利用海洋深度落差的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)-2014

1、 510152025說(shuō)明書(shū)利用海洋深度落差的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及能量?jī)?chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，是一種采用重力勢(shì)能進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存以及利用所存能量產(chǎn)生電能的高效儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)。背景技術(shù)可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮流能等）通常具有規(guī)律性差，波動(dòng)大等特點(diǎn)，難以與電力需求實(shí)時(shí)趨勢(shì)保持一致，雖然我國(guó)可再生能源裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，但是電力供應(yīng)緊張和電網(wǎng)調(diào)峰困難的問(wèn)題反而日益凸顯。大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)是解決電力生產(chǎn)產(chǎn)能與電力需求波動(dòng)的峰谷差之間矛盾的重要手段。此外，電力儲(chǔ)能技術(shù)還可以有效平滑可再生能源的并網(wǎng)沖擊，以及可以提高電力系統(tǒng)供電的可靠性。目前已有的電力儲(chǔ)能技術(shù)包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能，

2、電解水儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁能和超級(jí)電容等。其中抽水儲(chǔ)能技術(shù)最為典型，抽水儲(chǔ)能方式儲(chǔ)能容量大，響應(yīng)速度較快，因而應(yīng)用較廣泛。但是建設(shè)抽水儲(chǔ)能電站需要特殊的地理?xiàng)l件，建設(shè)兩個(gè)水庫(kù)和水壩，建設(shè)周期長(zhǎng)，初期投資巨大，并且只能建設(shè)在有水源的地方，能量循環(huán)效率一般（約70）。為了利用深海的自然條件，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Slocum教授和德國(guó)Subhydro公司先后申請(qǐng)了深海水罐儲(chǔ)能方面的專利（WO2011112561和WO2013117329）。上述方案儲(chǔ)能密度較高，但效率一般,對(duì)元部件強(qiáng)度要求高，技術(shù)復(fù)雜，而且深海設(shè)施的維護(hù)難度很大?，F(xiàn)有技術(shù)例如CN201599160U提出了一項(xiàng)通過(guò)提升配重體實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)蓄重力勢(shì)能的方

3、案。該方案需要有足夠高度的超大型支撐柱結(jié)構(gòu)，并采用滑輪和拉索實(shí)現(xiàn)重物升降。該方案能量密度較低，占地多。此外，該技術(shù)對(duì)立柱、拉索等部件的強(qiáng)度性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求高，安全系數(shù)低，存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)明內(nèi)容51015202530本發(fā)明提供一種利用海面與海底之間自然的海拔差，通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式提升標(biāo)準(zhǔn)化重塊實(shí)現(xiàn)電力儲(chǔ)能的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)存在的系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜、安全系數(shù)不高、成本較高的問(wèn)題。特別適宜在深度上千米且海底較平坦的區(qū)域?qū)嵤Ｋ龇桨赴ǎ捍笮透◇w，用于漂浮在海面上并承載大量重物。通過(guò)錨鏈與單點(diǎn)系泊裝置相連。單點(diǎn)系泊裝置，用于為大型浮體提供單點(diǎn)系泊。包括位于海面的小型浮體、海底樁體、以及連接兩者

4、的至少一條張力索。所述小型浮體所受浮力大于其重量，故張力索始終保持張緊。所述小型浮體頂部有垂直旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的動(dòng)圈上固定有與大型浮體相連的錨鏈。至少一個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)化重塊，所述標(biāo)準(zhǔn)化重塊主要由高比重材料制成，作為存儲(chǔ)重力勢(shì)能的容器。至少一組可發(fā)電的電動(dòng)提升裝置，用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化重塊的提升和下降。包括提升用電機(jī)、發(fā)電機(jī)，提升纜繩、絞盤(pán)，滑輪組以及吊鉤。滑輪組安裝在大型浮體的邊緣或者外飄舷臺(tái)上；纜繩的一端卷繞在絞盤(pán)上，經(jīng)過(guò)滑輪組后鉛錘向下，另一端固定有吊鉤。所述提升用電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)將標(biāo)準(zhǔn)化重塊從海底提升到海面，從而將電能轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化重塊所增加的重力勢(shì)能。所述發(fā)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)方式制動(dòng)纜繩絞

5、盤(pán)，使得標(biāo)準(zhǔn)化重塊從海面平緩地下降到海底，從而將重塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電力輸出。碼垛用起重機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化重塊在大型浮體上的整齊放置，以及將標(biāo)準(zhǔn)化重塊吊運(yùn)到纜繩末端的吊鉤上。至少一個(gè)無(wú)纜的海底作業(yè)機(jī)器人，所述機(jī)器人是安裝有攝像頭和自動(dòng)機(jī)械卡爪的移動(dòng)機(jī)器人。用于在海底運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)并捕獲纜繩末端的吊鉤，然后將吊鉤掛接到標(biāo)準(zhǔn)化重塊上的吊耳。海底無(wú)線充電裝置，通過(guò)非接觸供電方式為海底作業(yè)機(jī)器人中的蓄電池充電。海底無(wú)線通信裝置，通過(guò)水下通信方式實(shí)現(xiàn)海底作業(yè)機(jī)器人與海面終端之間的數(shù)據(jù)通信。所述系統(tǒng)的工作流程為：在電力需求的波谷時(shí)段（例如夜間9點(diǎn)至白天510152025307點(diǎn)），利用電網(wǎng)或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組暫時(shí)

6、過(guò)剩的電力驅(qū)動(dòng)可發(fā)電的電動(dòng)提升裝置將標(biāo)準(zhǔn)化重塊從海底提升到大型浮體并進(jìn)行碼垛，實(shí)現(xiàn)重力勢(shì)能的存儲(chǔ)。在電力需求的波峰時(shí)段（例如白天7點(diǎn)至夜間9點(diǎn)）則通過(guò)下放標(biāo)準(zhǔn)化重塊到海底，控制電機(jī)再生發(fā)電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：一、采用機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)升降、掛接/脫離和碼垛操作，技術(shù)成熟、設(shè)備成本低，安全可靠，生命長(zhǎng)。通過(guò)纜繩分時(shí)復(fù)用可以大幅度減少高強(qiáng)度纜繩成本。系統(tǒng)中的海面大型浮體可以等效現(xiàn)有技術(shù)CN201599160U中的高強(qiáng)度立柱，即使纜繩意外斷裂致使標(biāo)準(zhǔn)化重塊墜落海底，也不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)CN201599160U那樣引發(fā)地震等破壞。電機(jī)和絞盤(pán)等安裝在海面而非深海中，維護(hù)方便。系統(tǒng)海面部分的工作壽

7、命可以達(dá)到數(shù)十年。海底作業(yè)機(jī)器人只需要抓取約30公斤的吊鉤，故體積小而成本不高。機(jī)器人大部分時(shí)間在海底，沒(méi)有遭受海浪海流破壞的危險(xiǎn)，而在海面安全時(shí)可以吊上甲板進(jìn)行維護(hù)。二、能量循環(huán)效率高，可實(shí)現(xiàn)電力均勻輸出。整個(gè)過(guò)程主要包括電動(dòng)機(jī)提升重物、重物下降推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電兩個(gè)動(dòng)作。電機(jī)技術(shù)成熟，單向效率可以達(dá)到95，系統(tǒng)總體效率可以接近90，遠(yuǎn)高于抽水電站的70。通過(guò)兩套或多套纜繩的間歇下放重物，可實(shí)現(xiàn)電力的均勻化輸出。三、可以實(shí)現(xiàn)超大容量?jī)?chǔ)能，能量密度高。雖然單個(gè)配重體重量一般不大（例如50噸左右），但是可以通過(guò)增加配重體數(shù)量提高儲(chǔ)能總量。假設(shè)海深落差2000米，一艘載重萬(wàn)噸的船體可以儲(chǔ)能40MWh，

8、可存儲(chǔ)4臺(tái)2MW風(fēng)機(jī)約6小時(shí)的發(fā)電量。四、建設(shè)周期短，工程施工量小，經(jīng)濟(jì)效益好。系統(tǒng)的主體（單點(diǎn)系泊裝置和大型浮體等）可以在陸地完成建造，然后由輪船拖到指定海域，并通過(guò)安裝錨樁完成系泊。海面系泊的大型浮體可以采用通用駁船船體，由于相應(yīng)的載重過(guò)萬(wàn)噸的船體技術(shù)十分成熟，成本可控。標(biāo)準(zhǔn)化重塊殼體可以采用鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土；而內(nèi)部填充物材料可選混凝土或者低品位鐵礦石等，成本低廉。儲(chǔ)能55MWh的系統(tǒng)總造價(jià)不超過(guò)2000萬(wàn),約2-5年收回投資。五、系統(tǒng)不占用寶貴的陸地資源，適用的地理范圍廣，例如中國(guó)南海海盆和中國(guó)東海沖繩海槽等位置。為附近的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)、波浪能發(fā)電機(jī)等再生能源提供最佳的儲(chǔ)能方式。51

9、015202530六、運(yùn)營(yíng)過(guò)程無(wú)污染，能量存儲(chǔ)安全且長(zhǎng)期保存無(wú)損失，沒(méi)有電池蓄電的環(huán)境污染和壽命次數(shù)問(wèn)題。所儲(chǔ)能量為靜態(tài)物質(zhì)，沒(méi)有突然破損和釋放的危險(xiǎn)。特殊情況下可以將重塊直接投入海中。七、可以建設(shè)成多功能平臺(tái)。例如作為風(fēng)電發(fā)電機(jī)承載平臺(tái)、遠(yuǎn)洋電力補(bǔ)給平臺(tái)、海洋物資中轉(zhuǎn)平臺(tái)?？苫厥盏臉?biāo)準(zhǔn)化重塊可以用于綁定其它輕比重設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在海面和海底之間的往返搬運(yùn)，可以為建設(shè)附近的海底水罐發(fā)電站或海底空間站提供便利。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例中重力儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體布局示意圖；圖2為一種海底作業(yè)機(jī)器人實(shí)例及其作業(yè)方法的示意圖；圖3為另一種海底作業(yè)機(jī)器人實(shí)例及其作業(yè)方法的示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例

10、對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，一種利用海洋深度落差的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其基本布局為：在較平坦的海底地面1上，安裝有單點(diǎn)系泊裝置2。海面上有大型浮體3，通過(guò)錨鏈系泊在單點(diǎn)系泊裝置2的頂端。單點(diǎn)系泊裝置2使得大型浮體具有風(fēng)向標(biāo)的效應(yīng)，即在各種風(fēng)浪作用下大型浮體3的受力為最小，即使遭遇極惡劣氣候也能保證安全。海底設(shè)有無(wú)纜遙控的海底作業(yè)機(jī)器人4。系統(tǒng)首次運(yùn)行時(shí)，大型浮體3的甲板上堆垛有大量標(biāo)準(zhǔn)化重塊5。這些重塊被逐個(gè)下放至海底并實(shí)現(xiàn)發(fā)電。由于大型浮體3在風(fēng)浪影響下會(huì)圍繞單點(diǎn)系泊轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)化重塊會(huì)散落在距離單點(diǎn)系泊軸線一定距離的圓圈內(nèi)。如果大型浮體通過(guò)螺旋槳?jiǎng)恿S持其海面位置，則落點(diǎn)會(huì)更

11、集中。當(dāng)進(jìn)行儲(chǔ)電時(shí)，海底的重塊被逐個(gè)提升，并整齊堆垛在大型浮體3上。單點(diǎn)系泊裝置2包括在安裝在海底地面1上的三個(gè)重力式樁柱21。實(shí)際工程中上述樁柱也可以采用吸力式樁柱或者壓力式樁柱，樁柱數(shù)量可以是一個(gè)或者多個(gè)，采用三個(gè)和四個(gè)較常見(jiàn)。每個(gè)樁柱連接兩根張緊索22，張緊索的另一端連接到海面漂浮的小型浮體23上。小型浮體23頂部安裝有可整周旋轉(zhuǎn)的鉸鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)關(guān)節(jié)24。該旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的內(nèi)圈固定，設(shè)有直徑約50mm的通孔，可以穿過(guò)一定數(shù)量的電纜和通信線纜。外圈可自由旋轉(zhuǎn)，其上設(shè)有延長(zhǎng)臂和夾緊栓，用于固定與大型浮體相連的錨鏈31。51015202530大型浮體3選用常規(guī)大型駁船，載重量約一萬(wàn)噸。小型浮體23包括下

12、部的三分支腿和上部的圓柱體，圓柱體直徑約5.5米，高度約15米。小型浮體滿排水量400噸，自重約50噸，完成安裝之后小型浮體受到等效浮力約為350噸，使得張力索始終保持張緊。張緊索可以選用6根直徑60mm的迪尼馬合成纖維索或者等效強(qiáng)度的鋼索。所述錨鏈31通常選取約20米長(zhǎng)的含耐磨段的有擋鋼鏈。標(biāo)準(zhǔn)化重塊5采用鋼筋模具澆注特重型混凝土制成，其中特重型混凝土優(yōu)先選用赤鐵礦混凝土或者重晶石混凝土。實(shí)際工程中也可以在鋼罐中填充鐵礦石或重晶石后再壓灌水泥漿制成，其中水泥優(yōu)先采用鋇水泥。要求標(biāo)準(zhǔn)化重塊的整體比重至少大于2，最好達(dá)到甚至超過(guò)4，有利于縮小重塊體積，提高有效比重和減小海水阻力。本實(shí)施例中的大型

13、浮體為一萬(wàn)噸駁船，可負(fù)載約200個(gè)重量為50噸的標(biāo)準(zhǔn)化重塊，假設(shè)重塊比重為4，扣除海水浮力，共等效為7500噸重物的重力勢(shì)能。這些標(biāo)準(zhǔn)化重塊的外形為圓柱形，長(zhǎng)度與直徑尺寸較接近，其底面平坦便于在海底平穩(wěn)著陸。實(shí)際應(yīng)用中，外形可以進(jìn)行優(yōu)化，以減小提升和下降時(shí)海水的阻力，例如：對(duì)圓柱形的棱邊進(jìn)行圓角過(guò)渡；將圓柱形改成膠囊形、球形、水滴形等流線外形。假設(shè)流水線外形采用長(zhǎng)圓柱火箭筒形，則在火箭頭部平緩著陸后加速放松纜繩使其自然傾倒，由垂直狀態(tài)專成橫臥狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)化重塊的頂部安裝有吊環(huán)，在外側(cè)圓周面上均布地安裝若干個(gè)吊環(huán)。更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)將在圖4中說(shuō)明。大型浮體3的甲板兩側(cè)對(duì)稱安裝有兩組可發(fā)電的電動(dòng)提升裝置6

14、。每組均包含一臺(tái)電動(dòng)發(fā)電一體機(jī)61，可以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)和再生發(fā)電?？砂l(fā)電的電動(dòng)提升裝置6還包括滑輪組62、纜繩絞盤(pán)63和提升纜繩64。滑輪組62安裝在大型浮體的邊緣或者外飄舷臺(tái)上。滑輪組62下方有較大空間，可以容納一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化重塊4停靠。滑輪組62下方的浮體外壁上安裝大量防撞輪胎以減小重塊對(duì)浮體的突發(fā)性碰撞力；纜繩絞盤(pán)63安裝在滑輪組后方的甲板上。提升纜繩64的一端卷繞在絞盤(pán)63上，經(jīng)過(guò)滑輪組62后鉛錘向下，另一端固定有吊鉤65。所述吊鉤65的具體結(jié)構(gòu)將在圖5中說(shuō)明。電動(dòng)發(fā)電一體機(jī)61通過(guò)浮體上安裝的變電裝置31進(jìn)行變壓之后與海底電網(wǎng)及附近的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相連。51015202530需要儲(chǔ)電時(shí)，電動(dòng)

15、發(fā)電一體機(jī)61通過(guò)傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)63將海底堆放的標(biāo)準(zhǔn)化重塊5提升到海面，從而將電能轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化重塊所增加的重力勢(shì)能。需要發(fā)電時(shí)，電動(dòng)發(fā)電一體機(jī)61通過(guò)傳動(dòng)方式制動(dòng)纜繩絞盤(pán)，將大型浮體上的標(biāo)準(zhǔn)化重塊5從海面平緩地下降到海底，從而將重塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電力輸出。標(biāo)準(zhǔn)化重塊5在海面和海底之間循環(huán)使用。大型浮體上安裝有一臺(tái)碼垛用起重機(jī)7。本實(shí)施例中選用電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)液壓裝置拖動(dòng)的回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（也稱為克令吊），具有至少提升、變幅和回轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。該碼垛用起重機(jī)也可以選用全液壓折臂式起重機(jī)和吊桿式起貨機(jī)等代替。起重機(jī)的起重夾具71具有兩個(gè)對(duì)稱下垂的吊鉤，用于勾住標(biāo)準(zhǔn)化重塊圓周側(cè)面上對(duì)稱位置的兩個(gè)吊環(huán)，實(shí)現(xiàn)

16、重塊的搬運(yùn)和碼垛。單點(diǎn)系泊裝置2的海底樁體上綁定一個(gè)無(wú)線充電裝置25。在海底作業(yè)機(jī)器人4上裝有無(wú)線充電接收裝置41和可反復(fù)充放電的蓄電池43。由于海底作業(yè)機(jī)器人每次儲(chǔ)電時(shí)需要在8小時(shí)之內(nèi)作業(yè)近200次，其中待機(jī)時(shí)間5小時(shí)，運(yùn)動(dòng)作業(yè)時(shí)間3小時(shí)，大約耗電9Kwh。所述蓄電池優(yōu)選選用可低溫工作且電容量高的鋰電池或鎂基電池，按照120Wh/Kg計(jì)算，電池重量只需約100Kg，機(jī)器人造價(jià)和重量均可接受。無(wú)線供電技術(shù)可分為電磁感應(yīng)、磁耦共振、激光光感應(yīng)、微電波轉(zhuǎn)換等。本實(shí)施例中優(yōu)先選用技術(shù)最成熟的電磁感應(yīng)式充電裝置，例如德國(guó)Wampfler公司的IPT系列。選擇無(wú)線充電方式代替常用的水下接駁盒及濕插拔接口

17、方式的主要原因是為了避免接口長(zhǎng)期磨損對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響?，F(xiàn)有的電動(dòng)車電磁感應(yīng)式充電裝置采用簡(jiǎn)單的密封方式即可以獲得理想的耐壓防水效果適用于深海高壓環(huán)境。無(wú)線充電裝置25與無(wú)線充電接收裝置的最大間隙距離可以達(dá)到大約200mm，便于機(jī)器人快速定位無(wú)線充電裝置。單點(diǎn)系泊裝置2的海底樁體上綁定一個(gè)無(wú)線通信裝置26，海底作業(yè)機(jī)器人上安裝另一個(gè)無(wú)線通信終端42。上述通信裝置和終端優(yōu)先選用水聲調(diào)制解調(diào)器并配有全向變送器。例如我國(guó)七二六所生產(chǎn)的DCS系列或美國(guó)TeledyneBenthos公司的ATM-900系列，并可自制耐壓外殼，可用于2000米深海，功率為378W/小時(shí)。通信波特率可達(dá)15360bps，通

18、信距離可達(dá)6公里。本實(shí)施例中優(yōu)先將無(wú)線通信裝置安裝在水底，通信距離僅數(shù)十米，故有利于保持最高波特率和最佳通信質(zhì)量。51015202530上述無(wú)線充電裝置25和無(wú)線通信裝置26通過(guò)與張緊索22平行且相互綁定的多芯電纜27連接到小型浮體23，并經(jīng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)24之后分別連接到大型浮體上的變電裝置31和控制系統(tǒng)32。控制系統(tǒng)32通過(guò)無(wú)線通信獲得海底作業(yè)機(jī)器人4傳回的圖像和數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行遙控。如圖2和圖3所示為海底作業(yè)機(jī)器人的兩個(gè)實(shí)例。海底作業(yè)機(jī)器人4上均安裝有照明和攝像頭系統(tǒng)44。標(biāo)準(zhǔn)化重塊5的頂部安裝有吊環(huán)51，其圓柱側(cè)面上均布安裝有若干個(gè)吊環(huán)52，用于掛接吊鉤65。標(biāo)準(zhǔn)化重塊5側(cè)面裝有若干

19、反光板53或涂有反光漆，通常安裝在吊環(huán)附近，便于海底作業(yè)機(jī)器人通過(guò)燈光照射后發(fā)現(xiàn)吊環(huán)。吊鉤65的柄座66是圓柱形，內(nèi)部裝有蓄電池，表面裝有高亮藍(lán)光LED燈泡。這樣當(dāng)?shù)蹉^到達(dá)海底時(shí)，海底作業(yè)機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)可快速發(fā)現(xiàn)體積較小的吊鉤。本發(fā)明中的海底作業(yè)機(jī)器人4主要有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)方式。第一個(gè)實(shí)例是圖2所示的履帶行走機(jī)器人4a。其底盤(pán)401兩側(cè)安裝速度獨(dú)立控制的履帶402，具有進(jìn)退和轉(zhuǎn)彎能力，但沒(méi)有升降和側(cè)移能力。為此前方需要安裝一個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)械臂43，包括至少三個(gè)關(guān)節(jié)，如腰關(guān)節(jié)W、肩關(guān)節(jié)S和肘關(guān)節(jié)E，而卡爪G安裝在手臂末端。如需要進(jìn)一步提高機(jī)械臂靈活度還可以增加腕關(guān)節(jié)。底盤(pán)401前方裝有吊環(huán)45，機(jī)器人

20、4a可通過(guò)機(jī)械臂43操作吊鉤65將其勾住吊環(huán)45，從而可以從海底提升到海面甲板進(jìn)行維護(hù)。同樣的，當(dāng)機(jī)器人4a從甲板下放到海底后也可以將吊鉤65與吊環(huán)45脫開(kāi)。由于吊鉤45通常采用高強(qiáng)度輕質(zhì)合金制造，重量?jī)H30kg左右，多關(guān)節(jié)機(jī)械臂可以移動(dòng)吊鉤65并將其與標(biāo)準(zhǔn)化重塊側(cè)面的吊環(huán)52掛接，進(jìn)而開(kāi)始提升重塊。由于關(guān)節(jié)數(shù)量較多，該機(jī)器人上通常安裝有電動(dòng)液壓源，由電動(dòng)液壓源輸出液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)履帶的驅(qū)動(dòng)軸和伺服多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的液壓馬達(dá)。第二個(gè)實(shí)例是圖3所示的采用具有多個(gè)水下推進(jìn)器的無(wú)人水下航行器4b（簡(jiǎn)稱為UUV），其底盤(pán)411和結(jié)構(gòu)支架412和上安裝多個(gè)螺旋槳推進(jìn)器46，可以實(shí)現(xiàn)懸停、進(jìn)退、升降、側(cè)移和轉(zhuǎn)彎等

21、運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)支架412上方固定有比重較輕的塊狀浮力材料413。整機(jī)總體比重略大于海水，且整機(jī)重心距離浮力中心較遠(yuǎn)，故易于保持水平姿態(tài)。由于水下航行器運(yùn)動(dòng)范圍大，而且作業(yè)任務(wù)僅僅是抓住垂直狀態(tài)的吊鉤柄，故可以省去機(jī)械臂43,而將卡爪G直接安裝在底盤(pán)411或者結(jié)構(gòu)支架412的正前方。當(dāng)卡爪G夾緊吊鉤65的柄座66之后，可以將其掛接到吊環(huán)51或者52上。本發(fā)明中的UUV為無(wú)系纜的特殊水下航行器，既不同于帶通信系纜的遠(yuǎn)程遙控航行器（簡(jiǎn)稱ROV）,也不完全是無(wú)通信系纜的水下自治航行器（簡(jiǎn)稱AUV）。這是由于該航行器可以通過(guò)無(wú)線海底通信裝置26與大型浮體上的控制系統(tǒng)32保持通信，故既可自治也可以遙控。相比履帶機(jī)器人方案，UUV方案對(duì)海底地形和沉積物土壤特性等不敏感，活動(dòng)范圍更大，還可以停靠在無(wú)線充電裝置25上方進(jìn)行充電。缺點(diǎn)是常規(guī)設(shè)計(jì)的負(fù)載能力相對(duì)較低，可以通過(guò)安裝兩個(gè)垂直推進(jìn)器解決。510152