Yêu cầu kỹ thuật đối với cáp rô bốt dưới nước

Robot dưới nước truyền tải cơ học, công suất và tín hiệu đến tàu lặn thông qua cáp không nổi. Có hai loại cáp chính cho ROV tiêu chuẩn sử dụng cáp không có độ nổi (từ tàu đến ROV hoặc hệ thống quản lý cáp rốn TMS) và cáp có dây buộc (TMS đến ROV). Các điều kiện về công suất, tín hiệu và cường độ điện cần được xem xét khi thiết kế cáp rov dưới nước.


1. Yêu cầu về nguồn điện


Công suất thường được tính bằng ampe. Hầu hết các dây dẫn có khả năng chống lại dòng điện và sẽ gây ra sụt áp. Do đó, cần sử dụng vật liệu có điện trở thấp như đồng. Ngoài ra, lớp cách điện trên dây dẫn cần có khả năng duy trì năng lượng điện. Cáp ROV thường sử dụng vật liệu nhựa nhiệt dẻo như polytetrafluoroethylene làm chất cách điện.


Thiết kế cáp cũng nên xem xét điện áp hoạt động. Nếu điện áp quá cao, lớp cách điện sẽ bị hỏng và năng lượng điện sẽ rời khỏi vật dẫn trước khi đến mục tiêu, điều này sẽ gây ra tình trạng nguy hiểm. Vì vậy, làm thế nào để đối phó với ứng suất điện áp trong thiết kế của cáp không nổi là rất quan trọng.


2. Yêu cầu về tín hiệu


Yêu cầu tín hiệu cần được chuyển đổi thành suy hao suy giảm. Cả tín hiệu điện và quang sẽ suy giảm khi chúng đi qua vật dẫn và chất cách điện. Những suy giảm này thay đổi tùy theo môi trường và tần số truyền tín hiệu. Dây dẫn bằng đồng và vật liệu nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng để truyền tín hiệu điện. Các đường truyền tín hiệu thường cần được che chắn khỏi nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI).


Cách phổ biến là tách cáp truyền tín hiệu ra khỏi dây dẫn truyền tải điện. Có hai loại sơ đồ truyền tải điện: cân bằng và không cân bằng. Cáp cân bằng là cáp xoắn đôi, và cáp không cân bằng là cáp đồng trục. Các yếu tố khác cần xem xét bao gồm trở kháng, điện dung và tần số. Việc truyền tín hiệu cũng có thể được thực hiện thông qua cáp quang đa chế độ và đơn chế độ. Dù là loại cáp quang nào cũng cần quan tâm: độ suy giảm, băng thông, bước sóng.


3. Yêu cầu về sức mạnh


Thông thường cần hỗ trợ trọng lượng cáp không nổi, ROV, và tải bổ sung để đối phó với tải động. Kích thước của cáp sẽ ảnh hưởng đến tải trọng trên cáp do lực căng. Do đó, nhiều biến số cần được xem xét khi lựa chọn độ bền của cáp.


Thép là vật liệu thường được sử dụng cho dây cáp, và thường bao gồm một lớp dây thép cacbon và một lớp mạ kẽm bên ngoài thép để tránh bị ăn mòn. Độ bền kéo, mô đun và khả năng chống mài mòn của vật liệu này sẽ bảo vệ cáp khỏi bị hư hại trong quá trình sử dụng.


Sợi tổng hợp, chẳng hạn như Kevlar, có thể làm giảm trọng lượng cáp. Độ bền của sợi tổng hợp cần có lớp bảo vệ để tăng khả năng chống mài mòn. Sợi tổng hợp thường đắt hơn nhiều so với cáp thép, nhưng sự khác biệt về trọng lượng là khá dễ nhận thấy. Đối với vùng nước siêu sâu, việc sử dụng sợi tổng hợp là cách để đạt đến độ sâu cần thiết.