一种海底光缆剪切机器人

1.本发明涉及水下机器人技术领域，更具体地说，本发明涉及一种海底光缆剪切机器人。


背景技术：

2.随着通信技术的不断更新换代，通过海底光缆进行洋沟通已经成为各大洲之间的主要沟通方式，目前难以被替代。但是随着海底光缆的不断铺设，总里程的不断增加，海底光缆被自然或是人为破坏的情况总有发生。也在某些情况下，需要将光缆切断打捞回收来进行下一步的修理等。目前传统的切割方式大多需要先确定缆线的位置，在挖出光缆后剪切再单独打捞上来进行切割，步骤繁琐且耗费时间长，再加上海底环境恶劣，危险性高，因此需要一种集效率和安全为一体的海底光缆剪切方法。而海底机器人经过将近70年的发展，已经趋于成熟，项目所涉及的无人有缆机器人在20世纪80年代已经进入较快发展时期，因此我们可以在这一技术的基础上设计一种海底光缆探测剪切打捞的有缆水下机器人来代替传统的切割打捞方式，实现探测、剪切、打捞一体化作业。
3.下面综合描述一下本发明需要解决的现有技术中存在的一些问题：1、目前市面上存在的海底光缆剪切机器人大多功能单一，不能同时完成探测、剪切、打捞一体化作业，需要多个不同功能的水下机器人进行工作，这就导致了工作时间长、成本高、效率低下等问题。2、海底环境恶劣多变，难以预估，目前的水下机器人适应力普遍较差，在某些情况下需要工作人员潜入海底进行工作，容易发生安全事故，存在一定的安全隐患。3、现有的水下机器人在设计时对水下光线暗以及存在湍流等情况考虑不足，容易导致作业无法正常进行。4、传统水下机器人往往将各个功能模块直接固定在机器人主体上，虽然有些能够进行拆卸更换，但是因为固定在主体上，往往只能安装结构相同的功能模块，拓展性不足，无法根据作业环境与作业要求更换不同尺寸甚至不同功能的模块。


技术实现要素：

4.为了克服上述缺陷，本发明提供一种海底光缆剪切机器人，具体采用如下的技术方案：
5.一种海底光缆剪切机器人，包括：
6.主体件，其包括机器主体件、推进件、平衡升降件、声呐探测件和生物驱离件，所述推进件在所述机器主体件上提供动力，所述平衡升降件在所述机器主体件上提供快速下潜和上浮，所述声呐探测件在所述机器主体件上对海底环境进行探测，所述生物驱离件在所述机器主体件上驱离周围海底生物；
7.履带件，其设置在所述机器主体件上，为所述机器主体件下沉至海底后提供动力；
8.功能件，其设置在所述机器主体件上，其包括水枪模块件、固定滑轮模块件和剪切打捞模块件，所述水枪模块件快速安装在所述机器主体件上后用以对海底线缆周围的障碍物进行清理；所述固定滑轮模块件快速安装在所述机器主体件上，用于扣在所述待检修的
海底线缆上，以便于所述机器主体件沿着所述待检修的海底线缆布置走向而移动；所述剪切打捞模块件快速安装在所述机器主体件上对所述待检修的海底线缆进行剪切打捞作业。
9.优选地，所述机器主体件上设置有安装连接件，所述安装连接件包括安装连接座，所述安装连接座一侧边固定设置在所述机器主体件的下表面上，两个所述安装连接座对称分布；两个所述安装连接座和所述机器主体件共同构成t形槽状，用于安装所述功能件；所述机器主体件正上方通过电缆与海面母船相连接。
10.优选地，所述机器主体件上设置有竖向通孔，多个所述竖向通孔分别分布在所述机器主体件的左前、左后、右前和右后上；所述推进件包括水平螺旋桨和差速推进器，所述水平螺旋桨设置在所述竖向通孔内，所述差速推进器设置在所述机器主体件的后侧，以推进所述机器主体件前后移动。
11.优选地，所述平衡升降件包括水箱件和陀螺仪，所述水箱件和所述陀螺仪均设置在所述机器主体件上；所述水箱件包括水箱和双向水泵，所述水箱和所述双向水泵均设置在所述机器主体件内部；所述水箱内部沿周向分隔为多个小水箱，多个所述小水箱在所述机器主体件上对称分布；所述双向水泵一端与所述水箱贯通，所述双向水泵另一端穿过所述机器主体件下侧后与外界向连通；多个所述双向水泵逐一对应设置在多个所述小水箱旁边的所述机器主体件内部，多个所述双向水泵与多个所述小水箱逐一对应贯通。
12.优选地，所述声呐探测件包括三维实时成像声纳系统，多套所述三维实时成像声纳系统分别分布安装在所述机器主体件的左前、左后、右前和右后方的倾斜下表面上；所述生物驱离件包括生物驱离装置，所述生物驱离装置设置在所述机器主体件上，多个所述生物驱离装置分别分布在所述机器主体件的正前方和正后方。
13.优选地，所述履带件包括履带支撑驱动件和履带，所述履带支撑驱动件通过多个连接架设置在所述机器主体件下表面上，多个所述履带支撑驱动件分别对称分布在所述机器主体件的下表面的两侧；所述履带套装在所述履带支撑驱动件上，所述履带外侧面上设置有一个个方形凸起以增加摩擦力；多个所述履带逐一对应套装在多个所述履带支撑驱动件上。
14.优选地，所述水枪模块件包括第一快速安装座和水枪模组，所述水枪模组设置在所述第一快速安装座上，所述第一快速安装座呈t形，所述第一快速安装座与两个所述安装连接座构成的t形槽配合；所述水枪模组设置在所述第一快速安装座上，所述水枪模组通过所述第一快速安装座固定嵌装在两个所述安装连接座上；所述水枪模组包括第一旋转座、第二旋转座和高压水枪，所述第一旋转座设置在所述第一快速安装座上，以提供水平周向旋转力；所述第二旋转座设置在所述第一旋转座上，以提供垂直周向旋转力；所述高压水枪设置在所述第二旋转座上；所述第一快速安装座上设置有磁力探测器与多频三维合成孔径声呐，其探测方向面向正下方。
15.优选地，所述固定滑轮模块件包括第二快速安装座和固定滑轮模块，所述第二快速安装座与所述第一快速安装座结构相同，所述固定滑轮模块通过所述第二快速安装座嵌装在两个所述安装连接座上，并且所述固定滑轮模块位于所述水枪模组后侧；所述固定滑轮模块包括固定滑轮安装架、第一自动伸缩杆和滚轮，所述固定滑轮安装架设置在所述第二快速安装座一侧边上，两个所述固定滑轮安装架对称分布在所述第二快速安装座的两侧；所述第一自动伸缩杆底端设置在所述固定滑轮安装架上，所述滚轮设置在所述第一自
动伸缩杆顶端。
16.优选地，所述剪切打捞模块件包括第三快速安装座、抓取件、剪切件和打捞件，所述第三快速安装座与所述第一快速安装座结构相同，所述第三快速安装座嵌装在所述安装连接座内；所述抓取件、所述剪切件和所述打捞件均设置在所述第三快速安装座上；所述抓取件包括第二自动伸缩杆和第一抓持爪，所述第二自动伸缩杆底端设置在所述第三快速安装座底面上，所述第一抓持爪设置在所述第二自动伸缩杆顶端；所述剪切件包括第三自动伸缩杆和剪切钳，所述第三自动伸缩杆底端设置在所述第三快速安装座上，所述剪切钳设置在所述第三自动伸缩杆顶端上。
17.优选地，所述打捞件包括打捞固定脱钩件、第四自动伸缩杆和第二抓持爪，所述打捞固定脱钩件设置在所述机器主体件上，所述第四自动伸缩杆设置在所述打捞固定脱钩件上，所述第二抓持爪设置在所述第四自动伸缩杆上；所述打捞固定脱钩件包括打捞固定管、打捞脱钩管、打捞承载块、磁力线圈和磁铁棒，所述打捞固定管一端面封闭，另一端面开放，所述打捞固定管侧壁上设置有脱钩滑移长条通孔，所述脱钩滑移长条通孔一端与所述打捞固定管另一端面贯通；所述打捞固定管侧壁固定设置在所述第三快速安装座上；所述打捞脱钩管嵌装在所述打捞固定管内，所述打捞承载块一端穿过所述脱钩滑移长条通孔后固定设置在所述打捞脱钩管外壁上；所述磁力线圈固定嵌装在所述打捞脱钩管内壁上，所述磁铁棒一端穿过所述磁力线圈后固定设置在所述打捞固定管一端面上；所述第四自动伸缩杆底端设置在所述打捞承载块上，所述第二抓持爪设置在所述第四自动伸缩杆顶端；所述第二抓持爪通过钢缆与所述海面船舶上的卷扬机连接；两套所述抓取件分别对称分布在所述剪切件的前后侧，两套所述打捞件分别对称分布在所述剪切件的前后侧，并且所述打捞件位于所述抓取件的外侧。
18.本发明至少包括以下有益效果：
19.1)本发明海底光缆剪切机器人适应性强、拓展性高、能量消耗低、水底移动稳定、复杂海流状况下作业成功率高和海底作业时意外事件发生率低；
20.2)本发明海底光缆剪切机器人设置了安装连接件，较长的所述安装连接件上能够依次快速安装水枪模块件、固定滑轮模块件和剪切打捞模块件，这些不同功能的模块件可以相互组合以相互配合，也可以相互更换位置，以适应不同的工作环境和不同的工作需求；同时通过安装连接件能够便于添加或者更换不同使用功能的模块件，以满足不同使用要求，显著提高了设备的可拓展性和适应性；
21.3)本发明海底光缆剪切机器人设置了水枪模块件、固定滑轮模块件和剪切打捞模块件三种功能模块的配合将海底光缆打捞的所需要的关键三步：探测、打捞、剪切一步完成，剪切的同时，即可将打捞爪固定在剪切所产生的断头上，相对传统作业的水下机器人能够更有效地抓住水下作业的窗口期，迅速完成全部工作，增加在复杂海流状况下作业的成功率；并且水枪模块件中，水枪结构能够上下左右自由旋转，全方位冲刷覆盖在海底光缆上的泥沙等物质；剪切打捞模块件设置液压伸缩杆，能够将抓持爪深入至深度比海底表面更深的待检修的海底线缆处，并将其抓取上捞到剪切钳位置，且固定爪左右两部分分开，开口大，即使水下机器人没有准确在海底光缆正上方也能够有效的抓取；带有钢缆的打捞件进行打捞，利用船用大型卷扬机能够产生足够的拉力，即使是较深的海底，较重的光缆，也能进行打捞作业，且打捞件位于剪切件最外侧，能够保证即使打捞件固定稍有滑动也不至于
待检修的海底线缆从抓持爪上脱落；
22.4)本发明海底光缆剪切机器人设置了履带件、固定滑轮模块件和三维实时成像声纳系统，履带件能够稳定的沿着海底光缆的方向移动，固定滑轮模块能够始将海底光缆保持在水下机器人下侧正中，以便于水枪模块、磁力探测器与多频三维合成孔径声呐进行探测工作；固定滑轮模块件能够便于水下机器人沿着海缆进行移动，能够更加有效的保证海底光缆始终位于水下机器人正下方，同时，滑轮由液压伸缩杆相连接，能够适应不同直径的海底光缆，可适应性强；左前左后右前右后分别设置三维实时成像声纳系统，且系统朝向下斜方，保证能够更加有效的扫描出所要降落海底的地形情况，并通过线缆将地形信息结合陀螺仪得到的自身体态信息传递到母船计算机系统，计算机系统分析后再将控制命令传递给螺旋桨与水箱，能够更加准确迅速地实现对降落过程的控制，最大程度减少意外事件发生；
23.5)本发明海底光缆剪切机器人设置了水平螺旋桨、水箱和差速推进器，对称分布设置的四个水平螺旋桨和水箱下方设置的陀螺仪，通过电缆与海面母船计算机联动，可以有效地在复杂水流情况下保持水下机器人的稳定；通过水箱设置其初始浮性与上浮下潜，节省了螺旋桨的工作，减少了能源的消耗，当水下机器人触底后，通过向水箱注水，能够保证机器人不会轻易被海流影响；差速推进器能够保重设备在触底前进行转向，更加有效的保证了设备的灵活性；
24.6)本发明海底光缆剪切机器人设置了生物驱离装置，生物驱离装置能够保证其在上浮下潜以及作业过程中不受水下生物的干扰，同时也保证了水下生物的安全。
25.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
26.图1为本发明海底光缆剪切机器人立体结构示意图；
27.图2为本发明海底光缆剪切机器人仰视图；
28.图3为本发明海底光缆剪切机器人后侧仰视立体结构示意图；
29.图4为本发明海底光缆剪切机器人前侧仰视立体结构示意图；
30.图5为本发明海底光缆剪切机器人中主体件的立体结构示意图；
31.图6为本发明海底光缆剪切机器人中主体件的仰视立体结构示意图；
32.图7为本发明海底光缆剪切机器人中水箱件的立体结构示意图；
33.图8为本发明海底光缆剪切机器人中水枪模块件的立体结构示意图；
34.图9为本发明海底光缆剪切机器人中固定滑轮模块件的立体结构示意图；
35.图10为本发明海底光缆剪切机器人中剪切打捞模块件的立体结构示意图；
36.图11为本发明海底光缆剪切机器人中抓取件的立体结构示意图；
37.图12为本发明海底光缆剪切机器人中履带件的立体结构示意图；
38.图13为本发明海底光缆剪切机器人中打捞固定脱钩件的立体结构示意图；
39.图14为本发明海底光缆剪切机器人中打捞固定脱钩件的纵向剖面立体结构示意图。
40.其中：1-机器主体件，2-履带件，3-水枪模块件，4-固定滑轮模块件，5-剪切打捞模
块件，6-履带支撑驱动件，7-履带，8-连接架，11-安装连接座，12-三维实时成像声纳系统，13-水平螺旋桨，14-差速推进器，15-生物驱离装置，18-第二通水管，19-水箱，20-打捞固定管，21-打捞脱钩管，22-打捞承载块，23-磁力线圈，24-磁铁棒，31-第一快速安装座，32-磁力探测器，41-第二快速安装座，42-固定滑轮安装架，43-第一自动伸缩杆，44-滚轮，51-第三快速安装座，52-抓取件，53-剪切件，54-打捞件，55-钢缆，521-第二自动伸缩杆。
具体实施方式
41.以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
42.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
43.根据图1-图14所示，一种海底光缆剪切机器人，包括主体件、履带件2和功能件，所述履带件2和所述功能件均设置在所述主体件上。所述主体件包括机器主体件1、推进件、平衡升降件、声呐探测件和生物驱离件，所述推进件、所述平衡升降件、所述声呐探测件和所述生物驱离件均设置在所述机器主体件1上。所述机器主体件1上设置有安装连接件，所述安装连接件包括安装连接座11，所述安装连接座11呈直角块状，所述安装连接座11一直角边固定设置在所述机器主体件1的下表面上，所述安装连接座11设置有两个，两个所述安装连接座11对称分布。两个所述安装连接座11的两个另一直角边和所述机器主体件1共同构成t形槽状，以便于安装所述功能件。所述机器主体件1正上方通过电缆与海面母船相连接，所述电缆与所述机器主体件1连接的周围一圈设置有加强结构。
44.所述机器主体件1上设置有竖向通孔，所述竖向通孔的轴线与所述机器主体件1构成的平面垂直，所述竖向通孔设置有四个，四个所述竖向通孔分别分布在所述机器主体件1的左前、左后、右前和右后上对称分布。所述推进件包括水平螺旋桨13和差速推进器14，所述水平螺旋桨13固定设置在所述竖向通孔内，用于启动时通过向上方或者向下方推动来控制所述机器主体件1的竖向快速下潜和快速上浮。进一步的，所述水平螺旋桨13设置有四个，四个所述水平螺旋桨13与四个所述竖向通孔逐一对应。以控制所述机器主体件1的倾斜角度。所述差速推进器14设置在所述机器主体件1的后侧，用于推进所述机器主体件1前后移动。进一步的，所述差速推进器14设置有两个，两个所述差速推进器14对称分布设置在所述机器主体件1上。
45.所述平衡升降件包括水箱件和陀螺仪，所述水箱件和所述陀螺仪均设置在所述机器主体件1上。所述水箱件包括水箱19和双向水泵，所述水箱19和所述双向水泵均设置在所述机器主体件1内部。所述水箱19内部沿周向分隔为四个小水箱，四个所述小水箱在所述机器主体件1上对称分布。所述双向水泵一端通过第一通水管与所述水箱19贯通，所述双向水泵另一端通过第二通水管18穿过所述机器主体件1下侧后与外界向连通，以便于所述双向水泵通过所述第一通水管和所述第二通水管18向所述水箱19内充水和排水，进而改变所述机器主体件1的整体密度，进一步提高所述机器主体件1快速下潜和上浮效率。所述双向水
泵设置有四个，四个所述双向水泵逐一对应设置在四个所述小水箱旁边的所述机器主体件1内部，四个所述双向水泵与四个所述小水箱逐一对应贯通。进一步的，每一个所述小水箱底部均设置有一个集水槽，所述小水箱通过所述集水槽与所述双向水泵的第一通水管贯通连接。所述集水槽便于将所述小水箱内的水抽尽。所述陀螺仪设置在所述水箱19下方的所述机器主体件1内部。
46.所述声呐探测件包括三维实时成像声纳系统12，所述三维实时成像声纳系统12设置有四套，四套所述三维实时成像声纳系统12分别分布安装在所述机器主体件1的左前、左后、右前和右后方的倾斜下表面上。所述生物驱离件包括生物驱离装置15，所述生物驱离装置15设置在所述机器主体件1上，所述生物驱离装置15设置有两个，两个所述生物驱离装置15分别分布在所述机器主体件1的正前方和正后方。
47.所述陀螺仪与三维实时成像声纳系统12获取所述机器主体件1的平衡状态以及周边工作环境信息，通过电缆将信息运送至海面母船计算机系统，分析当前水下机器人的工作状态，并根据工作状态发出对四个所述双向水泵以及四个所述水平螺旋桨13的控制信息。
48.所述履带件2包括履带支撑驱动件6和履带7，所述履带支撑驱动件6设置在所述机器主体件1上，所述履带7设置在所述履带支撑驱动件6上。所述履带支撑驱动件6通过三个连接架8固定设置在所述机器主体件1下表面的一侧上，并且所述履带支撑驱动件6通过所述电缆从所述海面母船上接收电源。所述履带支撑驱动件6设置有两个，两个所述履带支撑驱动件6分别对称分布在所述机器主体件1的下表面的两侧。所述履带7套装在所述履带支撑驱动件6上，所述履带7外侧面上设置有一个个方形凸起以增加摩擦力。所述履带7设置有两个，两个所述履带7逐一对应套装在两个所述履带支撑驱动件6上。
49.所述功能件包括水枪模块件3、固定滑轮模块件4和剪切打捞模块件5，所述水枪模块件3、所述固定滑轮模块件4和所述剪切打捞模块件5均设置在所述机器主体件1上。所述水枪模块件3包括第一快速安装座31和水枪模组，所述水枪模组设置在所述第一快速安装座31上。所述第一快速安装座31呈t形，所述第一快速安装座31与两个所述安装连接座11构成的t形槽配合。所述水枪模组固定设置在所述第一快速安装座31上，所述水枪模组通过所述第一快速安装座31固定嵌装在两个所述安装连接座11上，并且所述水枪模组位于所述机器主体件1下侧的前端。进一步的，所述第一快速安装座31嵌装在所述安装连接座11内后通过第一螺钉将所述第一快速安装座31沿所述安装连接座11纵向锁定。所述水枪模组包括垂向转轴、水平转轴和高压水枪，所述垂向转轴固定设置在所述第一快速安装座31上，所述水平转轴固定设置在所述垂向转轴上，所述高压水枪固定设置在所述水平转轴上，并且两个所述高压水枪对称分布在所述水平转轴的两侧。进一步的，所述水枪模组正前方的所述第一快速安装座31上设置有磁力探测器32与多频三维合成孔径声呐，其探测方向面向正下方，以对待检修的海底线缆进行扫描检查，以得到故障点位置。
50.所述固定滑轮模块件4包括第二快速安装座41和固定滑轮模块，所述第二快速安装座41设置在所述安装连接座11上，所述固定滑轮模块设置在所述第二快速安装座41上。所述第二快速安装座41与所述第一快速安装座31结构相同。所述固定滑轮模块通过所述第二快速安装座41固定嵌装在两个所述安装连接座11上，并且所述固定滑轮模块位于所述水枪模组后侧。进一步的，所述第二快速安装座41嵌装在所述安装连接座11内后通过第二螺
钉将所述第二快速安装座41沿所述安装连接座11纵向锁定。所述固定滑轮模块包括固定滑轮安装架42、第一自动伸缩杆43和滚轮44，所述固定滑轮安装架42固定设置在所述第二快速安装座41一侧边上，所述固定滑轮安装架42设置有两个，两个所述固定滑轮安装架42对称分布在所述第二快速安装座41的两侧。所述第一自动伸缩杆43底端固定设置在所述固定滑轮安装架42底面上，多个所述第一自动伸缩杆43在所述固定滑轮安装架42上均匀分布。所述滚轮44设置在所述第一自动伸缩杆43顶端，多个所述滚轮44逐一对应设置在多个所述第一自动伸缩杆43顶端上。使得所述第一自动伸缩杆43自动伸长和缩短时能够带动所述滚轮44上升和下降，进而使两个所述固定滑轮安装架42上的所述滚轮44能够扣在所述待检修的海底线缆上，以便于所述机器主体件1通过所述第一滑轮沿着所述待检修的海底线缆的走向移动，使所述机器主体件1始终在所述待检修的海底线缆的正上方对所述待检修的海底线缆进行探测和检修。
51.所述剪切打捞模块件5包括第三快速安装座51、抓取件52、剪切件53和打捞件54，所述第三快速安装座51与所述第一快速安装座31结构相同，所述第三快速安装座51嵌装在所述安装连接座11内，并且通过第三螺钉将所述第三快速安装座51纵向锁定在所述安装连接座11内，同时所述第三快速安装座51位于所述第二快速安装座41后侧。该抓取件52、该剪切件53和该打捞件54均设置在所述第三快速安装座51上。所述抓取件52包括第二自动伸缩杆521和第一抓持爪，所述第二自动伸缩杆521底端固定设置在所述第三快速安装座51底面上，所述第一抓持爪固定设置在所述第二自动伸缩杆521顶端。当所述机器主体件1移动至所述待检修的海底线缆上方后，通过伸长所述第二自动伸缩杆521将第一抓持爪插入沙土内抓取所述待检修的海底线缆，然后通过收缩所述第二自动伸缩杆521来将所述待检修的海底线缆移动至所述剪切件53内待剪切。
52.所述剪切件53包括第三自动伸缩杆和剪切钳，所述第三自动伸缩杆底端固定设置在所述第三快速安装座51上，并且所述第三自动伸缩杆位于所述第二自动伸缩杆521后方，所述剪切钳固定设置在所述第三自动伸缩杆顶端上。进一步的，所述剪切钳为电动剪切钳或者液压自动剪切钳。以便于对所述抓取件52抓取的所述待检修的海底线缆进行自动剪切，以便于所述打捞件54将剪切后的所述待检修的海底线缆拖拉至所述海面母船处待处理。
53.所述打捞件54包括打捞固定脱钩件、第四自动伸缩杆和第二抓持爪，所述打捞固定脱钩件设置在所述机器主体件1上，所述第四自动伸缩杆设置在所述打捞固定脱钩件上，所述第二抓持爪设置在所述第四自动伸缩杆上。所述打捞固定脱钩件包括打捞固定管20、打捞脱钩管21、打捞承载块22、磁力线圈23和磁铁棒24，所述打捞固定管20一端面封闭，另一端面开放，所述打捞固定管20侧壁上设置有脱钩滑移长条通孔，所述脱钩滑移长条通孔一端与所述打捞固定管20另一端面贯通。所述打捞固定管20侧壁固定设置在所述第三快速安装座51上。所述打捞脱钩管21外径不大于所述打捞固定管20内径，所述打捞脱钩管21嵌装在所述打捞固定管20内，使得所述打捞脱钩管21能够在所述打捞固定管20内轴向滑动。所述打捞承载块22一端穿过所述脱钩滑移长条通孔后固定设置在所述打捞脱钩管21外壁上。所述磁力线圈23固定嵌装在所述打捞脱钩管21内壁上，所述磁铁棒24一端穿过所述磁力线圈23后固定设置在所述打捞固定管20一端面上，并且所述磁铁棒24的轴线与所述打捞固定管20的轴线重合。由于磁铁棒24两端磁极固定，当磁力线圈23通入正向电流产生磁场
时将带动所述打捞脱钩管21滑入至所述打捞固定管20一端，当磁力线圈23通入反向电流产生磁场时将带动所述打捞脱钩管21从所述打捞固定管20内自动快速滑出，以完成所述第四自动伸缩杆与所述第三快速安装座51的脱钩。所述第四自动伸缩杆底端固定设置在所述打捞承载块22上，所述第二抓持爪固定设置在所述第四自动伸缩杆顶端。进一步的，所述第二抓持爪通过钢缆55与所述海面船舶上的卷扬机连接。当所述第四自动伸缩杆通过所述打捞固定脱钩件与所述第三快速安装座51脱钩后，所述海面船舶通过所述钢缆55将夹持有被剪切钳切断后的所述待检修的海底电缆拖拉至所述海面船舶进行维修。
54.进一步的，所述抓取件52设置有两套，两套所述抓取件52分别对称分布在所述剪切件53的前后侧，所述打捞件54设置有两套，两套所述打捞件54分别对称分布在所述剪切件53的前后侧，并且所述打捞件54位于所述抓取件52的外侧。
55.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.一种海底光缆剪切机器人，其特征在于，包括：主体件，其包括机器主体件、推进件、平衡升降件、声呐探测件和生物驱离件，所述推进件在所述机器主体件上提供动力，所述平衡升降件在所述机器主体件上提供快速下潜和上浮，所述声呐探测件在所述机器主体件上对海底环境进行探测，所述生物驱离件在所述机器主体件上驱离周围海底生物；履带件，其设置在所述机器主体件上，为所述机器主体件下沉至海底后提供动力；功能件，其设置在所述机器主体件上，其包括水枪模块件、固定滑轮模块件和剪切打捞模块件，所述水枪模块件快速安装在所述机器主体件上后用以对海底线缆周围的障碍物进行清理；所述固定滑轮模块件快速安装在所述机器主体件上，用于扣在所述待检修的海底线缆上，以便于所述机器主体件沿着所述待检修的海底线缆布置走向而移动；所述剪切打捞模块件快速安装在所述机器主体件上对所述待检修的海底线缆进行剪切打捞作业。2.根据权利要求1所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述机器主体件上设置有安装连接件，所述安装连接件包括安装连接座，所述安装连接座一侧边固定设置在所述机器主体件的下表面上，两个所述安装连接座对称分布；两个所述安装连接座和所述机器主体件共同构成t形槽状，用于安装所述功能件；所述机器主体件正上方通过电缆与海面母船相连接。3.根据权利要求1或2所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述机器主体件上设置有竖向通孔，多个所述竖向通孔分别分布在所述机器主体件的左前、左后、右前和右后上；所述推进件包括水平螺旋桨和差速推进器，所述水平螺旋桨设置在所述竖向通孔内，所述差速推进器设置在所述机器主体件的后侧，以推进所述机器主体件前后移动。4.根据权利要求1或2所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述平衡升降件包括水箱件和陀螺仪，所述水箱件和所述陀螺仪均设置在所述机器主体件上；所述水箱件包括水箱和双向水泵，所述水箱和所述双向水泵均设置在所述机器主体件内部；所述水箱内部沿周向分隔为多个小水箱，多个所述小水箱在所述机器主体件上对称分布；所述双向水泵一端与所述水箱贯通，所述双向水泵另一端穿过所述机器主体件下侧后与外界向连通；多个所述双向水泵逐一对应设置在多个所述小水箱旁边的所述机器主体件内部，多个所述双向水泵与多个所述小水箱逐一对应贯通。5.根据权利要求1或2所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述声呐探测件包括三维实时成像声纳系统，多套所述三维实时成像声纳系统分别分布安装在所述机器主体件的左前、左后、右前和右后方的倾斜下表面上；所述生物驱离件包括生物驱离装置，所述生物驱离装置设置在所述机器主体件上，多个所述生物驱离装置分别分布在所述机器主体件的正前方和正后方。6.根据权利要求1或2所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述履带件包括履带支撑驱动件和履带，所述履带支撑驱动件通过多个连接架设置在所述机器主体件下表面上，多个所述履带支撑驱动件分别对称分布在所述机器主体件的下表面的两侧；所述履带套装在所述履带支撑驱动件上，所述履带外侧面上设置有一个个方形凸起以增加摩擦力；多个所述履带逐一对应套装在多个所述履带支撑驱动件上。7.根据权利要求2所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述水枪模块件包括第一快速安装座和水枪模组，所述水枪模组设置在所述第一快速安装座上，所述第一快速安装
座呈t形，所述第一快速安装座与两个所述安装连接座构成的t形槽配合；所述水枪模组设置在所述第一快速安装座上，所述水枪模组通过所述第一快速安装座固定嵌装在两个所述安装连接座上；所述水枪模组包括第一旋转座、第二旋转座和高压水枪，所述第一旋转座设置在所述第一快速安装座上，以提供水平周向旋转力；所述第二旋转座设置在所述第一旋转座上，以提供垂直周向旋转力；所述高压水枪设置在所述第二旋转座上；所述第一快速安装座上设置有磁力探测器与多频三维合成孔径声呐，其探测方向面向正下方。8.根据权利要求7所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述固定滑轮模块件包括第二快速安装座和固定滑轮模块，所述第二快速安装座与所述第一快速安装座结构相同，所述固定滑轮模块通过所述第二快速安装座嵌装在两个所述安装连接座上，并且所述固定滑轮模块位于所述水枪模组后侧；所述固定滑轮模块包括固定滑轮安装架、第一自动伸缩杆和滚轮，所述固定滑轮安装架设置在所述第二快速安装座一侧边上，两个所述固定滑轮安装架对称分布在所述第二快速安装座的两侧；所述第一自动伸缩杆底端设置在所述固定滑轮安装架上，所述滚轮设置在所述第一自动伸缩杆顶端。9.根据权利要求7所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述剪切打捞模块件包括第三快速安装座、抓取件、剪切件和打捞件，所述第三快速安装座与所述第一快速安装座结构相同，所述第三快速安装座嵌装在所述安装连接座内；所述抓取件、所述剪切件和所述打捞件均设置在所述第三快速安装座上；所述抓取件包括第二自动伸缩杆和第一抓持爪，所述第二自动伸缩杆底端设置在所述第三快速安装座底面上，所述第一抓持爪设置在所述第二自动伸缩杆顶端；所述剪切件包括第三自动伸缩杆和剪切钳，所述第三自动伸缩杆底端设置在所述第三快速安装座上，所述剪切钳设置在所述第三自动伸缩杆顶端上。10.根据权利要求9所述的海底光缆剪切机器人，其特征在于，所述打捞件包括打捞固定脱钩件、第四自动伸缩杆和第二抓持爪，所述打捞固定脱钩件设置在所述机器主体件上，所述第四自动伸缩杆设置在所述打捞固定脱钩件上，所述第二抓持爪设置在所述第四自动伸缩杆上；所述打捞固定脱钩件包括打捞固定管、打捞脱钩管、打捞承载块、磁力线圈和磁铁棒，所述打捞固定管一端面封闭，另一端面开放，所述打捞固定管侧壁上设置有脱钩滑移长条通孔，所述脱钩滑移长条通孔一端与所述打捞固定管另一端面贯通；所述打捞固定管侧壁固定设置在所述第三快速安装座上；所述打捞脱钩管嵌装在所述打捞固定管内，所述打捞承载块一端穿过所述脱钩滑移长条通孔后固定设置在所述打捞脱钩管外壁上；所述磁力线圈固定嵌装在所述打捞脱钩管内壁上，所述磁铁棒一端穿过所述磁力线圈后固定设置在所述打捞固定管一端面上；所述第四自动伸缩杆底端设置在所述打捞承载块上，所述第二抓持爪设置在所述第四自动伸缩杆顶端；所述第二抓持爪通过钢缆与所述海面船舶上的卷扬机连接；两套所述抓取件分别对称分布在所述剪切件的前后侧，两套所述打捞件分别对称分布在所述剪切件的前后侧，并且所述打捞件位于所述抓取件的外侧。

技术总结
本发明公开了一种海底光缆剪切机器人，包括：主体件，其包括机器主体件、推进件、平衡升降件、声呐探测件和生物驱离件，推进件在机器主体件上提供动力，平衡升降件在机器主体件上提供快速下潜和上浮，声呐探测件在机器主体件上对海底环境进行探测，生物驱离件在机器主体件上驱离周围海底生物；履带件；功能件，其包括水枪模块件、固定滑轮模块件和剪切打捞模块件，水枪模块件快速安装在机器主体件上以对覆盖在待检修的海底线缆的沙土进行吹离；固定滑轮模块件快速安装在机器主体件上。本发明适应性强、拓展性高、能量消耗低、水底移动稳定、复杂海流状况下作业成功率高和海底作业时意外事件发生率低。事件发生率低。事件发生率低。


技术研发人员：马一博 白旭 秦新宇 束元超
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/5/10