CN109941411B - 一种单胞体游离型载人潜水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单胞体游离型载人潜水器，包括：着陆架、动力装置、深潜器和单胞体探测，着陆架包括着陆架上部和着陆架下部；深潜器包括深潜器主体和深潜器主推进器，深潜器主体固定在着陆架上；动力装置固定在着陆架上部，动力装置包括上下运动推进器和水平运动推进器；单胞体探测器，单胞体探测器设置在深潜器主体的艏部，单胞体探测器包括推进装置和密封舱，推进装置包括外壳、单胞体主推进器和至少四个侧推器；本发明的单胞体游离型载人潜水器可以能在复杂深海地貌如峡谷、溶洞进行样本观察采样，对具有单胞体探测器释放、返回技术，具有全方位自由运动能力，通过舱前回转开启舱门的形式使操作员进出深潜器主体与单胞体探测器之间。
Description
技术领域
本发明涉及深海潜水器的技术领域，尤其涉及一种游离型载人潜水器。
背景技术
海洋资源占全球可利用资源很大比例，现行深海探索器种类繁多、样式各样,然而潜航器的技术还不成熟，特别是对于进行不同工种作业的分离式深潜器，在一些常规的载人深潜器中，一般的航行作业是进行海底拍摄、海底取景；较先进点的可以进行海底样本的采集取样。常规的取样操作为在封闭舱内通过操纵仪器对机械抓臂进行作业。在平坦的海底情况下常规深潜器即可进行作业，对于不同尺寸的载人深潜器均能满足作业要求。但是对于海底地貌情形较复杂时，或存在海底峡谷溶洞之类的地形时，这种情况下深潜器本身是不能到达的，一种原因是深潜器本身尺寸的问题不允许其达到指定地点；另一种原因是在狭窄空间内，深潜器本身不能更好的进行不同方位自由度的机动。
发明内容
针对上述产生的问题，本发明的目的是提供一种单胞体游离型载人潜水器，实现了对复杂海底地貌如峡谷、溶洞探测取样的能力。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种单胞体游离型载人潜水器，用于海底着陆探测取样作业，包括：着陆架、动力装置、深潜器和单胞体探测器；其中：
所述着陆架，包括着陆架上部和着陆架下部；
所述深潜器，包括深潜器主体和深潜器主推进器，所述深潜器主体沿水平方向固定在所述着陆架上部和所述着陆架下部之间，所述深潜器主推进器设置在所述深潜器主体的艉部；
所述动力装置，所述动力装置固定在所述着陆架上部，所述动力装置包括上下运动推进器和水平运动推进器，所述上下运动推进器向所述着陆架上部提供一竖直方向上的推力，所述水平运动推进器向所述着陆架上部提供一水平方向的推力，所述水平运动推进器的推力方向与所述深潜器主体的中轴线相垂直；
所述单胞体探测器，所述单胞体探测器设置在所述深潜器主体的艏部，所述单胞体探测器包括推进装置和密封舱，所述推进装置包括外壳、单胞体主推进器和至少四个侧推器，所述外壳呈两端开口的碗状结构，所述外壳固定在所述密封舱的底部，所述单胞体主推进器设置在所述外壳内，至少四个所述侧推器均匀地设置在所述外壳上。
在一种优选实施例中，所述深潜器主体的侧壁上设置有第一舱门，所述深潜器主体远离所述深潜器主推进器的一端设置有第二舱门，所述密封舱呈半球状结构，所述密封舱上设置有第三舱门，所述第二舱门、所述第三舱门用于人员在所述深潜器主体和所述密封舱之间往来。
在一种优选实施例中，所述深潜器主体靠近所述密封舱的一端设置有密闭橡胶垫圈，所述密闭橡胶垫圈上开设有流水凹槽，所述流水凹槽上设置有抽气装置。
在一种优选实施例中，所述深潜器主推进器包括有螺旋桨整流罩、主推进器螺旋桨和整流罩格栅，所述螺旋桨整流罩与所述深潜器主体固定连接，所述主推进器螺旋桨设置在所述螺旋桨整流罩内，所述整流罩格栅固定在所述螺旋桨整流罩远离所述深潜器主体的端口处。
在一种优选实施例中，所述外壳远离所述密封舱的一端设置有加强筋。
优选地，所述加强筋通过加强筋连接环与所述外壳固定连接。
在一种优选实施例中，所述深潜器主推进器向所述深潜器主体提供一水平方向的推力，所述深潜器主推进器的推力方向与所述水平运动推进器的推力方向相垂直。
优选地，外壳上设置八个所述侧推器，八所述侧推器呈圆形阵列均匀分布在所述外壳上。
在一种优选实施例中，所述着陆架上部的宽度大于所述着陆架下部的宽度。
在一种优选实施例中，所述深潜器和所述单胞体探测器上均安装有探照灯。
在一种优选实施例中，所述水平运动推进器有两个，两所述水平运动推进器分别设置在所述着陆架上部的两侧，两所述水平运动推进器的朝向相反。
本发明由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明的单胞体游离型载人潜水器可以在复杂深海地貌如峡谷、溶洞进行样本观察采样，单胞体探测器具有释放、返回技术；
(2)本发明的单胞体游离型载人潜水器的深潜器和单胞体探测器均具有全方位自由运动能力，通过舱前回转开启舱门的形式使操作员进出深潜器主体与单胞体探测器之间。
附图说明
构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明的单胞体游离型载人潜水器的立体图；
图2是本发明的单胞体游离型载人潜水器的无旋转状态的示意图；
图3是本发明的单胞体游离型载人潜水器的全旋转状态的示意图；
图4是本发明的单胞体游离型载人潜水器的半旋转状态的示意图；
图5是本发明的单胞体游离型载人潜水器的俯视图；
图6是本发明的单胞体游离型载人潜水器的仰视图；
图7是本发明的单胞体游离型载人潜水器艉部的侧视图；
图8是本发明的单胞体游离型载人潜水器艏部的全旋转状态的侧视图；
图9是本发明的单胞体游离型载人潜水器艏部的半旋转状态的侧视图；
图10是本发明的单胞体探测器的主视图；
图11是本发明的单胞体探测器的俯视图；
图12是本发明的单胞体探测器的仰视图。
图例说明：
1、着陆架；11、着陆架上部；111、第一主梁；112、第一横梁；12、着陆架下部；121、第二主梁；122、第二横梁；13、连接杆；2、深潜器；21、深潜器主体；211、第一舱门；212、密闭橡胶垫圈；22、深潜器主推进器；221、螺旋桨整流罩；222、主推进器螺旋桨；223、整流罩格栅；3、动力装置；31、上下运动推进器；311、第一螺旋桨整流罩；312、第一推进器螺旋桨；313、第一推进器整流罩格栅；32、水平运动推进器；321、第二螺旋桨整流罩；322、第二推进器螺旋桨；323、第二推进器整流罩格栅；4、单胞体探测器；41、推进装置；411、外壳；4111、加强筋；412、单胞体主推进器；413、侧推器；42、密封舱。
具体实施方式
本发明提供一种单胞体游离型载人潜水器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
本发明提供的一种单胞体游离型载人潜水器，用于海底着陆探测取样作业，包括着陆架、动力装置、深潜器和单胞体探测器。如图1、图2和图3所示，着陆架1包括着陆架上部11和着陆架下部12，着陆架上部11包括有两第一主梁111和若干第一横梁112，两第一主梁111相平行，若干第一横梁112均与两第一主梁111固定连接，着陆架下部12包括有两第二主梁121和若干第二横梁122，两第二主梁121相平行，若干第二横梁122均与两第二主梁121固定连接，着陆架上部11位于着陆架下部12的正上方。
如图2、图3、图4和图7所示，深潜器2，深潜器2包括深潜器主体21和深潜器主推进器22，深潜器主体21呈筒体结构，具有载人操纵能力，深潜器主体21沿水平方向设置在着陆架上部11和着陆架下部12之间，深潜器主体21通过若干连接杆13与两第一主梁111、两第二主梁121均固定连接，深潜器主推进器22设置在深潜器主体21的一端，深潜器主推进器22位于深潜器主体21的艉部，用于推动深潜器主体21向艏部的前方运动，深潜器主推进器22包括有螺旋桨整流罩221、主推进器螺旋桨222和整流罩格栅223，螺旋桨整流罩221与深潜器主体21相连接，主推进器螺旋桨222设置在螺旋桨整流罩221内，整流罩格栅223固定在螺旋桨整流罩221远离深潜器主体21的端口处，起到避免杂物吸入螺旋桨的效果，在艉部舱体内配备蓄电电源(图中未示出)，蓄电电源与深潜器主推进器22电连接，为主推进器螺旋桨222提供电力支持，避免了使用轮机占用的巨大空间，着陆架上部11的宽度大于着陆架下部12的宽度，保证深潜器主体21可以安稳的着陆。
如图3、图4和图5所示，动力装置3，动力装置3固定在着陆架上部11，动力装置3包括上下运动推进器31和水平运动推进器32，动力装置3位于深潜器主体21的艏部的上方，水平运动推进器32设置有两个，两水平运动推进器32分别固定在着陆架上部11的其中一第一横梁112的两端，上下运动推进器31固定在一第一横梁112的中部，两水平运动推进器32和上下运动推进器31位于同一横梁112上，上下运动推进器31向着陆架上部11提供一竖直方向上的推力，水平运动推进器32向着陆架上部11提供一水平方向的推力，水平运动推进器32的推力方向与深潜器主体21的中轴线相垂直，深潜器主推进器22向深潜器主体21提供一水平方向的推力，深潜器主推进器22的推力方向与水平运动推进器32的推力方向相垂直，动力装置3实现潜水器全方位自由运动的功能。
如图4、图8、图9、图10、图11和图12所示，单胞体探测器4，单胞体探测器4设置在深潜器主体21远离深潜器主推进器22的一端，单胞体探测器4位于深潜器主体21的艏部，深潜器主体21具有安全释放、回收单胞体探测器4能力，单胞体探测器4包括推进装置41和密封舱42，密封舱42具有载人操纵能力，密封舱42采用玻璃材质，使密封舱42内部的人员可以观察到外部的复杂环境，推进装置41包括外壳411、单胞体主推进器412和至少四个侧推器413，外壳411呈两端开口的碗状结构，外壳411固定在密封舱42的底部，单胞体主推进器412设置在外壳411内，至少四个侧推器413呈圆形阵列均匀地设置在外壳411上，深潜器主体21的侧壁上设置有第一舱门211，用于人员进出深潜器主体21，深潜器主体21远离深潜器主推进器22的一端设置有第二舱门(图中未示出)，密封舱42呈半球状结构，密封舱42上设置有第三舱门(图中未示出)，第二舱门、第三舱门用于人员在深潜器主体21和密封舱42之间行走，第二舱门与第三舱门均采用旋转开启舱门方式，通过舱前回转开启舱门的形式使操作员进出深潜器主体21与密封舱42之间，深潜器2和单胞体探测器4上均安装有探照灯(图中未示出)，外壳411与深潜器主体21同时实现可转动连接和可脱离连接，使得单胞体探测器4可以在深潜器主体21上转动调整位置，单胞体探测器4也可以与深潜器主体21上根据指令自动脱离。
如图2、图3和图4所示，在一个更优选的实施例中，单胞体探测器4与深潜器2存在三种使用状态：第一、单胞体探测器4的无旋转状态，当载人潜水器处于航行状态时，如图2中外壳411转动至深潜器主体21内，密封舱42露在深潜器主体21的外部，使密封舱42的玻璃体接触外界的海水以减少流体阻力；第二、单胞体探测器4的全旋转状态，当深潜器2携带单胞体探测器4下潜至预定深度海底时，如图3中外壳411转动至深潜器主体21的外部，密封舱42处于深潜器主体21内，第二舱门与第三舱门正相对并开启，此时人员可以从深潜器主体21进入密封舱42内；第三、单胞体探测器4的半旋转状态，当单胞体探测器4准备脱离潜水器2时，如图4中外壳411转动至密封舱42的正下方，单胞体主推进器412的出口端朝向向下。
如图2、图3和图5所示，在一个更优选的实施例中，上下运动推进器31包括有第一螺旋桨整流罩311、第一推进器螺旋桨312和第一推进器整流罩格栅313，第一螺旋桨整流罩311与第一横梁112固定连接，第一推进器螺旋桨312设置在第一螺旋桨整流罩311内，第一推进器整流罩格栅313设置在第一螺旋桨整流罩311的端口处，第一推进器螺旋桨312存在电源电刷的正反接，使得第一推进器螺旋桨312能正反转，从而推动着陆架1沿竖直方向向上或者向下运动，两水平运动推进器32均包括有第二螺旋桨整流罩321、第二推进器螺旋桨322和第二推进器整流罩格栅323，两水平运动推进器32的出口端朝向相反，用于推动着陆架1沿水平方向上向左或右运动，通过两水平运动推进器32相互配合使用实现转向功能。
如图8和图9所示，在一个更优选的实施例中，单胞体主推进器412的电源电刷正反接，单胞体主推进器412的螺旋桨可以正转或反转，从而推动单胞体主推进器412向上运动或向下运动，实现多方位自由度的机动，外壳411远离密封舱42的一端设置有加强筋4111为保证单胞体探测器4的结构具有足够的强度，以避免碰撞带来的损坏，保证密封舱42内人员的安全。
如图3所示，在一个更优选的实施例中，单胞体探测器4完成作业时，单胞体探测器4和深潜器主体21对接，然后单胞体探测器4呈现全旋转状态，外壳411转动至深潜器主体21的外部，密封舱42处于深潜器主体21内，第二舱门、第三舱门全部开启，人员从密封舱42进入深潜器主体21内，再将第二舱门与第三舱门密闭并处于水密状态。
如图2和图3所示，在一个更优选的实施例中，深潜器主体21靠近密封舱42的一端设置有密闭橡胶垫圈212，密闭橡胶垫圈212上开设有流水凹槽(图中未示出)，流水凹槽上设置有抽气装置(图中未示出)，密闭橡胶垫圈212位于深潜器主体21与单胞体探测器4旋转后的接触处，保证了深潜器主体21与单胞体探测器4的密封衔接，当单胞体探测器4与深潜器2对接完成时，通过抽气装置排除流水凹槽内的海水。
如图6和图9所示，在一个更优选的实施例中，单胞体探测器4与深潜器2内均配备常规联络装置(图中未示出)、实时录像装置(图中未示出)以及定位系统(图中未示出)，以保证单胞体探测器4与深潜器2内人员的信息沟通与高效作业，在危险情况时进行及时施救与指导性操作任务，当单胞体探测器4取样作业时，深潜器主体21内人员可以与密封舱42内人员实时视频对话，单胞体探测器4的实时录像装置的信息实时发送至深潜器2内，在圆满完成探测、取样作业后，单胞体探测器4通过定位系统进入回溯状态，最后与深潜器2实施对接。
接下来说明本发明的工作流程：
(1)下潜作业，开启上下运动推进器31与深潜器主推进器22，深潜器2携带单胞体探测器4下潜至预定深度的海底，开启两水平运动推进器32进行左右方向机动，直到到达指定任务作业区域，关闭上下运动推进器31与深潜器主推进器22，开启深潜器2上的探照灯；
(2)分离作业，单胞体探测器4进入全旋转状态，密封舱42转动至深潜器主体21内，打开第二舱门和第三舱门，人员由深潜器主体21内进入密封舱42，然后关闭第二舱门和第三舱门，单胞体探测器4进入半旋转状态，进入脱离释放状态，单胞体探测器4与深潜器2实现分离，开启单胞体探测器4上的探照灯，开启单胞体主推进器412和至少四个侧推器413，推动单胞体探测器4进入预定海底峡谷或溶洞目的地进行探测取样；
(3)完成取样探测作业后，单胞体探测器4进入回溯状态，调节单胞体主推进器412和至少四个侧推器413使单胞体探测器4与深潜器2对接，抽气装置排除流水凹槽内的海水，单胞体探测器4进入全旋转状态，开启打开第二舱门和第三舱门，人员由密封舱42进入深潜器主体21内，然后关闭第二舱门和第三舱门，单胞体探测器4进入无旋转状态，开启上下运动推进器31与深潜器主推进器22进行返航。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，包括：着陆架、动力装置、深潜器和单胞体探测器；其中：
所述着陆架，包括着陆架上部和着陆架下部；
所述深潜器，包括深潜器主体和深潜器主推进器，所述深潜器主体固定在所述着陆架上部和所述着陆架下部之间，所述深潜器主推进器设置在所述深潜器主体艉部；
所述动力装置，所述动力装置固定在所述着陆架上部，所述动力装置包括上下运动推进器和水平运动推进器，所述上下运动推进器向所述着陆架上部提供一竖直方向上的推力，所述水平运动推进器向所述着陆架上部提供一水平方向的推力，所述水平运动推进器的推力方向与所述深潜器主体的中轴线相垂直；
所述单胞体探测器，所述单胞体探测器设置在所述深潜器主体艏部，所述单胞体探测器包括推进装置和密封舱，所述推进装置包括外壳、单胞体主推进器和至少四个侧推器，所述外壳固定在所述密封舱的底部，所述单胞体主推进器设置在所述外壳内，至少四个所述侧推器均匀地设置在所述外壳上；
所述深潜器主体的侧壁上设置有第一舱门，所述深潜器主体远离所述深潜器主推进器的一端设置有第二舱门，所述密封舱呈半球状结构，所述密封舱上设置有第三舱门；
外壳与深潜器主体同时实现可转动连接和可脱离连接，使得单胞体探测器可以在深潜器主体上转动调整位置，单胞体探测器也可以与深潜器主体上根据指令自动脱离；单胞体探测器与深潜器存在三种使用状态：第一、单胞体探测器的无旋转状态，当载人潜水器处于航行状态时，外壳转动至深潜器主体内，密封舱露在深潜器主体的外部，使密封舱的玻璃体接触外界的海水以减少流体阻力；第二、单胞体探测器的全旋转状态，当深潜器携带单胞体探测器下潜至预定深度海底时，外壳转动至深潜器主体的外部，密封舱处于深潜器主体内，第二舱门与第三舱门正相对并开启，此时人员可以从深潜器主体进入密封舱内；第三、单胞体探测器的半旋转状态，当单胞体探测器准备脱离潜水器时，外壳转动至密封舱的正下方，单胞体主推进器的出口端朝向向下；单胞体探测器完成作业时，单胞体探测器和深潜器主体对接，然后单胞体探测器呈现全旋转状态。
2.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述深潜器主体靠近所述密封舱的一端设置有密闭橡胶垫圈，所述密闭橡胶垫圈上开设有流水凹槽，所述流水凹槽上设置有抽气装置。
3.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述深潜器主推进器包括有螺旋桨整流罩、主推进器螺旋桨和整流罩格栅，所述螺旋桨整流罩与所述深潜器主体固定连接，所述主推进器螺旋桨设置在所述螺旋桨整流罩内，所述整流罩格栅固定在所述螺旋桨整流罩远离所述深潜器主体的端口处。
4.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述外壳远离所述密封舱的一端设置有加强筋。
5.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述深潜器主推进器向所述深潜器主体提供一水平方向的推力，所述深潜器主推进器的推力方向与所述水平运动推进器的推力方向相垂直。
6.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述着陆架上部的宽度大于所述着陆架下部的宽度。
7.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述深潜器和所述单胞体探测器上均安装有探照灯。
8.根据权利要求1所述的单胞体游离型载人潜水器，其特征在于，所述水平运动推进器有两个，两所述水平运动推进器分别设置在所述着陆架上部的两侧，两所述水平运动推进器的朝向相反。
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