CN1331709C - 无人驾驶自动返回式深潜器 - Google Patents

Abstract

无人驾驶自动返回式深潜器，涉及一种潜水装置，尤其是涉及一种可自动返回海面，无人驾驶的深潜器。提供一种结构简单，配合相应的控制装置，即可组成一种可潜伏在深海海底，可定时自动返回海面，特别适用于针对深海某一地点长期的水文条件、悬浮颗粒沉降循环以及深海底栖生物的周年变化等领域研究的无人驾驶自动返回式深潜器。设有带开口容器，带开口容器上设有导管和用于放置设备的至少1个平台；阀门，设于导管上，用于深潜器下沉前排出带开口容器内的气体，气体排出后阀门关闭，阀门与控制装置连接；载物体，设于带开口容器的下方，用于承载所需的设备；系绳索，连接于带开口容器与载物体之间。

Description

无人驾驶自动返回式深潜器

技术领域

本发明涉及一种潜水装置，尤其是涉及一种可自动返回海面，无人驾驶的深潜器。

背景技术

由于受深海高压、低温、黑暗的限制，要对深海进行科学研究就必须借助特殊的深潜器才能实现研究目标。现有的深潜器采用载人操作的方式，或者采用长达数千米的电缆在水面操控，这两种方式都因为技术含量高、造价昂贵等原因而未能广泛运用。而且现有的深潜器都不适合进行长期海底水文条件、悬浮颗粒沉降、海底扰动等动态研究。

发明内容

本发明的目的在于针对已有的深潜器结构复杂、造价昂贵等问题，提供一种结构简单，配合已有的相应的控制装置，即可组成一种可以潜伏在深海海底，可定时自动返回海面，特别适用于针对深海某一地点长期的水文条件、悬浮颗粒沉降循环以及深海底栖生物的周年变化等领域研究的无人驾驶自动返回式深潜器。

本发明设有

带开口的容器，用于控制深潜器的沉浮，带开口容器上设有导管和用于放置设备的至少1个平台；

阀门，设于导管上，用于深潜器下沉前排出带开口容器内的气体，气体排出后阀门关闭，阀门与控制装置连接；

载物体，设于带开口容器的下方，用于承载所需的设备；

系绳索，连接于带开口容器与载物体之间。

所说的带开口容器可选择浮囊，浮囊呈倒圆锥台形，开口设于浮囊的底部，开口即为溢气孔，以保证深潜器在下沉过程中浮囊内外压力一致，避免浮囊损坏。带开口容器上的平台可设于带开口容器的顶部、中部。

载物体可设为板状体或敞开式不带盖盒体。

在载物体下部最好设配重，以保持深潜器的平衡与稳定。配重可通过绳索与载物体或带开口容器连接。

本发明利用已有的控制装置，例如采用全球定位系统、无线电收发装置、海上救援信号灯等装置，与本发明的结构设计相结合，组成了一种可以潜伏在深海海底，可定时自动返回海面，特别适用于针对深海某一地点长期的水文条件、悬浮颗粒沉降循环以及深海底栖生物的周年变化等领域研究的无人驾驶自动返回式深潜器。与已有的深潜器相比，本发明的突出优点是：

1、采用开放的容器用于控制深潜器的沉浮，由于普通的硬质材料，也能承受高达100MPa的压力，例如敞口的酒瓶也能安然无恙地沉入大洋底部。因此本发明的主体均由敞开式的硬质部件组成，仅核心控制部件置于特制耐压容器中。本发明作为深海科学研究的运载工具，无需额外的动力，下沉依靠重力，上浮依靠浮囊中油产生的浮力，因此结构简单，造价低，性能稳定。

2、深潜器的下沉采用重力沉降法任其自由下沉。例如上浮过程由预先设定的电子开关定时开启上浮程序进行操控。上浮程序主要包括开启电磁阀门，触动可活动的挂钩，挂钩松开，悬挂的重物与深潜器分离，深潜器在油产生的浮力作用下完成样品保护以及整个深潜器的上升。本发明蜇伏在海底的过程无需消耗能源，因此能够潜伏在海底数月，开展相应的深海动态研究。当本发明浮出水面后才开启定位装置并发送联络信号与陆地基站联系，人工完成深潜器的回收。

3、在浮囊中充入密度轻的机油可以保证深潜器沉入深海后，浮囊还能提供一定的浮力(若是气体，在数千米的深海中由于体积急剧压缩使浮囊失去浮力)，避免海水对浮囊内核心部件的腐蚀以及海洋污损生物的繁殖。

4、可以通过调节定时的时间控制本发明的上浮，实现不同周期的科学研究的目的。本发明特别适用于针对深海某一地点长期的水文条件、悬浮颗粒沉降循环以及深海底栖生物的周年变化等领域研究。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明实施例的工作流程图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明设有浮囊1、载物船体2和尼龙系绳3。上部为浮囊1，浮囊1的底部设开口4，其作用有以下两方面：其一可以保证深潜器在下沉过程中浮囊1的内外压力一致，避免浮囊损坏；其二可以作为深潜器在上升过程中多余液体溢出的通道，在保证浮囊内外压力一致的同时维持浮力的稳定。浮囊1中部设有一平台5，用于固定可活动挂钩、电子计时器、电磁阀、数据采集器等核心部件6。浮囊顶部设有一阀门7，其作用是深潜器在下沉前用于由导管8排出内部的空气，空气排尽后再通过该阀门注入密度较轻且腐蚀性较小的机油，待机油的体积约占浮囊体积的2/3——4/5时关闭阀门。在浮囊中注入机油的目的是保证深潜器沉入深海后，浮囊还能提供一定的浮力，避免海水对浮囊内核心部件的腐蚀以及海洋污损生物的繁殖，同时确保长达数月的深潜过程中，裸露的机械装置仍然能够保持灵活。浮囊1的顶部设平台9，除了有阀门外还可以固定GPS定位系统(例如美国GARMIM公司出品的GPS追踪器)、无线电波发送装置、海上救援信号灯等与深潜器回收有关的装置10，这些设备的开启受浮囊内的核心部件6控制。

深潜器的下部是载物船体2，它是主要科研仪器、设备11的载体，同时也是能源供给中心。在载物船体上放置饵料、隐蔽物等引诱深海底栖生物的定居，还可以用于深海生物的研究。载物船体2由4根尼龙系绳3与浮囊1连接。在载物船体2下方设有配重12，配重12由尼龙绳13固定在活动挂钩14上。

本发明的工作流程如下。

根据不同研究的需要在载物船体上固定相应的仪器、设备，根据需要悬挂一定重量的重物，设定深潜器返回的时间，开启定时器进入倒计时。通过吊车将深潜器吊入水中，打开顶部的阀门排出浮囊内的空气。空气排尽后再通过阀门缓慢注入机油使之充满浮囊的70％-80％，关闭阀门，在适当的海域释放深潜器，任之自由下沉。经过数月后，由电子计时器在设定的时间开启上浮程序，可活动挂钩脱落，悬挂的重物与深潜器分离。在浮囊中油产生的浮力带动下，整个深潜器浮出深海。深潜器浮出海面后开启与回收有关的装置等待回收。

图2给出了本发明实施例的工作流程图。首先设定控制装置的单片机参数，再将核心控制部件装密封耐压容器，做好深潜器下水准备，排出空气，注入轻油，深潜器即自由沉入深海，收集数据。经蛰伏到达预定时间，单片机触发动作电位，即通过继电器控制电磁阀，同时开启定位及回收系统，电磁阀带动可活动挂钩，释放配重(即重物)，这时深潜器自由上浮，等待回收。

Claims (5)

1.无人驾驶自动返回式深潜器，其特征在于设有

带开口的容器，用于控制深潜器的沉浮，带开口容器上设有导管和用于放置设备的至少1个平台：

阀门，设于导管上，用于深潜器下沉前排出带开口容器内的气体，阀门与控制装置连接；

载物体，设于带开口容器的下方，用于承载所需的设备；

系绳索，连接于带开口容器与载物体之间，所说的带开口容器为浮囊，浮囊呈倒圆锥台形，开口设于浮囊的底部。

2.如权利要求1所述的无人驾驶自动返回式深潜器，其特征在于带开口容器上的平台设于带开口容器的顶部、中部。

3.如权利要求1所述的无人驾驶自动返回式深潜器，其特征在于载物体设为板状体或敞开式不带盖盒体。

4.如权利要求1所述的无人驾驶自动返回式深潜器，其特征在于在载物体下部设配重。

5.如权利要求4所述的无人驾驶自动返回式深潜器，其特征在于配重通过绳索与载物体或带开口容器连接。

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