娛樂用潛水器的製作方法

2023-05-08 16:44:56

專利名稱：娛樂用潛水器的製作方法
技術領域：
一種娛樂用潛水器屬水下觀光、遊玩用的小型、可控、動力潛水工具。
背景技術：
潛水器的種類繁多，按其用途可分為軍事、工業、科學考察或探險、救生、娛樂等方面。就娛樂性潛水器而言，目前國內、國外主要有潛水觀光船、半潛觀光船、水肺潛水裝置等。潛水觀光船、半潛觀光船一般造價和使用費用較高，遊客在船內觀光，不能直接與外界的水環境接觸；水肺潛水裝置不具備動力，需要靠遊客體力潛浮，容易導致疲勞；現有一些為潛水員提供動力的潛水器具主要用於水下工程方面。這類潛水工具有的「有纜」，需要水面船隻的支持(其中比較典型的如中國專利《下潛式同步動力潛水器》，申請號為93101151.5)，而且一般都是肩負或胸掛在潛水員身上，增加了潛水員的負擔，限制了潛水員的活動，其外觀造型呆板，不具有娛樂吸引力。

發明內容
本實用新型提供的一種娛樂用潛水器可做到遊客直接與外界的水環境接觸；其上配備的蓄電池一次充電可使推進系統工作40～50分鐘(每次娛樂時間一般限定在10～20分鐘)，並可由遊客自行操縱下潛或上浮、轉向；不需要過高的潛水技術(但需簡短培訓和專業潛水員看護)，有駕駛的感覺；潛水器「無纜」，無需水面船隻支持，造價和使用費用較低。外形為仿鯊魚設計，具有一定的美感和吸引力。
一種娛樂用潛水器包括主體、升降系統、轉向系統、推進系統四大部分。其中主體為尖頭、尖尾的仿生流線型(仿鯊魚頭、尾)，長約2米，最大橫斷面位於中部，水平寬度約0.7米，高約0.5米；中部偏前的左右兩側裝有可繞水平軸轉動的升降鰭，尾部裝有可繞鉛垂軸擺動的方向舵，尾部正上方裝有尾翼，用來保持潛水器平穩；內部的上半部分有供遊客俯臥和操縱潛水器的駕駛艙；下半部分由前至後分割成前艙、操縱箱艙、蓄電池艙、儲物艙、舵機箱艙；除駕駛艙外各艙室均為水密艙，且相互間也水密。
在設計和製造過程中，通過主體的合理選型、其上各部件重量和位置的合理分配、增加配重和浮力件等方法，使潛水器本體(不載人時)只具有輕微的正浮力和保持正確的姿態。遊客進入後，通過其自身佩帶的配重腰帶和浮力背心調整，使載人潛水器的總浮力為零，這樣從理論上保證了載人潛水器可以停留在水中任一位置。
上述娛樂用潛水器的升降系統包括升降杆、齒輪組(包括一對直齒輪傳動和一對錐形齒輪傳動)、兩根傳動軸和兩套萬向連軸節、操縱箱、橫向輸出軸、升降鰭。遊客扳動安裝在駕駛艙內的升降杆時的扭矩、速度、轉角等參數經齒輪組、傳動軸和萬向連軸節傳送至操縱箱。操縱箱為一封閉的齒輪箱體，其功能是將輸入的扭矩、速度、轉角參數轉換成所需要的扭矩、速度、轉角，然後傳送到水平輸出軸並帶動與之固連的升降鰭轉動，實現潛水器的升降運動。
該娛樂用潛水器的轉向系統與升降系統類似，由方向盤、錐形齒輪、四根傳動軸和四套萬向連軸節、操縱箱、舵機箱、方向舵組成。遊客旋轉安裝在駕駛艙內的方向盤時的扭矩、速度、轉角等經一對錐形齒輪、兩根傳動軸和兩套萬向連軸節傳送至操縱箱內，轉換後的動力再經另兩根輸出軸和兩套萬向連軸節傳送到舵機箱內。舵機箱也是一個封閉的齒輪箱體，其輸出為方向舵提供相應的轉向力矩。
娛樂用潛水器的推進控制系統由主電源開關、變速開關、推進控制板、推進器、蓄電池組成。推進器將驅動電機、電機調速電路和螺旋槳集成為一體，在電源輸入端加入驅動電壓，在控制輸入端加入控制電壓，即可使電機在一定速度下轉動。與推進器匹配的推進控制板的功能有二一是提供三個規定速度的電壓，二是控制電機在啟動、停車和變速時的過渡過程。
娛樂用潛水器的前端有一個快速充電水密插座。娛樂時該水密插座被一個密封蓋旋緊密封；娛樂結束後，工作人員將潛水器拖至設在附近的充電站，並在專用的充電支架上將潛水器頭部的水密插座露出水面後充電即可。
娛樂用潛水器的工作壓力不大於2kg/cm2，各水密部位採用通用的軸類密封零件(如O型密封圈)和膠板密封即可。
娛樂用潛水器最大潛深為20米，速度可達2～4節，三檔變速，載員1人。
娛樂用潛水器的操縱方法及娛樂全過程如下a.遊客配備完備的水肺潛水工具；b.遊客俯臥在駕駛艙內；c.按下電源總開關；d.按下速度選擇開關，潛水器開始在水面運行；e.下拉升降杆，潛水器開始下潛；f.遊客在水中可以旋轉方向盤轉向，按變速開關變速，拉升降杆升降，或這些操作的組合，享受潛水樂趣，同時注意觀察相應的指示表，避免潛的過深或迷失方向；這個過程與水肺潛水娛樂一樣，需要有專業潛水員看護，娛樂時間大約10～20分鐘；g.娛樂結束，上拉升降杆，浮到水面，操縱潛水器航行至泊位，遊客離開潛水器；h.工作人員將潛水器拖至充電場地進行充電，充電結束後拖回泊位。
該娛樂用潛水器主要用於海濱遊樂場，為遊客提供娛樂休閒用。據有關報導，海南某海上遊樂園年接待遊客已達到20萬人。如果有一半的人願意享受這項娛樂，其經濟效益就相當可觀。此外，還可以依據一種娛樂潛水器的設計原理，開發類似的商用、民用、軍用潛水器，具有良好的應用開發前景。


圖1娛樂用潛水器主視剖面示意圖圖2娛樂用潛水器俯視剖面示意圖圖3娛樂用潛水器主體內部分艙示意圖圖4娛樂用潛水器升降系統示意圖圖5娛樂用潛水器轉向系統示意圖具體實施方式
下面給出本實用新型的具體實施方式
，並結合附圖加以說明。
如圖2、圖3所示的一種娛樂用潛水器包括主體00、升降系統、轉向系統、推進系統四大部分。其中主體00為尖頭、尖尾的仿生流線型(仿鯊魚頭、尾)，長約2米，最大橫斷面位於中部，水平寬度約0.7米，高約0.5米；中部偏前的左右兩側裝有可繞水平軸轉動的升降鰭17，尾部裝有可繞鉛垂軸擺動的方向舵26，尾部正上方裝有尾翼07，用來保持潛水器平穩；主體00內部的上半部分有供遊客俯臥和操縱潛水器用的駕駛艙01，下半部分由前至後依次分割成前艙02、操縱箱艙03、蓄電池艙04、儲物艙05、舵機箱艙06。除駕駛艙01外各艙室均為水密艙，且相互間也水密。
在設計和製造過程中，通過主體00的合理選型、其上各部件重量和位置的合理分配、增加配重和浮力件等方法，使潛水器本體(不載人時)只具有輕微的正浮力和保持正確的姿態。遊客進入後，通過其自身佩帶的配重腰帶和浮力背心的調整，使載人潛水器的總浮力為零，這樣從理論上保證了載人潛水器可以停留在水中任何位置。
如圖4所示的娛樂用潛水器的升降系統包括升降杆11、齒輪組12(包括一對直齒輪副和一對錐形齒輪副)、兩根傳動軸13和兩套萬向連軸節14、操縱箱15、水平輸出軸16、升降鰭17。其中升降杆11安裝在駕駛艙01內的前方，穿過駕駛艙01與前艙02間的水密隔板後，與安裝在前艙02內的齒輪組12相連，再經兩根傳動軸13和兩套萬向連軸節14並穿過前艙02與操縱箱艙03間的水密隔板與操縱箱15相連。操縱箱15為一封閉的箱體，安裝在操縱箱艙03內，箱體內的齒輪傳動機構可參照標準設計完成。它的功能是將輸入的扭矩、速度、轉角轉換成所需要的扭矩、速度、轉角，然後通過穿過主體00的水平輸出軸16帶動與之固連的升降鰭17轉動，實現潛水器的升降運動。
如圖5所示的娛樂用潛水器的轉向系統與升降系統類似，由方向盤21、錐形齒輪副22、四根傳動軸23和四套萬向連軸節24、操縱箱15、舵機箱25、方向舵26組成。其中方向盤21安裝在駕駛艙01內的前方，穿過駕駛艙01與前艙02間的水密隔板後，與安裝在前艙02內的錐形齒輪副22相連，再經兩根傳動軸23和兩套萬向連軸節24並穿過前艙02與操縱裝置艙03間的水密隔板與上述操縱箱15相連，然後再通過兩根傳動軸和兩套萬向連軸節並穿過蓄電池艙04、儲物艙05、舵機箱艙06間的水密隔板與安裝在舵機箱艙06內的舵機箱25相連，舵機箱25也是一個封閉的齒輪箱(亦有可參照的標準設計)，其輸出為方向舵26提供相應的轉向力矩。
如圖1、圖2所示的娛樂用潛水器的推進控制系統包括主電源開關41、變速開關42、推進控制板43、推進器44、蓄電池45。其中主電源開關41、變速開關42安裝在駕駛艙01內的前方，通過導線與安裝在前艙02內的推進控制板43、安裝在蓄電池艙04內的蓄電池45以及固裝在娛樂用潛水器主體00尾部正下方的推進器44相連。本實用新型選用從美國進口的水下推進器(model 250)。該產品將驅動電機、電機調速電路和螺旋槳集成為一體，在電源輸入端加入驅動電壓，在控制輸入端加入控制電壓，即可使電機在一定速度下轉動。與推進器44匹配的推進控制板43的功能有二一是提供三個規定速度的電壓，二是控制電機在啟動、停車和變速時的過渡過程。
本實用新型提供的娛樂用潛水器可做到遊客直接與外界的水環境接觸；其上配備的蓄電池一次充電可使推進系統工作40～50分鐘(每次娛樂時間一般限定在10～20分鐘)，並可由遊客自行操縱下潛或上浮、轉向；不需要過高的潛水技術(但需簡短培訓和專業潛水員看護)，有駕駛的感覺；潛水器「無纜」，無需水面船隻支持，造價和使用費用較低。外形為仿鯊魚設計，具有一定的美感和吸引力。本實用新型有良好的應用開發前景。
權利要求1.一種娛樂用潛水器，其特徵在於它包括主體(00)、升降系統、轉向系統、推進系統四大部分；其中主體(00)為尖頭、尖尾的仿生流線型，長約2米，最大橫斷面位於中部，水平寬度約0.7米，高約0.5米；中部偏前的左右兩側裝有可繞水平軸轉動的升降鰭(17)，尾部裝有可繞鉛垂軸擺動的方向舵(26)，尾部正上方裝有尾翼(07)；主體(00)內部的上半部分有供遊客俯臥和操縱潛水器用的駕駛艙(01)，下半部分由前至後分割成前艙(02)、操縱箱艙(03)、蓄電池艙(04)、儲物艙(05)、舵機箱艙(06)；升降系統依次由升降杆(11)、齒輪組(12)、傳動軸(13)和萬向連軸節(14)、操縱系統(15)、水平輸出軸(16)、升降鰭(17)連接而成；轉向系統由方向盤(21)、錐齒輪(22)、傳動軸(23)和萬向連軸節(24)、操縱箱(15)、舵機箱(25)、方向舵(26)組成；推進控制系統由主電源開關(41)、變速開關(42)、推進控制板(43)、推進器(44)、蓄電池(45)組成。
2.如權利要求1所述的娛樂用潛水器，其特徵在於升降系統中的升降杆(11)安裝在駕駛艙(01)內的前方，穿過駕駛艙(01)與前艙(02)間的隔板後，與安裝在前艙(02)內的齒輪組(12)相連，再藉助兩根傳動軸(13)和兩套萬向連軸節(14)並穿過前艙(02)與操縱箱艙(03)間的隔板與操縱箱(15)相連；操縱箱(15)為一封閉的箱體，安裝在操縱箱艙(03)內；它輸出的動力藉助穿過主體(00)殼體的水平輸出軸(16)帶動與之固連的升降鰭(17)轉動，實現潛水器的升降運動。
3.如權利要求1所述的娛樂用潛水器，其特徵在於轉向系統中的方向盤(21)安裝在駕駛艙(01)內的前方，穿過駕駛艙(01)與前艙(02)間的隔板後，與安裝在前艙(02)內的錐形齒輪(22)相連，再經兩根傳動軸(23)和兩套萬向連軸節(24)並穿過前艙(02)與操縱裝置艙(03)間的隔板與操縱箱(15)相連；經動力轉換後，再通過兩根傳動軸(23)和兩套萬向連軸節(24)並穿過蓄電池艙(04)、儲物艙(05)、舵機箱艙(06)間的隔板與安裝在舵機箱艙(06)內的舵機箱(25)相連；舵機箱(25)也是一個封閉的齒輪箱，其輸出為方向舵(26)提供相應的轉向力矩。
4.如權利要求1所述的娛樂用潛水器，其特徵在於推進控制系統中的主電源開關(41)、變速開關(42)安裝在駕駛艙(01)內的前方，通過導線與安裝在前艙(02)內的推進控制板(43)、安裝在蓄電池艙(04)內蓄電池(45)以及推進器(44)相連；推進器(44)固裝在娛樂用潛水器主體(00)尾部的正下方。
專利摘要一種娛樂用潛水器包括主體、升降系統、轉向系統、推進系統四大部分。其中主體為尖頭、尖尾的仿生流線型(仿鯊魚的頭、尾)，長約2米，最大橫斷面位於中部，水平寬度約0.7米，高約0.5米；裝有可繞水平軸轉動的升降鰭、可繞鉛垂軸擺動的方向舵和固定尾翼；內部有供遊客俯臥和操縱潛水器的駕駛艙、前艙、操縱箱艙、蓄電池艙、儲物艙、舵機箱艙。該娛樂用潛水器可做到遊客直接與外界的水環境接觸。其上配備的蓄電池一次充電可使推進系統工作40～50分鐘。遊客可自行操縱，實現水中下潛、上浮和轉向。潛水器「無纜」，無需水面船隻支持，造價和使用費用較低，外形美觀。本實用新型提供的娛樂用潛水器具有良好的應用開發前景。
文檔編號B63G8/00GK2679032SQ200420018460
公開日2005年2月16日 申請日期2004年2月17日 優先權日2004年2月17日
發明者安巖 申請人:安巖