本申請涉及海洋工程，特別涉及一種系纜管理系統、水下機器人收放系統及收放方法。

背景技術：

1、海洋中蘊藏著豐富的資源，合理開發與利用海洋資源有助于人類社會可持續發展。水下機器人在幫助人類進行地質勘探、礦產資源開發和海洋管線鋪設等方面發揮著重要作用。其中，rov(remote?ly?operated?veh?ic?le，有纜遙控作業機器人，下稱水下機器人)是目前正被廣泛使用的深海作業機器人，水下機器人通過臍帶纜與工作母船連接，工作人員可在工作母船上對其進行操作控制。

2、臍帶纜是連接水面作業平臺(例如作業母船)與水下機器人之間的重要紐帶，其主要傳送電能、控制指令和包括高清攝像系統、聲吶等在內的各類傳感器數據，在深海作業系統中發揮著重要作用。然而，水下機器人在執行作業任務時會受到海流等復雜海洋環境的影響，作業環境較為惡劣，特別是在水下機器人執行深水作業任務時，浸沒于海水中的臍帶纜長度較大，纜繩自重和復雜洋流將使得臍帶纜在工作過程中承受復雜載荷的作用，這種復雜的載荷又會通過纜繩傳遞至水下機器人上，并且會限制水下機器人的運動范圍，這將對水下機器人執行作業任務產生極為不利的影響。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題中的至少之一，本申請提供一種系纜管理系統、水下機器人收放系統及收放方法，有助于減少臍帶纜對水下機器人的影響，提高水下機器人作業過程的穩定性，所采用的技術方案如下。

2、第一方面，本申請所提供的系纜管理系統用于與臍帶纜連接，所述系纜管理系統包括基座、卷繞機構和鎖緊機構，卷繞機構設置于所述基座中，所述卷繞機構包括中性纜和絞車，所述中性纜的一端用于連接水下機器人，另一端連接所述絞車，所述絞車用于釋放或卷繞回收所述中性纜；鎖緊機構設置于所述基座中，所述鎖緊機構用于連接或釋放所述水下機器人；其中，所述系纜管理系統下放至水下且所述鎖緊機構釋放所述水下機器人時，所述水下機器人可圍繞所述基座在以所述中性纜為半徑的范圍中運動。

3、本申請第一方面的某些實施例中，所述系纜管理系統還包括設置于所述基座的排纜機構，所述排纜機構包括排纜器，所述中性纜滑動設置在所述排纜器上，所述排纜器沿所述絞車的轉軸方向可移動，所述排纜器用于引導所述中性纜沿所述絞車的轉軸方向釋放或卷繞回收。

4、本申請第一方面的某些實施例中，所述排纜機構還包括傳動絲桿，所述傳動絲桿沿所述絞車的轉軸設置，所述排纜器連接于所述傳動絲桿，所述傳動絲桿轉動以帶動所述排纜器沿所述絞車的轉軸方向往復運動。

5、本申請第一方面的某些實施例中，所述卷繞機構包括驅動件和傳動組件，所述驅動件連接所述絞車以驅動所述絞車轉動，所述傳動組件連接所述驅動件和所述傳動絲桿，所述傳動組件驅動所述傳動絲桿轉動，以使所述排纜器的移動速度匹配所述中性纜在所述絞車上的釋放或回收速度。

6、本申請第一方面的某些實施例中，所述系纜管理系統還包括張緊輪，所述張緊輪設置于所述基座上，所述張緊輪位于所述絞車的下方，所述張緊輪用于在所述絞車回收所述中性纜時張緊所述中性纜。

7、本申請第一方面的某些實施例中，所述基座包括底板以及設置在所述底板上的側板，所述底板和所述側板圍合形成安裝空間，所述底板設有連通至所述安裝空間的放纜孔，所述張緊輪設置在所述放纜孔的邊緣，所述中性纜穿設于所述放纜孔中，所述卷繞機構和排纜機構位于所述安裝空間中，所述絞車設置于所述側板上。

8、本申請第一方面的某些實施例中，所述鎖緊機構設置于所述底板上，所述鎖緊機構包括連接通道和卡鉗，所述連接通道連通于所述放纜孔，所述卡鉗設置于所述連接通道的側壁，且至少一部分深入至所述連接通道中，所述卡鉗用于與所述水下機器人相互卡接鎖緊或釋放所述水下機器人。

9、本申請第一方面的某些實施例中，所述系纜管理系統連接于臍帶纜，所述臍帶纜包括通信線纜和供電線纜，所述通信線纜和所述供電線纜連接所述中性纜，所述中性纜用于與所述水下機器人通信連接和供電。

10、第二方面，本申請還提供一種水下機器人收放系統，包括母船、臍帶纜、水下機器人以及第一方面提供的系纜管理系統，所述臍帶纜的一端連接于所述母船，另一端連接所述系纜管理系統，所述中性纜連接所述水下機器人，所述水下機器人圍繞所述系纜管理系統可活動。

11、第三方面，本申請還提供一種水下機器人收放方法，包括

12、利用臍帶纜將所述系纜管理系統在水中下放至目標深度；

13、鎖緊機構釋放水下機器人，以使所述水下機器人與所述系纜管理系統分離；

14、所述水下機器人在以所述基座為球心、所述中性纜最大長度為半徑的范圍內活動；

15、卷繞機構回收所述水下機器人，所述水下機器人與鎖緊機構鎖緊連接；

16、回收臍帶纜，以將所述系纜管理系統和所述水下機器人回收至母船。

17、本申請的實施例至少具有以下有益效果：通過設置系纜管理系統，能夠將水下機器人和臍帶纜間接連接起來，進而再利用中性纜連接臍帶纜和水下機器人，具體地，利用中性纜實現水下機器人與臍帶纜之間的通信連接和供電連接，一方面，這樣能夠通過臍帶纜的通信數據傳輸功能以及供電功能實現水下機器人與作業母船的連接，確保水下機器人能夠獲得正常的能量供應并保證通信作用；另一方面，還能夠利用系纜管理系統的中繼作用，減少臍帶纜的載荷作用影響水下機器人。利用系纜管理系統能夠將臍帶纜傳遞至水下機器人的載荷作用切斷，這樣，水下機器人在作業的過程中能夠避免受到臍帶纜載荷的影響，減少臍帶纜自重或者洋流作用對水下機器人的干擾，提高水下機器人作業的穩定性和可靠性。利用鎖緊機構的鎖定作用，能夠在系纜管理系統下放或回收時將系纜管理系統與水下機器人連接形成一體，避免二者發生相對晃動，確保在系纜管理系統下放或回收過程中的操作穩定性和可靠性。當系纜管理系統下放到水下目標深度時，鎖緊機構釋放水下機器人，這時水下機器人與系纜管理系統分離，水下機器人能夠自由活動。

技術特征：

1.一種系纜管理系統，其特征在于：所述系纜管理系統用于與臍帶纜連接，所述系纜管理系統包括：

2.根據權利要求1所述的系纜管理系統，其特征在于：所述系纜管理系統還包括設置于所述基座的排纜機構，所述排纜機構包括排纜器，所述中性纜滑動設置在所述排纜器上，所述排纜器沿所述絞車的轉軸方向可移動，所述排纜器用于引導所述中性纜沿所述絞車的轉軸方向釋放或卷繞回收。

3.根據權利要求2所述的系纜管理系統，其特征在于：所述排纜機構還包括傳動絲桿，所述傳動絲桿沿所述絞車的轉軸設置，所述排纜器連接于所述傳動絲桿，所述傳動絲桿轉動以帶動所述排纜器沿所述絞車的轉軸方向往復運動。

4.根據權利要求3所述的系纜管理系統，其特征在于：所述卷繞機構包括驅動件和傳動組件，所述驅動件連接所述絞車以驅動所述絞車轉動，所述傳動組件連接所述驅動件和所述傳動絲桿，所述傳動組件驅動所述傳動絲桿轉動，以使所述排纜器的移動速度匹配所述中性纜在所述絞車上的釋放或回收速度。

5.根據權利要求1至4任一項所述的系纜管理系統，其特征在于：所述系纜管理系統還包括張緊輪，所述張緊輪設置于所述基座上，所述張緊輪位于所述絞車的下方，所述張緊輪用于在所述絞車回收所述中性纜時張緊所述中性纜。

6.根據權利要求5所述的系纜管理系統，其特征在于：所述基座包括底板以及設置在所述底板上的側板，所述底板和所述側板圍合形成安裝空間，所述底板設有連通至所述安裝空間的放纜孔，所述張緊輪設置在所述放纜孔的邊緣，所述中性纜穿設于所述放纜孔中，所述卷繞機構和排纜機構位于所述安裝空間中，所述絞車設置于所述側板上。

7.根據權利要求6所述的系纜管理系統，其特征在于：所述鎖緊機構設置于所述底板上，所述鎖緊機構包括連接通道和卡鉗，所述連接通道連通于所述放纜孔，所述卡鉗設置于所述連接通道的側壁，且至少一部分深入至所述連接通道中，所述卡鉗用于與所述水下機器人相互卡接鎖緊或釋放所述水下機器人。

8.根據權利要求1至4任一項所述的系纜管理系統，其特征在于：所述系纜管理系統連接于臍帶纜，所述臍帶纜包括通信線纜和供電線纜，所述通信線纜和所述供電線纜連接所述中性纜，所述中性纜用于與所述水下機器人通信連接和供電。

9.一種水下機器人收放系統，其特征在于：包括母船、臍帶纜、水下機器人以及如權利要求1至8任一項所述的系纜管理系統，所述臍帶纜的一端連接于所述母船，另一端連接所述系纜管理系統，所述中性纜連接所述水下機器人，所述水下機器人圍繞所述系纜管理系統可活動。

10.一種水下機器人收放方法，其特征在于：包括

技術總結
本申請公開了一種系纜管理系統、水下機器人收放系統及收放方法，系纜管理系統包括基座、卷繞機構和鎖緊機構，卷繞機構設置于基座中，卷繞機構包括中性纜和絞車，中性纜的一端用于連接水下機器人，另一端連接絞車，絞車用于釋放或卷繞回收中性纜；鎖緊機構設置于基座中，鎖緊機構用于連接或釋放水下機器人；系纜管理系統下放至水下且鎖緊機構釋放水下機器人時，水下機器人可圍繞基座在以中性纜為半徑的范圍中運動。采用系纜管理系統有助于減少臍帶纜對水下機器人的影響，提高水下機器人作業過程的穩定性。

技術研發人員：陳士尹,謝雪戀,田烈余,黃元鏗,張會寅
受保護的技術使用者：廣州海洋地質調查局
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24