CN114348216A - 多功能海底观光平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能海底观光平台，水下观光平台包括环形构架、观光走廊、螺旋走廊、中心支撑柱和观光横向平台；环形构架的上表面与浮体连接；观光走廊安装于环形构架的下表面，观光走廊包括间隔分布于环形构架下表面并相互连通的观光舱室、游客舱室和滑道舱室，其中，游客舱室与滑道舱室背靠背安装，且游客舱室与滑道舱室之间设置有弹射装置，用于在紧急情况下将游客舱弹射至海水中；中心支撑柱竖向布置，其上端与浮体连接，下端与观光横向平台连接；螺旋走廊的上端与观光走廊连通，螺旋走廊随着中心支撑柱盘旋向下，其下端与观光横向平台连通。本发明是以海底观光为主要作用的海洋设施，同时能实现战时躲避、恶劣天气避险等多功能。

Description

多功能海底观光平台

技术领域

本发明属于海上大型人工浮体技术领域，具体涉及多功能海底观光平台。

背景技术

21世纪是海洋的时代，辽阔的海洋不仅蕴藏了丰富的自然资源，也为人类创造了无尽的旅游资源。随着科技的发展，陆地空间越发拥挤，已经不能满足人类更好的需求，而海洋空间开发很少，未来人类对海洋的开发将是主要方向。为减轻南海财政压力以及更好地满足旅游需求，现需设计一种具有一定能力自持的、搭建与拆卸方便、具有战时躲避功能以及(海洋恶劣情况时)帮助浮体稳固功能的建筑设施。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的空白，提供多功能海底观光平台，该平台承担的主要功能是观光，在观光的基础上实现恶劣天气避险、战时躲避、逃生等多功能。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种多功能海底观光平台，所述多功能海底观光平台包括环形构架、观光走廊、螺旋走廊、中心支撑柱和观光横向平台；所述环形构架的上表面与浮体连接；所述观光走廊安装于环形构架的下表面，观光走廊包括间隔分布于所述环形构架下表面并相互连通的观光舱室、游客舱室和滑道舱室，其中，所述游客舱室与滑道舱室背靠背安装，且游客舱室与滑道舱室之间设置有弹射装置，用于在紧急情况下将所述游客舱弹射至海水中；所述中心支撑柱竖向布置，其上端与浮体连接，下端与所述观光横向平台连接；所述螺旋走廊的上端与所述观光走廊连通，螺旋走廊随着所述中心支撑柱盘旋向下，其下端与所述观光横向平台连通。

上述方案中，所述滑道舱室背部与游客舱室接触的一面安装有滑道，所述游客舱室背部与滑道舱室接触的一面安装有可沿所述滑道移动的行走机构。

上述方案中，所述弹射装置包括安装于所述滑道端部的弹射推进器和推进器轨道，所述弹射推进器和与之接触的游客舱室的沟槽抵触，弹射推进器利用滑道舱室内的电能沿着推进器轨道推动游客舱室沿着滑道移动。

上述方案中，所述弹射装置还包括设置于所述游客舱室尾部的尾部动力装置，所述尾部动力装置用于在弹射推进器与游客舱室脱离后驱动游客舱室在水中行进。

上述方案中，所述滑道舱室背面还安装有弹簧锁，正常情况下所述弹簧锁锁紧所述滑道舱室与游客舱室，在紧急情况下所述弹簧锁解锁，便于所述游客舱室的弹出。

上述方案中，所述观光舱室内设置上通道和下通道，其中上通道与浮体连通，上通道与下通道之间设置电梯和盘旋走道；所述观光舱室底部设置一段弧底。

上述方案中，所述游客舱室包括载水游客舱、载客舱和设备舱；所述载水游客舱包括内外两个不连通的空间，内层空间为内层游览通道，并与相邻舱室连通，外层空间为外层载水舱，外层载水舱内设置有待激活的海水激活电池，在游客舱需要弹射出去时，海水灌入外层载水舱，海水激活所述海水激活电池产生电能，为整个游客舱室及尾部动力装置提供电能；所述载客舱内设有紧急救生装置、扶手和安全椅；所述设备舱设置所述尾部动力装置。

上述方案中，所述螺旋走廊内部中间设有观光车通道，观光车通道两旁设置人行道，每隔一段距离设置供上下车的车站，设有车站的舱节为观光车停靠舱节，其余舱节为观光车运行舱节。

上述方案中，所述螺旋走廊对立设置两条，分别起始于环形观光走廊直径的两个端点，两个相对的观光舱室背后分别设置一个与其连通的固定过渡装置，两条螺旋走廊的上端分别与两个固定过渡装置连通，两条螺旋走廊均是随着中心支撑柱盘旋向下而离中心支撑柱越来越近的非对称螺旋结构，两条螺旋走廊的下端分别与所述观光横向平台的两端连通。

上述方案中，所述观光走廊还包括间隔分布于所述环形构架下表面的压载水舱，所述压载水舱包括内外两个不连通的空间，内层空间为游客通道与相邻的其他舱室连通，外层空间用于装载压载水。

本发明的有益效果在于：

1、本发明是基于大型人工浮体技术，以海底观光为主要作用的海洋设施，同时能实现战时躲避、恶劣天气避险等多功能。整个设施是以一个环形走廊跟两条螺旋走廊为主体，数个游客舱室依次分布在环形走廊上且能完全通行的布局。实现观光功能时，游客通过浮体底部进入到环形走廊，并可以绕环形走廊和螺旋走廊进行多角度、不同层次的观光；遇到紧急情况(如台风等恶劣情况时)，走廊可灌通海水以降低整个浮体的重心；需要临时逃离走廊时，游客安顿至游客舱被弹射离开观光走廊。

2、本设施的日常发电与弹射后的游客舱室供能分别是靠温差能装置跟海水激活电池，整个装置基本可实现电力自给，不需要外部提供电脑呢过，提高了设施的自持性。

3、能通过景区收费以及带动相关服务产业等形式来实现盈利，降低浮岛建设成本，提高设施的可持续性使用；能实现海底观光的作用，挖掘相关海域旅游资源，带动经济消费。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明水下观光平台的整体结构示意图；

图2是图1所示水下观光平台上下翻转180°后的结构示意图；

图3是本发明水下观光平台的观光舱室的位置示意图；

图4是图3所示观光舱室的内部结构图；

图5是本发明水下观光平台的游客舱室的位置示意图；

图6是图5所示游客舱室的载水游客舱的内部结构图；

图7是图5所示游客舱室的载客舱的内部结构图；

图8是图7所示载客舱内的氧气罩的结构图；

图9是图5所示游客舱室的设备舱的内部结构图；

图10是本发明水下观光平台的滑道舱室外表面的滑道示意图；

图11是滑道舱室与游客舱室的连接示意图；

图12是滑道舱室与游客舱室之间的弹簧锁示意图；

图13是本发明水下观光平台的压载舱室的位置示意图；

图14是本发明水下观光平台的螺旋走廊的安装示意图；

图15是图14所示螺旋走廊的观光车运行舱节的内部结构图；

图16是图14所示螺旋走廊的观光车停靠舱节的内部结构图；

图17是本发明水下观光平台的游客舱室内发电装置的布局图；

图18是本发明水下观光平台的发电模式切换示意图；

图19是本发明水下观光平台的游览流程图；

图20是本发明水下观光平台的危急情况的流程图。

图中：10、环形构架；

20、观光舱室；21、弧底；22、盘旋走道；23、上通道；24、下通道；25、电梯；26、透明窗；

30、游客舱室；31、载水游客舱；311、内层游览通道；312、外层载水舱； 313、海水激活电池；314、输电管道；32、载客舱；321、AED和救生衣置放箱；322、氧气罩；3221、氧气罐；3222、氧气管；3223、盖子；323、扶手； 324、安全椅；33、设备舱；331、尾部动力装置；34、滑轮；

40、滑道舱室；41、滑道；42、弹簧锁；43、弹射推进器；44、推进器轨道；

50、压载水舱；

60、螺旋走廊；61、观光车运行舱节；62、观光车停靠舱节；63、观光车通道；64、人行道；

70、固定过渡装置；

80、中心支撑柱；

90、观光横向平台。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-2所示，为本发明实施例提供的多功能海底观光平台，整个平台依托于海上大型人工浮体安装，深度在浅海深度以内，大致深度在水下20米到水下130米左右。多功能海底观光平台包括环形构架10、观光走廊、螺旋走廊60、中心支撑柱80和观光横向平台90。环形构架10的上表面与浮体连接。观光走廊安装于环形构架10的下表面，观光走廊包括间隔分布于环形构架10 下表面并相互连通的观光舱室20、游客舱室30、滑道舱室40和压载水舱50。其中，游客舱室30与滑道舱室40背靠背安装，且游客舱室30与滑道舱室40 之间设置有弹射装置，用于在紧急情况下将游客舱弹射至海水中。中心支撑柱 80竖向布置，其上端与浮体连接，下端与观光横向平台90连接。螺旋走廊60 的上端与观光走廊连通，螺旋走廊60随着中心支撑柱80盘旋向下，其下端与观光横向平台90连通。本实施例中，观光舱室20、游客舱室30、滑道舱室 40和压载水舱50沿环形构架10的周向均匀布置六组。

如图3-4所示，观光舱室20为独立的、可隔水密封舱，能实现不同高度的观光体验，且均匀分布在环形构架10上。观光舱室20内设置上通道23和下通道24，其中上通道23与浮体连通，是游客从浮体底部进入观光走廊的通道；上通道23与下通道24之间设置电梯25和盘旋走道22，游客可通过电梯 25直达下通道24，也可通过盘旋走道22行走至下通道24，盘旋走道22一方面能最大限度的增加观光度，另一方面能避免同一水平的观光疲劳。下通道24的两侧设置透明窗26。观光舱室20底部设置一段弧底21，游客可绕弧底 21多角度的进行观光。观光舱室20两侧设有一定的外扩角度，能有较远的视角。

如图5-9所示，游客舱室30设置于观光舱室20一侧，游客舱室30与观光舱室20之间有一个过渡舱室(图未示，如车厢连接部分)，该过渡舱室用于平衡气压、隔水、脱离时提供缓冲。游客舱室30包括若干节舱室，分为载水游客舱31、载客舱32和设备舱33，不同的游客舱含有隔水密封装置，防止因某一舱室发生漏水而导致多个游客舱甚至整个走廊受到破坏。

如图10-12所示，滑道舱室40背部与游客舱室30接触的一面安装有弧形滑道41，游客舱室30背部与滑道舱室40接触的一面安装有可沿滑道41滑动的滑轮34。弹射装置包括安装于滑道41端部的弹射推进器43和推进器轨道 44，弹射推进器43和与之接触的游客舱室30的沟槽抵触，弹射推进器43利用滑道舱室40内的电能(紧急发电机提供电能)沿着推进器轨道44推动游客舱室30沿着滑道41移动。弹射装置还包括设置于游客舱室30尾部的尾部动力装置331，尾部动力装置331用于在弹射推进器43与游客舱室30脱离后驱动游客舱室30在水中行进。尾部动力装置331可以设计为依靠电泵将海水喷出来推进的喷水推进器，喷出的海水可以是载水舱里面存储的海水，因此要考虑吸收的海水与喷出的海水的动态平衡；或者利用海水激活电池313的电能通过螺旋桨来推进(例如潜艇的推进器)，该动力装置不需要太强劲的推进力，能够保持时速5-10节。滑道舱室40背面还安装有弹簧锁42，正常情况下弹簧锁42锁紧滑道舱室40与游客舱室30，在紧急情况下弹簧锁42解锁，便于游客舱室30的弹出。

具体参见图6，载水游客舱31包括内外两个不连通的空间，内层空间为内层游览通道311，并与相邻舱室连通，外层空间为外层载水舱312，外层载水舱312内设置有待激活的海水激活电池313，在游客舱室30需要弹射出去时，海水灌入外层载水舱312，激活海水激活电池313产生电能，为弹射装置提供动力。需要注入海水的时候，注水盖打开，海水进入到装有海水激活电池 313的外层载水舱312，激活电池进行工作；装有一定量的海水后，盖子关闭。

具体参见图7，载客舱32的舱室可活动的范围较大，可设置多节，能在最大观赏风景的同时尽可能多的载人。载客舱32内设有必要的紧急救生装置，如AED、氧气罩322、救生衣等，其中AED和救生衣放置于AED和救生衣置放箱321内。氧气罩322的具体结构如图8所示，包括氧气罐3221、氧气管3222、盖子3223，打开盖子3223后，氧气管3222放下，通过氧气罐3221 为游客提供氧气。此外，载客舱32内的通道上安装有扶手323、安全椅324 等协助人保持稳定的装置。

具体参见图9，设备舱33设有尾部动力装置331及其操作台，本实施例中尾部动力装置331采用喷水推进器，喷水推进器所需电能通过海水激活电池 313供应。设备舱33内还设有各种监控仪表。

如图13所示，压载水舱50布置于观光舱室20的另一侧，压载水舱50 包括内外两个不连通的空间，内层空间为游客通道与相邻的其他舱室连通，外层空间用于装载压载水。当发生诸如海洋风暴等恶劣天气情况时，在游客进入安全区域后，压载水舱50会灌入大量海水以降低整个装置的重心。另一方面，环形观光走廊在注入海水后能提高本身结构的稳定性。

如图14所示，螺旋走廊60对立设置两条，分别起始于环形观光走廊直径的两个端点，两个相对的观光舱室20背后分别设置一个与其连通的固定过渡装置70，两条螺旋走廊60的上端分别与两个固定过渡装置70连通，两条螺旋走廊60均是随着中心支撑柱80盘旋向下而离中心支撑柱80越来越近的非对称螺旋结构，两条螺旋走廊60的下端分别与观光横向平台90的两端连通。

如图15-16所示，每一条螺旋走廊60内部中间设有观光车通道63，观光车通道63两旁设置人行道64，每隔一段距离设置供上下车的车站，设有车站的舱节为观光车停靠舱节62，其余舱节为观光车运行舱节61。观光车也是靠电力(温差能)提供能源。

如图17所示，游客舱室30内发电装置的布局：海水激活电池313安装在载水游客舱31的上部，当海水灌进载水区域时发电，并通过输电管道314传到其他舱室以及给尾部动力装置331供能。输电管上可以顺带接通照明设备。利用双管道流通可以形成循环，提高电能的使用效率。

图18显示了本发明多功能海底观光平台的供电方式：

Ⅰ平时供电：主要是以温差能为主，局部小功率的用电设备(如海底探照灯、某个小型的观测器)可使用海水燃料电池。温差能由于需要不同深度海水温差，所以相关的设备可以安装于螺旋走廊60上，而且能通过螺旋走廊60 实现温差能设备的联通。

Ⅱ紧急情况时的供电：是指在游客舱需要脱离观光走廊母体时的供能方式。依靠海水激活电池313，以镁或银的氧化物或者氯化物(Al/AgO)作为正极，以海水作为电解质进行化学反应而产生电能。海水激活电池313一旦使用就不能停止直到使用完毕，所以需要考虑电池容量的匹配和效率的最大化设计。

Ⅲ发生小故障时供电：启用紧急发电机。

下面介绍本发明多功能海底观光平台的多功能实现方式及流程。

1、观光流程：为了营造良好的游览秩序以及发生紧急情况时避免混乱发生(如踩踏)，原则上游客游览需按规定的路线，环形观光走廊采用单向观光 (比如顺时针游览)、螺旋走廊60是单条走廊单一路线(两条螺旋走廊60就一边上边下)。在主要的观光地点会设置整个观光走廊的游览路线图和志愿者服务地点。具体观光流程如图19所示。

2、战时躲避、逃生：受到攻击后，几个游客舱室30为整体从滑道41上被弹射出去，游客舱室30整体分为载人区域、载水区域、放置动力装置的区域，整个游客舱室30几乎是重心平衡的，因为载水舱载水，载人舱载人，设备舱33放有动力设备使得整个舱室趋于重心平衡。该游客舱室30(此时可视为逃生舱)可先注满水沉入海底，或者移动一段距离，等安全时再排水上浮。危机情况的流程如图20所示。

3、恶劣天气避险：发生诸如海洋风暴等恶劣天气情况时，在游客进入安全区域后，压载水舱50会灌入大量海水以降低整个平台的重心。另一方面，环形观光走廊在注入海水后能提高本身结构的稳定性。

上述多功能海底观光平台主体部分的建筑材料及搭建方式如下：

1)环形观光走廊：采用水下不分散混凝土材料、高强度合金(有较好的抗压性、质量相对较轻)、抗腐蚀材料(如在金属表面涂抹防腐涂层或用防腐隔板将金属与海水隔离，也可以利用阴极保护法保护建筑主体)、防水材料、亚力克玻璃。搭建方式为：以高强度合金为骨架，并浇灌水下不分散混泥土作为毛坯；在毛坯里镶嵌亚克力玻璃以观光；靠近海水的部分有防腐材料；并且靠近建筑内部有防水隔层。

2)游客舱室30：采用高强度合金(有较好的抗压性、质量相对较轻)，亚力克玻璃，防水材料。搭建方式：以高强度合金作为壳体，壳上安装亚力克玻璃并内侧安装防水隔板，防腐蚀装置与环形观光走廊一致。

3)螺旋舱：采用高强度合金(有较好的抗压性、质量相对较轻)，亚力克玻璃，防水材料。搭建方式：分段搭建，以高强度金属作为壳体，壳上安装亚力克玻璃并内侧安装防水隔板，防腐蚀装置与观光走廊一致。

下面介绍本实施例多功能海底观光平台各部分参数的定量估算。

1)正常参观时的人数：环形观光走廊大致每个舱室额定容纳40人，螺旋舱室以两条计算(单条容纳120人)，总共整个海底观光走廊的单次参观人数上限大致为1000人，日接待5000人。考虑到建筑结构等问题，考虑对参观人数和参观时间(如4H)的控制。

参观人数控制的方法：每名游客进去之前需要领一张万用的电子卡(消费 +门禁权限)，或者用自己的身份证来替代电子卡，一旦获取进入观光走廊的权限自己的电子卡或者身份证便被激活；每个主体游览部门会设置门禁来控制人数，系统会根据实际人数情况在手机上(需下载APP或者扫码得知)为游客推荐最佳游览路线，若游客自由浏览便需要(如果某个地方人数达到上限)排队或另取他地。旺季购票平台可提前预售某天的旅游门票，淡季可以作为当地旅游实践基地或当地学校科普的场所。

2)主体建筑的尺寸大小：整个环形观光走廊的外内半径为100、85(m)；单个游客舱室30的长宽高分别为25、15、12m；观光舱室20的弧长为30m、宽20m，底部圆弧的半径为15m；滑道41的滑轨长80m；螺旋舱室的横截半径为15m，单条螺旋走廊60长约800m。

3)逃生时的各种参数：单个游客舱能产生的浮力约为45000N，一套逃生舱(即载水舱+载人舱+设备舱33，以下数据均以一套逃生舱来计算)产生的浮力为135000N，壳体的重力约60000N，各种设备重约30000N，最大载水量为1500立方米，最多载人50人。

4)发电时的工作参数：逃生时，激活电池的比能量为700Wh/Kg，可以续航5-10KM左右，能维持生存10天左右。平时供电的海水电池比能量也在168Wh/Kg左右，能长期供电。

本发明是基于大型人工浮体技术，以海底观光为主要作用的海洋设施，同时能实现战时躲避、恶劣天气避险等多功能。整个设施是以一个环形走廊跟两条螺旋走廊为主体，数个游客舱室依次分布在环形走廊上且能完全通行的布局。实现观光功能时，游客通过浮体底部进入到环形走廊，并可以绕环形走廊和螺旋走廊进行多角度、不同层次的观光；遇到紧急情况(如台风等恶劣情况时)，走廊可灌通海水以降低整个浮体的重心；需要临时逃离走廊时，游客安顿至游客舱被弹射离开观光走廊；日常发电与弹射后的游客舱室供能分别是靠温差能装置跟海水激活电池，整个装置基本可实现电力自给。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种多功能海底观光平台，其特征在于，所述多功能海底观光平台包括环形构架、观光走廊、螺旋走廊、中心支撑柱和观光横向平台；所述环形构架的上表面与浮体连接；所述观光走廊安装于环形构架的下表面，观光走廊包括间隔分布于所述环形构架下表面并相互连通的观光舱室、游客舱室和滑道舱室，其中，所述游客舱室与滑道舱室背靠背安装，且游客舱室与滑道舱室之间设置有弹射装置，用于在紧急情况下将所述游客舱弹射至海水中；所述中心支撑柱竖向布置，其上端与浮体连接，下端与所述观光横向平台连接；所述螺旋走廊的上端与所述观光走廊连通，螺旋走廊随着所述中心支撑柱盘旋向下，其下端与所述观光横向平台连通。

2.根据权利要求1所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述滑道舱室背部与游客舱室接触的一面安装有滑道，所述游客舱室背部与滑道舱室接触的一面安装有可沿所述滑道移动的行走机构。

3.根据权利要求2所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述弹射装置包括安装于所述滑道端部的弹射推进器和推进器轨道，所述弹射推进器和与之接触的游客舱室的沟槽抵触，弹射推进器利用滑道舱室内的电能沿着推进器轨道推动游客舱室沿着滑道移动。

4.根据权利要求3所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述弹射装置还包括设置于所述游客舱室尾部的尾部动力装置，所述尾部动力装置用于在弹射推进器与游客舱室脱离后驱动游客舱室在水中行进。

5.根据权利要求2所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述滑道舱室背面还安装有弹簧锁，正常情况下所述弹簧锁锁紧所述滑道舱室与游客舱室，在紧急情况下所述弹簧锁解锁，便于所述游客舱室的弹出。

6.根据权利要求1所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述观光舱室内设置上通道和下通道，其中上通道与浮体连通，上通道与下通道之间设置电梯和盘旋走道；所述观光舱室底部设置一段弧底。

7.根据权利要求3所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述游客舱室包括载水游客舱、载客舱和设备舱；所述载水游客舱包括内外两个不连通的空间，内层空间为内层游览通道，并与相邻舱室连通，外层空间为外层载水舱，外层载水舱内设置有待激活的海水激活电池，在游客舱需要弹射出去时，海水灌入外层载水舱，海水激活所述海水激活电池产生电能，为整个游客舱室及尾部动力装置提供电能；所述载客舱内设有紧急救生装置、扶手和安全椅；所述设备舱设置所述尾部动力装置。

8.根据权利要求1所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述螺旋走廊内部中间设有观光车通道，观光车通道两旁设置人行道，每隔一段距离设置供上下车的车站，设有车站的舱节为观光车停靠舱节，其余舱节为观光车运行舱节。

9.根据权利要求1或8所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述螺旋走廊对立设置两条，分别起始于环形观光走廊直径的两个端点，两个相对的观光舱室背后分别设置一个与其连通的固定过渡装置，两条螺旋走廊的上端分别与两个固定过渡装置连通，两条螺旋走廊均是随着中心支撑柱盘旋向下而离中心支撑柱越来越近的非对称螺旋结构，两条螺旋走廊的下端分别与所述观光横向平台的两端连通。

10.根据权利要求1所述的多功能海底观光平台，其特征在于，所述观光走廊还包括间隔分布于所述环形构架下表面的压载水舱，所述压载水舱包括内外两个不连通的空间，内层空间为游客通道与相邻的其他舱室连通，外层空间用于装载压载水。

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