CN110481738B - 一种全透光球形载人舱观光潜器 - Google Patents

一种全透光球形载人舱观光潜器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种全透光球形载人舱观光潜器，包括载人舱壳体结构、主体骨架结构以及其他功能组件，主体骨架结构有多块板材连接而成，其中的球壳骨架连接前后板与水平面成20度夹角。球形载人舱壳体结构固连在主体骨架的前后骨架连接板上，动力电池及设备舱、气瓶及气囊舱室都安装在主体纵向骨架上，水平推进器安装在潜器后方并与主体骨架连接，垂向推进器安装在气囊舱室贯通孔内。本发明解决了水下观光中的视野范围小，观光效果差的问题，并解决观光潜器在水下低速航行过程中运行不稳定，运动不灵活的缺点。

Description

一种全透光球形载人舱观光潜器
技术领域
本发明涉及一种全透光球形载人舱观光潜器，属于潜水器装备领域。
背景技术
随着人们对海洋的不断探索以及海洋旅游业的发展，载人潜器的需求量不断提高。现有的水下观光潜器载人舱大多数采用金属壳体制造，形状多为圆柱形或流线型，仅在壳体上开少量观察窗，视野范围小，效果差。
现有的水下观光潜器多采用流线型外形，包含舵和推进器，这种形式适用于高速航行状态，但在观光状态低速航行时会有运行不稳定，运动不灵活的缺点。
发明内容
本发明的目的是为了水下观光中的视野范围小，观光效果差的问题，并解决观光潜器在水下低速航行过程中运行不稳定，运动不灵活的缺点而提供一种全透光球形载人舱观光潜器。
本发明的目的是这样实现的：包括主体骨架和载人舱壳体结构，载人舱壳体结构包括通过法兰密封连接的全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳，全透光载人舱上半球壳上端设置有一人员进出口，人员进出口上设置有一可开启关闭的载人舱口盖，在全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳构成的空间内设置有舱内设备安装台，所述主体框架包括左主体纵向骨架、右主体纵向骨架、前主体纵向骨架、后主体横向骨架、球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板，左右主体纵向骨架、前后主体横向骨架相互连接形成平行四边形结构，球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板一前一后设置在左主体纵向骨架和右主体纵向骨架上端之间，且球壳骨架连接前后板与水平面成20度夹角，载人舱壳体结构位于球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板之间，左主体纵向骨架、右主体纵向骨架的外侧分别设置有一动力电池及设备舱固定架，动力电池及设备舱固定架上设置有动力电池及设备舱，在平行四边形结构的区域内设置有气瓶固定架，气瓶固定架上对称设置有四个气瓶，在左右主体纵向骨架上还分别设置有一气囊舱室固定板，每个舱室固定板上设置有一气囊舱室，每个气囊舱室上开有两个贯通的倾斜圆柱形开孔，每个开孔中设置有一垂向推进器，每个气囊舱室中分别设置有三个气囊，气瓶与气囊通过管路连接，在左右主体纵向骨架的后方分别安装有一水平推进器，在全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳的连接法兰上设置有水下云台和一对水下照明设备。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.还包括人梯骨架，人梯骨架包括设置在左右主体纵向骨架上后方的人梯骨架连接板、设置在人梯骨架连接板与载人舱口盖之间的两块人梯板、等间距设置在两块人梯板之间的人梯杆，所述人梯骨架连接板上安装一个可抛载的求生信标。
2.舱内设备安装台上设置有人员座椅、舱内操控台、舱内照明装置、舱内供氧及空气循环净化装置，舱内供氧及空气循环净化装置与气瓶连接。
3.动力电池及设备舱后端安装有一个可以快速开合的动力电池及设备舱盖进行密封盖合。
4.控制水平推进器的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动；控制垂向推进器可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动、调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
5.球壳骨架连接前板上有一个起吊点，球壳骨架连接后板上有两个起吊点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)载人舱壳体采用全透光球形设计，乘客可以从各个角度观看舱外的景色，大大增加了乘客的视野范围，提升了观光效果。
(2)载人舱壳体由上下两个全透光半球组合而成，可以先完成舱内设备的安装然后再组装舱体，方便了舱内设备的安装，且半球制作相比于全球制作难度低，降低了加工成本。
(3)主体骨架采用多骨架分块加工最后再使用螺栓进行连接的方式，降低了加工难度，提高了效率。主体横纵骨架采用双层设计，使用连接柱进行连接，提高了主体骨架的强度。
(4)采用两个水平推进器和四个垂向推进器的推进器布置形式，可以完成进退、升沉以及转艏运动，且低速时运动稳定，转弯半径小，机动性好。
附图说明
图1为本发明的正等测视图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的右视图。
图5为本发明的爆炸视图；
图6为载人舱壳体密封示意图。
图中标号：1、气囊舱室 2、垂向推进器 3、全透光载人舱上半球壳 4、人员座椅 5、舱内操控台 6、载人舱口盖 7、人梯板 8、人梯杆 9、人梯骨架连接板 10、求生信标 11、球壳连接上法兰 12、球壳连接下法兰 13、舱内照明装置 14、舱内供氧及空气循环净化装置15、水下云台 16、水下照明设备 17、舱内设备安装台 18、动力电池及设备舱 19、气瓶 20、主体横向骨架前 21、全透光载人舱下半球壳 22、气瓶固定架 23、动力电池及设备舱固定架 24、左主体纵向骨架 25、球壳骨架连接后板 26、水平推进器 27、起吊点 28、右主体纵向骨架 29、连接柱 30、球壳骨架连接前板 31、气囊舱室固定板左 32、主体横向骨架后33、气囊舱室固定板右 34、动力电池及设备舱盖 35、动力电池及环流风扇固定板 36、动力电池组 37、气囊 38、硅胶垫片。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的观光潜器包括载人舱壳体结构、主体骨架结构以及其他功能组件，主体骨架结构有多块板材连接而成，其中的球壳骨架连接前后板与水平面成20度夹角。球形载人舱壳体结构固连在主体骨架的前后骨架连接板上，动力电池及设备舱、气瓶及气囊舱室都安装在主体纵向骨架上，水平推进器安装在潜器后方并与主体骨架连接，垂向推进器安装在气囊舱室贯通孔内。所述主体纵向骨架与主体横向骨架都使用多层板材结构，多层板材之间使用多个连接柱进行连接。所述载人舱壳体为球形结构，包含上下两个具有凸缘的全透光的半球，半球凸缘上开有孔，使用上下两个法兰夹紧半球凸缘构成完整的载人舱壳体。所述载人舱壳体结构的球壳连接下法兰固连在主体骨架上，与水平面呈20度夹角布置。所述载人舱壳体采用位于上下两个全透光半球凸缘之间的硅胶垫片进行密封，使用螺栓夹紧球壳连接上下法兰进而夹紧上下全透光半球实现密封。所述全透光上半球壳上方开有人员进出口，通过载人舱口盖进行密封闭合。所述球壳连接上法兰安装有对称布置的两组水下照明设备以及一个水下云台。所述动力电池及设备舱数量为两套，对称布置于主体骨架外侧，动力电池及设备舱使用便于快速开合动力电池及设备舱盖进行密封闭合。设备舱内安装一个可抽拉式动力电池及环流风扇固定板，每个固定板上安装有多组动力电池和多个环流风扇。所述气瓶数量为四个，安装于载人舱下方，主体横向骨架与主体纵向骨架之间的区域。所述气囊舱室的数量为两个，对称布置于主体骨架两侧，动力电池与设备舱上方，每个气囊舱室内安装有多个气囊，每个气囊舱室上有两个大小相同的圆柱状贯通开孔。所述垂向推进器数量为四个，分别安装在气囊的贯通开孔处。所述载人舱壳体内安装有舱内设备安装台，上面安装有人员座椅、舱内照明设备、舱内操控台以及舱内供氧及空气循环净化装置，座椅数量为三个。所述人梯骨架连接板上安装一个可抛载的求生信标。所述观光潜器采用三点起吊的方式，球壳骨架连接前板上有一个起吊点，球壳骨架连接后板上有两个起吊点。
本发明基本组成包括载人舱壳体结构、主体骨架结构以及其他功能组件。
如图1、图2、图6所示，载人舱壳体结构包括全透光载人舱上半球壳3、全透光载人舱下半球壳21、球壳连接上法兰11、球壳连接下法兰12和硅胶垫片38，载人舱上下球壳为一个带有凸缘的全透光半球壳体，在半球壳体的凸缘上开有均布的通孔，与球壳连接上法兰11 和球壳连接下法兰12上的开孔配合使用。如图6，在上下两个半球壳体之间布置一道硅胶垫片38，球壳连接上下法兰通过夹紧上下半球壳的凸缘，从而夹紧上下半球壳体之间的硅胶垫片38，进而实现对载人舱壳体的密封。所述载人舱壳体采用高强度有机玻璃制成，具有高的透光率，从而保证了观光过程中的良好视野。在全透光载人舱上半球壳3上开有一个人员进出孔，人员进出口上安装有一个可开启关闭的载人舱口盖6，人员及舱内可更换设备由此处进出载人舱。舱内设备安装台17固定在载人舱壳体内，人员座椅4、舱内操控台5、舱内照明装置13以及舱内供氧及空气循环净化装置14都安装在舱内设备安装台17上。水下云台 15和对称布置的一对水下照明设备16安装在球壳连接上法兰11上。
如图1、图2、图3、图5所示，主体骨架包括左主体纵向骨架24、右主体纵向骨架28、主体横向骨架前20、主体横向骨架后32、球壳骨架连接前板30、球壳骨架连接后板25以及人梯骨架组成。主体纵向骨架和主体横向骨架为主要支撑结构，分别使用多块相同形状的板材通过多个连接柱29连接而成，提高了骨架的强度。在主体横纵骨架上开有多个三角形开孔，可以在保证结构强度的同时减轻骨架的重量。主体横向骨架与主体纵向骨架使用螺栓连接，组成一个平行四边形的结构，球壳骨架连接前板30和球壳骨架连接后板25通过螺栓安装在左主体纵向骨架24和右主体纵向骨架28中间靠上方的位置，如图4所示，与水平面的夹角为20度，减少了载人舱壳体结构安装在球壳骨架连接前后板上时由于球壳凸缘与法兰连接所造成的前向视觉遮挡，提供一个更加广阔的视野。人梯骨架由两块人梯板7和多根人梯杆8 连接而成，人梯板7一端安装在人梯骨架连接板9上，另一端与载人舱口盖连接，其与主体骨架共同作用为载人舱壳体结构提供一个压紧力，人梯骨架连接板9安装在左右主体纵向骨架的上后方，方便乘客和驾驶人员进出观光潜器。
如图2、图5所示，对称布置的一对动力电池及设备舱18通过动力电池及设备舱固定架 23与左右主体纵向骨架连接，动力电池及设备舱18的后端安装有一个可以快速开合的动力电池及设备舱盖34进行密封盖合，提高开合的效率，进而提高动力电池组36和设备的更换效率。每个动力电池及设备舱内安装一个可抽拉式动力电池及环流风扇固定板35，固定板上安装有三块动力电池组36、多个环流风扇以及其他设备，动力电池组36以及设备工作时产生的热量由环流风扇带动在动力电池及设备舱18进行循环并通过舱体壁与外界的水接触进行热量交换完成散热，提高了散热效率。对称布置的四个气瓶19安装在气瓶固定架22上，气瓶固定架安装在载人舱壳体的下方主体骨架中间的平行四边形区域内，通过管道与气囊37 以及载人舱壳体内供氧设备相连，气瓶固定架还可为全透光载人舱壳体下端提供一定的保护，并且增强了主体骨架的强度。
如图1、图5所示，对称布置的一对气囊舱室1分别安装在气囊舱室固定板左31和气囊舱室固定板右33上面，并且与动力电池及设备舱固定架23连接，保证气囊舱室的稳固，气囊舱室固定板33安装在主体纵向骨架上。每个气囊舱室1上开有两个贯通的倾斜圆柱形开孔，用来安装垂向推进器2。每个气囊舱室1中分别安装有前中后多个气囊37，气囊37通过管路与气瓶19相连，通过给气囊37进行充放气改变观光潜器的排水量来实现潜器的上浮与下潜，通过改变前中后三个气囊37充气量的大小以及左右两侧气囊37总充气量的差值调节潜器纵倾或横倾姿态。气囊37对于姿态的调节主要用于潜器在水面航行时的调整，潜器潜入水中后气囊37处于充其量几乎为零的状态，此时气囊37仅用来平衡乘客体重差所造成姿态改变，水下潜行时主要纵倾或横倾姿态调节依靠四个垂向推进器2实现。
如图1、图3所示，观光潜器的主体纵向骨架后方安装有一对对称布置的水平推进器26，驾驶人员可以控制水平推进器26的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动。气囊舱室1的贯通开孔内安装了四个垂向推进器2，通过控制垂向推进器2可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动，还可以用于调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
工作时，观光潜器由母船通过起吊设备与潜器上的起吊点27配合将潜器放入水中，此时气囊37处于充气状态，观光潜器漂浮在水面上，载人舱壳体部分露出水面，驾驶人员以及乘客从舱口进入潜器载人舱壳体内，关闭载人舱口盖6。此时，驾驶员通过舱内操控台5先对气囊37进行放气，使观光潜器整体处于一个平衡的零浮力状态，整个潜器处于完全淹没的状态，然后通过控制垂向推进器2和水平推进器26控制潜器在水中进行升沉、进退以及转艏等运动，到达观光目的地，完成观光作业；作业完成后，驾驶员驾驶潜器返回母船附近，利用气瓶19给气囊37进行充气，配合垂向推进器实现潜器的快速上浮运动，然后在水面上驾驶潜器接近母船，待人员离开潜器后，由母船的起吊设备将潜器吊运至母船上。
当在水中遇到紧急情况时，潜器自动释放求生信标10，求生信标10在浮力的作用下快速浮出水面，信标内的设备自动向母船发送位置等求助信息，求生信标通过导线与潜器载人舱内设备相连用于舱内人员在水下时与母船的紧急通信，舱内的驾乘人员还可手动抛载释放配重来完成紧急上浮的操作。

Claims (10)

1.一种全透光球形载人舱观光潜器，包括主体骨架和载人舱壳体结构，其特征在于：载人舱壳体结构包括通过法兰密封连接的全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳，全透光载人舱上半球壳上端设置有一人员进出口，人员进出口上设置有一可开启关闭的载人舱口盖，在全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳构成的空间内设置有舱内设备安装台，所述主体骨架包括左主体纵向骨架、右主体纵向骨架、前主体横向骨架、后主体横向骨架、球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板，左右主体纵向骨架、前后主体横向骨架相互连接形成平行四边形结构，球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板一前一后设置在左主体纵向骨架和右主体纵向骨架上端之间，且球壳骨架连接前后板与水平面成20度夹角，减少载人舱壳体结构安装在球壳骨架连接前后板上时由于球壳凸缘与法兰连接所造成的前向视觉遮挡；载人舱壳体结构位于球壳骨架连接前板、球壳骨架连接后板之间，左主体纵向骨架、右主体纵向骨架的外侧分别设置有一动力电池及设备舱固定架，动力电池及设备舱固定架上设置有动力电池及设备舱，在平行四边形结构的区域内设置有气瓶固定架，气瓶固定架上对称设置有四个气瓶，在左右主体纵向骨架上还分别设置有一气囊舱室固定板，每个舱室固定板上设置有一气囊舱室，每个气囊舱室上开有两个贯通的倾斜圆柱形开孔，每个开孔中设置有一垂向推进器，每个气囊舱室中分别设置有三个气囊，气瓶与气囊通过管路连接，在左右主体纵向骨架的后方分别安装有一水平推进器，在全透光载人舱上半球壳和全透光载人舱下半球壳的连接法兰上设置有水下云台和一对水下照明设备。
2.根据权利要求1所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：还包括人梯骨架，人梯骨架包括设置在左右主体纵向骨架上后方的人梯骨架连接板、设置在人梯骨架连接板与载人舱口盖之间的两块人梯板、等间距设置在两块人梯板之间的人梯杆，所述人梯骨架连接板上安装一个可抛载的求生信标。
3.根据权利要求1或2所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：舱内设备安装台上设置有人员座椅、舱内操控台、舱内照明装置、舱内供氧及空气循环净化装置，舱内供氧及空气循环净化装置与气瓶连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：动力电池及设备舱后端安装有一个可以快速开合的动力电池及设备舱盖进行密封盖合。
5.根据权利要求3所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：动力电池及设备舱后端安装有一个可以快速开合的动力电池及设备舱盖进行密封盖合。
6.根据权利要求1或2所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：控制水平推进器的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动；控制垂向推进器可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动、调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
7.根据权利要求3所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：控制水平推进器的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动；控制垂向推进器可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动、调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
8.根据权利要求4所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：控制水平推进器的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动；控制垂向推进器可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动、调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
9.根据权利要求5所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：控制水平推进器的推进方向实现观光潜器在水面航行以及水下潜行时的前进、后退以及转艏运动；控制垂向推进器可以实现观光潜器在水中潜行时的上浮和下沉运动、调节观光潜器在水下的纵倾或横倾姿态。
10.根据权利要求1或2所述的一种全透光球形载人舱观光潜器，其特征在于：球壳骨架连接前板上有一个起吊点，球壳骨架连接后板上有两个起吊点。
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