CN109808859A - 一种中心对称结构的载人潜水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中心对称结构的载人潜水器，包括：中心连接舱体(10)；至少两个观察舱(20)，以所述中心连接舱体(10)为中心对称分布；驱动机构，设置于所述中心连接舱体(10)和观察舱(20)外。与现有技术相比，本发明具有灵活、高效、结构简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种载人潜水器，尤其是涉及一种中心对称结构的载人潜水器。
背景技术
深海装备在海洋资源开发中具有举足轻重的地位，近年来，我国深海装备取得长足发展。如果把载人潜水器比作一个人的话，水下观察窗就相当于载人潜水器的眼睛，是当前海洋探索研究非常重要的工具之一，科学家、工程技术人员及观光游客等正是通过观察窗进行水下现场观察。
目前载人潜水器的结构形式多为几种常规形式：如长桶形或藕节形舱室，乘员位于舱室内，整个艇体呈水滴或类水滴型，艇体后部或侧面有推进装置；球形舱室，乘员位于舱室内，舱室位于艇体的首部，艇体的中后部为其它设备，艇体后部或侧面有推进装置。现有这些类型的潜水器，由于受其总体结构的限制，在水下航行时其主要前进航行方向及主要观察和操作方向均为潜水器的首部方向，无法根据实际情况需要调整主要前进航行方向及主要观察和操作方向，灵活性不高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种中心对称结构的载人潜水器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种中心对称结构的载人潜水器，包括：
中心连接舱体；
至少两个观察舱，以所述中心连接舱体为中心对称分布；
驱动机构，设置于所述中心连接舱体和观察舱外。
进一步地，所述驱动机构包括多个水平推进器和多个垂直推进器，分布固定于所述中心连接舱体和观察舱外。
进一步地，所述多个水平推进器呈矢量分布，且多个水平推进器呈现中心对称布局。
进一步地，所述中心连接舱体包括金属耐压外壳。
进一步地，所述观察舱包括可旋转的座椅单元，所述座椅单元包括座椅本体和旋转机构，所述座椅本体与旋转机构连接。
进一步地，所述观察舱为椭球形舱。
进一步地，所述观察舱包括透明壳体。
进一步地，多个所述观察舱采用平面方式以中心连接舱体为中心对称分布或采用立体方式中心连接舱体为中心对称分布。
进一步地，该载人潜水器还包括支撑底座。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
1、本发明设置有中心对称分布的至少两个观察舱，可在驱动机构的作用下改变潜水器运动方向，进而实现不同观察和操作方向的灵活改变。
2、该驱动机构包括多个水平推进器和多个垂直推进器，多个水平推进器呈矢量分布，方便达到改变推进器的运动方向的效果。
3、本发明设置有观察舱，该观察舱包括可旋转的座椅单元，乘员可根据需要转动座椅单元，从而实现多方向的观察和操作。
4、本发明可旋转的座椅单元也使得乘员可以根据需要面朝不同的方向进行观察和操作，也可以面朝同一方向进行观察和操作，实现共同协作，提高操作效率。
5、本发明潜水器通过中心对称的结构和推进器布局，加上观察舱内的可旋转座椅，结构简单，但可实现复杂的功能。
6、本发明采用中心对称的结构，结构紧凑，整体潜水器体积小。
附图说明
图1为实施例1的潜水器结构示意图；
图2为实施例1的潜水器侧视图；
图3为实施例1的潜水器俯视透视图；
图4为实施例1的部分内部结构示意图(透明外壳被隐藏)；
图5为实施例1的座椅单元旋转的示意图；
图6为实施例1的两个座椅单元朝向不同的示意图；
图7为实施例1的观察舱剖视图；
图8为实施例1的座椅单元的结构示意图；
图9为实施例2的潜水器结构示意图；
图10为实施例2的潜水器俯视透视图；
图11为实施例3的潜水器结构示意图；
图12为实施例3的潜水器俯视透视图；
图13为实施例4的潜水器结构示意图；
图14为实施例4的潜水器俯视图；
图15为实施例5的潜水器结构示意图；
图16为实施例5的潜水器俯视图；
图17为实施例6的潜水器结构示意图；
图18为实施例6的潜水器侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-图4所示，本实施例提供一种中心对称结构的载人潜水器，为双载人球类型，包括中心连接舱体10、两个观察舱20和驱动机构，两个观察舱20以中心连接舱体10为中心对称分布，驱动机构设置于中心连接舱体10和观察舱20外。该载人潜水器包括控制设备。
驱动机构包括多个水平推进器30和多个垂直推进器40，分布固定于中心连接舱体10和观察舱20外。垂直推进器40在垂直方向布置，用于推动潜水器在水中上升或下降。水平推进器30用于推动潜水器在水中水平方向运动。多个水平推进器30按不同朝向分布，即呈矢量布置，且多个水平推进器30呈现中心对称布局。矢量布置是指几个水平推进器的推力方向同处于一水平面内，与前进方向或横向方向不平行或重合，形成一定的夹角，应用推力矢量控制技术，改变电机输出功率，使部分电机的旋转速度不一致，产生的推力大小也不一致，而实现潜水器合推力方向发生改变，达到改变推进器的运动方向的效果。矢量布置的水平推进器可以通过推进器之间的推力矢量配合，实现潜水器在水平方向延任一方向运动，从而实现潜水器航行方向控制的灵活性。本实施例中，垂直推进器40设有两个，固定于中心连接舱体10外，水平推进器设有4个，分别固定于两个观察舱20外。
驱动机构与控制设备连接，在控制设备的控制下改变各推进器的推力，从而实现不同方向的运动。推进器推力的控制，是在推力方向确定的情况下，采用PID控制方法、模糊控制方法或自适应控制方法等，通过控制电机，改变某一个或某几个电机输出功率，使对应推进器的推力与其他推进器的推力不等，潜水器的合力方向发生变化而实现潜水器的方向发生改变。
观察舱20为一具有观察窗口的舱体，观察舱20可局部透明或全透明。本实施例中，观察舱20包括透明外壳和设置于透明外壳内的可旋转的座椅单元50。观察舱20的透明外壳可采用玻璃材质。
座椅单元50包括座椅本体51和旋转机构52，座椅本体51通过旋转机构52与透明外壳连接，旋转机构52与控制设备连接，旋转机构52在控制设备的控制下带动座椅本体旋转至指定位置，调整乘员面对的方向，从而在潜水器改变首部方向时，乘员依然可以面对需要的方向进行观察和操作，如图5和图6所示。
本实施例中，如图7和8所示，旋转机构52包括支撑件521、旋转电机和旋转轴522，座椅本体51通过支撑件521设置于透明外壳内，旋转轴522一端与旋转电机连接，另一端与座椅本体51连接，带动座椅本体51以支撑件521为水平面进行360°旋转。座椅本体51为多座位座椅。支撑件521可以包括设置于观察舱底部的地板支撑和该地板支撑上支撑起的舱内地板。
观察舱20可为椭球形舱，优选为球形舱。
上述潜水器在艇体结构上是中心对称的结构，这样使得潜水器可以不必像传统潜水器一样有固定的首部，可以将其他需要的方向作为首部，根据实际情况需要灵活调整，方便观察和操作。透明球形舱室内的乘员座椅可以在水平面内转动，调整乘员面对的方向，从而在潜水器改变首部方向时，乘员依然可以面对需要的方向进行观察和操作。
在某些实施例中，该载人潜水器还包括支撑底座。
实施例2
如图9-10所示，本实施例提供的中心对称结构的载人潜水器为三载人球类型，包括三个以中心连接舱体为中心对称分布的观察舱。本实施例中，垂直推进器设有三个，固定于中心连接舱体外，每个观察舱外固定有两个水平推进器。其余同实施例1。
实施例3
如图11-12所示，本实施例提供的中心对称结构的载人潜水器为四载人球类型，包括四个以中心连接舱体为中心对称分布的观察舱，且四个观察舱位于同一平面。本实施例中，垂直推进器设有四个，固定于中心连接舱体外，每个观察舱外固定有两个水平推进器。其余同实施例1。
实施例4
如图13-14所示，本实施例提供的中心对称结构的载人潜水器为在实施例2的三载人球的基础上增加一观察舱，形成四载人球，四个观察舱位于不同平面。其余同实施例2。
实施例5
如图15-16所示，本实施例提供的中心对称结构的载人潜水器为在实施例3的四载人球的基础上增加一观察舱，形成五载人球，五个观察舱位于不同平面。其余同实施例3。
实施例6
如图17-18所示，本实施例提供的中心对称结构的载人潜水器为在实施例5的五载人球的基础上对称增加一观察舱，形成六载人球，六个观察舱位于不同平面。其余同实施例5。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，包括：
中心连接舱体(10)；
至少两个观察舱(20)，以所述中心连接舱体(10)为中心对称分布；
驱动机构，设置于所述中心连接舱体(10)和观察舱(20)外。
2.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述驱动机构包括多个水平推进器(30)和多个垂直推进器(40)，分布固定于所述中心连接舱体(10)和观察舱(20)外。
3.根据权利要求6所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述多个水平推进器(30)呈矢量分布，且多个水平推进器(30)呈现中心对称布局。
4.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述中心连接舱体(10)包括金属耐压外壳。
5.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述观察舱(20)包括可旋转的座椅单元(50)，所述座椅单元(50)包括座椅本体(51)和旋转机构(52)，所述座椅本体(51)与旋转机构(52)连接。
6.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述观察舱(20)为椭球形舱。
7.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，所述观察舱(20)包括透明壳体。
8.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，多个所述观察舱(20)采用平面方式以中心连接舱体(10)为中心对称分布或采用立体方式中心连接舱体(10)为中心对称分布。
9.根据权利要求1所述的中心对称结构的载人潜水器，其特征在于，该载人潜水器还包括支撑底座。
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