CN107323603A

CN107323603A - 一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置

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Publication number: CN107323603A
Application number: CN201710440967.5A
Authority: CN
Inventors: 周通; 唐文献; 张建; 左新龙; 王明禄; 朱本义
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2017-11-07
Anticipated expiration: 2037-06-13
Also published as: CN107323603B

Abstract

本发明公开了一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，包括蛋形耐压壳，所述蛋形耐压壳的大头端设置有观察窗组件，小头端设置有蛋形封头组件，所述蛋形耐压壳内沿短轴方向设置有与蛋形耐压壳内壁相连接的平衡座椅系统，所述平衡座椅系统中线对应的蛋形耐压壳上内壁上设置有惯导测量系统。本发明采用垂直下潜与上浮模式，保证蛋形耐压壳的大端始终与运动方向相同，利用蛋形壳体的流线型结构，阻力小，缩短下潜与上浮的时间，提高水下工作效率。结构简单、体积小、制造成本低。

Description

一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置

技术领域

本发明属于深海潜水器技术领域，涉及一种深海潜水器耐压装置，更具体地说，涉及一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置。

背景技术

随着海洋开发速度不断加快，从近海到远海探索深度不断增加，各种作业目的的潜水器种类繁多、发展迅速，主要用于海洋资源勘探与开发、科学研究、军事探测和打捞等方面。潜水器是大洋勘查与深海科学研究的重要装备，作为潜水器的重要组成部分，耐压壳起着保障下潜过程中内部设备正常工作和人员健康安全的作用，其重量占潜水器总重的1/4～1/2。耐压壳设计对潜水器安全性、载运能力和人机环等性能具有重要影响。潜水器在深海承受高压和低温，海水的流动也会造成潜水器的晃动。然而，潜水器所携带的各种仪器设备常常需要在常温常压下工作，潜航员的生存条件也需要和陆面接近。因此，对潜水器的耐压结构提出了很高的要求。然而，现有技术尚存在如下技术缺陷：

1、目前，深海潜水器耐压壳多为球形结构，球形壳体为完全对称式壳体，对于缺陷的敏感性较高，较小的初始缺陷都会造成其承载能力急剧下降。如：对于直径为2m、厚度20mm的钛合金球形耐压壳，3mm幅值的缺陷会造成其屈曲临界载荷下降25.6％。

2、深海潜水器耐压壳多为单一球形壳体结构，潜航员与仪器设备等共处一室，空间利用不合理，不利于潜水器的制造与维护。

3、深海潜水器布放与回收过程会产生剧烈的晃动，环境舒适性较差。专利号为ZL201510586853.2(一种自平衡耐压壳装置)和ZL201510746100.3(一种主动平衡耐压壳装置及其控制方法)的两个专利所设计的平衡装置结构复杂、体积较大、制造成本高。

4、深海潜水器下潜与上浮多采用水平方式，体表面积大，阻力较大，下潜与上浮时间较长，工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置。

为达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案是：

一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，包括蛋形耐压壳2，所述蛋形耐压壳2的大头端设置有观察窗组件1，小头端设置有蛋形封头组件5，所述蛋形耐压壳2内沿短轴方向设置有与蛋形耐压壳2内壁相连接的平衡座椅系统3，所述平衡座椅系统3中线对应的蛋形耐压壳2上内壁上设置有惯导测量系统4。

进一步的，所述的蛋形耐压壳2由沿短轴方向形状相同的半蛋形壳体I21与半蛋形壳体II22对合焊接而成。所述的蛋形耐压壳2的材质为高合金高强度钢或钛合金材料。

进一步的，所述的观察窗组件1由球面玻璃11，密封圈12和压板13构成，所述球面玻璃11嵌入在所述蛋形耐压壳2开设的孔中由所述密封圈12实现密封，并由所述压板13压紧并通过多个螺钉与所述蛋形耐压壳2固定连接。所述球面玻璃11为圆形。

进一步的，所述蛋形封头组件5由封头连接杆51、双层密封圈52和蛋形封头53构成，所述蛋形封头53为沿长轴方向并带有法兰的半蛋形壳体，通过所述封头连接杆51穿过法兰上设有的多个孔与所述蛋形耐压壳2固定连接，并由所述双层密封圈52实现密封。

进一步的，所述平衡座椅系统3，由回转系统、升降系统和座椅支撑系统组成。其中所述回转系统包括与所述蛋形耐压壳2相连接的电机支座31；所述电机支座31上自左向右依次安置有相连接的直流回转电机32、减速器33和轴承座34；所述升降系统包括与所述蛋形耐压壳2相连接的螺旋升降机支座37，所述螺旋升降机支座37上自右向左依次安置有相连接的轴承座38，螺旋升降机39；所述座椅支撑系统包括座椅36、座椅支撑梁35，所述座椅36固定安装在所述座椅支撑梁35上，所述座椅支撑梁35右端嵌套连接有伸缩杆组件310，所述座椅支撑梁35左端通过联轴器、耳环式铰链与所述回转系统中的轴承座34连接，右端通过伸缩杆组件310与所述螺旋升降机组件39中的滑动块391相铰接。

进一步的，所述伸缩杆组件310由伸缩杆端盖3101，滚轮3102，滚轮支撑环3103，支撑梁挡环3104，伸缩杆套3105组成，其中所述伸缩杆套3105为一端设有开口的方形空腔，另一端设有短轴，所述支撑梁挡环3104为方柱形，安置在所述方形空腔中并与所述座椅支撑梁35相连接，所述座椅支撑梁35外径与所述方形空腔内壁之间安置所述滚轮3102和所述滚轮支撑环3103，所述伸缩杆端盖3101固定连接在所述方形空腔开口端。

所述惯导测量系统4用于测量所述潜水器的姿态。

一种自平衡深海潜水器的自平衡方法，包括以下自平衡状态：

(1)当所述潜水器横摇，即沿x轴转动时，所述螺旋升降机39中的升降机滑动块391沿螺旋升降机39中的螺杆392的上下移动，即沿y轴移动，带动所述座椅36左右摇动，即沿x轴转动进行补偿，保持座椅36左右平衡；

(2)当所述潜水器纵摆时，通过直流回转电机32的回转，即沿z轴转动，带动所述座椅36前后摆动，即沿z轴转动进行补偿，保持座椅36前后平衡；

(3)当所述螺旋升降机39中的升降机滑动块391带动座椅支撑梁35摆动时，座椅支撑梁35的伸长与缩短通过伸缩杆组件310进行补偿；在螺旋升降机39的带动下，座椅支撑梁35可在夹角θ-10°～10°的范围内摆动；

(4)当所述潜水器下潜、上浮时分别依靠配重的重力、浮力材料的浮力以及利用蛋形耐压壳2的流线型实现垂直下潜与上浮的方式，使潜水器运动方向与观察窗组件1一侧的大端保持一致；潜水器下潜时，安装在前端的配重使潜水器大端朝下实现下潜；当下潜到设定水深时，丢弃部分配重，潜水器在推进系统的协助下恢复水平姿态并进行海底作业；当完成作业时，丢弃全部配重，安装在前端的浮力材料使潜水器大端朝上实现上浮。

本发明较现有技术所具有的优点和有益效果：

1、提出蛋形耐压结构及其开孔设计方法，发明一种便于开孔、对缺陷敏感度低的蛋形仿生耐压壳，具有良好抗压特性、壳内空间利用率、水动力学特性、乘员舒适性、储备浮力等优点，使得潜水器的安全性、载运能力、机动性、人机环等达到最优协调。如：与直径2m、厚度20mm的球形耐压壳容积相同的钛合金蛋形耐压壳，3mm幅值的缺陷仅造成其屈曲临界载荷下降16.8％。

2、提出多蛋交接型、单一壳体潜水器，进行模块化设计，提高互换性；实现电池组快速更换，提高工作效率；缩小耐压壳尺寸，便于加工和维护；不同模块材料不同，具有功能针对性；提出交接结构设计方法，为交接型耐压壳设计提供理论指导。

3、通过简化的平衡机构，在节省壳内空间的同时，维持座椅及工作平台水平与平衡，提高乘员舒适性。

4、潜水器采用垂直下潜与上浮模式，保证蛋形耐压壳的大端始终与运动方向相同，利用蛋形壳体的流线型结构，缩短下潜与上浮的时间，提高水下工作效率。

附图说明

图1为本发明切开蛋形壳体的主视图。

图2为图1切开蛋形壳体的俯视图。

图3为图1切开蛋形壳体的左视图。

图4为图1中Ⅰ(观察窗玻璃压板组件)局部放大图。

图5为图1中Ⅱ(蛋形封头连接及密封组件)局部放大图。

图6为图1中A向(观察窗)局部视图。

图7为图1中B-B(加强围壁)剖视图。

图8为图1中C向(蛋形封头)局部视图。

图9为平衡座椅系统3等轴测图I。

图10为平衡座椅系统3等轴测图II。

图11为平衡座椅系统3的自平衡系统机构示意简图。

图12为图11中Ⅲ(伸缩杆组件310)的局部放大图。

图13为图11中D-D(伸缩杆组件310)的剖视图。

图14为潜水器自平衡航行示意图。

图15为简化的自平衡系统示意图。

其中，1-观察窗组件，11-球面玻璃，12-密封圈，13-压板，2-蛋形耐压壳，21-半蛋形壳体I，22-半蛋形壳体II，3-平衡座椅系统，31-电机支座，32-直流回转电机，33-减速器，34-轴承座，35-座椅支撑梁，36-座椅，37-螺旋升降机支座，38-轴承座，39-螺旋升降机，391-升降机滑动块，392-升降机螺杆(滑动杆)，393-升降机支架，394-升降机电机，310-伸缩杆组件，3101-伸缩杆端盖，3102-滚轮，3103-滚轮支撑环，3104-支撑梁挡环，3105-伸缩杆套，4-惯导测量系统，5-蛋形封头组件，51-封头连接杆，52-密封圈，53-蛋形封头，61-回转机构，62-座椅配重，63-减震弹簧，64-滑块机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。

如图1-图3所示，为本发明的一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，包括蛋形耐压壳2，所述蛋形耐压壳2的大头端设置有观察窗组件1，小头端设置有蛋形封头组件5，所述蛋形耐压壳2内沿短轴方向设置有与蛋形耐压壳2内壁相连接的平衡座椅系统3，所述平衡座椅系统3中线对应的蛋形耐压壳2上内壁上设置有惯导测量系统4。

其中，所述的蛋形耐压壳2由沿短轴方向形状相同的半蛋形壳体I21与半蛋形壳体II22对合焊接而成。所述的蛋形耐压壳2的材质为钛合金材料，对于浅海工作的潜水器也可以选用高强度钢。

所述的观察窗组件1由球面玻璃11，密封圈12和压板13构成，所述球面玻璃11嵌入在所述蛋形耐压壳2开设的孔中由所述密封圈12实现密封，并由所述压板13压紧并通过多个螺钉与所述蛋形耐压壳2固定连接。所述球面玻璃11为圆形。如图4和图6所示。

所述蛋形封头组件5由封头连接杆51、双层密封圈52和蛋形封头53构成，所述蛋形封头53为沿长轴方向并带有法兰的半蛋形壳体，通过所述封头连接杆51穿过法兰上设有的多个孔与所述蛋形耐压壳2固定连接，并由所述双层密封圈52实现密封。如图5、图7-8所示。

所述平衡座椅系统3，由回转系统、升降系统和座椅支撑系统组成。其中所述回转系统包括与所述蛋形耐压壳2相连接的电机支座31；所述电机支座31上自左向右依次安置有相连接的直流回转电机32、减速器33和轴承座34；所述升降系统包括与所述蛋形耐压壳2相连接的螺旋升降机支座37，所述螺旋升降机支座37上自右向左依次安置有相连接的轴承座38，螺旋升降机39；所述座椅支撑系统包括座椅36、座椅支撑梁35，所述座椅36固定安装在所述座椅支撑梁35上，所述座椅支撑梁35右端嵌套连接有伸缩杆组件310，所述座椅支撑梁35左端通过联轴器、耳环式铰链与所述回转系统中的轴承座34连接，右端通过伸缩杆组件310与所述螺旋升降机组件39中的滑动块391相铰接。如图9-11所示。

所述伸缩杆组件310由伸缩杆端盖3101，滚轮3102，滚轮支撑环3103，支撑梁挡环3104，伸缩杆套3105组成，其中所述伸缩杆套3105为一端设有开口的方形空腔，另一端设有短轴，所述支撑梁挡环3104为方柱形，安置在所述方形空腔中并与所述座椅支撑梁35相连接，所述座椅支撑梁35外径与所述方形空腔内壁之间安置所述滚轮3102和所述滚轮支撑环3103，所述伸缩杆端盖3101固定连接在所述方形空腔开口端。如图12-13所示。

所述惯导测量系统4用于测量所述潜水器的姿态。

所述潜水器还包括动力系统、信号传输系统、中央控制系统和机械臂执行机构、生命维持系统、图像采集系统以及配重、浮力材料、传感设备等。

其中，所述动力系统包括推进器与电池，四个尾部矢量推进器均匀排列安装在蛋形封头组件5上，两个姿态调整推进器安装在蛋形耐压壳2两侧并沿短轴布置，电池组放置在蛋形封头组件5内以便于更换。所述信号传输系统安装在蛋形封头组件5内，提高通信声波的传输范围与效率。所述中央控制系统布置在由半蛋形壳体I21与半蛋形壳体II22组成的蛋形耐压壳2内，控制台及显示设备安装在座椅36周围，从而与座椅36保持相对静止，便于潜航员观察与操作。

潜水器自平衡工作方法

结合图3，图9-11对潜水器自平衡方法进行说明。如图11所示，为平衡座椅系统3的自平衡系统机构示意简图；图12、图13分别为图11中伸缩杆组件310的局部放大图与剖面图。从左到右包括电机回转机构32，座椅支撑梁35，伸缩杆组件310，升降机滑动块391，升降机螺杆392，升降机支架393，升降机电机394。其中由直流回转电机32所构成的回转机构与座椅支撑梁35、伸缩杆组件310与升降机滑动块391均通过单向铰链(耳环式)连接。

深海潜水器在布放过程中会有较大的晃动，这种横摇(左右摇晃)与纵摆(前后摆动)运动的幅度通过安装在蛋形耐压壳2顶部的惯导测量系统4测量并输入中央控制系统。螺旋升降机39通过涡轮蜗杆传动，由升降机电机394带动升降机螺杆392转动，从而使滑动块391沿着升降机螺杆392移动。

当潜水器横摇(沿x轴转动)时，升降机滑动块391沿升降机螺杆392的上下移动(沿y轴移动)带动座椅36左右摇动(沿x轴转动)进行补偿，保持座椅36左右平衡；当潜水器纵摆时，通过直流回转电机32的回转(沿z轴转动)带动座椅36前后摆动(沿z轴转动)进行补偿，保持座椅36前后平衡。

当升降机滑动块391带动座椅支撑梁35摆动时，座椅支撑梁35的伸长与缩短通过伸缩杆组件310进行补偿。如图12与图13所示，伸缩杆组件310为方形截面，座椅支撑梁35与伸缩杆套3105在滚轮3102的作用下可以相对运动以实现伸缩杆组件310的伸缩运动，并可以将直流回转电机32的转动扭矩传递至螺旋升降机39并带动其转动。如图11所示，在螺旋升降机39的带动下，座椅支撑梁35可以在夹角为θ的范围内摆动，θ的取值范围为-10°～10°。

潜水器垂直下潜与上浮工作方法

深海潜水器下潜、上浮过程分别依靠配重的重力、浮力材料的浮力实现。如图14所示，为了减小下潜与上浮阻力，提高下潜与上浮速度，利用蛋形结构良好的流线型采用垂直下潜与上浮的方式，使潜水器运动方向与观察窗一侧的大端保持一致。潜水器下潜时，安装在前端的配重使潜水器大端朝下快速下潜；当下潜到设定水深时，丢弃部分配重，潜水器在推进系统的协助下恢复水平姿态并进行海底作业；当完成作业时，丢弃全部配重，安装在前端的浮力材料使潜水器大端朝上快速上浮。

自平衡系统的直流回转电机32可以在360°内转动，无论潜水器大端朝下(下潜过程)或朝上(上浮过程)，回转机构在直流回转电机32的作用下带动座椅36转动以保证座椅36方向始终朝上。在自平衡系统的作用下，潜水器内部座椅36与控制台在整个布放、下潜、作业、上浮过程中均保持水平的平衡状态，保证了潜航员工作的舒适性。在推进系统的作用下，潜水器实现了姿态的灵活调整与海底的自由运动。

简化的自平衡机构

结合图11，如图15所示，如果需要进一步简化自平衡机构，可以将螺旋升降机39换成带有减震弹簧63的滑块机构64，将直流回转电机32与减速器33换为轴承座回转机构61，并在座椅底部放置配重62。滑块机构64与减震弹簧63用来减小潜水器的左右摇晃(沿x轴转动)，配重62与回转机构61用来减小潜水器的前后摆动(沿z轴转动)，二者的共同作用使座椅在潜水器工作时始终保持水平。此时，完全依靠座椅的自身重力实现自平衡，不需要额外的动力装置、传感器及控制设备。

实施例

潜水器蛋形耐压壳与蛋形封头均选用高合金高强度钢0Cr17Ni4Cu4Nb：弹性模量213GPa，泊松比0.270，密度7.78e3kg/m³，屈服强度865MPa。同时参照中国船级社《潜水系统和潜水器入级与制造规范》(2013)和欧洲潜水器标准EN 1993-1-6，对2000m水深下蛋形耐压壳进行结构设计。

(1)蛋形工作舱形状设计

长短轴设计：

以半径为1m的球形耐压壳为参照对象，根据等体积原则，对蛋形耐压壳进行长短轴设计。蛋形耐压壳采用N-R方程，如式(1)所示：

蛋形耐压壳的体积可根据公式(2)进行计算：

半径为1m的球形耐压壳体积为4.189m³，且规定B/L为0.69，故根据公式(2)可计算得蛋形耐压壳的长轴为2.561m，短轴为1.767m。将长轴与短轴长度代入式(1)，可得蛋形耐压壳的轮廓方程为：

厚度设计：

2000m水深的计算压强p_s可根据式(4)求得，为32.67MPa。

p_s＝Kρ₀gh/0.9 (4)

其中，K为安全系数取1.5，ρ₀为海水密度取1000kg/m³，g为重力加速度取9.8m/s²，h为水深取2000m。

根据薄壳理论，可确定蛋形仿生壳的经向应力纬向应力σ_θ(x)、等效应力σ_r4(x)，如式(5)～(7)所示：

其中R₁(x)为第一曲率半径，R₂(x)为第二曲率半径，其计算公式如式(8)、(9)所示：

蛋形仿生壳的屈曲临界载荷，采用Mushtari方程表述：

其中，为壳上曲率半径的平均值。

对蛋形耐压壳进行等厚设计，以最大等效应力{σ_r4(x)}_max小于等于材料许用应力[σ]为准则，设计其整体厚度。这里，考虑最大等效应力{σ_r4(x)}_max等于材料许用应力[σ]的情况，确定等厚蛋形仿生壳的最终厚度。

将式(5)、(6)代入式(7)可得：

2000m水深时，耐压壳的强度占主要因素，故耐压壳的厚度可根据下式进行计算：

厚度确定后，材料质量可根据下式进行计算：

m_m＝s_mt_mρ_m (13)

浮力系数可根据式(14)进行计算：

δ＝m_m/m_w (14)

材料选用0Cr17Ni4Cu4Nb合金钢，其弹性模量E为213GPa，泊松比为0.270，密度为7.78e3kg/m³，屈服强度865MPa。则根据式(12)，可得蛋壳的厚度为0.02174m。并可根据公式(10)计算得出屈曲载荷为58.85MPa。

(2)蛋形封头设计

根据中国船级社《潜水系统和潜水器入级与制造规范》(2013)，选取蛋形耐压壳人孔直径为0.5m，由于需要围壁加强(厚度为0.035m)，实际开孔直径为0.57m。在设计蛋形封头时，采用与设计蛋形耐压壳相同的方法，具体结果如下。

长短轴设计：

考虑中间连接构件外部最大尺寸为0.57m，中间人孔直径为0.5m，所以封头的短轴B定为0.57m，根据蛋形系数B/L为0.69，可以得到蛋形封头的长轴L为0.826m。蛋形封头依然采用N-R方程，如式(1)，取其小端一半。将长轴与短轴长度代入式(1)，可得蛋形封头的轮廓方程为

厚度设计：

材料选用0Cr17Ni4Cu4Nb合金钢，其弹性模量E为213GPa，泊松比为0.270，密度为7.78e3kg/m³，屈服强度865MPa，σ_r4(x)＝[σ]＝865MPa。2000m水深时，蛋形封头的强度占主要因素，计算压强p_s为32.67MPa。根据式(8)与式(9)，可得R₁曲率半径的平均值为0.502m，R₂曲率半径的平均值为0.233m，由式(12)，蛋形封头的厚度为0.0128m。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，包括蛋形耐压壳(2)，其特征在于，所述蛋形耐压壳(2)的大头端设置有观察窗组件(1)，小头端设置有蛋形封头组件(5)，所述蛋形耐压壳(2)内沿短轴方向设置有与蛋形耐压壳(2)内壁相连接的平衡座椅系统(3)，所述平衡座椅系统(3)中线对应的蛋形耐压壳(2)上内壁上设置有惯导测量系统(4)。

2.根据权利要求1自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述的蛋形耐压壳(2)由沿短轴方向形状相同的半蛋形壳体I(21)与半蛋形壳体II(22)对合焊接而成。

3.根据权利要求1或2自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述的蛋形耐压壳(2)的材质为高合金高强度钢或钛合金材料。

4.根据权利要求1自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述的观察窗组件(1)由球面玻璃(11)，密封圈(12)和压板(13)构成，所述球面玻璃(11)嵌入在所述蛋形耐压壳(2)开设的孔中由所述密封圈(12)实现密封，并由所述压板(13)压紧并通过多个螺钉与所述蛋形耐压壳(2)固定连接。

5.根据权利要求4自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述球面玻璃(11)为圆形。

6.根据权利要求1自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述蛋形封头组件(5)由封头连接杆(51)、双层密封圈(52)和蛋形封头(53)构成，所述蛋形封头(53)为沿长轴方向并带有法兰的半蛋形壳体，通过所述封头连接杆(51)穿过法兰上设有的多个孔与所述蛋形耐压壳(2)固定连接，并由所述双层密封圈(52)实现密封。

7.根据权利要求1自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述平衡座椅系统(3)由回转系统、升降系统和座椅支撑系统组成；其中所述回转系统包括与所述蛋形耐压壳(2)相连接的电机支座(31)；所述电机支座(31)上自左向右依次安置有相连接的直流回转电机(32)、减速器(33)和轴承座(34)；所述升降系统包括与所述蛋形耐压壳(2)相连接的螺旋升降机支座(37)，所述螺旋升降机支座(37)上自右向左依次安置有相连接的轴承座(38)，螺旋升降机(39)；所述座椅支撑系统包括座椅(36)、座椅支撑梁(35)，所述座椅(36)固定安装在所述座椅支撑梁(35)上，所述座椅支撑梁(35)右端嵌套连接有伸缩杆组件(310)，所述座椅支撑梁(35)左端通过联轴器、耳环式铰链与所述回转系统中的轴承座(34)连接，右端通过伸缩杆组件(310)与所述螺旋升降机组件(39)中的滑动块(391)相铰接。

8.根据权利要求7自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述伸缩杆组件(310)由伸缩杆端盖(3101)，滚轮(3102)，滚轮支撑环(3103)，支撑梁挡环(3104)，伸缩杆套(3105)组成，其中所述伸缩杆套(3105)为一端设有开口的方形空腔，另一端设有短轴，所述支撑梁挡环(3104)为方柱形，安置在所述方形空腔中并与所述座椅支撑梁(35)相连接，所述座椅支撑梁(35)外径与所述方形空腔内壁之间安置所述滚轮(3102)和所述滚轮支撑环(3103)，所述伸缩杆端盖(3101)固定连接在所述方形空腔开口端。

9.根据权利要求1自平衡深海潜水器的蛋形耐压壳装置，其特征在于，所述惯导测量系统(4)用于测量所述潜水器的姿态。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述自平衡深海潜水器的自平衡方法，其特征在于，包括以下自平衡状态：

(1)当所述潜水器横摇，即沿x轴转动时，所述螺旋升降机(39)中的升降机滑动块(391)沿螺旋升降机(39)中的升降机螺杆(392)的上下移动，即沿y轴移动，带动所述座椅(36)左右摇动，即沿x轴转动进行补偿，保持座椅(36)左右平衡；

(2)当所述潜水器纵摆时，通过直流回转电机(32)的回转，即沿z轴转动，带动所述座椅(36)前后摆动，即沿z轴转动进行补偿，保持座椅(36)前后平衡；

(3)当所述螺旋升降机(39)中的升降机滑动块(391)带动座椅支撑梁(35)摆动时，座椅支撑梁(35)的伸长与缩短通过伸缩杆组件(310)进行补偿；在螺旋升降机(39)的带动下，座椅支撑梁(35)可在夹角θ-10°～10°的范围内摆动；

(4)当所述潜水器下潜、上浮时分别依靠配重的重力、浮力材料的浮力以及利用蛋形耐压壳(2)的流线型实现垂直下潜与上浮的方式，使潜水器运动方向与观察窗组件(1)一侧的大端保持一致；潜水器下潜时，安装在前端的配重使潜水器大端朝下实现下潜；当下潜到设定水深时，丢弃部分配重，潜水器在推进系统的协助下恢复水平姿态并进行海底作业；当完成作业时，丢弃全部配重，安装在前端的浮力材料使潜水器大端朝上实现上浮。