CN108791785B - 一种载人舱独立逃生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载人舱独立逃生系统，包括浮力材料、抱箍、载人舱、托环、电池舱、测控舱、切割机构、第一水密电缆、光纤、第二水密电缆、电爆螺栓和潜水器框架；浮力材料位于载人舱的顶部，二者固定连接；载人舱通过托环坐于潜水器框架上，托环固定在潜水器框架上；载人舱的上部通过抱箍固定，抱箍的两端通过电爆螺栓固定连接在潜水器框架上；电池舱位于载人舱外并固定在潜水器框架上，同时为舱内外系统供电；测控舱位于载人舱外并固定在潜水器框架上，通过光纤与载人舱连接；切割机构固定在载人舱上，用于应急情况下将第一水密电缆、第二水密电缆和光纤切断。本发明使载人舱获得了独立逃生能力，提高了深海下潜的安全性。

Description

一种载人舱独立逃生系统
技术领域
本发明属于水下航行器技术领域，涉及到水下救生装置，具体涉及一种载人舱独立逃生系统。
背景技术
载人潜水器在遇到紧急情况时，首先选择的方法是抛弃压载物，其次是抛弃电池箱和采样篮，甚至是机械手。执行上述动作，需要相应系统能够正常工作。但上述系统均位于舱外，若出现系统全部损坏的极端情况，则载人舱内的生命安全将遭受重大危险。若载人舱可以独立逃生，则至少可以保证人员的生命安全。
美国“阿尔文号”的初期型号曾拥有载人舱独立逃生能力，在载人球底部与框架之间设置了抓钩，通过手动方式，从抓钩处释放，完成逃生。但后期由于工作水深增加，系统复杂度增加，这种较大直径的穿舱孔影响了载人舱的结构强度、密封性和安全性，导致没能继续原有方案。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种载人舱独立逃生系统，该系统结合新的技术发展，提出了新的技术方案，使载人舱获得了独立逃生能力，提高了深海下潜的安全性。
为此，本发明采用了以下技术方案：
一种载人舱独立逃生系统，包括浮力材料、抱箍、载人舱、托环、电池舱、测控舱、切割机构、第一水密电缆、光纤、第二水密电缆、电爆螺栓和潜水器框架；所述浮力材料位于载人舱的顶部，二者固定连接；所述载人舱通过托环坐于潜水器框架上，托环固定在潜水器框架上；载人舱的上部通过抱箍固定，抱箍的两端通过电爆螺栓固定连接在潜水器框架上；所述电池舱位于载人舱外并固定在潜水器框架上，其输出正负极分别通过第一水密电缆和第二水密电缆与载人舱的正负极连接，同时为舱内外系统供电；所述测控舱位于载人舱外并固定在潜水器框架上，通过光纤与载人舱连接，用于收集潜水器上各舱外传感器信号、控制各执行器并与载人舱进行通讯；所述切割机构固定在载人舱上，用于应急情况下将第一水密电缆、第二水密电缆和光纤切断。
优选地，所述抱箍呈圆环形，内侧面为球面，球面直径与载人舱的外径相同，用于限制载人舱的横向和纵向位移。
优选地，所述载人舱内包括生命支持系统、计算机、应急电源和应急液压源；所述生命支持系统为维持舱内人员生命的必要装置，包括提供氧气和吸收二氧化碳；所述计算机用于监测和显示来自测控舱的信号并对测控舱输出控制指令，完成各种水下作业；所述应急电源用于应急条件下为系统供电；所述应急液压源用于应急条件下为切割机构提供动力。
优选地，所述电爆螺栓由载人舱内的应急电源供给起爆电流，二者间通过穿舱水密缆连接。
优选地，所述测控舱通过光纤与载人舱内的计算机进行通讯；所述应急液压源与切割机构之间通过穿舱硬管连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)考虑到了系统完全失灵的极端情况，实现了载人舱独立逃生。
(2)对系统的改进具有极强的可操作性，其积极效果显而易见。
(3)结合新的技术发展，提出了新的技术方案，使载人舱获得了独立逃生能力，提高了深海下潜的安全性。
附图说明
图1是本发明所提供的一种载人舱独立逃生系统的结构示意图。
图2是本发明所提供的一种载人舱独立逃生系统的工作原理示意图。
附图标记说明：1、浮力材料；2、抱箍；3、载人舱；4、托环；5、电池舱；6、测控舱；7、切割机构；8、第一水密电缆；9、光纤；10、第二水密电缆；11、电爆螺栓；12、潜水器框架；3.1、生命支持系统；3.2、计算机；3.3、应急电源；3.4、应急液压源。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明公开了一种载人舱独立逃生系统，包括浮力材料1、抱箍2、载人舱3、托环4、电池舱5、测控舱6、切割机构7、第一水密电缆8、光纤9、第二水密电缆10、电爆螺栓11和潜水器框架12；所述浮力材料1位于载人舱3的顶部，二者固定连接；所述载人舱3通过托环4坐于潜水器框架12上，托环4固定在潜水器框架12上；载人舱3的上部通过抱箍2固定，抱箍2的两端通过电爆螺栓11固定连接在潜水器框架12上；所述电池舱5位于载人舱3外并固定在潜水器框架12上，其输出正负极分别通过第一水密电缆8和第二水密电缆10与载人舱3的正负极连接，同时为舱内外系统供电；所述测控舱6位于载人舱3外并固定在潜水器框架12上，通过光纤9与载人舱连接，用于收集潜水器上各舱外传感器信号、控制各执行器并与载人舱进行通讯；所述切割机构7固定在载人舱3上，用于应急情况下将第一水密电缆8、第二水密电缆10和光纤9切断。
具体地，所述抱箍2呈圆环形，内侧面为球面，球面直径与载人舱3的外径相同，用于限制载人舱3的横向和纵向位移。
具体地，所述载人舱3内包括生命支持系统3.1、计算机3.2、应急电源3.3和应急液压源3.4；所述生命支持系统3.1为维持舱内人员生命的必要装置，包括提供氧气和吸收二氧化碳；所述计算机3.2用于监测和显示来自测控舱6的信号并对测控舱6输出控制指令，完成各种水下作业；所述应急电源3.3用于应急条件下为系统供电；所述应急液压源3.4用于应急条件下为切割机构7提供动力。
具体地，所述电爆螺栓11由载人舱3内的应急电源3.3供给起爆电流，二者间通过穿舱水密缆连接。
具体地，所述测控舱6通过光纤9与载人舱3内的计算机3.2进行通讯；所述应急液压源3.4与切割机构7之间通过穿舱硬管连接。
实施例
一种载人舱独立逃生系统的工作原理如图2所示，其中实线和虚线分别表示正常工况下和应急逃生工况下的供电和通讯路径，X表示切割机构7的干预。
潜水器舱外系统的供电由电池舱5提供，大电流控制信号由测控舱6提供，通过两根水密电缆(第一水密电缆8和第二水密电缆10)以及一根光纤9与舱内计算机3.2进行通讯、传递信号，目的在于降低载人舱重量，减少切割缆的数量，降低舱内应急液压源3.4的功率需求。通过引爆电爆螺栓11，使载人舱3及其顶部的浮力材料1与潜水器框架12脱离，实现独立上浮。
整个装置的动作关系如下：
正常工况下，电池舱5同时为舱内生命支持系统3.1、舱内计算机3.2、舱外测控舱6及其他系统供电。舱内计算机3.2通过光纤9和测控舱6实现对舱外执行机构(如机械手、摄像机、照明、推进器、抛载机构、浮力调节机构等)的控制，同时接收并显示来自测控舱6的信号(如视觉图像、环境参数、作业参数等)。
当发现紧急情况，必须执行载人舱3独立逃生时，首先，启动应急电源3.3，使其为生命支持系统3.1、计算机3.2供电；其次，启动应急液压源3.4，将第一水密电缆8(正极)、第二水密电缆10(负极)及光纤9切断；最后，起爆电爆螺栓11，使载人舱3及其顶部的浮力材料1与潜水器框架12分离，独立上浮至水面等待救援。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种载人舱独立逃生系统，包括浮力材料(1)、抱箍(2)、载人舱(3)、托环(4)、电池舱(5)、测控舱(6)、切割机构(7)、第一水密电缆(8)、光纤(9)、第二水密电缆(10)、电爆螺栓(11)和潜水器框架(12)，其特征在于：所述浮力材料(1)位于载人舱(3)的顶部，二者固定连接；所述载人舱(3)通过托环(4)坐于潜水器框架(12)上，托环(4)固定在潜水器框架(12)上；载人舱(3)的上部通过抱箍(2)固定，抱箍(2)的两端通过电爆螺栓(11)固定连接在潜水器框架(12)上；所述电池舱(5)位于载人舱(3)外并固定在潜水器框架(12)上，其输出正负极分别通过第一水密电缆(8)和第二水密电缆(10)与载人舱(3)的正负极连接，同时为舱内外系统供电；所述测控舱(6)位于载人舱(3)外并固定在潜水器框架(12)上，通过光纤(9)与载人舱连接，用于收集潜水器上各舱外传感器信号、控制各执行器并与载人舱进行通讯；所述切割机构(7)固定在载人舱(3)上，用于应急情况下将第一水密电缆(8)、第二水密电缆(10)和光纤(9)切断。
2.根据权利要求1所述的一种载人舱独立逃生系统，其特征在于：所述抱箍(2)呈圆环形，内侧面为球面，球面直径与载人舱(3)的外径相同，用于限制载人舱(3)的横向和纵向位移。
3.根据权利要求1所述的一种载人舱独立逃生系统，其特征在于：所述载人舱(3)内包括生命支持系统(3.1)、计算机(3.2)、应急电源(3.3)和应急液压源(3.4)；所述生命支持系统(3.1)为维持舱内人员生命的必要装置，包括提供氧气和吸收二氧化碳；所述计算机(3.2)用于监测和显示来自测控舱(6)的信号并对测控舱(6)输出控制指令，完成各种水下作业；所述应急电源(3.3)用于应急条件下为系统供电；所述应急液压源(3.4)用于应急条件下为切割机构(7)提供动力。
4.根据权利要求3所述的一种载人舱独立逃生系统，其特征在于：所述电爆螺栓(11)由载人舱(3)内的应急电源(3.3)供给起爆电流，二者间通过穿舱水密缆连接。
5.根据权利要求3所述的一种载人舱独立逃生系统，其特征在于：所述测控舱(6)通过光纤(9)与载人舱(3)内的计算机(3.2)进行通讯；所述应急液压源(3.4)与切割机构(7)之间通过穿舱硬管连接。
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