應用于群島海域的可升沉潛水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種潛水裝置，具體的說，涉及一種應用于群島海域的潛水裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人類對海洋認識的不斷深入，對海洋的探索逐漸由海面轉向水下和海底，潛水器成為海洋水下科考的必要裝備。目前，潛水器一般依靠推進器運動，可由蓄電池供能，也可通過電纜連接由海上母船供能。但潛水器的造價昂貴，海下作業的費用高，一般適用于執行高精尖的科研項目，在普通的科學研究、涉海專業教學或科普教育中難以得到應用。
[0003]根據“全國海島資源綜合調查”的結果，我國面積500平方米以上的海島接近7000多個，但是小島多、大島少，無人島多、有人島少，導致海島的利用率偏低。作為獨特的海洋空間資源，海島可以作為科研、旅游的綜合性基地，且近年來波浪能、潮流能、海上風能及太陽能等可再生能源發電裝置逐步進入海試階段或產業化階段，在偏遠海島或海域使用多種海洋可再生能源多能互補的獨立供電系統發電將逐步成為現實，這為邊遠海島的綜合利用奠定了基礎。
[0004]目前的潛水觀光項目多集中在濱海地區，在海島和島礁建設潛水觀光系統的仍不多。
[0005]申請號為201110038112.2的專利公開了一種觀光潛水系統，包括潛水艙、起吊裝置和旋轉機構，該裝置類似于城市高層建筑中的觀光電梯，通過起吊裝置將潛水艙垂直送入水下，游客通過艙體觀光窗觀景。這種結構，潛水艙的運動形式單一，游客的觀光視野有限，僅能滿足簡單的觀光需求。
[0006]專利號為201010102740.8的專利公開了一種水底觀光潛水系統，包括行車道、動力裝置和潛水觀光車，其行車道采用軌道或索道，潛水車廂在軌道上行走，或通過索道牽引行走。但，若采用軌道行走的方式，需要在海底鋪設不間斷的行走軌道，對海底海況的要求高，施工困難，造價高，若采用索道行走的方式，
[0007]雖然專利號為201010102740.8的專利中提到了采用索道驅動潛水器的運動形式，但并未公開其具體結構。采用索道驅動潛水器的結構具有特殊性，若潛水器和索道之間的連接結構不穩定，潛水器進入水下后，易發生晃動，造成乘客不適。此外，現有的潛水觀光裝置多沒有安全應急結構，一旦發生意外，只能等待救援。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種結構穩定，安全系數高，舒適性強的，適用于群島海域的潛水裝置。
[0009]本發明的技術方案是:應用于群島海域的可升沉潛水裝置，包括潛水器、支撐及傳動系統和供電系統，潛水器包括載人艙，載人艙體上設置有密封門及觀察窗，載人艙體內設置有供氧裝置；供電系統為支撐及傳動系統供電；還包括控制終端，支撐及傳動系統包括一位于海島上的首粧、一位于海島或島礁上的尾粧以及至少一個位于海床上的中間粧，環繞首粧、尾粧及中間粧設置傳動纜繩系統；
[0010]潛水器還包括水艙，水艙與載人艙之間可拆卸，水艙體內設置有進排水系統；
[0011]載人艙通過升沉限位制動系統安裝在纜繩上；
[0012]升沉限位制動系統包括制動齒輪、固定板、升沉繩索及升沉伸縮架；載人艙艙頂裝有一支撐結構，制動齒輪軸裝在支撐結構上，支撐結構底部裝有可伸縮的制動銷，制動銷伸出后可與制動齒輪卡和；升沉繩索一端纏繞在制動齒輪上，另一端與固定板相接；固定板與支撐結構之間安裝升沉伸縮架；固定板與纜繩相連；升沉繩索用于維持潛水器豎直的穩定性，升沉伸縮架用于維持潛水器水平的穩定性，二者結合使用，避免潛水器在水下搖晃。
[0013]優選的是:傳動纜繩系統包括纜繩、水平安裝在首粧上的驅動圓盤、水平安裝在尾粧上的隨動圓盤及水平安裝在中間粧上的支撐架；驅動圓盤接驅動電機，供電系統為驅動電機供電；支撐架呈“工”型，其平行的兩個臂為滑輪固定臂，沿滑輪固定臂側邊排列安裝多個滑輪，滑輪軸固定在滑輪固定臂的側邊；纜繩環繞驅動圓盤和隨動圓盤，纜繩搭接在滑輪輪槽中。
[0014]優選的是:水艙艙頂與載人艙艙底相對，水艙艙頂設置有至少一個凸起桿，載人艙艙底相應位置設置有桿槽，凸起桿插入桿槽內，凸起桿和桿槽側壁上均開有銷孔，固定銷穿過銷孔，一端與電磁鐵相接，另一端與固定裝在載人艙艙體上的彈簧相接；控制終端控制電磁鐵是否通電。電磁鐵默認為通電狀態，彈簧默認為拉伸狀態，若檢測到發生意外，則切斷對電磁鐵的供電，電磁鐵斷開與固定銷的連接，彈簧恢復原長，拉出固定銷，此時，凸起桿與桿槽之間的連接脫開，水艙被卸下。
[0015]優選的是:彈簧、電磁鐵、桿槽均位于一密封罩內，防止海水滲入載人艙內。
[0016]優選的是:固定板上方及纜繩上均安裝鉸接接頭，兩個鉸接接頭之間通過剛性桿連接。潛水器在水中移動的過程中，由于受到海水的水平阻力，會產生相對向前傾斜的趨勢，由于采用鉸接的結構，剛性桿可繞鉸接處轉動，剛性桿將與水平面呈一定夾角，但固定板及載人艙本體仍平行于纜繩，坐在載人艙內的乘客不會產生不適感。
[0017]優選的是:制動齒輪、制動銷及升沉繩索的結構具有兩套。
[0018]優選的是:潛水器前端設置機械手，接收控制終端的控制指令。
[0019]優選的是:供電系統包括風能供電裝置、太陽能供電裝置及波浪能供電裝置。采用多種供電方式冗余供電的方法，保證系統運行的穩定性。
[0020]優選的是:首粧或尾粧與中間粧之間纜繩與水平面的夾角小于15°。通過調整首粧、尾粧及中間粧的高度，可控制這個夾角，為保證潛水器入水的平穩性，該夾角不易過大。
[0021]優選的是:載人艙艙體輪廓為弧形，有利于減少運動阻力。
[0022]優選的是:固定板下方安裝有減震器，減少升沉伸縮架伸縮過程中的震動。
[0023]本發明的有益效果是:
[0024](1)本發明適用于海島、島礁等下潛水深不大的海域，充分利用風能、太陽能、波浪能、潮流能等可再生清潔能源，充分發揮島礁優勢，為海洋科考、水下觀光旅游提供便利。
[0025](2)發生意外情況下，可采用兩套方案緊急救援:一是通過救援船拉起升沉繩索，將潛水器從海底打撈上水面；二是通過在載人艙底部設計可拆卸的水艙，發生意外情況下，卸下水艙，潛水器將在浮力作用下自動上浮。系統安全性高。
[0026](3)升沉限位制動系統在潛水器下沉、上浮的情況下保持潛水器水平和豎直的穩定性；纜繩、驅動圓盤和支撐架的結構使傳動纜繩保持穩定性；載人艙和纜繩之間采用鉸接的方式，避免載人艙傾斜；升沉潛水裝置總體穩定性高，舒適性好。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明結構示意圖。
[0028]圖2為載人艙結構示意圖。
[0029]圖3為傳動纜繩系統結構示意圖。
[0030]圖4為傳動纜繩系統結構示意圖。
[0031 ] 圖5為水艙與載人艙安裝結構示意圖。
[0032]圖6為水艙與載人艙安裝結構示意圖。
[0033]圖7為升沉限位制動系統壓縮結構示意圖。
[0034]圖8為升沉限位制動系統拉伸結構示意圖。
[0035]圖9為固定板與纜繩連接，水上運動時結構示意圖。
[0036]圖10為固定板與纜繩連接，水下運動時結構示意圖。
[0037]其中:1_潛水器，101-載人艙，102-密封門，103-觀察窗，104-機械手，105-水艙，
2-風能供電裝，3-太陽能供電裝置，4-浪能供電裝置，5-首粧，6-尾粧，7-中間粧，8-傳動纜繩系統，801-纜繩，802-驅動圓盤，803-支撐架，804-滑輪，805-輔助支撐架，9-電梯及登潛平臺，10-電纜，11-升沉限位制動系統，1101-制動齒輪，1102-固定板，1103-升沉繩索，1104-升沉伸縮架，1105-支撐結構，1106-制動銷，1107-減震器，12-鉸接接頭，13-剛性桿
【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行進一步的描述。
[0039]實施例1
[0040]如圖1所示，應用于群島海域的可升沉潛水裝置，包括潛水器1、支撐及傳動系統和供電系統，供電系統為支撐及傳動系統供電；包括風能供電裝置2、太陽能供電裝置3及波浪能供電裝置4，海島處鋪設電纜10，用于為整體可升沉潛水裝置的耗能裝置供電。采用多種供電方式冗余供電的方法，保證系統運行的穩定性；還包括控制終端。
[0041]支撐及傳動系統包括一位于海島上的首粧5、一位于島礁上的尾粧6以及至少一個位于海床上的中間粧7，環繞首粧5、尾粧6及中間粧7設置傳動纜繩系統8。首粧5處設置有電梯及登潛平臺9，平臺與運行到此處的潛水器1在同一高度，人員可在此處進入潛水器1。
[0042]首粧5或尾粧6與中間粧7之間纜繩與水平面的夾角小于15°。通過調整首粧5、尾粧6及中間粧7的高度，可控制這個夾角，為保證潛水器1入水的平穩性，該夾角不易過大。
[0043]如圖3和圖4所示，傳動纜繩系統包括纜繩801、水平安裝在首粧5上的驅動圓盤802、水平安裝在尾粧6上的隨動圓盤及水平安裝在中間粧7上的支撐架803 ;驅動圓盤802接驅動電機，供電系統為驅動電機供電，從而帶動驅動圓盤802轉動