本發(fā)明屬于潛航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全海深無人深潛器。

背景技術(shù)：

近年來，伴隨著深海探礦勘測(cè)、石油開采、樣品采集等資源開發(fā)，電纜管線鋪設(shè)、跨海大橋等工程施工，以及科考勘測(cè)、攝影觀察等一系列海洋開發(fā)事業(yè)的快速發(fā)展，深潛器建造和需求數(shù)量急劇增多。

但由于深海環(huán)境中，自然環(huán)境非常嚴(yán)酷和危險(xiǎn)，存在著海水的腐蝕、阻力、電源、通訊手段、觀測(cè)及位置保持等一系列問題。特別是深潛器耐水壓的輕量容器、材質(zhì)、造價(jià)等問題，要比陸上和空間使用的系統(tǒng)要困難的多。為確保人身安全研發(fā)潛航深度大、費(fèi)用成本低、安全可靠的智能型無人深潛器就尤為重要。作為動(dòng)力系統(tǒng)、通訊設(shè)施、科研設(shè)備、采樣攝影器具等的承載和保護(hù)工具，是深潛器研發(fā)的重中之重，也占了深潛器研發(fā)、建造成本的相當(dāng)大的比重。

目前，為了建造出下潛深度更大的深潛器，世界許多國(guó)家的研發(fā)機(jī)構(gòu)爭(zhēng)相投入巨資，對(duì)深潛器維殼進(jìn)行研發(fā)。但均把研發(fā)設(shè)計(jì)思路，放在如何選擇抗壓力強(qiáng)的材料制作深潛器外層堅(jiān)硬的抗壓維殼，承載全部壓力的封閉“空間結(jié)構(gòu)抗壓”抵抗深海壓力的模式，內(nèi)部再搭載相應(yīng)設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)研發(fā)思路，至今沒有取得突破性進(jìn)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是利用“液體不可壓縮”、“密度基本一致的液體之間基本不承載較大壓力”、“壓力可以傳導(dǎo)”等特性，創(chuàng)造性提出嶄新的設(shè)計(jì)思路：由以往深潛器外層堅(jiān)硬的抗壓維殼，承載全部壓力的封閉“空間結(jié)構(gòu)抗壓”模式，轉(zhuǎn)化為深潛器維殼、以及內(nèi)部搭載的所有設(shè)備設(shè)施、元器件的制作材料，共同承載壓力的“材料抗壓”模式，從而實(shí)現(xiàn)一種全海深無人深潛器及其制造方法。

一種全海深無人深潛器，它包括：

1、深潛器維殼采用耐海水腐蝕、具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以抗碰撞的不銹鋼、鋁合金、朔膠、橡膠等方便易得、成本較低、重量較輕的普通材料即可；

2、選擇一種或幾種成本較低的液體，并符合以下要求：

（1）物理性狀穩(wěn)定，不易凝結(jié)、沸騰、燃燒；

（2）不導(dǎo)電、無腐蝕；

（3）不影響通訊遙控信號(hào)傳輸；

（4）符合特殊元器件的具體要求，例如：加注到攝像頭內(nèi)部空間的液體，還要同時(shí)滿足透明度高的要求。

3、將上述液體，加注并充盈深潛器維殼內(nèi)部及其搭載的所有設(shè)備設(shè)施、元器件的所有內(nèi)部間隙，盡量避免殘存的氣泡或空隙。

4、如果個(gè)別特殊的設(shè)備設(shè)施、元器件，對(duì)添注液體有特殊要求，而需要加注不同液體的，為避免不同液體間相互流動(dòng)、混雜，可以采取相應(yīng)的密封措施加以避免，例如：對(duì)添注了特殊液體的設(shè)備設(shè)施及元器件進(jìn)行塑封、打膠密封或包裹相應(yīng)密封材料等，即可實(shí)現(xiàn)不同液體間的隔離。

5、經(jīng)過上述技術(shù)處理，深潛器內(nèi)部，以及所有搭載物之間，以及其內(nèi)部，均沒有了明顯的氣泡和間隙，從而由以往深潛器外層堅(jiān)硬的抗壓維殼，承載全部壓力的“封閉空間抗壓”模式，轉(zhuǎn)化為深潛器維殼、以及內(nèi)部搭載的所有設(shè)備設(shè)施、元器件的制作材料，共同承載壓力的“材料抗壓”模式。

一種全海深無人深潛器制造方法，它包括：

1、深潛器維殼制作

（1）選取具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗碰撞沖擊，同時(shí)耐海水及內(nèi)部添注液體腐蝕的材料，制作維殼；

（2）維殼上適當(dāng)位置，預(yù)留適當(dāng)大小的安裝、檢修口，并具有緊固后密封防水設(shè)計(jì)；

（3）維殼的頂部位置，分別留有一個(gè)或多個(gè)排氣孔、液體加注孔，并可以緊固密封；

（4）當(dāng)選擇剛性（硬質(zhì)）材料制作維殼時(shí)，為防止維殼及內(nèi)部搭載元器件、設(shè)施設(shè)備的空氣沒有完全排凈，形成小的含有氣體的密閉空間，導(dǎo)致下潛到一定深度時(shí)壓力增加，引起維殼細(xì)微變形。因此，采取在維殼適當(dāng)位置上設(shè)置一個(gè)壓力調(diào)節(jié)孔，即：在維殼上開一個(gè)適當(dāng)大小的園孔，加裝一塊可以自由凸凹伸縮的橡膠片或類似材料，并加裝法蘭盤固定、密封。當(dāng)維殼內(nèi)一旦存在未排凈的空氣時(shí)，隨水壓增大，壓力調(diào)節(jié)孔上的橡膠片向維殼內(nèi)凹陷，從而起到壓力調(diào)節(jié)、使維殼內(nèi)外壓力平衡，避免維殼產(chǎn)生變形；

（5）維殼外可以按照通行設(shè)計(jì)，加裝穩(wěn)定、防撞支架，以及設(shè)備搭載支架、采集取樣設(shè)備安裝點(diǎn)等。

2、加注液體的選擇

可以選擇的液體分為油脂性或水性液體。也可以根據(jù)具體需要，選擇一種或幾種不同液體，通過設(shè)備密封，分別或同時(shí)使用。如導(dǎo)熱油、純凈水等。但必須符合以下要求：

（1）物理性狀穩(wěn)定，不易凝結(jié)、沸騰、燃燒；

（2）不導(dǎo)電、無腐蝕；

（3）不影響通訊遙控信號(hào)傳輸；

（4）符合特殊元器件的具體要求，例如：加注到攝像頭內(nèi)部空間的液體，還要同時(shí)滿足透明度高的要求。

3、液體的加注添注

（1）將現(xiàn)有或特殊加工的元器件及小型設(shè)備設(shè)施（暴露在深潛器外部，或自身可以抗壓或開放型設(shè)備設(shè)施除外），通過后期單個(gè)元器件單獨(dú)加注、置于深潛器維殼內(nèi)統(tǒng)一加注等方式方法，用所加注的液體添注空隙、排除空氣；

（2）需要加注與維殼內(nèi)統(tǒng)一加注液體不同的特殊液體的，可以單獨(dú)加注后，單獨(dú)密封，以避免不同液體之間的流動(dòng)、混淆；

（3）集成電器、線路板等，如需加注特殊液體的，也可以整體加注、整體密封；

（4）如果上述元器件需要鏈接電源等的，在密封時(shí)留出電源接頭或插口；

（5）小型元器件，可以在所需液體的完全浸潤(rùn)環(huán)境下，浸泡加注排除空氣，并粘合密封；

（6）可以采取塑封、膠封等常規(guī)方式密封。

4、搭載設(shè)備設(shè)施、元器件的安裝

（1）無需單獨(dú)加注、單獨(dú)密封的，以及單獨(dú)加注、單獨(dú)密封處理的元器件、設(shè)備設(shè)施，按照設(shè)計(jì)要求，逐一安裝在維殼內(nèi)的固定承載支架上，接通電源等進(jìn)行測(cè)試；

（2）經(jīng)過測(cè)試調(diào)整后，把設(shè)備安裝檢修口緊固密封；打開預(yù)設(shè)的排氣孔，通過預(yù)設(shè)的液體添注孔，加注液體，并最大限度住滿液體、排出空氣，即完成深潛器制作安裝工作，待陸地測(cè)試合格后，即可下潛操作。

本提供了一種全海深無人深潛器及其制造方法，利用“液體不可壓縮”、“密度基本一致的液體之間基本不承載較大壓力”、“壓力可以傳導(dǎo)”的特性，以及現(xiàn)有電子元器件、設(shè)備設(shè)施所使用的原材料（包括：塑料密封薄膜、電線電纜、電路板等等）具有的“抗壓能力”、“抗彎曲能力”，以及“不導(dǎo)電、無腐蝕”的液體材料等，均廣泛存在，價(jià)格低廉、易于獲得，并已廣泛應(yīng)用于加工制造領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)情況。結(jié)合材料力學(xué)、流體力學(xué)等原理，摒棄現(xiàn)有深潛器采取厚重、高耐壓的材料制作維殼，形成內(nèi)部抗壓空間，來抗拒深海巨大水壓的研發(fā)思路。采取深潛器及內(nèi)部所搭載電子元器件、設(shè)備設(shè)施等的所有空間、間隙均添注滿符合特殊要求的液體，通過壓力傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)維殼內(nèi)部與外部壓力均衡。因此，由封閉“空間結(jié)構(gòu)抗壓”模式轉(zhuǎn)化為“材料抗壓”模式，從而化解和抵消深海巨大水壓的全新研發(fā)方向和設(shè)計(jì)思路，形成了嶄新的技術(shù)解決方案，并完全實(shí)現(xiàn)了全海深任意深度潛航、制作材料易得、深潛器綜合比重與海水基本相同、下潛上升或水平行進(jìn)快速易操控、節(jié)省動(dòng)力、材料廉價(jià)易得，建造費(fèi)用成本大幅度降低的重大技術(shù)突破。

此技術(shù)的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)無人深潛器、智能型自持深潛器的大批量、低成本建造，而且深潛器的下潛深度不受限制，使用范圍、潛航時(shí)間得以極大拓展和延長(zhǎng)。

本設(shè)計(jì)充分利用“液體不可壓縮”、“密度基本一致的液體之間基本不承載較大壓力”、“壓力可以傳導(dǎo)”的特性和原料，以及具有“一定抗壓能力”、“抗彎曲能力”的材料、“不導(dǎo)電、無腐蝕”的液體材料等，廣泛存在、價(jià)格低廉、易于獲得，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于加工制造領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)情況，采取深潛器及內(nèi)部所搭載的電子元器件、設(shè)備設(shè)施等的所有空間、間隙均加注滿符合特殊要求的液體，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部壓力均衡，由封閉“空間抗壓”模式轉(zhuǎn)化為“材料抗壓”模式，從而化解和消除深海巨大水壓的全新研發(fā)方向和設(shè)計(jì)思路，形成了嶄新的技術(shù)解決方案，并完全實(shí)現(xiàn)了全海深任意深度潛航、建造材料易得、深潛器綜合比重與海水基本相符、下潛上升水平移動(dòng)快速、易操控、節(jié)省動(dòng)力、費(fèi)用成本大幅度降低的重大技術(shù)突破。

本技術(shù)實(shí)施后，可以大幅度降低深潛器的制作建造成本、不受下潛深度限制，降低技術(shù)難度、加大搭載空間、增加功能，拓展使用范圍?？梢韵駸o人機(jī)、遙控艦船、遙控汽車等一樣，迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、批量生產(chǎn)，廣泛用于科研、探測(cè)、取樣、施工、搜救、捕撈、拍攝、旅游、娛樂以及軍用等諸多領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1一種全海深無人深潛器

1、深潛器維殼采用耐海水腐蝕、具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以抗碰撞的不銹鋼、鋁合金、朔膠、橡膠等方便易得、成本較低的普通材料即可；

2、選擇一種或幾種成本較低的液體，并符合以下要求：

（1）物理性狀穩(wěn)定，不易凝結(jié)、沸騰、燃燒；

（2）不導(dǎo)電、無腐蝕；

（3）不影響通訊遙控信號(hào)傳輸；

（4）符合特殊元器件的具體要求，例如：加注到攝像頭內(nèi)部空間的液體，還要同時(shí)滿足透明度高的要求。

3、將上述液體，加注并充盈深潛器維殼內(nèi)部及其搭載的所有設(shè)備設(shè)施、元器件的所有內(nèi)部間隙，盡量避免殘存的氣泡或空隙。

4、如果個(gè)別特殊的設(shè)備設(shè)施、元器件，對(duì)添注液體有特殊要求，而需要加注不同液體的，為避免不同液體間相互流動(dòng)、混雜，可以采取相應(yīng)的簡(jiǎn)易密封措施加以避免，例如：對(duì)添注了特殊液體的設(shè)備設(shè)施及元器件進(jìn)行塑封、打膠密封或包裹相應(yīng)密封材料等，即可實(shí)現(xiàn)不同液體間的隔離。

5、經(jīng)過上述技術(shù)處理，深潛器內(nèi)部，以及所有搭載物之間，以及其內(nèi)部，均沒有了明顯的氣泡和間隙，從而由以往深潛器外層堅(jiān)硬的抗壓維殼，承載全部壓力的封閉“空間抗壓”模式，轉(zhuǎn)化為深潛器維殼、以及內(nèi)部搭載的所有設(shè)備設(shè)施、元器件的制作材料，共同承載壓力的“材料抗壓”模式。

6、無人深潛器通過上述承壓方式、設(shè)計(jì)理念的根本性轉(zhuǎn)變，就杜絕了在深海巨大水壓環(huán)境下，違反自然規(guī)律，人為制造一個(gè)堅(jiān)硬的抗壓維殼，形成充盈空氣的密閉空間的做法，而是通過尋求和實(shí)現(xiàn)“壓力平衡”的順應(yīng)了自然規(guī)律的方式實(shí)現(xiàn)“壓力抵消、壓力均衡”。這就好比再深的海底，也有魚類、貝類、蝦蟹、海藻、海綿等大量質(zhì)地柔嫩的動(dòng)植物，自由、長(zhǎng)期、健康的生長(zhǎng)是同一原理。

7、由于構(gòu)成深潛器維殼、所搭載的設(shè)備設(shè)施及元器件的所有制作材料，均可以非常方便、廉價(jià)的選取，并且具有以下特性：

（1）具有承受最大深海（目前人類探測(cè)深海最深深度均未超過14000米）壓力的能力（例如：近期，中國(guó)深海探測(cè)器在尋找深海冷泉“可燃冰”的探測(cè)活動(dòng)中，附帶的趣味試驗(yàn)表明，普通燈泡和雞蛋在未加任何防護(hù)的情況下，燈泡約在315米深度被壓爆；而雞蛋在數(shù)千米以下的深海，依舊完好無損。這佐證了以下問題：

A、由于雞蛋殼存在微小孔隙，壓力可以透過蛋殼殼體，傳導(dǎo)至蛋殼內(nèi)部。因此，即使是非常脆弱的雞蛋殼，只要不形成密封“空間抗壓”結(jié)構(gòu)，就可以化解而非抵抗深海巨大水壓；

B、由于雞蛋殼存在微小孔隙，不是完全密封的封閉空間，使得“雞蛋蛋室”內(nèi)的空氣被壓縮或排出蛋殼，海水壓力得以直接作用于蛋殼內(nèi)部的蛋清、蛋黃等液體。因液體不可以壓縮，并且其密度與海水差異不大，承受的壓力也因此得以化解和消除；

C、深潛器及設(shè)備設(shè)施、元器件所用材料，均比雞蛋殼的密度大、韌性強(qiáng)、抗彎曲度大、質(zhì)地硬，其“材料抗壓”能力均是脆弱的蛋殼的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。因此，深潛器維殼、所搭載設(shè)備設(shè)施、元器件的材料抗壓能力，完全可以抵抗住全海深（任意海水深度）的壓力。

（2）即使出現(xiàn)以下兩種極端情況，在深海巨大水壓環(huán)境下，也僅僅會(huì)使深潛器維殼及其搭載設(shè)備設(shè)施、元器件的制作材料本身，產(chǎn)生極其細(xì)微的彎曲變形。而材料抗彎曲的特性決定，這樣的極其細(xì)微的彎曲變形，不會(huì)影響設(shè)備設(shè)施、元器件的運(yùn)轉(zhuǎn)及功能。這兩種極端情況如下：

A、制造深潛器維殼、設(shè)備設(shè)施及元器件的材料本身的內(nèi)部，存在極其微小的間隙、氣泡；

B、在液體的添注、或個(gè)別具有特殊要求的設(shè)備設(shè)施和元器件，為了防止所添注的不同液體間流動(dòng)混淆，而進(jìn)行密封隔離的過程中，留有殘存的微小的氣泡、間隙。

8、目前，符合以下特點(diǎn)及要求：材料密度較大，具有一定的彎曲度、自身抗壓力較強(qiáng)的材料非常廣泛，符合上述設(shè)計(jì)制作要求的材料，完全可以方便、廉價(jià)的獲得。并且，現(xiàn)有的可能使用在深潛器所搭載的設(shè)備設(shè)施、元器件，也絕大多數(shù)由上述材符合要求的料制作而成。

9、通過上述轉(zhuǎn)變，以往制約深潛器下潛深度的重中之重，即：抗壓維殼的價(jià)格高昂的特種材料，以及標(biāo)準(zhǔn)高、要求嚴(yán)、工藝難度大的焊接、制作等，都變得非常容易獲取、非常容易加工、價(jià)格成本非常低廉。例如：

精密電子元件所使用的線路板、導(dǎo)電線路、支架、殼體及焊錫膠體等焊接黏貼材料、塑料等本身就符合抗壓要求；用于元器件、設(shè)備設(shè)施間隙加注液體后的密封隔離用材料，如膠類物質(zhì)、塑料薄膜、橡膠等等，也方便易得，成本低廉。

10、本技術(shù)可以利用大多數(shù)現(xiàn)有的各種設(shè)備設(shè)施、元器件，通過加注符合要求的液體、膠體，采取相應(yīng)的密封、隔離等技術(shù)措施，即可實(shí)現(xiàn)排除空氣、填滿間隙，抗壓密封，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電力輸出系統(tǒng)、信號(hào)傳輸通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作，實(shí)現(xiàn)深潛器的任意深度潛航、快速下潛上升、水平移動(dòng)行進(jìn)、樣品采集、攝像觀測(cè)等所有功能。

實(shí)施例2一種全海深無人深潛器加工方法

1、深潛器維殼制作

（1）選取具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗碰撞沖擊，同時(shí)耐海水及內(nèi)部添注液體腐蝕的材料，制作維殼；

（2）維殼上適當(dāng)位置，預(yù)留適當(dāng)大小的安裝、檢修口，并具有緊固后密封防水設(shè)計(jì)；

（3）維殼的頂部位置，分別留有一個(gè)或多個(gè)排氣孔、液體加注孔，并可以緊固密封；

（4）當(dāng)選擇剛性（即硬質(zhì)）材料制作維殼時(shí)，為防止維殼及內(nèi)部搭載元器件、設(shè)施設(shè)備的空氣沒有完全排凈，形成小的含有氣體的密閉空間，導(dǎo)致下潛到一定深度時(shí)壓力增加，引起維殼細(xì)微變形。因此，采取在維殼適當(dāng)位置上設(shè)置一個(gè)壓力調(diào)節(jié)孔，即：在維殼上開一個(gè)適當(dāng)大小的園孔，加裝一塊可以自由凸凹伸縮的橡膠片或類似材料，并加裝法蘭盤固定、密封。當(dāng)維殼內(nèi)一旦存在未排凈的空氣時(shí)，隨水壓增大，壓力調(diào)節(jié)孔上的橡膠片向維殼內(nèi)凹陷，從而起到壓力調(diào)節(jié)、使維殼內(nèi)外壓力平衡，避免維殼產(chǎn)生變形；

（5）維殼外可以按照通行設(shè)計(jì)，加裝穩(wěn)定、防撞支架，以及設(shè)備搭載支架、采集取樣設(shè)備安裝點(diǎn)等。

2、加注液體的選擇

可以選擇的液體分為油脂性或水性液體。也可以根據(jù)具體需要，選擇一種或幾種不同液體，通過設(shè)備密封，分別同時(shí)使用。如導(dǎo)熱油、純凈水、膠質(zhì)等。但必須符合以下要求：

（1）物理性狀穩(wěn)定，不易凝結(jié)、沸騰、燃燒；

（2）不導(dǎo)電、無腐蝕；

（3）不影響通訊遙控信號(hào)傳輸；

（4）符合特殊元器件的具體要求，例如：加注到攝像頭內(nèi)部空間的液體，還要同時(shí)滿足透明度高的要求。

3、液體的加注添注

（1）將現(xiàn)有或特殊加工的元器件及小型設(shè)備設(shè)施（暴露在深潛器外部，或自身可以抗壓或開放型設(shè)備設(shè)施除外），通過后期單個(gè)元器件單獨(dú)加注、置于深潛器維殼內(nèi)統(tǒng)一加注等方式方法，用所加注的液體添注空隙、排除空氣；

（2）需要加注與維殼內(nèi)統(tǒng)一加注液體不同的特殊液體的，可以單獨(dú)加注后，單獨(dú)密封，以避免不同液體相互流動(dòng)、混淆；

（3）集成電器、線路板等，如需加注特殊液體的，也可以整體加注、整體密封；

（4）如果上述元器件需要鏈接電源的，在密封時(shí)留出電源接頭或插口；

（5）小型元器件，可以在所需液體的完全浸潤(rùn)環(huán)境下，浸泡加注排除空氣，并粘合密封；

（6）可以采取塑封、膠封等常規(guī)方式密封。

4、搭載設(shè)備設(shè)施、元器件的安裝

（1）無需單獨(dú)加注、單獨(dú)密封的，以及單獨(dú)加注、單獨(dú)密封處理后的元器件、設(shè)備設(shè)施，按照設(shè)計(jì)要求，逐一安裝在固定承載支架上，接通電源進(jìn)行測(cè)試；

（2）經(jīng)過測(cè)試調(diào)整后，把設(shè)備安裝到深潛器維殼中，密封設(shè)備安裝檢修口。打開預(yù)設(shè)的排氣孔，通過預(yù)設(shè)的液體添注孔，加注液體，并最大限度住滿液體、排出空氣，即完成深潛器制作安裝工作，待陸地測(cè)試合格后，即可下潛操作。

本技術(shù)實(shí)施后，可以使深潛器不受下潛深度限制的同時(shí)，大幅度降低制作建造成本、降低技術(shù)難度、加大搭載空間、增加功能，拓展使用范圍?？梢韵駸o人機(jī)、遙控艦船、遙控汽車等一樣，迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、批量生產(chǎn)，廣泛用于科研、探測(cè)、取樣、施工、搜救、捕撈、拍攝、旅游、娛樂以及軍用等諸多領(lǐng)域。