基于rov開通微型隧道的水下作業裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，作業時，履帶車行駛到作業位置；遠程控制裝置可以先控制機械手裝置操作高壓水槍對準被打撈物上預設的隧道起始部進行清理工作；然后，遠程控制裝置控制機械手裝置將高壓水槍放回到工具更換裝置上并將隧道掘進器和吸泥泵從工具更換裝置上取下；遠程控制裝置控制機械手裝置將隧道掘進器對準已被高壓水槍清理的預設的隧道起始部開始挖掘隧道；與此同時，遠程控制裝置控制機械手裝置將吸泥泵對準隧道掘進器的頭部并將被隧道掘進器挖下的泥沙吸走；如此便可實現在水下被打撈物上開鑿隧道，作業過程不需要人員進入水下，作業方便而安全。
【專利說明】
基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置及其作業方法，屬于一種用于水下打撈作業的裝置。
【背景技術】
[0002]在我國，水下搜救撈系統是一支承擔著國家指定的搶險救災、打撈任務的專業隊伍，負責船舶和海上設施、財產的救助、沉船沉物的打撈，港口、航道清障等水上突發事件的應急反應。按照國家有關部委的規定，救撈系統各打撈局的主要職責是:I)承擔國家指定的特殊的政治、軍事、救災等搶險打撈任務;2)沉船沉物打撈，公共水域和航道、港口清障；3)水上非人命救助的船舶、設施和財產的救助打撈;4)沉船存油和難船溢油的應急清除，防止海洋環境污染。從規定中可以看出，其主要技術業務是海上沉船沉物打撈和緊急的搶險打撈。救撈系統自成立以來，完成了大量的沉船沉物的打撈、應急搶險、防止環境污染等一系列工程，如“渤海2號”鉆井平臺、“大舜”號滾裝船、“遼旅渡7”滾裝船、“銀鋤”號挖泥船、“奮威”號挖泥船、“南海I號”古沉船、“5.7”空難失事飛機、等救助打撈工程，完成了國家和輿論關心的事故清查、有效地疏通了航道、清除了海上障礙、抑制或減少了環境污染、挽回了國家和人民財產的損失、開展了水下考古科研，為國家的經濟建設做出了很大的貢獻。
[0003]三十年來，我國國民經濟總產值以每年超過9%的速度增長。與之相對應的港口建設和海上運量也在高速增長，海上運輸密度大幅度增加，隨之而來的水上交通事故隱患也會增加，自2002年以來，每年都有超過300艘船舶在我國海域沉沒，有些船舶沉沒于航道或者港內，造成“一船沉沒、全港癱瘓”的局面，給港口的生產帶來損失，也會給國家帶來一些負面影響。如何預控和迅速處理水上公共突發事件是政府面臨的一項重要課題。但我國應急搶險打撈的綜合能力與國家的要求差距大，與世界強國相比差距很大。主要是裝備不足、搶險打撈能力較弱，完成應急搶險打撈任務困難，即使能完成也需要花費很長的時間和大量的人、財、物。這種情況與我國作為綜合國力不斷提高的海洋大國很不相稱。據統計我國近年撈起沉船占當年沉船的比率約為5%。也即還有95%的沉船，由于各種原因(主要是打撈能力的原因)未能撈起，造成環境污染問題。如果改善了打撈裝備，可以提高沉船的打撈率，多撈起一些沉船，不僅可以大大改善我國水域的環境，而且可以將撈起的沉船修復，即使不能修復，作為報廢船拆解，可給國家提供可觀的鋼材與有色金屬等各種原材料，也有利于我國綠色經濟的成長。沉船打撈技術近年來有了較大的發展，其主要是以起重打撈為主的現代打撈已經成為主流技術，在很大程度上取代了傳統的浮筒打撈技術。
[0004]所謂起重打撈，就是用起重船上的大起重量起重機直接將沉船或沉物吊離海底。它的施工程序比浮筒打撈要簡單得多，除去必須的水下檢查、打撈施工設計、計劃之外，要做的準備工作是確定吊點、穿鋼絲繩及輔助打洞切割、艙內清淤等，然后就是起吊沉船。程序比較少，作業時間自然就少，能實現快速打撈。
[0005]R0V，即無人遙控潛水器(Remote Operated Vehicle)，系統組成包括:動力推進器、遙控電子通訊裝置、黑白或彩色攝像頭、攝像俯仰云臺、用戶外圍傳感器接口、實時在線顯示單元、導航定位裝置、自動舵手導航單元、輔助照明燈和凱夫拉零浮力拖纜等單元部件。功能多種多樣，不同類型的ROV用于執行不同的任務，被廣泛應用于軍隊、海岸警衛、海事、海關、核電、水電、海洋石油、漁業、海上救助、管線探測和海洋科學研究等各個領域。
[0006]近年來，隨著我國經濟建設的不斷發展，通過水路進行貨物運輸的總量也在不斷增加。水路航道不斷加載的趨勢，使得一旦出現船只相撞并沉沒的險情時，如何快速、安全、有效的對沉船進行打撈，從而最大限度的降低由此所造成的損失，成為了當務之急。在沉船打撈技術中，如何在沉船底下穿鋼纜就是一項關鍵的技術。水下攻泥器穿引法，是目前常用的方法。操作步驟:1、在預定位置設標示記號；2、沖千斤洞坑;3、潛水員攻泥;4、穿引纜;5、抽拉千斤鋼纜。由于沉船水深，周圍環境能見度低，有時會有有害氣體。如若潛水員進行工作，會對其造成一定危險性。
【實用新型內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置及其作業方法，能夠實現在水下被打撈物上開鑿隧道。
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，采用如下技術方案:一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，包括遠程控制裝置、履帶車和無人遙控潛水器，所述無人遙控潛水器安裝在履帶車上，履帶車和無人遙控潛水器由遠程控制裝置控制而運動;所述無人遙控潛水器上設有機械手裝置;無人遙控潛水器上還安裝有工具更換裝置，所述工具更換裝置上可拆卸地安裝有高壓水槍、隧道掘進器、吸泥栗，所述機械手裝置上設有與高壓水槍、隧道掘進器、吸泥栗連接的抓取接口。
[0009]優選地，所述機械手裝置具有第一操作臂和第二操作臂，所述第一操作臂上設有與高壓水槍、隧道掘進器連接的抓取接口；所述第二操作臂上設有與吸泥栗連接的抓取接
□ O
[0010]優選地，所述無人遙控潛水器通過鋁合金框架安裝在履帶車上，所述鋁合金框架上連接有鋅塊，無人遙控潛水器上還安裝有浮力裝置。
[0011 ]優選地，所述履帶車、機械手裝置和隧道掘進器采用液壓驅動。
[0012]優選地，所述無人遙控潛水器上設有水下攝像機、水下照明燈和掃描聲納。
[0013]優選地，所述無人遙控潛水器上設有定位裝置、慣性導航模塊、深度計。
[0014]優選地，所述高壓水槍吸取海水并將海水壓縮后噴射出去。
[0015]優選地，所述履帶車上設有車載通信設備和車載控制裝置，所述車載通信設備與車載控制裝置通信連接;所述履帶車和機械手裝置均與車載控制裝置通信連接;所述遠程控制裝置上設有遠程通信設備，所述遠程通信設備和車載通信設備通信連接。
[0016]與本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置相應地，本實用新型還提供一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業方法，采用如下技術方案:一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業方法，利用上述技術方案及任一優選的技術方案所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置進行作業，包括如下步驟:
[0017]I)將所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置放置于被打撈物附近，遠程控制裝置控制履帶車行駛到作業位置；
[0018]2)遠程控制裝置控制機械手裝置通過抓取接口與高壓水槍連接并將高壓水槍從工具更換裝置上取下；
[0019]3)遠程控制裝置控制機械手裝置將高壓水槍對準被打撈物上預設的隧道起始部，高壓水槍噴出的水清理預設的隧道起始部；
[0020]4)遠程控制裝置控制機械手裝置將高壓水槍放回到工具更換裝置上；
[0021 ] 5)遠程控制裝置控制機械手裝置將隧道掘進器和吸泥栗從工具更換裝置上取下；
[0022]6)遠程控制裝置控制機械手裝置將隧道掘進器對準已被高壓水槍清理的預設的隧道起始部開始挖掘隧道;與此同時，遠程控制裝置控制機械手裝置將吸泥栗對準隧道掘進器的頭部并將被隧道掘進器挖下的泥沙吸走；
[0023]7)遠程控制裝置履帶車繼續向前推進；
[0024]8)重復步驟I)至7)直到履帶車從被打撈物上預設的隧道終止部穿出。
[0025]如上所述，本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，具有以下有益效果:在利用本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置作業時，將所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置放置于被打撈物附近，遠程控制裝置控制履帶車行駛到作業位置;遠程控制裝置可以先控制機械手裝置操作高壓水槍對準被打撈物上預設的隧道起始部進行清理工作;然后，遠程控制裝置控制機械手裝置將高壓水槍放回到工具更換裝置上并將隧道掘進器和吸泥栗從工具更換裝置上取下;遠程控制裝置控制機械手裝置將隧道掘進器對準已被高壓水槍清理的預設的隧道起始部開始挖掘隧道;與此同時，遠程控制裝置控制機械手裝置將吸泥栗對準隧道掘進器的頭部并將被隧道掘進器挖下的泥沙吸走;如此便可實現在水下被打撈物上開鑿隧道，作業過程不需要人員進入水下，作業方便而安全。與本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的有益效果相應地，本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業方法也具有上述有益效果，此處不再贅述。
【附圖說明】

[0026]圖1顯示為無人遙控潛水器的示意圖。
[0027 ]圖2顯不為尚壓水槍的不意圖。
[0028]圖3顯示為吸泥栗的示意圖。
[0029]圖4顯示為隧道掘進器的示意圖。
[0030]圖5顯示為履帶車的示意圖。
[0031]圖6顯示為本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置水下作業的示意圖。
[0032]零件標號說明
[0033]I 履帶車6 工具更換裝置
[0034]2 無人遙控潛水器 7 高壓水槍
[0035]3 機械手裝置8 隧道掘進器
[0036]4 第一操作臂9 吸泥栗
[0037]5 第二操作臂10 被打撈物
【具體實施方式】
[0038]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0039]圖1顯示為無人遙控潛水器的示意圖，無人遙控潛水器，英文名稱為RemoteOperated Vehicle，簡稱R0V，在無人遙控潛水器2上可以配備機械手裝置3，從遠程操作機械手裝置3動作，能夠方便地實現水下無人作業，在水下作業環境中可能需要使用多種作業工具，所以可以在無人遙控潛水器2上配備工具更換裝置6，在工具更換裝置6上可拆卸地放置多種工具，在需要使用某一種工具時，可以在遠程操作機械手裝置3從工具更換裝置6上將此工具取下而操作使用，工具與工具更換裝置6的可拆卸的連接方式，以及機械手裝置3抓取工具的方式是現有技術。圖2顯示為高壓水槍的示意圖，高壓水槍7可以噴出具有很高壓力的水，可用以清洗污穢物，現有技術中有用于水下的高壓水槍，可以在水下作業。圖3顯示為吸泥栗的示意圖，現有技術中有可以在水下作業的吸泥栗9，吸泥栗可以吸入并排出泥沙，可用于清淤排穢。圖4顯示為隧道掘進器的示意圖，隧道掘進器8具有挖掘鉆頭，可以挖除及破碎較硬的物體，比如可以在地下挖掘隧道，隧道掘進器的規格有大有小，大型的隧道掘進器比如挖掘海底隧道、地鐵隧道的隧道掘進器，總而言之，隧道掘進器8是現有技術中的一種能夠挖掘隧道的工具。圖5顯示為履帶車的示意圖，履帶車為現有技術，履帶車I的車輪上包覆有履帶，能夠提供很大的與地面結合的摩擦力，而且，履帶車的載重能力很強，其特別適用于載重需求大、地面環境復雜、易于打滑的作業環境。
[0040]如圖6所示，本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，包括遠程控制裝置、履帶車I和無人遙控潛水器2，所述無人遙控潛水器2安裝在履帶車I上，履帶車I和無人遙控潛水器2由遠程控制裝置控制而運動;所述無人遙控潛水器2上設有機械手裝置3;無人遙控潛水器2上還安裝有工具更換裝置6，所述工具更換裝置6上可拆卸地安裝有高壓水槍7、隧道掘進器8、吸泥栗9，所述機械手裝置3上設有與高壓水槍7、隧道掘進器8、吸泥栗9連接的抓取接口。在利用本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置作業時，將所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置放置于被打撈物10附近，遠程控制裝置控制履帶車I行駛到作業位置；圖6中的虛線為預設的隧道路線，遠程控制裝置可以先控制機械手裝置3操作高壓水槍7對準被打撈物10上預設的隧道起始部進行清理工作;然后，遠程控制裝置控制機械手裝置3將高壓水槍7放回到工具更換裝置6上并將隧道掘進器8和吸泥栗9從工具更換裝置6上取下;遠程控制裝置控制機械手裝置3將隧道掘進器8對準已被高壓水槍7清理的預設的隧道起始部開始挖掘隧道;與此同時，遠程控制裝置控制機械手裝置3將吸泥栗9對準隧道掘進器8的頭部并將被隧道掘進器8挖下的泥沙吸走;如此便可實現在水下被打撈物10上開鑿隧道，作業過程不需要人員進入水下，作業方便而安全。
[0041]在本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置中，作為一種優選的實施方式，如圖1所示，所述機械手裝置3具有第一操作臂4和第二操作臂5，所述第一操作臂4上設有與高壓水槍7、隧道掘進器8連接的抓取接口；所述第二操作臂5上設有與吸泥栗9連接的抓取接口。這樣，在本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置作業時，可以利用第一操作臂4來操作隧道掘進器8進行挖掘隧道，同時利用第二操作臂5操作吸泥栗9將被隧道掘進器8挖掘下來的泥沙吸走并排出。這樣，第一操作臂4和第二操作臂5相互配合，能夠提供操作的靈活度和作業效率。所述第一操作臂4和第二操作臂5可以是具有5個自由度或者7個自由度的操作臂，這樣可以更靈活地進行操作。為了便于驅動履帶車1、機械手裝置3和隧道掘進器8，可以采用液壓驅動來實現履帶車1、機械手裝置3和隧道掘進器8的驅動，液壓驅動力大，而且易于控制操作。水下環境能見度低，而且可能還有障礙物，為了能夠在水下順利作業，就首先要能夠避開障礙物，為了提高本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業能力，可以在所述無人遙控潛水器2上設有水下攝像機、水下照明燈和掃描聲納，這樣，通過水下照明燈提供光源，通過水下攝像機能夠觀察水下的作業環境，水下攝像機將觀察到的信息傳遞給遠程控制裝置，操作人員可在遠程了解到水下的環境。在水下作業環境存在渾濁的情況時，水下攝像機也難以觀察到水下真實情況，這時可以用掃描聲納對水下環境進行掃描并形成聲納影像信息并傳遞給遠程控制裝置，操作人員可在遠程了解到水下環境。還可以在所述無人遙控潛水器2上設有定位裝置、慣性導航模塊、深度計，定位裝置可以檢測履帶車I所處的位置并向遠程控制裝置報告位置信息;慣性導航模塊可以對履帶車I進行導航并將導航信息傳遞給遠程控制裝置;深度計可以檢測履帶車I所處的水深深度并向遠程控制裝置報告深度信息。為了便于從遠程控制本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，優選地，在所述履帶車I上設有車載通信設備和車載控制裝置，所述車載通信設備與車載控制裝置通信連接;所述履帶車I和機械手裝置3均與車載控制裝置通信連接;所述遠程控制裝置上設有遠程通信設備，所述遠程通信設備和車載通信設備通信連接。這樣，操作人員從遠程便可控制履帶車I的運動和機械手裝置3的動作，還可以將所述水下攝像機、掃面聲納、定位裝置、慣性導航模塊、深度計等電氣元件與車載控制裝置通信連接，通過車載控制裝置與遠程控制裝置建立起控制連接關系。
[0042]海水中含有較多的鹽分，容易對無人遙控潛水器2及其他器件造成腐蝕，可以在所述無人遙控潛水器2通過鋁合金框架安裝在履帶車I上，所述鋁合金框架上連接有鋅塊，鋁合金是一種耐腐蝕的材料，不易被海水腐蝕，而且鋅塊能夠替代其他金屬零部件而被腐蝕，能夠對其他金屬零部件起到保護作用。所述高壓水槍7、隧道掘進器8和吸泥栗9采用耐腐蝕、耐高壓材料制成，以便在海水中使用，能夠耐海水腐蝕。所述高壓水槍7能夠在水下直接吸取周圍環境中的海水并將海水壓縮后噴射出去。還可以在無人遙控潛水器2上安裝浮力裝置，比如充氣囊、輕質材料制成的浮力塊等，這樣可以利用水的浮力平衡履帶車I及安裝在履帶車I上的裝置的重力，減輕履帶車I的負載壓力。
[0043]本實用新型還提供一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業方法，利用上述技術方案及任一優選的技術方案所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置進行作業，包括如下步驟:
[0044]I)將所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置放置于被打撈物10附近，遠程控制裝置控制履帶車I行駛到作業位置；
[0045]2)遠程控制裝置控制機械手裝置3通過抓取接口與高壓水槍7連接并將高壓水槍7從工具更換裝置6上取下；
[0046]3)遠程控制裝置控制機械手裝置3將高壓水槍7對準被打撈物10上預設的隧道起始部，高壓水槍7噴出的水清理預設的隧道起始部；
[0047]4)遠程控制裝置控制機械手裝置3將高壓水槍7放回到工具更換裝置6上；
[0048]5)遠程控制裝置控制機械手裝置3將隧道掘進器8和吸泥栗9從工具更換裝置6上取下；
[0049]6)遠程控制裝置控制機械手裝置3將隧道掘進器8對準已被高壓水槍7清理的預設的隧道起始部開始挖掘隧道;與此同時，遠程控制裝置控制機械手裝置3將吸泥栗9對準隧道掘進器8的頭部并將被隧道掘進器8挖下的泥沙吸走；
[0050]7)遠程控制裝置履帶車I繼續向前推進；
[0051]8)重復步驟I)至7)直到履帶車I從被打撈物10上預設的隧道終止部穿出。
[0052]利用上述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置的作業方法可以在水下的被打撈物10上開鑿出供鋼纜穿過的隧道，且整個作業過程都有遠程控制裝置控制完成，無需操作人員下水作業，保證了操作人員的生命安全，節約勞動力及成本。
[0053]在上述步驟6)和步驟7)之間還可以有如下步驟:所述吸泥栗9將泥沙排出至無人遙控潛水器2后方，遠程控制裝置控制無人遙控潛水器2向后移動而將吸泥栗9排出的泥沙從隧道起始部送出。這樣，被挖掘下來的沙土被排出隧道，隧道保持暢通，便于后續的穿入鋼纜的作業。
[0054]在上述步驟8)之后可以還有如下步驟:遠程控制裝置控制機械手裝置3夾持鋼纜從已經開設好的隧道穿過，然后利用吊車裝置就可以將被打撈物10從水中吊起。
[0055]基于上述實施例的技術方案，本實用新型的一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置及其作業方法能夠實現在水下對被打撈物10進行挖掘隧道的作業，以便穿入起吊鋼纜，整個作業過程由操作人員在遠程控制，無需操作人員下水進入到惡劣、危險的環境中進行作業，從而保證了操作人員的生命安全。
[0056]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是，包括遠程控制裝置、履帶車(I)和無人遙控潛水器(2)，所述無人遙控潛水器(2)安裝在履帶車(I)上，履帶車(I)和無人遙控潛水器(2)由遠程控制裝置控制而運動;所述無人遙控潛水器(2)上設有機械手裝置(3)；無人遙控潛水器(2)上還安裝有工具更換裝置(6)，所述工具更換裝置(6)上可拆卸地安裝有高壓水槍(7)、隧道掘進器(8)、吸泥栗(9)，所述機械手裝置(3)上設有與高壓水槍(7)、隧道掘進器(8)、吸泥栗(9)連接的抓取接口。2.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述機械手裝置(3)具有第一操作臂(4)和第二操作臂(5)，所述第一操作臂(4)上設有與高壓水槍(7)、隧道掘進器(8)連接的抓取接口 ；所述第二操作臂(5)上設有與吸泥栗(9)連接的抓取接口。3.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述無人遙控潛水器(2)通過鋁合金框架安裝在履帶車(I)上，所述鋁合金框架上連接有鋅塊，無人遙控潛水器(2)上還安裝有浮力裝置。4.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述履帶車(I)、機械手裝置(3)和隧道掘進器(8)采用液壓驅動。5.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述無人遙控潛水器(2)上設有水下攝像機、水下照明燈和掃描聲納。6.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述無人遙控潛水器(2)上設有定位裝置、慣性導航模塊、深度計。7.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述高壓水槍(7)吸取海水并將海水壓縮后噴射出去。8.如權利要求1所述的基于ROV開通微型隧道的水下作業裝置，其特征是:所述履帶車(I)上設有車載通信設備和車載控制裝置，所述車載通信設備與車載控制裝置通信連接;所述履帶車(I)和機械手裝置(3)均與車載控制裝置通信連接;所述遠程控制裝置上設有遠程通信設備，所述遠程通信設備和車載通信設備通信連接。
【文檔編號】B63C7/24GK205707227SQ201620596607
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】徐玲, 呂驥, 錢建華, 朱俊, 毛英超, 田雨, 金川, 沈勤, 夏璐
【申請人】上海遨拓深水裝備技術開發有限公司, 舟山遨拓海洋工程技術有限公司