CN116902180A - 水下运载装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种水下运载装置。水下运载装置包括舱体和驾驶操控台。所述舱体包括：上层浮板，顶部设置有吊装架；下层甲板，四角设置有垂直推进器；连接桁架，连接于所述上层浮板和所述下层甲板之间，所述连接桁架上设置有水平推进器。所述驾驶操控台设置于相邻的所述连接桁架之间，所述驾驶操控台能够控制所述垂直推进器和所述水平推进器进行推进以改变所述舱体的位姿状态。水下运载装置为敞开式框架结构，稳定性好，方便潜水员自由出入潜水器，并且具有一定的附加载荷运载能力。水下运载装置可以由潜水员自主驾驶或母船后台无线遥控驾驶，可以通过卫星定位获取水下位置信息，并与母船保持实时通讯联系。

Description

水下运载装置

技术领域

本申请涉及水下设备技术应用领域，尤其涉及到一种水下运载装置。

背景技术

水下航行器/潜航器即潜航器，是一种高可靠的水下电动力航行体，其运用主要集中在以下几个方面：一是作为水下运载工具，快速的运送潜水员及其装备至指定地点进行生产及工程作业；二是进行水下勘测；三是水下救援等。

通常水下航行器需要通过机身内的推进器来实现机身的运动，一般具有水平推进器和竖直推进器，水平推进器主要控制航行器的前进、后退和转向，竖直推进器主要控制航行器的上升、下降、定深和俯仰运动。

目前，水下载人潜水器主要有密闭式和非密闭式结构两类。采用艇体式或球壳式结构的密闭式小型载人潜水器，在水下工作时，由于其稳心高小，不便于潜水员自由稳定出入潜水器。

在所述背景技术部分，公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。

发明内容

本申请的至少一实施例提供了一种水下运载装置。水下运载装置包括舱体和驾驶操控台。

所述舱体包括：上层浮板，顶部设置有吊装架；下层甲板，四角设置有垂直推进器；连接桁架，连接于所述上层浮板和所述下层甲板之间，所述连接桁架上设置有水平推进器。

所述驾驶操控台设置于相邻的所述连接桁架之间，所述驾驶操控台能够控制所述垂直推进器和所述水平推进器进行推进以改变所述舱体的位姿状态。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：摄像机，设置于所述驾驶操控台；照明灯，临近于所述摄像机设置，所述照明灯能够为所述摄像机提供照明灯光。

根据本申请的一些可选实施例，所述下层甲板底部设置有支撑座，所述支撑座能够在所述下层甲板底部形成容置空间。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：安全扶手，设置于所述连接桁架。

根据本申请的一些可选实施例，所述驾驶操控台包括：潜水三用表，具有深度检测、压力检测和指北功能；温度计，能够检测环境温度；导航显示屏，能够显示所述舱体的位姿状态和安全提示信息；操纵手柄，能够控制所述垂直推进器和所述水平推进器。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：双层压载舱，设置于所述下层甲板，所述双层压载舱用于调节浮力平衡；定深抛载单元，设置于所述下层甲板的底部中心位置，所述定深抛载单元包括单元内腔和内置于所述单元内腔的可抛载重块，通过抛载所述可抛载重块能够使得所述舱体迅速上浮；前视声呐，设置于所述下层甲板，所述前视声呐用于探测水下环境；多普勒流速仪，设置于所述下层甲板，所述多普勒流速仪用于检测工作环境的水流流速；压力/深度传感器，设置于所述下层甲板，所述压力/深度传感器用于检测水下运载装置的实时深度。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：通讯浮球，设置于所述上层浮板顶部，母船通过无线通讯能够经所述通讯浮球与所述水下运载装置保持联系。

根据本申请的一些可选实施例，所述下层甲板为镂空甲板，所述下层甲板四周设置有防撞护舷和/或防撞胶条。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：安全带，设置于任两根相邻的所述连接桁架之间。

根据本申请的一些可选实施例，所述水下运载装置还包括：电源仓，设置于所述下层甲板，所述电源仓能够提供水下作业所需的电力；控制舱，设置于所述下层甲板，所述控制舱连接所述驾驶操控台和所述电源舱，所述控制舱能够用于能源分配、信号采集处理和信号输出。

本申请的水下运载装置为敞开式框架结构，稳定性好，方便潜水员自由出入潜水器，并且具有一定的附加载荷运载能力。水下运载装置可以由潜水员自主驾驶或母船后台无线遥控驾驶，可以通过卫星定位获取水下位置信息，并与母船保持实时通讯联系，便于母船掌握水下潜器的工作状态。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本申请示例实施例的水下运载装置的结构示意图。

图2示出根据本申请一些实施例的水下运载装置的结构示意图。

图3示出根据本申请一些实施例的水下运载装置的仰视图。

图4示出了根据本申请示例实施例的水下运载装置使用方法流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面将参照附图，对根据本申请实施例的水下运载装置进行详细说明。

图1示出根据本申请示例实施例的水下运载装置的结构示意图。

参见图1，示例实施例的水下运载装置包括舱体100和驾驶操控台200。

舱体100包括上层浮板110、下层甲板120和连接桁架130。

上层浮板110的顶部设置有吊装架111。吊装架111用于连接至母船吊机，在水下运载装置下水作业或需要上浮后需要吊装至母船时，可以通过母船的吊机牵引绳牵引吊装架111，从而为水下运载装置上下母船提供稳定可靠的连接。

根据本申请的可选实施例，上层浮板110内填充有浮力材料，使得水下运载装置整体（不含通讯浮球）处于微弱正浮力的状态下。在水下运载装置进行水下作业时，水下运载装置的重心在下、浮心在上，这种设计状态可以保证水下工作时，水下运载装置的垂向稳定性。

下层甲板120的艏部设置潜水员席位，下层甲板120的四角设置有垂直推进器121，垂直推进器121可以为水下运载装置的上浮或下潜提供驱动力。下层甲板面120为承载作业区，能够为潜水员提供一定的活动空间。

根据本申请的可选实施例，下层甲板120上为潜水员提供1个固定座凳，另设置3个可拆卸的翻转折叠式座凳（折叠座凳后腿用螺栓固定在压载舱侧壁上）。平时凳面及前腿折叠收纳在压载舱盖上，当需要使用时，先向外翻转凳面，再将前支撑腿翻转约270°后由其两侧的弹簧销钉固定，最后将凳面放至水平并锁定后腿的弹簧销钉。座位两侧配有安全带，为潜水员提供乘坐安全防护。

根据本申请的可选实施例，水下运载装置的左右侧及尾部设置卡扣式安全带型软式护栏（两端固定在连接桁架130上）。

根据本申请的可选实施例，下层甲板120为轻质金属框架结构，下层甲板120为镂空甲板，甲板作业面为透水网格，水流可以自由地穿过下层甲板120的镂空部位。

连接桁架130连接于上层浮板110和下层甲板120之间，连接桁架130内部嵌有浮力材料，连接桁架130上设置有水平推进器132。

根据本申请的可选实施例，在4根连接桁架130上、水下运载装置的阻心平面位置处安装4个成45°角对称布置的水平推进器132，为水下运载装置的水平移动（前进/后退，左右移动，转向等）提供驱动力。

驾驶操控台200设置于相邻的连接桁架130之间，驾驶操控台200能够控制垂直推进器121和水平推进器132进行推进以改变舱体100的位姿状态。

水下运载装置最大载人安全工作深度为休闲潜水的极限深度40m，水下运载装置上搭载的装置自身的安全工作深度为100 m。在水下运载装置入水前，现在母船上预先设定最大作业深度（如观光潜水可设定10米或更浅的水深），并由控制单元自动进行最大工作深度跟踪限深，保证水下运载装置始终在设定的安全深度内活动。

水下运载装置净水最大水平移动速度为2节，保证1节流可正常平稳运行，连续工作时间不小于3小时；为保证潜水作业安全，垂直升降速度控制在0.3m/s以内，水下运载装置的软件***具备最大安全工作深度、上浮速度、上浮停留深度以及停留时间等安全保护功能。

本申请的水下运载装置为敞开式框架结构，稳定性好，方便潜水员自由出入潜水器，并且具有一定的附加载荷运载能力。水下运载装置可以由潜水员自主驾驶或母船后台无线遥控驾驶，可以通过卫星定位获取水下位置信息，并与母船保持实时通讯联系，便于母船掌握水下潜器的工作状态。

图2示出根据本申请一些实施例的水下运载装置的结构示意图。

图3示出根据本申请一些实施例的水下运载装置的仰视图。

参见图2和图3，一些实施例的水下运载装置包括舱体100、驾驶操控台200、摄像机300、照明灯400、安全扶手500、双层压载舱600、定深抛载单元700、前视声呐800、多普勒流速仪900、通讯浮球1000、安全带1100、电源仓1200、压力/深度传感器1300和控制舱1400。

舱体100包括上层浮板110、下层甲板120和连接桁架130。

上层浮板110的顶部设置有吊装架111、摄像机300和照明灯400。

照明灯400临近于摄像机300设置，照明灯400能够为摄像机300提供照明灯光，以便摄像机300能够更好的捕捉到水下作业过程中摄像机300前部的水下环境。

根据本申请的可选实施例，在实际配置过程中，也可以根据需要在水下运载装置的其他部位增加设置摄像机300和照明灯400，为潜水员提供更好的水下视线。

下层甲板120的艏部设置潜水员席位，下层甲板120的四角设置有垂直推进器121，垂直推进器121可以为水下运载装置的上浮或下潜提供驱动力。

下层甲板120的底部设置有支撑座122，支撑座122能够在下层甲板120的底部形成容置空间。当水下运载装置处于水上环境时，如水下运载装置处于母船或对面状态，支撑座122可以用于水下运载装置的地面支撑，可以有效地防止下层甲板120底部安装的仪器、设备和密封舱等设备着地承压而损坏。

上层浮板110和下层甲板120的四周都设置有防撞组件140，防撞组件140组件可以有效的作为水下作业时的缓冲物。当水下运载装置遇到紧急碰撞时，防撞组件140会作为第一时间的接触体，将碰撞所收到的冲击大幅降低，使得水下运载装置能够处于稳定、平稳的作业环境内，防撞组件140能够为水下运载装置的其他结构件和潜水员提供保护。

根据本申请的可选实施例，防撞组件140可以是防撞护舷、防撞胶条等常规水下防撞装置中的一种或者多种。

驾驶操控台200通过连接桁架130之间的横杆实现固定，驾驶操控台200包括潜水三用表、温度计、导航显示屏和操纵手柄。

潜水三用表具有深度检测、压力检测和指北功能等功能。

温度计能够检测环境温度。

导航显示屏能够显示舱体100的位姿状态和安全提示信息。

根据本申请的可选实施例，舱体100的位姿状态包括但不限于舱体100的位置、姿态、潜水深度和航行速度等位姿相关参数。

舱体100的安全提示信息包括但不限于舱体100的环境温度、水流的流速/流向、下潜时间和电量等安全参数。

操纵手柄能够控制垂直推进器121和水平推进器132，通过操纵手柄对垂直推进器121和水平推进器132的控制，能够实现对舱体100位姿状态的调节。例如，当需要进行舱体100的前进、后退、上浮、下潜、转向等动作时，仅需要通过操纵手柄控制对应的垂直推进器121和水平推进器132的开启关闭、输出功率等参数，即可以实现对舱体100位姿状态的自由调节。

操纵手柄还能够控制通讯浮球1000的收放，通讯浮球1000设置于上层浮板110的顶部，母船通过卫星定位能够与通讯浮球1000保持联系，对水下运载装置的水下位置信息进行实时监控，便于母船掌握水下运载装置的工作状态。

摄像机300也可以设置于驾驶操控台200，照明灯400临近于摄像机300设置，照明灯400能够为摄像机300提供照明灯光，以便摄像机300能够更好的捕捉到水下作业过程中上层浮板110的顶部的水下环境，设置于驾驶操控台200的照明灯400也可以为潜水员提供更好的水下视线。

根据本申请的一些可选实施例，水下运载装置顶部内测嵌入式安装（保证顶部平整无脱出物）1个下视全景摄像机300和照明灯400，为水面母船提供水下运载装置内部人员动态信息。上层浮板110的顶部设置1个通讯浮球收纳舱，并嵌入安装一个小型电动卷轴（收放浮球通讯电缆），按照最大工作深度40m配置60m长度的零浮力缆。水下运载装置入水后，通讯浮球1000始终漂浮于水面，为水下运载装置和母船建立实时通讯联系；通讯浮球1000为正浮力，通讯浮球1000上安装GNSS接收机（为水下运载装置提供经纬度信息）、频闪灯和无线电通信装置。

通过通讯浮球1000，水面母船可实时监控水下运载装置水下工作状况，并在必要时干预水下运载装置的运行，为水下运载装置安全运行提供冗余保障。

安全扶手500设置于连接桁架130，在水下作业的过程中，潜水员能够通过扶持安全扶手500实现临时的站立。

双层压载舱600设置于下层甲板120，双层压载舱600用于调节浮力平衡。双层压载舱600呈内外双层。外层舱室中的压载物为表面抛光的柱状花岗石，内层压载舱的压载物为多个均匀排列的等重小沙包（或碎石包）。通过减少压载的方式提供附加载荷运载能力，或者增减小沙包来配平水下运载装置为微弱正浮力。

柱状压载物分别置于均匀对称排列的短筒状容器中，套筒容器为上下贯通式结构，筒体长度短于压载长度，方便装填和释放柱状压载物。柱状压载由外侧壁上的弹簧闭锁插销固定，柱状压载物的后侧壁相应位置加工有圆柱形凹槽，释放时，依靠人力向外拉动插销，在重力作用下柱状压载向下滑落脱离水下运载装置。内层压载舱为格网透水结构的方盒子；压载舱上盖为透水格网式上盖，采用扭力弹簧铰链方式自动闭锁，方便打开装填和拿取沙包。

定深抛载单元700，设置于下层甲板120的底部中心位置，定深抛载单元700包括单元内腔和内置于单元内腔的可抛载重块，通过抛载可抛载重块能够使得舱体100迅速上浮。

根据本申请的可选实施例，当水下运载装置意外超出预先设定的工作深度或需要进行紧急上浮时，可以通过抛载可抛载重块能够使得舱体100迅速上浮，本申请不对定深抛载单元700的使用场景进行具体限定。

根据本申请的可选实施例，定深抛载单元700采用电磁吸合式结构，其布置在水下运载装置的中心线上，即安装在双层压载舱600的中间，这种设置状态有利于降低抛载定深抛载单元700的过程中对水下运载装置水平稳定性的影响。

前视声呐800设置于下层甲板120，前视声呐800能够用于探测水下环境，为潜水员的安全航行提供保障。

多普勒流速仪900设置于下层甲板120，多普勒流速仪900能够用于检测工作环境的水流流速。压力/深度传感器1300设置于下层甲板120，压力/深度传感器1300用于检测水下运载装置的实时深度。

安全带1100设置于任两根相邻的连接桁架130之间，在潜水员驾驶水下运载装置的过程中，安全带可以为潜水员的安全航行提供保障，避免潜水员遇到危机情况时被甩出水下运载装置。

电源仓1200设置于下层甲板120，电源仓1200能够提供水下作业所需的电力，电源仓1200为密闭的空间。水下运载装置的电子设备通过内部走线连接到电源仓1200，以避免水下运载装置电子设备在使用的过程中收到水流的影响。

控制舱1400设置于下层甲板120，控制舱1400连接驾驶操控台200和电源舱1200，控制舱1400能够用于能源分配、信号采集处理和信号输出。

根据本申请的可选实施例，控制舱1400是水下运载装置的控制中枢，控制舱1400连接水下运载装置的电子设备/传感器、驾控台200、垂直推进器121和水平推进器132和电源舱1200，控制舱1400能够提供能源分配、信息采集/处理和控制信号/综合信息的输出。

图4示出了根据本申请示例实施例的水下运载装置使用方法流程图。

参见图4，在S401，参数设置。

潜水员根据潜水作业任务的活动范围要求设置好最大安全工作深度、上浮速度。水下运载装置将自动记录水下工作面（深度）的停留时间，并依据潜水安全规则自动生成上浮停留深度及时间，便于水下运载装置进行自动控制。此时，水面母船也可优先干预，确保潜水作业安全。

在S402，检查通信联络。

检查水下运载装置搭载的仪器设备工作状态及水下运载装置与母船的联络通讯，一切正常后，吊放水下运载装置入水，脱开吊钩。

在S403，释放通讯浮球。

潜水员通过驾驶操控台释放通讯浮球，可依据工作深度释放缆绳长度，一般多出工作深度5至8米。

在S404，调整配重。

潜水员调整好座位并就位后，在水面调整配重，可通过加减压载舱中的沙包进行调整，使水下运载装置顶部与水面平齐或者略微露出点水面。

在S405，启动水下运载装置。

各项准备工作就位后，潜水员启动水下运载装置工作，并再次检查各搭载仪器设备的工作状态是否正常，确保与母船的通讯及信息传输正常。

在S406，进行水下作业。

一切正常后，潜水员系好安全带，按计划驾驶水下运载装置入水执行潜航作业。

在S407，结束作业并上浮。

工作结束后，潜水员通过驾驶操控台驾驶水下运载装置，按照安全作业规定上浮至水面，水下运载装置靠近母船后，由母船起吊回收水下运载装置。

本申请的水下运载装置可脱离吊钩限制，人工（潜水员）驾驶在水中潜航，框架式结构便于潜水员出入，可帮助潜水员在水下较大范围内活动，通过通讯浮球与作业母船建立双向联络，方便保障人员对水下运载装置工作状态的实时监控。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种水下运载装置，其特征在于，包括：

舱体，包括：

上层浮板，顶部设置有吊装架；

下层甲板，四角设置有垂直推进器；

连接桁架，连接于所述上层浮板和所述下层甲板之间，所述连接桁架上设置有水平推进器；

驾驶操控台，设置于相邻的所述连接桁架之间，所述驾驶操控台能够控制所述垂直推进器和所述水平推进器进行推进以改变所述舱体的位姿状态。

2.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

摄像机，设置于所述驾驶操控台；

照明灯，临近于所述摄像机设置，所述照明灯能够为所述摄像机提供照明灯光。

3.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，

所述下层甲板底部设置有支撑座，所述支撑座能够在所述下层甲板底部形成容置空间。

4.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

安全扶手，设置于所述连接桁架。

5.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，所述驾驶操控台包括：

潜水三用表，具有深度检测、压力检测和指北功能；

温度计，能够检测环境温度；

导航显示屏，能够显示所述舱体的位姿状态和安全提示信息；

操纵手柄，能够控制所述垂直推进器和所述水平推进器。

6.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

双层压载舱，设置于所述下层甲板，所述双层压载舱用于调节浮力平衡；

定深抛载单元，设置于所述下层甲板的底部中心位置，所述定深抛载单元包括单元内腔和内置于所述单元内腔的可抛载重块，通过抛载所述可抛载重块能够使得所述舱体迅速上浮；

前视声呐，设置于所述下层甲板，所述前视声呐用于探测水下环境；

多普勒流速仪，设置于所述下层甲板，所述多普勒流速仪用于检测工作环境的水流流速；

压力/深度传感器，设置于所述下层甲板，所述压力/深度传感器用于检测水下运载装置的实时深度。

7.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

通讯浮球，设置于所述上层浮板顶部，母船通过无线通讯能够经所述通讯浮球与所述水下运载装置保持联系。

8.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，

所述下层甲板为镂空甲板，所述下层甲板四周设置有防撞护舷和/或防撞胶条。

9.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

安全带，设置于任两根相邻的所述连接桁架之间。

10.根据权利要求1所述的水下运载装置，其特征在于，还包括：

电源仓，设置于所述下层甲板，所述电源仓能够提供水下作业所需的电力；

控制舱，设置于所述下层甲板，所述控制舱连接所述驾驶操控台和所述电源舱，所述控制舱能够用于能源分配、信号采集处理和信号输出。