單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器的制造方法
【專利摘要】一種單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，包括：單人常壓潛水裝具的模擬器本體、與模擬器本體相連的中性纜，用于纏繞收放中性纜的收放絞車，與中性纜相連的水面顯控室、設置在水下模擬訓練的水下平臺、設置在水上的水面行車、起吊裝置，其中，水面行車的下面設有定滑輪，用于中性纜能夠保持基本豎直狀態(tài)，減小其對模擬器本體的水動力影響。本發(fā)明不僅能夠使新學員掌握駕駛單人常壓潛水裝具的技巧及設備的操作要點，為提高海上實際作業(yè)打下基礎；而且，能夠節(jié)省培訓時間，提高實際工作效率；同時，減少在海上作業(yè)發(fā)生危險的系數。
【專利說明】單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水下模擬器，尤其涉及一種單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器。

【背景技術】
[0002]單人常壓潛水裝具(Atmospheric Diving Suit,簡稱ADS)是一種擬人形的水下載人作業(yè)裝置，該裝置為水面布放方式。使用時，將一名駕駛員運送到海下作業(yè)現場，進行相關水下作業(yè)。單人常壓潛水裝具的內部保持一個標準大氣壓，在下潛過程中，無須考慮減壓問題。
[0003]隨著海洋資源的開發(fā)利用和關鍵技術的日漸成熟，單人常壓潛水裝具以其輕便、靈活，可現場觀察、作業(yè)效率高等優(yōu)點，在深海探測、援潛救生、水下應急維修等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
[0004]隨著單人常壓潛水裝具的應用與發(fā)展，駕駛員的綜合素質、操作技能的熟練程度將直接影響作業(yè)效率與作業(yè)質量。但是，對于新駕駛員的訓練，由于種種條件和因素的制約，學員還不能夠經常直接到單人常壓潛水裝具上進行操作演練。因此，有必要設計一種單人常壓潛水裝具駕駛員的培訓模擬器，作為一種專門針對新駕駛員的訓練的水下作業(yè)模擬
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【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其作為模擬訓練平臺，使新學員掌握駕駛單人常壓潛水裝具的技巧及設備的操作要點，為提高海上實際作業(yè)打下基礎。
[0006]本發(fā)明的目的是由以下技術方案實現的:
[0007]—種單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:包括:單人常壓潛水裝具的模擬器本體、與模擬器本體相連、并為模擬器本體傳遞能源與信號的中性纜，用于纏繞收放中性纜的收放絞車，與中性纜相連、并在水面顯示、作為控制中樞的水面顯控室、設置在水下用于模擬訓練的水下平臺、設置在水上的水面行車、起吊裝置，其中，水面行車的下面設有定滑輪，用于中性纜能夠保持基本豎直狀態(tài)，減小其對模擬器本體的水動力影響。
[0008]所述模擬器本體采用鍛鋁，并按照單人常壓潛水裝具1:1制作；模擬器本體上設有模擬人體的上肢手臂、下肢腿，其中，上肢手臂上設有活動關節(jié)，活動關節(jié)之間能夠進行一定范圍的旋轉，以滿足駕駛員手臂的擺動空間；該活動關節(jié)選用單人常壓潛水裝具關節(jié)進行集成；上肢手臂的前端設有機械夾持器，通過內部的人力可將機械夾持器加緊及旋轉，以滿足作業(yè)要求，機械夾持器采用與單人常壓潛水裝具一致的機械夾持器；模擬器本體的腰部裝有推進器，為模擬器本體提供前進、后退、上浮和下潛三維空間的動力。
[0009]所述模擬器本體上設有觀察窗，觀察窗采用有機玻璃制造，為駕駛員提供足夠的觀察視野；模擬器本體上還設有攝像機、水下照明燈，其中，水下照明燈為攝像機提供照明；該攝像機通過光電混合纜與水面顯控室相連，將攝像機的視頻傳送信號至水面；并由水面顯控臺顯示水下的視頻信號；模擬器本體的上軀體中間能夠打開，以便駕駛員能夠出、入;模擬器本體的背部位置罩有一浮力包，浮力包采用玻璃微珠制造，用于為模擬器本體提供足夠的浮力；浮力包內安裝有一成像聲納，用于探測遠距離物體及障礙物所用。
[0010]所述中性纜在水中處于懸浮狀態(tài)，用以減少其對模擬器本體的水動力影響。
[0011]所述水面顯控室是由控制臺、視頻控制單元、監(jiān)視器、顯示器組成，其中，該控制臺為標準機柜形式，內部嵌有工控機；該視頻控制單元由視頻錄像機和視頻分配器組成，用于對視頻數據進行存儲與分配，且該視頻控制單元與監(jiān)視器，監(jiān)視器連接，用于顯示視頻信息，并通過中性纜與水下攝像機相連；該監(jiān)視器、顯示器由高亮度監(jiān)視器和顯示器連接組成，用于顯示視頻和控制信息，并用于人機交互；該工控機與顯示器連接，用于顯示控制信息，并顯不模擬器狀態(tài)信息。
[0012]所述收放絞車設置在水面，收放絞車的內部具有光電組合滑環(huán)，用于傳遞光、電信號及動力。
[0013]所述水下平臺的內部搭載了水下照明燈和水下攝像機及用于作業(yè)的模擬作業(yè)設備。
[0014]所述水面行車，用于對模擬器本體的收放和對定滑輪的固定。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明由于采用上述技術方案，其不僅能夠使新學員掌握駕駛單人常壓潛水裝具的技巧及設備的操作要點，為提高海上實際作業(yè)打下基礎；而且，能夠節(jié)省培訓時間，提高實際工作效率；同時，減少在海上作業(yè)發(fā)生危險的系數。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明整體結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明模擬器本體的總布置圖。
[0018]圖3是本發(fā)明水面控制系統(tǒng)組成圖。
[0019]圖中主要標號說明:
[0020]1.模擬器本體、2.中性纜、3.收放絞車、4.水面顯控室、5.水下平臺、6.定滑輪、7.水面行車、8.觀察窗、9.水下照明燈、10.水下攝像機、11.上軀體、12.上肢手臂、13.機械夾持器、14.成像聲納、15.水下照明燈、16.浮力包、17.推進器、18.下肢腿、19.控制臺、20.視頻處理單元、21.監(jiān)視器。

【具體實施方式】
[0021]如圖1一圖3所示，本發(fā)明包括:單人常壓潛水裝具的模擬器本體1、與模擬器本體I相連、并為模擬器本體I傳遞能源與信號的中性纜2，用于纏繞收放中性纜2的收放絞車3，與中性纜2相連、并在水面顯示、作為控制中樞的水面顯控室4、設置在水下用于模擬訓練的水下平臺5、設置在水上的水面行車、起吊裝置7，其中，模擬器本體I上搭載有外圍設備；收放絞車3上帶有可自由收放中性纜2的光電滑環(huán)；水下平臺5上搭載有觀察設備及模擬作業(yè)裝置；水面行車7的下面設有定滑輪6，用于中性纜2能夠保持基本豎直狀態(tài)，減小其對模擬器本體I的水動力影響；整個模擬訓練結束后可利用考評系統(tǒng)的人機界面對駕駛員作業(yè)能力進行考評。
[0022]上述模擬器本體I采用鍛鋁，并按照單人常壓潛水裝具1:1制作；模擬器本體I設有模擬人體的上肢手臂12、下肢腿，其中，上肢手臂12上設有活動關節(jié)，活動關節(jié)之間能夠進行一定范圍的旋轉，以滿足駕駛員手臂的擺動空間要求?；顒雨P節(jié)選用單人常壓潛水裝具關節(jié)進行集成。
[0023]上述上肢手臂12的前端設有機械夾持器13，通過內部的人力可將其加緊及旋轉，以滿足作業(yè)要求，機械夾持器采用與單人常壓潛水裝具一致的機械夾持器；
[0024]上述模擬器本體I的背部位置罩有一浮力包16，浮力包16采用玻璃微珠制造，用以為模擬器本體I提供足夠的浮力。
[0025]上述浮力包16內安裝有一成像聲納14，用于探測遠距離物體及障礙物所用。
[0026]上述模擬器本體I的腰部裝有有一推進器17，為模擬器本體I提供前進、后退、上浮和下潛三維空間的動力；
[0027]上述模擬器本體I上設有觀察窗8，觀察窗8采用有機玻璃制造，為駕駛員提供足夠的觀察視野；模擬器本體I上還設有攝像機、水下照明燈(9、15)，其中，攝像機10，水下照明燈(9、15)為攝像機10提供照明；該攝像機10通過光電混合纜與水面顯控室4相連，將攝像機3的視頻傳送信號至水面；并由水面顯控臺5顯示水下的視頻信號；模擬器本體I的上軀體11中間能夠打開，以便駕駛員能夠出、入。
[0028]上述中性纜2在水中處于懸浮狀態(tài)，用以減少其對模擬器本體I的水動力影響。
[0029]上述收放絞車3設置在水面，其內部具有光電組合滑環(huán)，用于傳遞光、電信號及動力，其可存儲中性纜2，并可對其進行自由收放。
[0030]上述水面顯控室4為整個系統(tǒng)的動力及信號中樞。模擬器本體I在水下的工作過程可通過中性纜2傳遞至水面，并在水面顯控室4中顯示，水面工作人員可通過水面單元對模擬器本體I進行緊急控制，避免發(fā)生安全事故。
[0031]水面顯控室4是由控制臺19、視頻控制單元20、顯示器21組成，其中，控制臺19為標準機柜形式，可內嵌工控機等電子設備；視頻控制單元20由視頻錄像機和視頻分配器組成，用于對視頻數據進行存儲與分配，且視頻控制單元20與監(jiān)視器，監(jiān)視器21連接，用于顯示視頻信息，并通過中性纜與水下攝像機10相連；監(jiān)視器21由高亮度監(jiān)視器和顯示器組成，用于顯示視頻和控制信息，并用于人機交互，該監(jiān)視器21作為考評系統(tǒng)的人機界面，具體數量可根據實際情況進行配置；工控機與顯示器連接，用于顯示控制信息，并顯示模擬器狀態(tài)信息。
[0032]上述水下平臺5的內部搭載了水下照明燈9和水下攝像機10及用于作業(yè)的模擬作業(yè)設備，從而，對駕駛員進行作業(yè)訓練模擬。
[0033]上述水面行車或水面起吊裝置7，用于對模擬器本體I的收放和對定滑輪6的固定。
[0034]使用時，啟動水面行車7，將模擬器本體I通過定滑輪6起吊至試驗水池的水面，然后脫鉤，模擬器本體I將根據自身的配重(也可操作自帶的推進器)下潛至指定水深，期間依靠中性纜2進行動力和信號的中轉與水面控制室4保持聯系。當模擬器本體I下潛到預定位置后，駕駛員操作推進器靠近水下平臺5進行相關作業(yè)，期間，水面人員可通過水下模擬作業(yè)裝置自帶的水下攝像機10，并通過視頻指導駕駛員的操作。作業(yè)完成后，利用水面行車7或起吊裝置將模擬器本體I起吊至水面的平臺，駕駛員出艙完成本次訓練。
[0035]上述水面行車、水面起吊裝置、定滑輪、視頻控制單元、工控機、監(jiān)視器、顯示器，為現有技術，未作說明的技術為現有技術，故不再贅述。
[0036]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:包括:單人常壓潛水裝具的模擬器本體、與模擬器本體相連、并為模擬器本體傳遞能源與信號的中性纜，用于纏繞收放中性纜的收放絞車，與中性纜相連、并在水面顯示、作為控制中樞的水面顯控室、設置在水下用于模擬訓練的水下平臺、設置在水上的水面行車、起吊裝置，其中，水面行車的下面設有定滑輪，用于中性纜能夠保持基本豎直狀態(tài)，減小其對模擬器本體的水動力影響。
2.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述模擬器本體采用鍛鋁，并按照單人常壓潛水裝具1:1制作；模擬器本體上設有模擬人體的上肢手臂、下肢腿，其中，上肢手臂上設有活動關節(jié)，活動關節(jié)之間能夠進行一定范圍的旋轉，以滿足駕駛員手臂的擺動空間；該活動關節(jié)選用單人常壓潛水裝具關節(jié)進行集成；上肢手臂的前端設有機械夾持器，通過內部的人力可將機械夾持器加緊及旋轉，以滿足作業(yè)要求，機械夾持器采用與單人常壓潛水裝具一致的機械夾持器；模擬器本體的腰部裝有推進器，為模擬器本體提供前進、后退、上浮和下潛三維空間的動力。
3.根據權利要求1或2所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述模擬器本體上設有觀察窗，觀察窗采用有機玻璃制造，為駕駛員提供足夠的觀察視野；模擬器本體上還設有攝像機、水下照明燈，其中，水下照明燈為攝像機提供照明；該攝像機通過光電混合纜與水面顯控室相連，將攝像機的視頻傳送信號至水面；并由水面顯控臺顯示水下的視頻信號；模擬器本體的上軀體中間能夠打開，以便駕駛員能夠出、入；模擬器本體的背部位置罩有一浮力包，浮力包采用玻璃微珠制造，用于為模擬器本體提供足夠的浮力；浮力包內安裝有一成像聲納，用于探測遠距離物體及障礙物所用。
4.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述中性纜在水中處于懸浮狀態(tài)，用以減少其對模擬器本體的水動力影響。
5.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述水面顯控室是由控制臺、視頻控制單元、監(jiān)視器、顯示器組成，其中，該控制臺為標準機柜形式，內部嵌有工控機；該視頻控制單元由視頻錄像機和視頻分配器組成，用于對視頻數據進行存儲與分配，且該視頻控制單元與監(jiān)視器，監(jiān)視器連接，用于顯示視頻信息，并通過中性纜與水下攝像機相連；該監(jiān)視器、顯示器由高亮度監(jiān)視器和顯示器連接組成，用于顯示視頻和控制信息，并用于人機交互；該工控機與顯示器連接，用于顯示控制信息，并顯示模擬器狀態(tài)信息。
6.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述收放絞車設置在水面，收放絞車的內部具有光電組合滑環(huán)，用于傳遞光、電信號及動力。
7.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述水下平臺的內部搭載了水下照明燈和水下攝像機及用于作業(yè)的模擬作業(yè)設備。
8.根據權利要求1所述的單人常壓潛水裝具駕駛員的水下培訓模擬器，其特征在于:所述水面行車用于對模擬器本體的收放和對定滑輪的固定。
【文檔編號】G09B9/00GK104332078SQ201410697401
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】尹漢軍, 鐘朝廷, 王磊, 陳祥余, 馬利斌, 姜瑛, 劉濤, 張美榮, 胡勇, 尚憲朝, 侯德永, 王琮, 何再明, 彭小佳, 徐鵬飛, 李麗娜, 姜磊, 何寧強 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 中國船舶重工集團公司第七〇二研究所