一种基于ROV的深海打捞夹具装置的制作方法

一种基于rov的深海打捞夹具装置
技术领域
1.本实用新型涉及深海打捞的特殊夹具装置，具体地说是一种基于rov的深海打捞夹具装置。


背景技术：

2.关于深海打捞作业技术最早源于20世纪60年代，美国水下研究中心(nuc)研制了打捞机械手装备水下缆控机器人curv，并成功在457m水深完成沉底鱼雷的打捞和在884m水深处氢弹的回收以及完成失事潜水器和火箭残骸的打捞任务，2013年奥赛德公司利用rov配合吊篮在爱尔兰西南海域4700m深处将118吨银锭从二战时期英国沉没的商船上打捞上来，2022年美国海军使用rov和“毕加索”号工程船在南海3780米海底完成对失事f35的整体打捞，同年我国“深海勇士”号完成南海水下考古，打捞回收一批高价值文物；过去50年来，人类成功完成了对失事沉底的飞机黑匣子、导弹、航天发动机、潜艇潜器、古沉船等高价值目标的搜寻定位与打捞，深海打捞技术也逐渐发展成熟并投入市场化运行，其中rov以其强大的运载能力和实时、高效的作业能力成为水下打捞作业必备工具。
3.目前国内深海打捞业务日渐增多，在深海打捞中需要多种类型的打捞作业工具，如液压钳、打捞钩等，但深海打捞作业有时对水下大型块状目标及半掩埋物体无法进行捆绑或挂钩，同时钻孔难度也比较大，电视抓斗等设备无法完成对深海目标的精确抓取，如何对此类目标进行夹取、打捞回收是值得研究的课题，而深海打捞夹具国内极少研制，结合已有深海打捞作业经验以及利用rov强大的扩展能力，对更加实用、系统简单的深海打捞夹具装置的研制成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对目前深海打捞遇到大型块状物体及半掩埋物体无法捆绑挂钩等技术瓶颈问题，本实用新型的目的提出一种基于rov的深海打捞夹具装置。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种基于rov的深海打捞夹具装置，其包括：
7.主体框架；
8.弹性钩具单元，其具有若干个沿所述主体框架一边设置的弧形钩具，所述弧形钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有弹性活动空间；
9.刚性伸缩钩具单元，其具有若干个沿所述主体框架相对另一边设置的伸缩管钩具，所述伸缩管钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有可调整位移。
10.如上所述的基于rov的深海打捞夹具装置，进一步的，所述主体框架由两侧的主体框架、底部支撑方钢和顶部支撑方钢围成，所述主体框架内部还具有平行于底部支撑方钢和顶部支撑方钢的中部支撑钢。
11.如上所述的基于rov的深海打捞夹具装置，进一步的，所述弹性钩具单元还包括连接在所述主体框架的中部支撑方钢下侧的底板，所述弧形钩具的垂直段为双股无缝钢管，
所述双股无缝钢管的自由端依次穿过所述底板和所述主体框架的中部支撑钢，且在所述双股无缝钢管套接有弹簧，所述弹簧的两端分别抵接在所述底板和所述主体框架的底部支撑方钢。
12.如上所述的基于rov的深海打捞夹具装置，进一步的，所述刚性伸缩钩具单元还包括顶部伸展方钢和液压油缸，所述顶部伸展方钢与所述主体框架的顶部支撑方钢平行的，并通过框架伸缩杆与所述主体框架活动连接，所述伸缩管钩具固定连接在所述顶部伸展方钢上，所述液压油缸驱动所述顶部伸展方钢沿垂直于被夹持的打捞物方向运动。
13.如上所述的基于rov的深海打捞夹具装置，进一步的，所述刚性伸缩钩具单元还包括方形伸缩管，若干所述方形伸缩管连接在所述主体框架的底部支撑方钢和顶部支撑方钢之间，所述伸缩管钩具的垂直段为钩具伸缩杆，所述钩具伸缩杆的首端设有方形封口板，所述钩具伸缩杆的末端设有管内连接轴，所述钩具伸缩杆活动连接在所述方形伸缩管的内部。
14.一种基于rov的深海打捞夹具装置的使用方法，其利用如上所述的夹具装置进行，包括如下步骤：
15.对夹具装置进行甲板检查，主要包括外观检测、液压管路、液压泵密封检查、双股刚管钩具焊缝检查；
16.对夹具装置进行功能试验及rov底部框架连接，启动rov泵站，打开液压阀箱首先控制液压油缸做往复运动，检验夹具功能，其次将夹具利用防滑螺丝与rov底部框架连接，形成刚性连接，最后rov加装浮力块，使rov本体与夹具一起处于轻微负浮力；
17.使用rov携带所述夹具装置到达指定作业点进行水下打捞作业，打开液压阀箱调使液压油缸推开夹具，利用rov灵活移动的特性，在打捞物体上垂直下潜使夹具覆盖所需打捞的目标；
18.打开液压阀箱使液压油缸回缩，控制夹具缩小夹紧打捞物体，点动阀箱控制油缸，直到油缸无法运动；
19.观察夹具与打捞物状态，若夹具夹紧打捞物则靠铠装缆提升回收rov至水面，若未夹紧物体，需要尝试多次以致物体完全夹紧；
20.夹具回收甲板面，打开液压阀箱使夹具伸展，将打捞物脱离夹具，完成深海打捞。
21.本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型集成弹性钩具单元、刚性伸缩钩具单元、液压油缸和主体框架为一体的紧凑型适用于rov的深海打捞夹具装置，满足rov深海打捞飞机残骸、大型块状等不易挂钩和钻孔的物体直接打捞的需求，通过液压油补偿油缸，保障其具有4500米级大水深的作业的能力；同时本装置具有操作简单、水下可靠性高，工作灵活稳定，并可快速、有效地随rov下潜完成对海底物体打捞的要求，对于完成大型块状物体或半掩埋物体的打捞任务具有重要意义。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例的夹具装置的整体结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例的夹具装置的伸展状态结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例的夹具装置的三维立体结构示意图。
26.1、双股无缝钢管；2、弹簧底板；3、弹簧；4、弧形钩具；5、方钢框架；6、顶部伸展方钢；7、液压油缸；8、底部支撑方钢；9、顶部支撑方钢；10、方形伸缩管；11、伸缩管钩具；12、钩具伸缩杆；13、管内连接轴；14、方形封口板；15、框架伸缩杆；16、液压油缸活塞杆；17、中部支撑方钢。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.实施例：
29.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本实用新型实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.参见图1至图3，一种基于rov的深海打捞夹具装置，其包括主体框架、弹性钩具单元和刚性伸缩钩具单元，其中，弹性钩具单元具有若干个沿所述主体框架一边设置的弧形
钩具4，所述弧形钩具4在垂直于被夹持的打捞物方向具有弹性活动空间。具体的，弹性活动空间是指主体框架这一边的弧形钩具4在夹持被打捞物时，弹性钩具单元可以为整个打捞钩具提供柔性弹力，防止打捞夹紧时导致钩具变形。刚性伸缩钩具单元具有若干个沿所述主体框架相对另一边设置的伸缩管钩具11，所述伸缩管钩具11在垂直于被夹持的打捞物方向具有可调整位移。具体的，可调整位移是指主体框架相对另一边的伸缩管钩具11可以根据被夹持的打捞物的大小伸缩和调整夹持力度，从而完成海底物体的夹紧和打捞。
34.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述主体框架由两侧的主体框架、底部支撑方钢8和顶部支撑方钢9围成，所述主体框架内部还具有平行于底部支撑方钢8和顶部支撑方钢9的中部支撑钢。
35.如上所述的基于rov的深海打捞夹具装置，进一步的，所述弹性钩具单元还包括连接在所述主体框架的中部支撑方钢下侧的底板，所述弧形钩具4的垂直段为双股无缝钢管1，所述双股无缝钢管1的自由端依次穿过所述底板和所述主体框架的中部支撑钢，且在所述双股无缝钢管1套接有弹簧3，所述弹簧3的两端分别抵接在所述底板和所述主体框架的底部支撑方钢8。
36.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述刚性伸缩钩具单元还包括顶部伸展方钢6和液压油缸7，所述顶部伸展方钢6与所述主体框架的顶部支撑方钢9平行的，并通过框架伸缩杆15与所述主体框架活动连接，所述伸缩管钩具11固定连接在所述顶部伸展方钢6上，所述液压油缸7驱动所述顶部伸展方钢6沿垂直于被夹持的打捞物方向运动。
37.作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述刚性伸缩钩具单元还包括方形伸缩管10，若干所述方形伸缩管10连接在所述主体框架的底部支撑方钢8和顶部支撑方钢9之间，所述伸缩管钩具11的垂直段为钩具伸缩杆12，所述钩具伸缩杆12的首端设有方形封口板14，所述钩具伸缩杆12的末端设有管内连接轴13，所述钩具伸缩杆12活动连接在所述方形伸缩管10的内部。
38.一个实施例中，本实用新型的主要由弹性钩具单元、刚性伸缩钩具单元、液压油缸7和主体框架这四个核心部件组成，主体框架与rov底座本体连接，弹性钩具和刚性伸缩钩具组成装置的核心抓取机构，液压油缸7完成夹具的伸缩功能，四者组合起来配合使用，构成适用于rov深海打捞的夹具装置，具体的，双股无缝钢管1、弹簧底板2、弹簧3、弧形钩具4组成弹性钩具单元，与主体框架为一体，为整个打捞钩具提供柔性弹力，防止打捞夹紧时导致钩具变形；顶部伸展方钢6、方形伸缩管10、伸缩管钩具11、钩具伸缩杆12、管内连接轴13、方形封口板14组成刚性伸缩钩具单元，顶部伸展方钢6与四根钩具伸缩杆12、两根框架伸缩杆15为焊接一体，利用液压油缸7推动伸缩杆16带动顶部伸展方钢6运动，从而使刚性伸缩钩具单元具有伸缩功能，完成海底物体的夹紧和打捞；方钢框架5、底部支撑方钢8、顶部支撑方钢9、中部支撑方钢17构成夹具主体框架，主要衔接弹性钩具单元、刚性伸缩钩具单元，液压油缸7，连接rov框架本体，使夹具与rov连为一体；液压油缸7通过rov液压阀箱提供的源源不断的液压源推动液压油缸活塞杆16伸缩运动，进而带动刚性钩具的运动，完成夹具的伸缩功能。
39.让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型实施例还提供利用如上所述的夹具装置的使用方法，包括如下步骤：
40.步骤1：对夹具装置进行甲板检查，主要包括外观检测、液压管路、液压泵密封检
查、双股刚管钩具焊缝检查。
41.步骤2：对钻具装置进行功能试验及rov底部框架连接，启动rov泵站，打开液压阀箱首先控制液压油缸做往复运动，检验夹具功能，其次将夹具利用防滑螺丝与rov底部框架连接，形成刚性连接，最后rov加装浮力块，使rov本体与夹具一起处于轻微负浮力。
42.步骤3：使用rov携带所述夹具装置到达指定作业点进行水下打捞作业，打开液压阀箱调使液压油缸推开夹具，利用rov灵活移动的特性，在打捞物体上垂直下潜使夹具覆盖所需打捞的目标。
43.步骤4：打开液压阀箱使液压油缸回缩，控制夹具缩小夹紧打捞物体，点动阀箱控制油缸，直到油缸无法运动。
44.步骤5：观察夹具与打捞物状态，若夹具夹紧打捞物则靠铠装缆提升回收rov至水面，若未夹紧物体，需要尝试多次以致物体完全夹紧。
45.步骤6：夹具回收甲板面，打开液压阀箱使夹具伸展，将打捞物脱离夹具，完成深海打捞。
46.本实用新型将针对目前深海打捞大型块状或半掩埋物体打捞过程存在的技术瓶颈，突破深海rov打捞夹具结构简约化和适用性设计，结合已有深海打捞作业经验以及利用rov强大的扩展能力，完成深海大深度实用、系统简单的深海打捞夹具装置的设计，解决我国深海rov打捞夹具缺乏的问题。
47.此外，本实用新型集成弹性钩具单元、刚性伸缩钩具单元、液压油缸和主体框架为一体的紧凑型适用于rov的深海打捞夹具装置，满足rov深海打捞飞机残骸、大型块状等不易挂钩和钻孔的物体直接打捞的需求，通过液压油补偿油缸，保障其具有4500米级大水深的作业的能力；同时本装置具有操作简单、水下可靠性高，工作灵活稳定，并可快速、有效地随rov下潜完成对海底物体打捞的要求，对于完成大型块状物体或半掩埋物体的打捞任务具有重要意义。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于rov的深海打捞夹具装置，其特征在于，包括：主体框架；弹性钩具单元，其具有若干个沿所述主体框架一边设置的弧形钩具，所述弧形钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有弹性活动空间；刚性伸缩钩具单元，其具有若干个沿所述主体框架相对另一边设置的伸缩管钩具，所述伸缩管钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有可调整位移。2.根据权利要求1所述的基于rov的深海打捞夹具装置，其特征在于，所述主体框架由两侧的主体框架、底部支撑方钢和顶部支撑方钢围成，所述主体框架内部还具有平行于底部支撑方钢和顶部支撑方钢的中部支撑钢。3.根据权利要求1所述的基于rov的深海打捞夹具装置，其特征在于，所述弹性钩具单元还包括连接在所述主体框架的中部支撑方钢下侧的底板，所述弧形钩具的垂直段为双股无缝钢管，所述双股无缝钢管的自由端依次穿过所述底板和所述主体框架的中部支撑钢，且在所述双股无缝钢管套接有弹簧，所述弹簧的两端分别抵接在所述底板和所述主体框架的底部支撑方钢。4.根据权利要求1所述的基于rov的深海打捞夹具装置，其特征在于，所述刚性伸缩钩具单元还包括顶部伸展方钢和液压油缸，所述顶部伸展方钢与所述主体框架的顶部支撑方钢平行的，并通过框架伸缩杆与所述主体框架活动连接，所述伸缩管钩具固定连接在所述顶部伸展方钢上，所述液压油缸驱动所述顶部伸展方钢沿垂直于被夹持的打捞物方向运动。5.根据权利要求4所述的基于rov的深海打捞夹具装置，其特征在于，所述刚性伸缩钩具单元还包括方形伸缩管，若干所述方形伸缩管连接在所述主体框架的底部支撑方钢和顶部支撑方钢之间，所述伸缩管钩具的垂直段为钩具伸缩杆，所述钩具伸缩杆的首端设有方形封口板，所述钩具伸缩杆的末端设有管内连接轴，所述钩具伸缩杆活动连接在所述方形伸缩管的内部。

技术总结
本实用新型公开了一种基于ROV的深海打捞夹具装置，涉及深海打捞的特殊夹具装置，其包括主体框架、弹性钩具单元和刚性伸缩钩具单元，其中，弹性钩具单元具有若干个沿主体框架一边设置的弧形钩具，弧形钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有弹性活动空间。刚性伸缩钩具单元具有若干个沿主体框架相对另一边设置的伸缩管钩具，伸缩管钩具在垂直于被夹持的打捞物方向具有可调整位移。本实用新型结合已有深海打捞作业经验以及利用ROV强大的扩展能力，完成深海大深度实用、系统简单的深海打捞夹具装置的设计，解决我国深海ROV打捞夹具缺乏的问题。问题。问题。


技术研发人员：杨胜雄 黄煜宗 黄元铿 叶俊聪 曾湲溶 梁永志 张亚念 冯强强 陈春亮
受保护的技术使用者：南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/16