的调整，出现沉管位置不准，角度难以控制等问题，因此，在管道沉入海底后，还需要重新对接分段的管道进行对接、焊接组装，需要潜水作业和大型水下设备来再次对海底的石油管进行位置的调整。
2、水下管道运输机器人是水下管道铺设的重要设备，其是在水下航行器上加装管道夹持器成为水下管道运输机器人，作用是将管道从码头运输到水下并精确地放置对应的水下地面的管道线路位置上，以供后续的水下管道连接作业做准备；有缆遥控式水下机器人(remotely operated vehicles，简称rov)作为无人水下机器人的一种近年来备受关注。rov通常靠着一根电缆从母船获取动力并接收由上位机发出的各种作业指令。因其动力充足，可以从事更加耗费时间的复杂作业。
3、目前，海底管道机器人的夹持技术中，大部分是利用电机提供动力进行夹紧，但需要对电机进行水下密封，使其结构变得复杂，并且电机由于受到水下压力、温度等因素的影响，容易出现操作不稳定
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于水下石油管道搬运的rov装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种用于水下石油管道搬运的rov装置，包括多个可共同协作的rov本体，所述rov本体通过脐带缆与显控平台连接；rov本体包括rov框架，所述rov框架上安装有推进系统、控制舱、电源舱、水下摄像系统，水下照明系统，声呐系统，超短基线定位系统以及抓管机构，所述抓管机构中设置有电磁吸附块；
4、所述rov框架包括左支撑框架和右支撑框架，所述左支撑框架和所述右支撑框架的顶端之间固定安装有上支撑板，且左支撑框架和右支撑框架的底端之间固定安装有下支撑板，所述上支撑板的顶面上固定安装有浮力块，所述控制舱和所述电源舱通过螺钉固定安装在所述下支撑板的顶面上，所述超短基线定位系统固定安装在上支撑板上，上支撑板的顶面中部位置上还固定安装有用于连接所述脐带缆的起吊装置；
5、所述下支撑板底面上安装有深度传感器、高度计以及应急抛载上浮模块，下支撑板的顶面上安装有电子罗盘。
6、进一步的，所述抓管机构包括两个抓管机械手，两个所述抓管机械手均安装在所述下支撑板上，且两个抓管机械手在下支撑板上对称分布；
7、所述抓管机械手包括抓管机构左抓手、抓管机构右抓手、电磁吸附块、开合齿轮箱、旋转手腕和液压马达，所述开合齿轮箱固定安装在下支撑板的底面上，所述液压马达固定安装在下支撑板的顶面上，液压马达的输出端固定连接有所述旋转手腕，旋转手腕远离液压马达的一端与开合齿轮箱的输入端之间固定连接，开合齿轮箱的输出端固定连接有所述抓管机构左抓手和所述抓管机构右抓手。
8、进一步的，所述推进系统包括水平推进器和垂直推进器，所述水平推进器设置有两个，两个水平推进器分别固定安装在下支撑板上，且两个水平推进器分别位于下支撑板尾端的两侧位置，所述垂直推进器固定设置在左支撑框架和右支撑框架的中部位置，且垂直推进器位于两个水平推进器之间。
9、进一步的，所述水下摄像系统包括第一摄像组、第二摄像组和第三摄像组，所述第一摄像组固定安装在上支撑板的头部位置，所述第二摄像组安装在下支撑板的底面上，且第二摄像组位于两个所述抓管机械手之间，所述第三摄像组设置在左支撑框架和右支撑框架尾端的中间位置。
10、进一步的，所述水下照明系统包括第一led照明组、第二led照明组和第三led照明组，所述第一led照明组固定安装在下支撑板顶面上的头部位置，第一led照明组与所述第一摄像组配合使用；
11、所述第二led照明组固定安装在下支撑板的底面中间位置，第二led照明组与所述第二摄像组配合使用；
12、所述第三led照明组设置有两个，且两个第三led照明组分别固定安装在左支撑框架和右支撑框架的尾端位置，第三led照明组与所述第三摄像组配合使用。
13、进一步的，所述声呐系统包括单波束声呐和多波束声呐，所述单波束声呐固定安装在所述浮力块上靠近上支撑板头部的位置，所述多波束声呐设置有两个，两个多波束声呐均固定安装在下支撑板的底面上，且两个多波束声呐位于两个抓管机械手之间。
14、进一步的，所述抓管机构左抓手和抓管机构右抓手为半圆形的扣环，抓管机构左抓手和抓管机构右抓手的内侧面上设置有不规则曲线锯齿形。
15、进一步的，所述抓管机构左抓手和抓管机构右抓手中镶嵌安装有电磁吸附块。
16、进一步的，两组所述抓管机械手可同步开合，也可异步开合。
17、进一步的，所述推进器为矢量推进器。
18、本专利技术的有益效果：
19、1、本专利技术实现了机械自动化代替人工作业，操作人员只需在母船上操作机器人就能完成相关作业，提高工作效率，节约人力成本，保障人员安全；可以到达人类无法到达的极端海洋环境下工作，大大拓展了人类对海洋的研究范围。突破了人的生理极限和水下传统搬运方式耗时长、费用高、不安全也非常不灵活的限制。
20、2、本专利技术中通过将矢量推进器的设置，可进行360度旋转改变推力方向，rov本体的机动性更加灵活，大大减轻了后期水底对分段管道组装的工作量，提高了海底铺设石油管的施工效率。
21、3、本专利技术中通过摄像系统、照明系统以及声呐系统的配合设置能够有效完成海底管道搬运任务，解决了沉管位置不准，角度难以控制等问题，大大减轻了后期水底对分段管道组装的工作量，提高了海底铺设石油管的施工效率。
22、5、当rov本体在抓住水下管道后，可通过控制磁吸附装置进行吸附，能够更平稳地抓住水下管道，便于搬运
23、7、该专利技术的固定夹具装置抓手为圆弧不规则锯齿结构，可以适应不同管径的管道；从而适应各个海域的管道搬运工作，减少对不同直径管道搬运需要不同夹具进行抱紧的弊端，节约制造成本和提高工作效率。
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1.一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，包括多个可共同协作的ROV本体(3)，所述ROV本体(3)通过脐带缆(2)与显控平台(1)连接；ROV本体(3)包括ROV框架，所述ROV框架上安装有推进系统、控制舱(12)、电源舱(13)、水下摄像系统，水下照明系统，声呐系统，超短基线定位系统(23)以及抓管机构(4)，所述抓管机构(4)中设置有电磁吸附块(29)；
2.根据权利要求1所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述抓管机构(4)包括两个抓管机械手，两个所述抓管机械手均安装在所述下支撑板(8)上，且两个抓管机械手在下支撑板(8)上对称分布；
3.根据权利要求1所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述推进系统包括水平推进器(10)和垂直推进器(11)，所述水平推进器(10)设置有四个，四个水平推进器(10)分别固定安装在下支撑板(8)上靠近其四个拐角的位置；所述垂直推进器(11)设置有两个，两个垂直推进器(11)固定设置下支撑板(8)的顶面中部位置，且两个垂直推进器(11)的推进方向相反；
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5.根据权利要求4所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述水下照明系统包括第一LED照明组(18)、第二LED照明组(19)和第三LED照明组(20)，所述第一LED照明组(18)固定安装在下支撑板(8)顶面上的头部位置，第一LED照明组(18)与所述第一摄像组(15)配合使用；
6.根据权利要求2所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述声呐系统包括单波束声呐(21)和多波束声呐(22)，所述单波束声呐(21)固定安装在所述浮力块(9)上靠近上支撑板(7)头部的位置，所述多波束声呐(22)设置有两个，两个多波束声呐(22)均固定安装在下支撑板(8)的底面上，且两个多波束声呐(22)位于两个抓管机械手之间。
7.根据权利要求2所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述抓管机构左抓手(27)和抓管机构右抓手(28)为半圆形的扣环，抓管机构左抓手(27)和抓管机构右抓手(28)的内侧面上设置有不规则曲线锯齿形。
8.根据权利要求2所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述抓管机构左抓手(27)和抓管机构右抓手(28)中镶嵌安装有所述电磁吸附块(29)。
9.根据权利要求2所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，两组所述抓管机械手可同步开合，也可异步开合。
10.根据权利要求3所述的一种用于水下石油管道搬运的ROV装置，其特征在于，所述推进器为矢量推进器。
...【技术特征摘要】
1.一种用于水下石油管道搬运的rov装置，其特征在于，包括多个可共同协作的rov本体(3)，所述rov本体(3)通过脐带缆(2)与显控平台(1)连接；rov本体(3)包括rov框架，所述rov框架上安装有推进系统、控制舱(12)、电源舱(13)、水下摄像系统，水下照明系统，声呐系统，超短基线定位系统(23)以及抓管机构(4)，所述抓管机构(4)中设置有电磁吸附块(29)；
2.根据权利要求1所述的一种用于水下石油管道搬运的rov装置，其特征在于，所述抓管机构(4)包括两个抓管机械手，两个所述抓管机械手均安装在所述下支撑板(8)上，且两个抓管机械手在下支撑板(8)上对称分布；
3.根据权利要求1所述的一种用于水下石油管道搬运的rov装置，其特征在于，所述推进系统包括水平推进器(10)和垂直推进器(11)，所述水平推进器(10)设置有四个，四个水平推进器(10)分别固定安装在下支撑板(8)上靠近其四个拐角的位置；所述垂直推进器(11)设置有两个，两个垂直推进器(11)固定设置下支撑板(8)的顶面中部位置，且两个垂直推进器(11)的推进方向相反；
4.根据权利要求2所述的一种用于水下石油管道搬运的rov装置，其特征在于，所述水下摄像系统包括第一摄像组(15)、第二摄像组(16)和第三摄像组(17)，所述第一摄像组(15)固定安装在上支撑板(7)的头部位置，所述第二摄像组(16)安装在下支撑板(8)的底面上，且第二摄像组(16)位于两个所述抓管机械手之间，所述第三摄像组(17)设置在左支撑框架(5)和右支撑框...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱大奇，庞文，陈倩，汪中厚，陈铭治，郭经纬，周万雷，林姝晗，杨郭，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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