[发明专利]一种光电复合零浮力海水机器人电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种零浮力电缆，具体的说，涉及一种主要应用于水下机器人，水下勘测设备，船舶等携带的水下工作设备的连接等及军工特定设备的电器连接应用等的光电复合零浮力海水机器人电缆。

背景技术

近年来，海洋经济的快速发展，从浅滩到深海，探索日新月异，为了满足蓝色海洋监测和应用方面的作业，相关的，拥有不同作业功能的海洋机器人开始被研发。在设备测试阶段与正常使用阶段，电缆起到实时传输监测数据，实时监控设备状况的作用。在水下工作，通常是在海洋中几百米甚至更深的水域，给予这种情况，传统解决方案是增加绝缘层的厚度，增加护套层的厚度来起到防水与增加绝缘强度的目的，再加上几百米的电缆长度为设备供电与信号传输，电缆自身重量非常重，这样水下工作的机器人设备运行时负载也非常重。反复的高强度负载收放电缆，使得电缆使用寿命大打折扣，受弱电信号传输距离与保真度影响，光信号传输效果远比弱电信号传输效果更好，但是光缆耐弯折效果不如铜，很容易折断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服传统电缆长时间深海防水渗透、电缆海底拖拽刮擦、海水中电缆下沉加大设备负载以及电缆改光缆可长距离传输问题；电缆反复收放，工作时频繁扭转导致电缆、光缆折断问题，电缆本身高强度抗拉负载不断线问题。提供一种既可以为设备提供动力，又可以长距离，抗电磁干扰传输数据信号。要在海水中复杂的环境下连续工作或作反复收放的情况下，不折断、不渗水、不生霉菌、耐磨、抗牵拉，保证光、电传输不失真、不间断的光电复合零浮力海水机器人电缆。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种光电复合零浮力海水机器人电缆，由沿轴线方向无限延伸的动力信号传输束和信号采集传输束组成，动力信号传输束和信号采集传输束的外部由绕包带缠绕并采用微孔发泡的发泡层进行包覆，使整根与，从而实现悬浮或漂浮。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

发泡层采用TPE或TPU微孔发泡，使整根缆的浮力与自身重量之比小于或等于海水的比重，从而实现悬浮或漂浮，TPE/TPU本身就是很好的防水材料，微孔发泡后，气泡之间互不联通，即可作为浮力层又可作为除防水护套层外的第二个防水层，从而使电缆有良好防水性又能产生足够的浮力。

另一种优化：动力信号传输束包括至少两根导体，每根导体由多股细铜丝（镀锡或镀银）以一定的方向和节距绞合而成。

导体（0·12～16平方毫米）用以传输动力信号，提高导线的柔软性和抗折断能力。

另一种优化：每根导体的外部均包覆有PE材料热挤出的绝缘层，使其与外界有着良好的隔绝性和绝缘性。

另一种优化：信号采集传输束由两根或者两根以上的偶数单模光纤2组成，每根单模光纤2的外部包覆有光纤护层。

光信号是以光波的形式在光纤中传播，所以不受海水中杂乱电磁波的干扰，保证信号不失真，既节省了铜丝编织的屏蔽层，降低了材料和制造成本，又降低信号传输介质被海水腐蚀的风险。

另一种优化：导体和单模光纤交错设置。

考虑到零浮力光电复合缆必须要承载一定的牵拉力，但是又受浮力因素考虑对重量的限制，导体和单模光纤之外的间隙内采用质量轻、抗拉强度高的铠夫拉丝编织或绞合进行填充。

另一种优化：发泡层的外部采用护套进行包覆，护套由水包合度只有千分之三的聚氨脂材料制成。包复后的电缆因护套如此低的水饱和含量，强有力的阻断水分子进入零浮力光电复合缆内部进一步侵蚀内部结构；再者，如此低的水饱和度材料，阻断了海洋生物质生存的载体，大大减缓甚至阻断了海洋生物质的繁殖侵蚀。

本发明采用上述分案，主要应用于水下机器人，水下勘测设备，船舶等携带的水下工作设备的连接等及军工特定设备的电器连接用等。

使用时悬浮于海水中，零浮力电缆对水下设备上升，下降，前进、后退等运动的影响力最小。由于光电复合电缆中单膜光纤采用美国康宁抗弯折单膜光纤，既可以为设备提供动力的同时，又可以长距离，抗电磁干扰传输数据信号。要在海水中复杂的环境下连续工作或作反复收放的情况下，不折断、不渗水、不生霉菌、耐磨、抗牵拉，保证光、电传输不失真、不间断。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例1的结构示意图；

附图2为本发明实施例2的结构示意图。

图中：1-导体；2-单模光纤；3-凯夫拉丝填充物；4-护套；5-发泡层；6-防水绝缘层；7-绕包带；8-光纤护层；9-填充物质；涤纶丝。