一种基于ROV的水下设备收放装置、布放及回收方法

摘要

本发明公开了一种基于ROV的水下设备收放装置、布放及回收方法，用于实现水下设备和作业型水下机器人(ROV)本体的对接与锁定，通过控制ROV完成水下设备的布放及回收；所述装置包括ROV端连接部件和设备端连接部件，ROV端连接部件与ROV本体连接，设备端连接部件与水下设备连接；当本装置布放水下设备时，对ROV端连接部件与设备端连接部件在甲板完成对接与锁定操作成为结合体，通过布放ROV本体，将结合体布放到海底安装点，通过对本装置的解锁操作完成水下设备的布放；当本装置回收水下设备时，对ROV端连接部件与设备端连接部件在海底完成对接与锁定操作成为结合体，通过回收ROV本体，将结合体回收到甲板，通过对本装置的解锁操作完成水下设备的回收。

权利要求

1.一种基于ROV的水下设备收放装置，用于实现水下设备和作业型水下机器人(ROV)本体的对接与锁定，通过控制ROV完成水下设备的布放及回收；其特征在于，所述装置包括ROV端连接部件和设备端连接部件；

当所述装置布放水下设备时，所述ROV端连接部件与ROV本体连接，所述设备端连接部件与水下设备连接，通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在甲板完成对接与锁定操作，使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；通过布放ROV本体，将ROV本体、所述装置和水下设备的结合体布放到海底安装点，然后通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在海底完成解锁操作，使得ROV端连接部件与设备端连接部件分离，此时设备端连接部件与水下设备连接，ROV端连接部件与ROV本体连接，完成水下设备的布放；

当所述装置回收水下设备时，所述ROV端连接部件与ROV本体连接，所述设备端连接部件与水下设备连接，通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在海底安装点完成对接和锁定操作，使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；通过回收ROV本体，将ROV本体、所述装置和水下设备的结合体回收到甲板，然后通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在甲板完成解锁操作，使得ROV端连接部件与设备端连接部件分离，此时设备端连接部件与水下设备连接，ROV端连接部件与ROV本体连接，完成水下设备的回收；

所述ROV端连接部件包括：主框架(1)、两个起重柱(2)、导向体(3)、水下对接摄像机(4)、支撑体(5)、锁紧油缸(6)、连接体(7)、接触传感器(8)、两个锁轴(9)和两个滑动轴套(10)；其中，

所述主框架(1)为长方体框架构件，主框架(1)的上端面用于和ROV本体的承重框架的底面连接；

所述两个起重柱(2)连接在主框架(1)上，呈轴对称设置，两个起重柱(2)的中部均设置横向贯通孔，两个起重柱(2)的底部均与导向体(3)连接；

所述支撑体(5)为长方体框架构件，安装在主框架(1)上，支撑体(5)外壁的上端面与主框架(1)的下端面连接，并与两个起重柱(2)保持一定距离；

所述支撑体(5)框架构件内从距离起重柱(2)远端的内壁依次安装锁紧油缸(6)和连接体(7)，在连接体(7)的两端分别连接两个锁轴(9)，在支撑体(5)距离起重柱(2)近端的内壁上设置两个滑动轴套(10)，两个滑动轴套(10)的位置分别与两个锁轴(9)对应；

所述接触传感器(8)通过支架安装在连接体(7)上，该接触传感器(8)跟随连接体(7)移动，用于当连接体(7)和锁轴(9)移动到位时，将锁定信号传输给ROV的控制台；

所述水下对接摄像机(4)安装在主框架(1)内，用于监控起重柱(2)与设备端连接部件的对接动作。

2.根据权利要求1所述的基于ROV的水下设备收放装置，其特征在于，当所述ROV端连接部件与ROV本体连接时，所述主框架(1)的上端面与ROV承重框架的底面连接；所述锁紧油缸(6)的进油口和回油口均通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接；所述接触传感器(8)通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接；所述水下对接摄像机(4)通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接；

当所述ROV端连接部件与设备连接部件执行锁定和解锁操作时，由ROV的控制台控制锁紧油缸(6)的伸缩杆伸出与缩回，驱动连接体(7)和两个锁轴(9)的滑动，完成两个起重柱(2)与设备连接部件的锁定与解锁；接触传感器(8)将产生的接触信息传输给ROV的控制台。

3.根据权利要求2所述的基于ROV的水下设备收放装置，其特征在于，所述设备端连接部件包括：锁体构件(11)和缓冲板(12)；其中，所述锁体构件(11)具有两个垂向深孔结构，在锁体构件(11)的中部开有两个横向贯通孔；

所述缓冲板(12)固定在锁体构件(11)的顶部，开有喇叭型沉孔；

当所述设备端连接部件与水下设备连接时，所述锁体构件(11)的下端面与水下设备的上端面连接。

4.根据权利要求3所述的基于ROV的水下设备收放装置，其特征在于，当所述设备连接部件和ROV端连接部件完成锁定操作时，锁体构件(11)的两个垂向深孔与两个起重柱(2)完成插入结合，锁体构件(11)的中部的两个横向贯通孔分别与两个起重柱(2)的横向贯通孔同心，共同构成两个横向锁孔；所述缓冲板(12)起到结合缓冲及导向作用；

当所述设备连接部件和ROV端连接部件完成解锁操作时，锁体构件(11)可与两个起重柱(2)分离。

5.一种基于ROV的水下设备布放方法，基于权利要求4所述的装置实现，所述方法包括：通过操作ROV的布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将所述ROV端连接部件整体安装到ROV本体的承重框架底面；

将所述锁紧油缸(6)的进油口和回油口分别通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，通过ROV的控制台将锁紧油缸(6)的伸缩杆缩回；将水下对接摄像机(4)和接触传感器(8)通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，获得监控画面；

将安装有设备连接部件的水下设备运移到ROV的下方，操作ROV的布放吊机移动ROV水平位置；所述两个起重柱(2)在导向体(3)的导向作用下，通过缓冲板(12)的喇叭口进入锁体构件(11)的深孔，待完全进入后，主框架(1)的下端面与缓冲板(12)贴合，两个起重柱(2)与锁体构件(11)的两个横向通孔轴线分别重合；至此，ROV与水下设备通过收放装置在甲板完成对接；

通过ROV的控制台将锁紧油缸(6)的伸缩杆伸出，伸缩杆驱动与其连接的连接体(7)和两个锁轴(9)，两个锁轴(9)分别通过两个滑动轴套(10)贯穿由锁体构件(11)与两个起重柱(2)结合后形成的两个横向锁孔；接触传感器(8)跟随连接体(7)同步移动到位后，将产生的接触信息传输至ROV的控制台；至此，ROV端连接部件和设备端连接部件在甲板完成锁定，从而使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；

操作ROV的布放吊机系统将结合体吊放到舷外，入水、操作ROV下潜，近海底后飞行到指定安装经纬度，在地形平坦处缓慢坐底；

当结合体稳定坐底后，通过ROV的控制台将锁紧油缸(6)的伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体(7)和两个锁轴(9)退出由锁体构件(11)与两个起重柱(2)结合后形成的两个横向通孔，完成ROV端连接部件和设备端连接部件在海底的解锁，再通过操作ROV使其本体和水下设备分离，完成水下设备的布放。

6.一种基于ROV的水下设备回收方法，基于权利要求4所述的装置实现，所述方法包括：通过操作ROV的布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将所述ROV端连接部件整体安装到ROV本体的承重框架底面；

将所述锁紧油缸(6)的进油口和回油口分别通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，通过ROV的控制台将锁紧油缸(6)的伸缩杆缩回；将水下对接摄像机(4)和接触传感器(8)通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，获得监控画面；

布放安装有ROV连接设备的ROV本体入水，根据水下设备布放时的精确经纬度飞行到其附近，开启水下对接摄像机(4)，获得监控画面；

设置ROV处于定深航行模式，根据水下对接摄像机(4)回传的监控画面调整ROV本体水平位置，使得ROV本体在水下设备的上端定深悬停，当ROV本体稳定后，缓慢移动至对接端口处，两个起重柱(2)在导向体(3)作用下进入锁体构件(11)的深孔，待完全进入后，主框架(1)与缓冲板(12)贴合，两个起重柱(2)与锁体构件(11)的两个横向通孔轴线分别重合；至此，ROV本体与水下设备在水下完成对接；

通过ROV的控制台将所述锁紧油缸(6)的伸缩杆伸出，伸缩杆驱动相连接的连接体(7)和两个锁轴(9)，两个锁轴(9)分别通过两个滑动轴套(10)贯穿由锁体构件(11)与两个起重柱(2)结合后形成的两个横向通孔；接触传感器(8)跟随连接体(7)同步移动到位后，将产生的接触信息传输给ROV的控制台；至此，ROV端连接部件和设备端连接部件在水下完成锁定，从而使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；

通过回收ROV本体将结合体回收至甲板；

通过ROV的控制台将锁紧油缸(6)的伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体(7)和两个锁轴(9)退出由锁体构件(11)与两个起重柱(2)结合后形成的两个横向通孔，至此，ROV端连接部件和设备端连接部件在甲板完成解锁，从而使得ROV本体和水下设备分离，水下设备回收完毕。

说明书

一种基于ROV的水下设备收放装置、布放及回收方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海底观测设备、海底观测网技术领域，具体涉及一种基于ROV的水下设备收放装置、布放及回收方法。

背景技术

[0002] 海底观测网是利用海底光电复合缆和无线声通信方式，将一系列海洋观测仪器与陆基信息处理设备互联而成的开放式海洋综合观测系统。海底观测网水下部分通常包括海
底主基站、接驳盒、科学观测平台等水下设备。

[0003] 海底观测网水下设备的常规收放方式是通过船载吊放设备和ROV配合完成。布放时，利用龙门吊，通过船载鼓轮布缆机和超强棉纱绳将水下设备吊放到海床上方10米左右，
然后布放ROV到海底找到正在吊放的水下设备并监视其继续布放直至安全着床，通过ROV液
压剪将吊绳剪断，完成布放。打捞回收时，先通过鼓轮机将连接有定位锚的打捞绳吊放到海
床，然后布放ROV到近海底找到打捞绳，通过ROV的机械手抓取连接在打捞绳末端上的起重
钩，再近海底飞行找到水下设备，将打捞钩挂在水下设备的起吊环上，最后通过鼓轮机回收
打捞绳将水下设备回收至甲板。

[0004] 常规施工船与ROV配合收放方式存在如下问题：

[0005] 1、布放位置不精确，不易精确定位。深海作业吊放绳长度可达数千米，由于涌浪及海流的共同作用，处于吊放状态的水下设备摆动幅度较大，无法完成精准定点布放作业；

[0006] 2、易造成设备的翻倒、倾覆，以及水下设备间的碰撞损坏；

[0007] 3、作业效率低。吊放设备后，ROV的布放、近海底搜寻、海底剪绳和挂钩等操作均耗费大量时间，导致水下设备布放回收效率低、海上作业成本高昂。综上，常规收放方式存在
的布放位置不精确、作业效率低等问题难以满足大规模海底观测网的建设需求。

发明内容

[0008] 海底观测网水下设备现有布放与回收工艺存在以下问题：定位不精确、作业难度大、作业效率低。本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出了一种基于ROV的水下
设备收放装置、布放及回收方法。

[0009] 为了实现上述目的，本发明提出了一种基于ROV的水下设备收放装置，用于实现水下设备和作业型水下机器人(ROV)本体的对接与锁定，通过控制ROV完成水下设备的布放及
回收；其特征在于，所述装置包括ROV端连接部件和设备端连接部件；

[0010] 当所述装置布放水下设备时，所述ROV端连接部件与ROV本体连接，所述设备端连接部件与水下设备连接，通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在甲板完成对接与锁定
操作，使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；通过布放ROV本体，将ROV本体、所述
装置和水下设备的结合体布放到海底安装点，然后通过对ROV端连接部件与设备端连接部
件在海底完成解锁操作，使得ROV端连接部件与设备端连接部件分离，此时设备端连接部件
与水下设备连接，ROV端连接部件与ROV本体连接，完成水下设备的布放；

[0011] 当所述装置回收水下设备时，所述ROV端连接部件与ROV本体连接，所述设备端连接部件与水下设备连接，通过对ROV端连接部件与设备端连接部件在海底安装点完成对接
和锁定操作，使得ROV本体、所述装置和水下设备成为结合体；通过回收ROV本体，将ROV本
体、所述装置和水下设备的结合体回收到甲板，然后通过对ROV端连接部件与设备端连接部
件在甲板完成解锁操作，使得ROV端连接部件与设备端连接部件分离，此时设备端连接部件
与水下设备连接，ROV端连接部件与ROV本体连接，完成水下设备的回收。作为上述装置的一
种改进，所述ROV端连接部件包括：主框架、两个起重柱、导向体、水下对接摄像机、支撑体、
锁紧油缸、连接体、接触传感器、两个锁轴和两个滑动轴套；其中，

[0012] 所述主框架为长方体框架构件，主框架的上端面用于和ROV本体的承重框架的底面连接；

[0013] 所述两个起重柱连接在主框架上，呈轴对称设置，两个起重柱的中部均设置横向贯通孔，两个起重柱的底部均与导向体连接；

[0014] 所述支撑体为长方体框架构件，安装在主框架上，支撑体外壁的上端面与主框架的下端面连接，并与两个起重柱保持一定距离；

[0015] 所述支撑体框架构件内从距离起重柱远端的内壁依次安装锁紧油缸和连接体，在连接体的两端分别连接两个锁轴，在支撑体距离起重柱近端的内壁上设置两个滑动轴套，
两个滑动轴套的位置分别与两个锁轴对应；

[0016] 所述接触传感器通过支架安装在连接体上，该接触传感器跟随连接体移动，用于当连接体和锁轴移动到位时，将锁定信号传输给ROV的控制台；

[0017] 所述水下对接摄像机安装在主框架内，用于监控起重柱与设备端连接部件的对接动作。

[0018] 作为上述装置的一种改进，当所述ROV端连接部件与ROV本体连接时，所述主框架的上端面与ROV承重框架的底面连接；所述锁紧油缸的进油口和回油口均通过高压油管与
ROV的作业工具阀箱连接；所述接触传感器通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连
接；所述水下对接摄像机通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接；

[0019] 当所述ROV端连接部件与设备连接部件执行锁定和解锁操作时，由ROV的控制台控制锁紧油缸的伸缩杆伸出与缩回，驱动连接体和两个锁轴的滑动，完成两个起重柱与设备
连接部件的锁定与解锁；接触传感器将产生的接触信息传输给ROV的控制台。

[0020] 作为上述装置的一种改进，所述设备端连接部件包括：锁体构件和缓冲板；其中，

[0021] 所述锁体构件具有两个垂向深孔结构，在锁体构件的中部开有两个横向贯通孔；

[0022] 所述缓冲板固定在锁体构件的顶部，开有喇叭型沉孔；

[0023] 当所述设备端连接部件与水下设备连接时，所述锁体构件的下端面与水下设备的上端面连接。

[0024] 作为上述装置的一种改进，当所述设备连接部件和ROV端连接部件完成锁定操作时，锁体构件的两个垂向深孔与两个起重柱完成插入结合，锁体构件的中部的两个横向贯
通孔分别与两个起重柱的横向贯通孔同心，共同构成两个横向锁孔；所述缓冲板起到结合
缓冲及导向作用；

[0025] 当所述设备连接部件和ROV端连接部件完成解锁操作时，锁体构件可与两个起重柱分离。

[0026] 本发明还提出了一种基于ROV的水下设备布放方法，所述方法包括：

[0027] 通过操作ROV的布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将所述ROV端连接部件整体安装到ROV本体的承重框架底面；

[0028] 将所述锁紧油缸的进油口和回油口分别通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，通过ROV的控制台将锁紧油缸的伸缩杆缩回；将水下对接摄像机和接触传感器通过水密
电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，获得监控画面；

[0029] 将安装有设备连接部件的水下设备运移到ROV的下方，操作ROV的布放吊机移动ROV水平位置；所述两个起重柱在导向体的导向作用下，通过缓冲板的喇叭口进入锁体构件
的深孔，待完全进入后，主框架的下端面与缓冲板贴合，两个起重柱与锁体构件的两个横向
通孔轴线分别重合；至此，ROV与水下设备通过收放装置在甲板完成对接；

[0030] 通过ROV的控制台将锁紧油缸的伸缩杆伸出，伸缩杆驱动与其连接的连接体和两个锁轴，两个锁轴分别通过两个滑动轴套贯穿由锁体构件与两个起重柱结合后形成的两个
横向锁孔；接触传感器跟随连接体同步移动到位后，将产生的接触信息传输至ROV的控制
台；至此，ROV端连接部件和设备端连接部件在甲板完成锁定，从而使得ROV本体、所述装置
和水下设备成为结合体；

[0031] 操作ROV的布放吊机系统将结合体吊放到舷外，入水、操作ROV下潜，近海底后飞行到指定安装经纬度，在地形平坦处缓慢坐底；

[0032] 当结合体稳定坐底后，通过ROV的控制台将锁紧油缸的伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体和两个锁轴退出由锁体构件与两个起重柱结合后形成的两个横向通孔，完成ROV端连
接部件和设备端连接部件在海底的解锁，再通过操作ROV使其本体和水下设备分离，完成水
下设备的布放。

[0033] 本发明还提出了一种基于ROV的水下设备回收方法，所述方法包括：

[0034] 通过操作ROV的布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将所述ROV端连接部件整体安装到ROV本体的承重框架底面；

[0035] 将所述锁紧油缸的进油口和回油口分别通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，通过ROV的控制台将锁紧油缸的伸缩杆缩回；将水下对接摄像机和接触传感器通过水密
电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，获得监控画面；

[0036] 布放安装有ROV连接设备的ROV本体入水，根据水下设备布放时的精确经纬度飞行到其附近，开启水下对接摄像机，获得监控画面；

[0037] 设置ROV处于定深航行模式，根据水下对接摄像机回传的监控画面调整ROV本体水平位置，使得ROV本体在水下设备的上端定深悬停，当ROV本体稳定后，缓慢移动至对接端口
处，两个起重柱在导向体作用下进入锁体构件的深孔，待完全进入后，主框架与缓冲板贴
合，两个起重柱与锁体构件的两个横向通孔轴线分别重合；至此，ROV本体与水下设备在水
下完成对接；

[0038] 通过ROV的控制台将所述锁紧油缸的伸缩杆伸出，伸缩杆驱动相连接的连接体和两个锁轴，两个锁轴分别通过两个滑动轴套贯穿由锁体构件与两个起重柱结合后形成的两
个横向通孔；接触传感器跟随连接体同步移动到位后，将锁定信息传输至ROV的控制台；至
此，ROV端连接部件和设备端连接部件在水下完成锁定，从而使得ROV本体、所述装置和水下
设备成为结合体；

[0039] 通过回收ROV本体将结合体回收至甲板；

[0040] 通过ROV的控制台将锁紧油缸的伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体和两个锁轴退出由锁体构件与两个起重柱结合后形成的两个横向通孔，至此，ROV端连接部件和设备端连接
部件在甲板完成解锁，从而使得ROV本体和水下设备分离，水下设备回收完毕。

[0041] 与现有技术相比，本发明的优势在于：

[0042] 1、本发明极大发挥了ROV运载能力强和水下灵活机动的特点，提高了水下设备的安装精度，降低了操作难度，减少了工期和成本，对海底观测网技术的发展具有较高的应用
价值；

[0043] 2、提高了观测网水下设备收放的便捷性。通过该装置，充分发挥ROV的运载特性，极大简化原有的收放工艺，在各种水深下，使水下设备安装操作更加快速、便捷；

[0044] 3、提高了水下设备安装的精确度和安全性。通过ROV携带水下设备布放到海床安装，基于ROV的定位精度和视频监控，可获得较高的水下安装位置精度。同时，也避免了水下
设备受其它海底物体的干扰以及发生海底倾覆的风险，极大提高了水下设备收放的安全
性；

[0045] 4、节约了海底观测网系统的建设和维护成本。通过提高水下设备收放效率，减少了系统建设和维护的收放船时，有效降低了建设和维护成本。

附图说明

[0046] 图1是本发明的基于ROV的水下设备收放装置的安装总示意图；

[0047] 图2a是本发明的基于ROV的水下设备收放装置完成对接的正视图；

[0048] 图2b是本发明的基于ROV的水下设备收放装置完成对接的俯视图；

[0049] 图3a是本发明的基于ROV的水下设备收放装置完成锁定的正视图；

[0050] 图3b是本发明的基于ROV的水下设备收放装置完成锁定的俯视图。

[0051] 附图标记

[0052] 1、主框架             2、起重柱        3、导向体

[0053] 4、水下对接摄像机     5、支撑体        6、锁紧油缸

[0054] 7、连接体             8、接触传感器    9、锁轴

[0055] 10、滑动轴套          11、锁体构件     12、缓冲板

具体实施方式

[0056] 为了克服常规水下设备收放工艺安装精度差、作业效率低的缺点，本发明采用了基于ROV的水下设备专用收放装置，充分发挥了ROV较强的运载能力和水下灵活机动能力，
完成了ROV与水下设备的快速导引对接、液压锁闭与视频图像监控，实现了海底观测网水下
设备便捷、高效、低成本、高精度的收放。极大提高了水下设备水下安装精度、布放安全性，
并极大降低了施工与维护成本。

[0057] 本装置实现了水下设备与ROV本体对接与锁定的功能。布放时，在甲板将待布放的水下设备与ROV对接与锁定，通过ROV携带水下设备精确定位布放到海底，在海底远程解锁，
完成布放。回收时，ROV根据精确的经纬度坐标找到待回收的水下设备，在海底实现远程对
接与锁定，通过回收ROV，将其携带的水下设备回收到甲板，在甲板解锁，完成回收。本发明
中的锁定机构采用液压油缸传动，ROV作业工具阀箱预留接口，通过高压油管与液压油缸连
接。

[0058] 需要说明的是，本装置由ROV控制完成水下设备的布放和回收，涉及到ROV的部件主要包括：ROV的作业工具阀箱、ROV的电气接口箱、ROV的控制台、ROV的布放吊机。

[0059] 本装置包括ROV端连接部件和设备端连接部件，其中，

[0060] ROV端连接部件，其通过螺栓等与ROV承重框架连接，传递起吊重量至ROV本体主吊点，具有吊点结合与锁定功能。ROV端连接部件包括主框架、起重柱、导向体、水下对接摄像
机、支撑体、锁紧油缸、连接体、接触传感器、锁轴、滑动轴套等组成。其中，主框架与ROV承重
框架连接，并支撑其他构件的安装；起重柱顶部与主框架连接，中部设置横向贯通孔，底部
与导向体连接，实现与锁体构件结合的功能；支撑体、锁紧油缸、连接体、锁轴、滑动轴套等
构成整套锁紧机构，通过油缸驱动锁轴插入锁孔，完成起重柱与锁体构件的锁定。锁紧油缸
进回油口与ROV作业工具阀箱连接，通过ROV控制台可远程控制锁紧油缸进行伸缩；接触传
感器通过支架安装在连接体上，通过水密电缆与ROV电气接口箱预留接口连接，其跟随连接
体移动，当连接体和锁轴移动到位时，接触传感器将信号传输给ROV控制台，完成“锁定”状
态确认；水下对接摄像机安装在主框架内，通过水密电缆与ROV电气接口箱预留接口连接，
实现起重柱与锁体构件对接动作的视频图像监控。

[0061] 设备端连接部件，其通过焊接工艺与设备本体顶部中心承重部位连接，具有吊点结合功能。设备端连接部件包括锁体构件和缓冲板构成。锁体构件具有垂向深孔结构，可与
起重柱的插入结合，其中部开有横向贯通孔，与起重柱横向贯通孔大小相同并同心，共同构
成锁孔；缓冲板一般为尼龙材质，固定在锁体构件的顶部，开有喇叭型沉孔，在起重柱与锁
体构件结合时，具有结合缓冲及导向作用。

[0062] ROV端连接部件和设备端连接部件两部分结合后，锁体构件与起重柱共同构成的贯穿通孔内径要略大于锁轴的外径，锁轴在锁紧油缸驱动下可自由完成“锁定”和“解锁”动
作。在锁定后起重时，锁轴将承受锁体构件和起重柱的垂向剪应力。

[0063] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

[0064] 实施例1

[0065] 一种基于ROV的水下设备收放装置，包括ROV端连接部件和设备端连接部件。ROV端连接部件通过螺栓等与ROV承重框架连接，传递起吊重量至ROV本体的主吊点，具有吊点结
合与锁定功能。设备端连接部件通过焊接工艺与设备本体顶部中心承重部位连接，具有吊
点结合功能。总体安装示意如图1所示。

[0066] ROV端连接部件由主框架1、两个起重柱2、导向体3、水下对接摄像机4、支撑体5、锁紧油缸6、连接体7、接触传感器8，两个锁轴9和两个滑动轴套10等组成；导向体3一般为尼龙
材质，其与起重柱2连接，在插入结合时具有导向功能。

[0067] 主框架1上端面与ROV的承重框架底面连接；

[0068] 两个起重柱2对称设置，顶部均与主框架1连接，两个起重柱2的中部均设置横向贯通孔，两个起重柱2的底部均与导向体3连接；

[0069] 支撑体5为长方体框架构件，安装在主框架1上；支撑体5、锁紧油缸6、连接体7、两个锁轴9和两个滑动轴套10构成整套锁紧机构，锁紧油缸6的一端与支撑体5连接，另一端与
连接体7连接；连接体7的两端分别连接两个锁轴9，在支撑体5距离起重柱2近端的内壁上设
置两个滑动轴套10，两个滑动轴套10的位置分别与两个锁轴9对应；锁紧油缸6包括进油口、
回油口和伸缩杆，进油口和回油口均通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，由ROV的控
制系统远程控制锁紧油缸6的伸缩杆伸出与缩回，驱动两个锁轴9的滑动，完成两个起重柱2
与锁体构件的锁定与解锁；

[0070] 接触传感器8通过支架安装在连接体7上，接触传感器8通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，该接触传感器8跟随连接体7移动，当连接体7和锁轴9移动到位时，接
触传感器8将信号传输给ROV的控制台，完成“锁定”状态的确认；

[0071] 水下对接摄像机4安装在主框架1内，通过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，用于监控起重柱2与锁体构件11的对接动作。

[0072] 设备端连接部件一般在出厂时已通过焊接工艺安装到待布放的水下设备的上端面；设备端连接部件由锁体构件11和缓冲板12组成。缓冲板12一般为尼龙材质，通过内六角
螺栓安装在锁体构件11的上表面。每套水下设备都安装有独立的设备端连接部件。

[0073] 锁体构件11具有两个垂向深孔结构，与两个起重柱2的插入结合，锁体构件11的中部开有两个横向贯通孔，分别与两个起重柱2的横向贯通孔同心，共同构成两个横向锁孔；

[0074] 缓冲板12固定在锁体构件11的顶部，开有喇叭型沉孔，在两个起重柱2与锁体构件11结合时，起结合缓冲及导向作用。

[0075] 实施例2

[0076] 根据实施例1的装置，水下设备布放方法的步骤如下：

[0077] 第一步：操作ROV布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将ROV端连接部件通过螺栓等整体安装到ROV底盘的承力部位。

[0078] 第二步：将锁紧油缸6的进、回油口通过高压油管与ROV作业工具阀箱连接，通过ROV控制台将锁紧油缸6伸缩杆缩回；将水下对接摄像机4、接触传感器8通过水密电缆与ROV
电气接口箱预留接口连接，并将监控画面显示在监视器上。

[0079] 第三步：将待布放的水下设备运移到ROV下方，操作ROV布放吊机移动ROV水平位置，将ROV端连接部件和设备端连接部件进行对接。首先起重柱2在其前端导向体3导向作用
下通过缓冲板12的喇叭口进入锁体构件11的深孔，待完全进入后，主框架1与缓冲板12贴
合，起重柱2与锁体构件11的横向通孔轴线重合。至此，ROV与水下设备通过收放装置在甲板
完成对接。收放装置对接状态如图2所示。

[0080] 第四步：通过ROV控制台将锁紧油缸6伸缩杆伸出，伸缩杆驱动与其连接的连接体7和锁轴9，锁轴9通过滑动轴套10贯穿由锁体构件11与起重柱2结合后形成的横向通孔；接触
传感器8跟随连接体7同步移动到位后，将产生的开关信息传输至ROV控制台，控制台获得
“锁定”信息。至此，ROV端连接部件和设备端连接部件两部分结合体在甲板完成锁定。收放
装置锁定状态如图3所示。

[0081] 第五步：执行ROV常规布放流程。操作ROV布放吊机系统将ROV与水下设备的结合体吊放到舷外、入水、操作ROV下潜，近海底后飞行到指定安装经纬度，观察确定地形平坦适合
着床后缓慢坐底，确保ROV和水下设备处于平稳状态。

[0082] 第六步：ROV及水下设备稳定后，通过ROV控制台将锁紧油缸6伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体7和锁轴9退出由锁体构件11与起重柱2结合后形成的横向通孔，此时，ROV端连
接部件和设备端连接部件两部分结合体在海底完成解锁。

[0083] 第七步：操作ROV脱离水下设备，完成水下设备的精准定点布放。

[0084] 实施例3

[0085] 根据实施例1的装置，水下设备回收方法步骤如下：

[0086] 第一步：通过操作ROV的布放吊机系统将ROV从甲板提升到布放高度；将ROV端连接部件通过螺栓整体安装到ROV的底盘承力部位，并准备就绪；

[0087] 第二步：将锁紧油缸6的进油口和回油口分别通过高压油管与ROV的作业工具阀箱连接，通过ROV的控制台将锁紧油缸6的伸缩杆缩回；将水下对接摄像机4和接触传感器8通
过水密电缆与ROV的电气接口箱预留接口连接，获得监控画面；

[0088] 第三步：布放ROV入水，根据水下设备布放时精确经纬度飞行到其附近，开启水下对接摄像机4，获得对接监控画面，并确认锁紧油缸6处于“缩回”状态。

[0089] 第四步：操作ROV处定深航行模式，通过水下对接摄像机4的监控画面调整其水平位置，要求ROV在水下设备上端定深悬停，稳定后缓慢移动至对接端口处，将ROV端连接部件
和设备端连接部件进行水下对接。首先起重柱2的前端导向体3作用下进入锁体构件11的深
孔，待完全进入后，主框架1与缓冲板12贴合，起重柱2与锁体构件11的横向通孔轴线重合。
至此，ROV与水下设备在水下完成对接。收放装置对接状态如图2所示。

[0090] 第五步：通过ROV控制台将锁紧油缸6伸缩杆伸出，伸缩杆驱动与其连接的连接体7和锁轴9，锁轴9通过滑动轴套10贯穿由锁体构件11与起重柱2结合后形成的横向通孔；接触
传感器8跟随连接体7同步移动到位后，将产生的开关信息传输至ROV控制台，控制台获得
“锁定”信息。至此，ROV端连接部件和设备端连接部件两部分结合体在水下完成锁定。收放
装置锁定状态如图3所示。

[0091] 第六步：执行ROV回收流程，ROV携带水下设备回收至甲板。

[0092] 第七步：通过ROV控制台将锁紧油缸6伸缩杆缩回，伸缩杆驱动连接体7和锁轴9退出由锁体构件11与起重柱2结合后形成的横向通孔，此时，ROV端连接部件和设备端连接部
件两部分结合体在甲板完成解锁，水下设备回收完毕。

[0093] 本发明提出的装置和方法相对常规收放工艺，大幅提高水下设备布放位置精确度、安全性和经济性，特别适合大规模海底观测网水下设备的安装和维护作业，对海底观测
网技术的发展具有很高的应用价值。

[0094] 本发明提出的装置，一方面通过ROV端连接部件实现装置与ROV的连接，一方面通过设备端连接部件实现装置与水下设备的连接。在视频图像监控下，收放时可实现ROV端连
接部件和设备端连接部件两部分的快速对接，并通过接触传感器完成“锁定”状态的确认，
实现海底观测网水下设备的便捷、高效、低成本、高精度收放。极大提高了水下设备水下安
装位置精度、安全性，并极大降低了施工与维护成本。

[0095] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方
案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明
的权利要求范围当中。