一种脐带缆水下扭矩监测系统的制作方法

1.本发明涉及海洋探测技术领域，尤其涉及一种脐带缆水下扭矩监测系统。


背景技术：

2.rov(remote operated vehicle)，即遥控无人潜水器，是用于水下观察、水下作业的重要海洋装备。脐带缆是rov系统的重要组成部分，rov通过脐带缆与水面母船连接，在水下工作过程中能够通过脐带缆传输电能和实时数据信息。水面母船上的操作人员通过安装在rov上的摄像机实时观察海底状况，并遥控操纵rov的航行、以及操控机械手等作业工具。
3.脐带缆在下放过程中存在打扭现象，会带动与之连接的rov旋转，要保证脐带缆符合使用要求，需要保证回收盘绕至rov绞车上的脐带缆不存在较大的打扭。因此，rov配备的脐带缆在首次使用前需要对其进行扭矩释放作业。具体地，将脐带缆末端悬挂一重物，通过绞车将脐带缆尾端的重物释放至海底，静置后回收，释放和回收期间脐带缆带动重物发生顺时针旋转和逆时针旋转，记脐带缆在经历下放和回收整个过程后发生的打扭圈数为n，若n值在规定范围内，则表明该脐带缆符合rov的使用要求。
4.对于较短的脐带缆(几百米)，其在下放过程中，操作人员无需其他辅助设备，凭借相关经验即可进行扭矩释放作业。然而，若脐带缆长度达到上千米，仅凭借相关经验无法准确判断脐带缆的打扭圈数，进而无法确定脐带缆是否满足使用要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种脐带缆水下扭矩监测系统，能够实时监测并记录脐带缆的旋转周期数，从而直观的判断出脐带缆是否符合rov的使用要求。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种脐带缆水下扭矩监测系统，包括：
8.旋转监测装置，与脐带缆通信连接，所述旋转监测装置包括磁罗经模块和计量模块，所述磁罗经模块正向旋转时，所述计量模块记录所述磁罗经模块的旋转圈数为正值，所述磁罗经模块反向旋转时，所述计量模块记录所述磁罗经模块的旋转圈数为负值；
9.显示装置，设置于母船上，并与所述脐带缆远离所述旋转监测装置的一端连接，所述显示装置能够显示所述计量模块所记录的数据信息。
10.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，还包括配重块，所述配重块连接于所述旋转监测装置远离所述脐带缆的一端。
11.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，还包括光纤连接缆，所述旋转监测装置还包括外壳，所述磁罗经模块和所述计量模块设置于所述外壳内，所述外壳上设置有光纤接口，所述光纤连接缆的一端连接于所述脐带缆，所述光纤连接缆的另一端通过所述光纤接口通信连接于所述计量模块。
12.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述旋转监测装置还包括光纤-串口适配器，所述光纤-串口适配器设置于所述外壳内，所述光纤连接缆通过所述
光纤-串口适配器与所述计量模块连接。
13.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述外壳内设置有总安装板和安装架，所述光纤-串口适配器设置于所述总安装板上，所述安装架包括垂直连接的第一板和第二板，所述第一板叠设于所述总安装板上，所述磁罗经模块安装于所述第二板上。
14.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述总安装板上间隔设置有多个第一安装孔，所述第一板和所述光纤-串口适配器均通过所述第一安装孔连接于所述总安装板上。
15.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述外壳内还设置有蓄电池，所述外壳上设置有充电接口，所述蓄电池与所述充电接口电连接。
16.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述外壳内还设置有隔离块，所述隔离块夹设于所述总安装板和所述蓄电池之间，以使所述总安装板和所述蓄电池之间形成间隙。
17.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，所述外壳包括端盖和一端开口的筒体，所述端盖可拆卸连接于所述筒体的开口处，所述端盖与所述筒体之间设置有密封圈。
18.作为本发明提供的脐带缆水下扭矩监测系统的优选方案，还包括固定框架，所述外壳上设置有连接部，所述连接部连接于所述固定框架，所述固定框架连接于所述脐带缆。
19.本发明的有益效果：
20.本发明提供一种脐带缆水下扭矩监测系统，包括旋转监测装置和显示装置，使用时，将脐带缆的一端与母船上的显示装置通信连接，另一端与旋转监测装置通信连接，随后释放脐带缆，以使脐带缆末端的旋转监测装置下放至海底，静置一段时间后再回收脐带缆，旋转监测装置能够实时监测记录脐带缆的旋转圈数，并将记录的信息传递至显示装置。具体地，脐带缆在下放和回收过程中会发生顺时针打扭旋转和逆时针打扭旋转，记顺时针打扭旋转和逆时针打扭旋转中的一种为正向旋转，另一种为反向旋转，当脐带缆正向打扭旋转时，其带动旋转监测装置的磁罗经模块正向旋转，计量模块感应到磁罗经模块正向旋转时，记录磁罗经模块的旋转圈数为正值。当脐带缆反向打扭旋转时，其带动旋转监测装置的磁罗经模块反向旋转，计量模块感应到磁罗经模块反向旋转时，记录磁罗经模块的旋转圈数为负值，显示装置能够显示计量模块所记录的数据信息，该数据信息为正值和负值叠加的结果。待脐带缆回收至绞车上后，显示装置显示的最终结果即为脐带缆经历下放和回收整个过程后发生的打扭圈数，将该数值与规定值比较，即可准确判断出脐带缆是否符合rov的使用要求。
附图说明
21.图1是本发明具体实施方式提供的旋转监测装置的结构示意图；
22.图2是本发明具体实施方式提供的旋转监测装置与显示装置的连接示意图。
23.图中：
24.1-旋转监测装置；2-显示装置；3-光纤连接缆；4-充油接线盒；5-补偿器；6-光纤转换器；
25.11-磁罗经模块；12-外壳；13-光纤接口；14-光纤-串口适配器；15-总安装板；16-安装架；17-蓄电池；18-充电接口；19-密封圈；110-连接部；120-螺钉；130-保险丝；
26.121-端盖；122-筒体；
27.161-第一板；162-第二板；
28.100-脐带缆。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.如图1和图2所示，本实施例提供一种脐带缆水下扭矩监测系统，包括旋转监测装置1和显示装置2。
34.旋转监测装置1与脐带缆100通信连接。旋转监测装置1包括磁罗经模块11和计量模块。磁罗经模块11正向旋转时，计量模块记录磁罗经模块11的旋转圈数为正值，磁罗经模块11反向旋转时，计量模块记录磁罗经模块11的旋转圈数为负值。显示装置2设置于母船上，并与脐带缆100远离旋转监测装置1的一端连接，显示装置2能够显示计量模块所记录的数据信息。
35.使用时，将脐带缆100的一端与母船上的显示装置2通信连接，另一端与旋转监测装置1通信连接，随后释放脐带缆100，以使脐带缆100末端的旋转监测装置1下放至海底，静置一段时间后再回收脐带缆100，旋转监测装置1能够实时监测记录脐带缆100的旋转圈数，并将记录的信息传递至显示装置2。具体地，脐带缆100在下放和回收过程中会发生顺时针打扭旋转和逆时针打扭旋转，记顺时针打扭旋转和逆时针打扭旋转中的一种为正向旋转，另一种为反向旋转。当脐带缆100正向打扭旋转时，其带动旋转监测装置1的磁罗经模块11正向旋转，计量模块感应到磁罗经模块11正向旋转时，记录磁罗经模块11的旋转圈数为正
值。当脐带缆100反向打扭旋转时，其带动旋转监测装置1的磁罗经模块11反向旋转，计量模块感应到磁罗经模块11反向旋转时，记录磁罗经模块11的旋转圈数为负值。显示装置2能够显示计量模块所记录的数据信息，该数据信息为正值和负值叠加的结果。待脐带缆100回收至绞车上后，显示装置2显示的最终结果即为脐带缆100经历下放和回收整个过程后发生的打扭圈数，将该数值与规定值比较，即可准确判断出脐带缆100是否符合rov的使用要求。
36.磁罗经模块11能够指示方向，其能够在脐带缆100的带动下绕竖向旋转。假设磁罗经模块11初始时指示的方向为正北方，待其沿正向旋转360度再次指向正北方时，计量模块记录磁罗经模块11的旋转圈数为 1。再比如，当磁罗经模块11沿反向旋转720度再次指向正北方时，计量模块记录磁罗经模块11的旋转圈数为-2。
37.本实施例中，释放脐带缆100前，显示装置2显示的旋转圈数turns为0。释放脐带缆100后，脐带缆100带动末端的旋转监测装置1旋转，设此阶段正向旋转10圈，则计量模块记录旋转圈数为 10，显示装置2同步显示旋转圈数turns为10，脐带缆100相对初始状态发生了正向的10圈打扭。随后进入第二阶段，脐带缆100带动末端的旋转监测装置1反向旋转，设第二阶段反向旋转8圈，则计量模块记录旋转圈数为-8，显示装置2同步显示旋转圈数turns为2，脐带缆100相对初始状态发生了正向的2圈打扭(相对第一阶段转回去了8圈)。脐带缆100在释放和回收过程中发生多次正向旋转和反向旋转，显示装置2显示的旋转圈数turns始终是多次叠加的结果，即脐带缆100相对初始状态发生的打扭圈数。
38.示例性地，脐带缆100回收后，显示装置2显示的旋转圈数turns在-3～ 3之间，则表明该脐带缆100符合rov的使用要求。旋转圈数turns的范围可根据rov的具体使用要求而定。
39.可选地，旋转监测装置1远离脐带缆100的一端连接有配重块，通过增加配重块能够减少旋转监测装置1下放过程中的晃动。优选地，配重块的质量可根据rov的整体质量选定，使得脐带缆100末端连接的装置整体质量与rov质量接近，提高扭矩释放作业的可靠性。
40.可选地，参见图2，旋转监测装置1通过光纤连接缆3与脐带缆100通信连接，光纤连接缆3传输信号时损耗低，通信质量好，保证旋转监测装置1与显示装置2之间的信号传输质量。
41.进一步地，参见图2，光纤连接缆3远离旋转监测装置1的一端设置有充油接线盒4，充油接线盒4的一侧端口与光纤连接缆3连接，另一侧端口与脐带缆100远离母船的一端连接。充油接线盒4的作用是实现光纤连接缆3与脐带缆100之间的连接。
42.可选地，参见图2，充油接线盒4上连接有补偿器5，补偿器5内也充注有油液，且补偿器5内的油液能够进出充油接线盒4，以保证在深海中的充油接线盒4内外压力平衡，防止充油接线盒4被压爆。为便于取材，充油接线盒4和补偿器5均为从rov上拆卸下来的部件。
43.进一步地，参见图2，脐带缆100远离充油接线盒4的一端通过光纤转换器6连接于显示装置2，光纤转换器6用于将光纤信号转换为电信号，以传递给显示装置2。
44.本实施例中，显示设备可以为电脑。旋转圈数turns可通过电脑的显示屏显示。
45.参见图1和图2，旋转监测装置1还包括外壳12。磁罗经模块11和计量模块均设置于外壳12内。外壳12包括端盖121和一端开口的筒体122，端盖121可拆卸连接于筒体122的开口处，以便拆装外壳12内部设置的零部件。端盖121与筒体122之间设置有密封圈19，以保证端盖121与筒体122连接后的密封性，防止进水。端盖121与筒体122可采用钛合金制成，避免
在深海中受水压而严重变形。
46.参见图1，外壳12的端盖121上设置有光纤接口，光纤连接缆3远离充油接线盒4的一端通过光纤接口通信连接于计量模块，以使计量模块记录的信息能够经由光纤连接缆3和脐带缆100传递至显示装置2。
47.参见图1，外壳12内设置有总安装板15，总安装板15沿筒体122的长度方向延伸，并固定于端盖121上。
48.参见图1，旋转监测装置1还包括光纤-串口适配器14，光纤-串口适配器14设置于总安装板15上，光纤连接缆3通过光纤-串口适配器14与计量模块连接，以实现计量模块与显示装置2之间的通信连接。
49.参见图1，外壳12内还设置有安装架16。安装架16包括垂直连接的第一板161和第二板162，第一板161叠设于总安装板15上，磁罗经模块11安装于第二板162上。即，第二板162沿筒体122的宽度方向延伸，使得外壳12内的结构更加紧凑合理。
50.可选地，总安装板15上间隔设置有多个第一安装孔，第一板161和光纤-串口适配器14均通过第一安装孔连接于安装板上。本实施例中，多个第一安装孔均为螺纹孔，光纤-串口适配器14通过螺钉120连接于总安装板15上，第一板161也通过螺钉120螺纹连接于总安装板15上。进一步地，第二板162上也设置有多个螺纹孔，磁罗经模块11通过螺钉120螺纹连接于第二板162上。
51.可选地，参见图1，外壳12内还设置有蓄电池17，蓄电池17设置于总安装板15背向光纤-串口适配器14的一侧，以充分利用壳内空间。外壳12上设置有充电接口18，蓄电池17与充电接口18电连接。在未进行扭矩释放作业时，能够通过该充电接口18为蓄电池17充电，从而使蓄电池17能够为外壳12内的光纤-串口适配器14、磁罗经模块11以及计量模块等提供充足的电能。
52.优选地，外壳12内还设置有隔离块，隔离块夹设于总安装板15和蓄电池17之间，以使总安装板15和蓄电池17之间形成间隙。即，总安装板15和蓄电池17间隔设置，以避免将螺钉120旋拧于总安装板15上时与蓄电池17产生干涉。另外，总安装板15和蓄电池17之间的间隙可用于走线，充分利用外壳12内的空间。
53.参见图1，总安装板15上还设置有保险丝130，以保证内部电路的安全。
54.可选地，旋转监测装置1、充油接线盒4以及补偿器5均设置于一固定框架上，脐带缆100的末端固定连接于固定框架上，并与充油接线盒4连接，固定框架的下端连接配重块。通过设置固定框架能够保证旋转监测装置1、充油接线盒4以及补偿器5在下放过程中的稳定性。参见图1，本实施例中，外壳12的端盖121上设置有连接部110，连接部110连接于固定框架上。
55.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。