一种潜水器布放与回收装置及方法与流程

本发明涉及潜水器布放与回收领域，具体是一种潜水器布放与回收装置及方法。

背景技术：

潜水器在深海资源的勘探开发、实现海难救助和打捞以及进行海洋工程建设和维修作业领域中广泛应用，潜水器作为水下设备，需要母船配置专用的布放回收系统，用以将潜水器从母船甲板上布放到水中以及从水中回收到母船甲板上。现有技术在潜水器通过飞溅区域时，只依靠柔性的脐带缆提吊潜水器，潜水器距水面距离较大，在恶劣海况下，处于飞溅区的潜水器将相对母船剧烈的运动，极易发生碰撞危险，极端情况下脐带缆有破断的可能，导致潜水器的损坏或丢失。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是处于飞溅区的潜水器在布放回收时极易与母船发生碰撞，为了解决该问题，本发明提供一种潜水器布放与回收装置及方法，其能够避免处于飞溅区的潜水器在布放回收时与母船发生碰撞。

本发明的内容为一种潜水器布放与回收装置，包括顶置水平轨道、竖向的舷外固定滑轨和脐带缆绞车，顶置水平轨道上滑动安装移动滑轨组件，移动滑轨组件有竖向的移动滑轨、导缆滑轮、提升绞车和游车提升钢缆，脐带缆绞车上设置脐带缆的一端，脐带缆的另一端绕过导缆滑轮并穿过垂向游车后与潜水器连接，移动滑轨上滑动安装垂向游车，垂向游车能够沿移动滑轨滑动至舷外固定滑轨上，垂向游车能够沿舷外固定滑轨移动，游车提升钢缆的两端分别与提升绞车和垂向游车连接，垂向游车与潜水器能够通过第一连接装置连接。

进一步地，所述的第一连接装置有闩锁和蘑菇头，蘑菇头固定在潜水器上部，闩锁固定在垂向游车上，闩锁有对称分布的两个液压缸，两个液压缸能够通过活塞杆的伸长锁紧蘑菇头。

进一步地，所述的移动滑轨与舷外固定滑轨能够通过固定装置连接。

进一步地，所述的固定装置有滑轨对接器，滑轨对接器有液压缸和销，舷外固定滑轨顶部开设与销对应的销孔，液压缸能够伸长带动销进入销孔。

进一步地，所述的移动滑轨组件与垂向游车能够通过第二连接装置连接。

进一步地，所述的第二连接装置有游车闩锁和游车蘑菇头，游车蘑菇头固定在垂向游车上部，游车闩锁有对称分布的两个液压缸，两个液压缸能够通过活塞杆的伸长锁紧游车蘑菇头。

进一步地，所述的移动滑轨组件有缓冲器，垂向游车能够与缓冲器相触。

进一步地，所述的移动滑轨组件有水平移动轴承组件和水平移动驱动单元，水平移动轴承组件滑动安装在顶置水平轨道上，水平移动驱动单元能够驱动水平移动轴承组件沿顶置水平轨道滑动。

进一步地，所述的脐带缆为铠装光电复合缆。

一种潜水器布放与回收方法，使用一种潜水器布放与回收装置，所述的方法包括以下步骤：

⑴布放：

①潜水器搁置在库房舱室甲板上，控制移动滑轨组件沿固定在潜水器库房舱室顶部的顶置水平轨道水平移动至潜水器正上方；启动脐带缆绞车提升潜水器至垂向游车，通过第一连接装置将垂向游车与潜水器连接；

②启动游车提升绞车回收游车提升钢缆，从而提升垂向游车和潜水器；使移动滑轨组件带动垂向游车和潜水器水平移动至舷外工作位置；使移动滑轨和固定安装在船体舷侧外板的舷外固定滑轨对接，形成整体轨道；

③启动游车提升绞车释放游车提升钢缆，使垂向游车和潜水器沿整体轨道下放至舷外固定滑轨最下端，在此过程同时启动脐带缆绞车，跟随释放脐带缆；然后打开第一连接装置使垂向游车和潜水器相互脱离，继续释放脐带缆，同时开启潜水器垂向推进器，使潜水器持续下潜；

④启动游车提升绞车回收游车提升钢缆，直至垂向游车移动至移动滑轨上；

⑵回收：

⑤启动游车提升绞车释放游车提升钢缆，垂向游车沿整体轨道下放至舷外固定滑轨最下端；

⑥启动脐带缆绞车回收脐带缆以提升潜水器，直至垂向游车与潜水器通过第一连接装置在水下完成连接；

⑦启动游车提升绞车回收游车提升钢缆，沿整体轨道提升垂向游车和潜水器，使潜水器高于库房舱室甲板，在此过程同时启动脐带缆绞车跟随回收脐带缆；

⑧使移动滑轨组件带动垂向游车和潜水器移动至潜水器存放位置正上方，打开第一连接装置使垂向游车和潜水器相互脱离，启动脐带缆绞车，释放脐带缆，下放潜水器，直至潜水器接触库房舱室甲板，完成存放。

本发明的有益效果是，本发明采用移动滑轨与舷外固定滑轨结合的方式，以垂向游车作为潜水器布放回收的载体，垂向游车和潜水器作为整体沿移动滑轨与舷外固定滑轨对接形成的整体轨道完成布放或回收，在此过程中，垂向游车和潜水器作为一个整体，随母船在环境载荷作用下运动，避免了采用脐带缆柔性吊放潜水器通过飞溅区可能发生碰撞的风险。潜水器能够在水下完成与垂向游车的解脱或连接，由于潜水器在水中的重量远小于在空气中的质量，在水下进行潜水器与垂向游车的解脱或连接，受到环境载荷的影响更小且更安全。本发明还通过布置在库房舱室顶部的顶置水平轨道，使得潜水器与移动滑轨能够在库房舱室内部水平移动，既满足潜水器的舷外布放的需求，也方便在库房舱室内部移动，实现库房舱室空间的充分利用。

附图说明

附图1为本发明的舷外工作状态示意图；

附图2为本发明的舷内存储状态示意图；

附图3为本发明的移动滑轨组件和垂向游车的结构示意图；

附图4为本发明的垂向游车与潜水器连接状态示意图；

附图5为本发明的垂向游车与潜水器解脱状态示意图；

附图6为本发明的脐带缆穿过垂向游车与潜水器连接状态示意图；

附图7为本发明的中继器和潜水器的布放步骤示意图；

附图8为本发明的中继器和潜水器的回收步骤示意图。

在图中，100、移动滑轨组件101、水平移动轴承组件102、水平移动驱动单元103、移动滑轨104、导缆滑轮105、缓冲器106、游车闩锁107、游车提升绞车108、游车提升钢缆109、滑轨对接器200、垂向游车201、闩锁202、游车蘑菇头300、顶置水平轨道400、舷外固定滑轨500、脐带缆绞车600、脐带缆700、中继器800、潜水器。

具体实施方式

如附图1-8所示，包括顶置水平轨道300、竖向的舷外固定滑轨400和脐带缆绞车500，顶置水平轨道300上滑动安装移动滑轨组件100，移动滑轨组件100有竖向的移动滑轨103、导缆滑轮104、提升绞车107和游车提升钢缆108，脐带缆绞车500上设置脐带缆600的一端，脐带缆600的另一端绕过导缆滑轮104并穿过垂向游车200后与潜水器连接，移动滑轨103上滑动安装垂向游车200，垂向游车200能够沿移动滑轨103滑动至舷外固定滑轨400上，垂向游车200能够沿舷外固定滑轨400移动，游车提升钢缆108的两端分别与提升绞车107和垂向游车200连接，垂向游车200与潜水器能够通过第一连接装置连接。顶置水平轨道300固定在潜水器库房舱室顶部，能够为移动滑轨组件100提供支撑和水平滑动的引导。舷外固定滑轨400固定安装在船体舷侧外板上，其可以与移动滑轨103对接形成整体轨道，为垂向游车200布放和回收潜水器提供支撑和垂向引导，以保证垂向游车200能够沿整体轨道垂向滑动至母船水线以下。脐带缆绞车500固定安装在库房舱室甲板上，其能够存储、布放和回收脐带缆600。脐带缆600可直接提吊潜水器，同时能够为潜水器提供电力和控制信号的传输。

所述的第一连接装置可以有多种结构，优选的有闩锁201和蘑菇头，蘑菇头固定在潜水器上部，闩锁201固定在垂向游车200上，闩锁201有对称分布的两个液压缸，两个液压缸能够通过活塞杆的伸长锁紧蘑菇头。这种结构能够使垂向游车200与潜水器硬性可拆卸连接，避免潜水器在飞溅区产生晃动，防止潜水器与母船发生碰撞。所述的第一连接装置还可以是卡扣连接结构。

所述的移动滑轨103与舷外固定滑轨400能够通过固定装置连接。固定装置能够将移动滑轨103固定，避免垂向游车200移动时移动滑轨103产生偏移。

所述的固定装置可以有多种结构，优选的有滑轨对接器109，滑轨对接器109有液压缸和销，舷外固定滑轨400顶部开设与销对应的销孔，液压缸能够伸长带动销进入销孔。滑轨对接器109用于连接和固定移动滑轨103，使移动滑轨103和舷外固定滑轨400组成整体轨道，保证垂向游车200能够沿整体轨道垂向滑动至母船水线以下。所述的固定装置还可以为卡扣结构、螺栓螺母结构、绳索绑扎结构等。

所述的移动滑轨组件100与垂向游车200能够通过第二连接装置连接。

所述的第二连接装置可以有多种结构，优选的有游车闩锁106和游车蘑菇头202，游车蘑菇头202固定在垂向游车200上部，游车闩锁106有对称分布的两个液压缸，两个液压缸能够通过活塞杆的伸长锁紧游车蘑菇头202。游车提升钢缆108通过与游车蘑菇头202的连接与垂向游车200连接。这种结构能够使垂向游车200与移动滑轨组件100硬性可拆卸连接，避免垂向游车200相对移动滑轨103产生晃动，防止垂向游车200下部连接的潜水器与母船发生碰撞。所述的第一连接装置还可以是卡扣连接结构。

所述的移动滑轨组件100有缓冲器105，垂向游车200能够与缓冲器105相触。缓冲器105能够为垂向游车200提供缓冲。

所述的移动滑轨组件100有水平移动轴承组件101和水平移动驱动单元102，水平移动轴承组件101滑动安装在顶置水平轨道300上，水平移动驱动单元102能够驱动水平移动轴承组件101沿顶置水平轨道300滑动。

所述的脐带缆600为铠装光电复合缆。铠装光电复合缆强度高，能够直接提吊潜水器，同时便于为潜水器和潜水器提供电力和控制信号的传输。蘑菇头为中空结构，脐带缆600的铠装层与与蘑菇头连接，脐带缆600的光电复合缆芯能够穿过蘑菇头与潜水器连接。

实施例1，一种潜水器布放与回收方法，使用一种潜水器布放与回收装置，所述的方法包括以下步骤：

⑴布放：

①潜水器搁置在库房舱室甲板上，控制移动滑轨组件100沿固定在潜水器库房舱室顶部的顶置水平轨道300水平移动至潜水器正上方；启动脐带缆绞车500提升潜水器至垂向游车200，通过第一连接装置将垂向游车200与潜水器连接；

②控制移动滑轨组件100带动垂向游车200和潜水器水平移动至舷外工作位置；使移动滑轨103和固定安装在船体舷侧外板的舷外固定滑轨400对接，形成整体轨道；

③启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，使垂向游车200和潜水器沿整体轨道下放至舷外固定滑轨400最下端，在此过程同时启动脐带缆绞车500，跟随释放脐带缆600；然后打开第一连接装置使垂向游车200和潜水器相互脱离，继续释放脐带缆600，同时开启潜水器垂向推进器，使潜水器持续下潜；

④启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，直至垂向游车200移动至移动滑轨103上；

⑵回收：

⑤启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，垂向游车200沿整体轨道下放至舷外固定滑轨400最下端；

⑥启动脐带缆绞车500回收脐带缆600以提升潜水器，直至垂向游车200与潜水器通过第一连接装置在水下完成连接；

⑦启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，沿整体轨道提升垂向游车200和潜水器，使潜水器高于库房舱室甲板，在此过程同时启动脐带缆绞车500跟随回收脐带缆600；

⑧使移动滑轨组件100带动垂向游车200和潜水器移动至潜水器存放位置正上方，打开第一连接装置使垂向游车200和潜水器相互脱离，启动脐带缆绞车500，释放脐带缆600，下放潜水器，直至潜水器接触库房舱室甲板，完成存放。

该方法采用垂向游车200通过第一连接装置与潜水器连接的方式。

实施例2，一种潜水器布放与回收方法，使用一种潜水器布放与回收装置，所述的方法包括以下步骤：

⑴布放：

①潜水器和中继器解脱后分别搁置在库房舱室甲板上，控制移动滑轨组件100沿固定在潜水器库房舱室顶部的顶置水平轨道300水平移动至中继器正上方；启动脐带缆绞车500提升中继器至垂向游车200，通过第一连接装置将垂向游车200与中继器连接；

②使移动滑轨组件100带动垂向游车200和中继器一起水平移动至潜水器正上方；打开第二连接装置，启动游车提升绞车107，释放游车提升钢缆108，下放垂向游车200和中继器，直至中继器和潜水器对接完成；

③启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，从而提升垂向游车200、中继器和潜水器，直至垂向游车200与移动滑轨组件100通过第二连接装置连接完成；使移动滑轨组件100带动垂向游车200、中继器和潜水器水平移动至舷外工作位置；使移动滑轨103和固定安装在船体舷侧外板的舷外固定滑轨400对接，形成整体轨道；

④打开第二连接装置，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，使垂向游车200、中继器和潜水器沿整体轨道下放至舷外固定滑轨400最下端，在此过程同时启动脐带缆绞车500，跟随释放脐带缆600；然后打开第一连接装置使垂向游车200和中继器相互脱离，继续释放脐带缆600，同时开启潜水器垂向推进器，使潜水器和中继器持续下潜；

⑤启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，直至垂向游车200移动至移动滑轨103上，通过第二连接装置将垂向游车200与移动滑轨组件100连接；

⑵回收：

⑥打开第二连接装置，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，垂向游车200沿整体轨道下放至舷外固定滑轨400最下端；

⑦启动脐带缆绞车500回收脐带缆600以提升中继器和潜水器，直至垂向游车200与中继器通过第一连接装置在水下完成连接；

⑧启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，沿整体轨道提升垂向游车200、中继器和潜水器，使潜水器高于库房舱室甲板，直至垂向游车200与移动滑轨组件100通过第二连接装置连接完成，在此过程同时启动脐带缆绞车500跟随回收脐带缆600；

⑨使移动滑轨组件100带动垂向游车200、中继器与潜水器移动至潜水器存放位置正上方，打开第二连接装置，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，下放垂向游车200、中继器和潜水器，直至潜水器接触库房舱室甲板，完成存放；

⑩使中继器和潜水器相互脱离，启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，同时提升垂向游车200和中继器，直至垂向游车200与移动滑轨组件100通过第二连接装置连接完成；启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100带动垂向游车200和中继器水平移动至中继器存放位置正上方；

打开第一连接装置使垂向游车200和中继器相互脱离，启动脐带缆绞车500，释放脐带缆600，下放中继器，直至中继器接触库房舱室甲板，完成存放。

该方法采用垂向游车200通过第一连接装置与中继器连接，中继器与潜水器连接的方式。中继器与潜水器之间可以采用第一连接装置进行连接的方式，也可以采用其他刚性可拆卸连接的方式。中继器和潜水器解脱后分别存放，充分利用库房舱室空间便于维护保养。

实施例3，一种潜水器布放与回收方法，使用所述的一种潜水器布放与回收装置，所述的方法包括以下步骤：

⑴布放：

①潜水器和中继器解脱后分别搁置在库房甲板上，启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100水平移动至中继器正上方；启动脐带缆绞车500提升中继器，至垂向游车200，通过闩锁201将中继器锁紧。

②启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100、垂向游车200和中继器一起水平移动至潜水器正上方；打开游车闩锁106，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，下放游车和中继器，直至中继器和潜水器对接闩锁完成。

③启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，提升垂向游车、中继器和潜水器，直至游车闩锁106与游车蘑菇头202完成对接并闩锁；启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100、垂向游车200、中继器和潜水器水平移动至舷外工作位置；启动滑轨对接器109，完成移动滑轨103和舷外固定滑轨400对接，形成整体轨道。

④打开游车闩锁106，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，使垂向游车、中继器和潜水器沿整体轨道下放至滑轨最下端，在此过程同时启动脐带缆绞车，跟随释放脐带缆。然后打开闩锁201，继续释放脐带缆，同时开启潜水器垂向推进器，使潜水器和中继器持续下潜；

⑤启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，直至游车蘑菇头202和游车闩锁106完成闩锁；

⑵回收：

⑥打开游车闩锁106，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，沿整体轨道下放垂向游车200至滑轨最下端；

⑦启动脐带缆绞车500，回收脐带缆600，同时提升中继器和潜水器，直至中继器蘑菇头与闩锁201在水下完成闩锁；

⑧启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，沿整体轨道提升垂向游车、中继器和潜水器，直至游车蘑菇头202与游车闩锁106完成对接并闩锁，在此过程同时启动脐带缆绞车500跟随回收脐带缆600；

⑨启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100、垂向游车200、中继器与潜水器水平移动至潜水器存放位置正上方，打开游车闩锁106，启动游车提升绞车107释放游车提升钢缆108，同时下放垂向游车、中继器和潜水器，直至潜水器接触库房舱室甲板，完成存放；

⑩解脱中继器和潜水器之间闩锁连接，启动游车提升绞车107回收游车提升钢缆108，同时提升垂向游车200和中继器，直至游车蘑菇头202与游车闩锁106完成对接并闩锁。启动水平移驱动单元102，使移动滑轨组件100、垂向游车200、中继器水平移动至中继器存放位置正上方；

打开闩锁201，启动脐带缆绞车500，释放脐带缆600，下放中继器，直至其接触库房舱室甲板，完成存放。

本发明采用移动滑轨103与舷外固定滑轨400结合的方式，以垂向游车200作为潜水器布放回收的载体，垂向游车200和潜水器作为整体沿移动滑轨103与舷外固定滑轨400对接形成的整体轨道完成布放或回收，在此过程中，垂向游车200和潜水器作为一个整体，随母船在环境载荷作用下运动，避免了采用脐带缆柔性吊放中继器和潜水器通过飞溅区可能发生碰撞的风险。潜水器能够在水下完成与垂向游车200的解脱或连接，由于潜水器在水中的重量远小于在空气中的质量，在水下进行潜水器与垂向游车200的解脱或连接，受到环境载荷的影响更小且更安全。本发明还通过布置在库房舱室顶部的顶置水平轨道300，使得潜水器与移动滑轨103能够在库房舱室内部水平移动，既满足潜水器的舷外布放的需求，也方便在库房舱室内部移动，实现库房舱室空间的充分利用。

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