專利名稱：漂浮式同步動力潛水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潛水器，特別是一種能力潛水員連續(xù)有效提供動力與氧氣的潛水器。
目前，公知的潛水器大致可分為三類，一類是攜氧式潛水器;一類是通氣式潛水器;另一類是動力潛水器。攜氧式潛水器，即是潛不員在潛水時背負一個給氧瓶，為潛水員在水下作業(yè)提供氧氣，這種潛水器主要有兩個缺點;一是受給氧瓶體積的限制，一般一次攜氧量也很有限，另外罐裝氧氣也很不方便，二是不能為潛水員在水下活動提供動力。通氣式潛水器，即是潛水員在潛水時所需要的氧氣是通過通氣管來實現(xiàn)的，它有兩種形式1、船只通氣式潛水器，這種潛水器是依靠船只與潛水員相連的通氣管來為潛水員提供氧氣的，它主要有兩個缺點一是由于潛水員在潛水時離不開船只，因而活動范圍就有很大的局限性;二是不能為潛水員在水下的活動提供動力。2、抽氣式潛水器，這種潛水器主要由浮子，通氣管和抽氣筒三部分組成，潛水時，浮子漂浮在水面上，抽氣筒隨人體潛入水中，潛水員利用腿部的力量抽動抽氣筒中的活塞時，空氣就從浮子進入通氣管，為潛水員提供氧氣，歐洲專利EP-0297416AI披露的就是這種潛水器，它主要有兩上缺點一是潛水員在水下抽氣有一定的困難，二是不能為潛水員在水下的活動提供動力。動力潛水器，即是潛水員在潛水時除了背負一個給氧瓶外，還背負一個動力裝置，為潛水員在水下的活動提供動力，美國專利US-4779554、US-3415221和US-4467742所披露的就是這類潛水器。US-4779554所披露的潛水器，是一個裸露的背負裝置，它與一個自戴式潛水呼吸用具裝置配套使用，在潛水員背部的兩側(cè)各安裝一個靠電池供電的馬達推進裝置，以提高潛水員在水下活動的靈活性，協(xié)助潛水員調(diào)整行進方向與下垂度，它主要有兩個缺點一是受給氧瓶體積的限制，一般一次攜氧量也很有限，另外罐裝氧氣也很不方便，二是由于動力馬達推進裝置是靠電池供電，功率和電能都有很大的局限性，況且電池充電也很不方便，不能為潛水員的行進提供有效的動力。US-3415221所披露的潛水器，是在潛水員的胸部安有一動力裝置，與背負自戴式潛水呼吸裝置配套使用，動力裝置中安有發(fā)動機、空壓機、推進器等裝置，發(fā)動機可以是電池帶動的馬達，也可以是燃燒發(fā)動機，它能為潛水員在水下活動提供動力，它主要有兩個缺點一是受給氧瓶體積的限制，一般一次攜氧量也很有限，二是由于動力推進裝置是靠電池供電，所以功率和電能都有很大的局限性，況且充電也很不方便，既使是用燃燒發(fā)動機提供動力，由于燃燒所用的氧氣是靠給氧瓶提供的，所以動力源也具有很大的局限性，不能為潛水員連續(xù)有效的提供動力。US-4467742所披露的潛水器，是一個靠電池供電的動力推進裝置與自戴式潛水呼吸裝置配套使用的潛水器，它主要有兩個缺點一是受給氧瓶體積的限制，一般一次攜氧量也很有限，另外，罐裝氧氣也很不方便，二是由于動力推進裝置是靠電池供電的，所以功率和電能都有很大的局限性，況且充電也很不方便，因此也就不能為潛水員有效的提供動力。
本發(fā)明的目的是提供一種潛水器，它能長時間連續(xù)有效的為潛水員在水下的活動提供動力與氧氣。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的解決方案是在潛水員的胸部配戴一個電動推進機，這個電動推進機通過一個輸送管與漂浮在水面上的內(nèi)部安有發(fā)動機、空壓機和發(fā)電機的動力箱相連。工作時，動力箱始終漂浮在水面上，它與潛入水中的電動推進機同步運動，發(fā)動機燃燒和空壓機所需要的空氣，可以從大氣中直接獲得，發(fā)動機帶動空壓機和發(fā)電機工作，空壓機所產(chǎn)生的壓縮空氣，通過輸送管中的管路為潛水員連續(xù)不斷的提供氧氣。發(fā)電機發(fā)出來的電能，通過輸送管中的導(dǎo)線為潛入水中的電動推進機連續(xù)不斷的提供電力，帶動推進機尾部的推進器轉(zhuǎn)動，推進人體前進。
在電動推進機的前方，安有一個操縱把，用于控制整個潛水器的工作。在操縱把的端部還通過一個連接管與潛水員配戴的頭盔相連，以實現(xiàn)為潛水員供氣與照明。
在上述解決方案中，由于發(fā)動機的燃燒和空壓機所需要的空氣都能從空氣中直得，并且電能與氧氣都能通過輸送管連續(xù)不斷的提供給電動推進機和人體，所以，就較好地解決了為潛水員連續(xù)有效提供動力與氧氣的問題，即是為潛水作業(yè)提供了一種較理想的動力潛水工具。
下面結(jié)合對附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


圖1是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)及工作示意圖。
圖2是動力箱的外部結(jié)構(gòu)圖。
圖3是動力箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視圖。
圖4是動力箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)府視圖。
圖5是動力箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)左視圖。
圖6是輸氣管和的橫斷圖。
圖7是浮力緩沖體的示意圖。
圖8是電動推進機的外部結(jié)構(gòu)圖。
圖9是操縱把的結(jié)構(gòu)與工作原理圖。
圖10是頭盔的外部結(jié)構(gòu)圖。
圖11是呼吸咀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是充氣頭及充氣咀的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是脫離插頭及插座的結(jié)構(gòu)圖。
在圖1所述的本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)及工作圖中，動力箱(1)與輸氣管(2)的上端相連，經(jīng)過浮力緩沖體(9)后，下端與電動推進機(3)相連，電動推進機的上部安有腿帶(7)和肩帶(8)，在電動推進機的前方安有操縱把(4)，并通過一個連接管(5)與頭盔(6)相連。工作時，動力箱始終漂浮在水面上，它通過輸送管與潛入水中的電動推進機相連并同步運動，動力箱中安有發(fā)動機、空壓機和發(fā)電機，發(fā)動機燃燒和空壓機所需要的空氣從大氣中直接獲得，發(fā)動機帶動空壓機和發(fā)電機工作，空壓機所產(chǎn)生的壓縮空氣，通過輸氣管為潛水員提供帶有一定壓力的空氣。發(fā)電機發(fā)出來的電能，為潛入水中的電動推進機連續(xù)不斷的提供動力。操縱把用于控制整個潛水器的工作。連接管通過頭盔為潛水員供氣。
在圖2所示的動力箱的外部結(jié)構(gòu)圖中，動力箱蓋(17)上用進氣口固定螺絲(14)將進氣口直管(13)固定，進氣口直管上部安有防水帽(12)，防水帽的上部安有工作指示燈(11)，在箱蓋的前部用起動口固定螺絲(25)將起動口管(24)固定，在起動口管的上部設(shè)有起動手柄封帽(23)和起動手柄(22)，在箱體的尾部用排氣口固定螺絲(16)將排氣口彎管(15)固定，在箱體的旁側(cè)安有箱蓋鎖緊扣(18)，開有水循環(huán)孔(19)，在動力箱蓋上還安有提手(21)。動力箱是一個帶蓋的硬質(zhì)船形箱體，工作時，它起到托起動力裝置和進排氣口管的作用，不工作時，可將潛水器的全套設(shè)備都裝入箱體內(nèi)，變成了一個手提箱，以便于潛水員攜帶潛水器。進氣口直管是一個兩頭開口的硬質(zhì)管，上口與大氣直通，下口插入箱體內(nèi)，用于為發(fā)動機和空壓機提供空氣。防水帽是一個傘形帽，它可以防止水從管口襲入管內(nèi)。工作指示燈既能發(fā)光又能反光，用于潛水作業(yè)的工作指示，以防止船只靠近而對潛水員的人身安全構(gòu)成威助。起動手柄是一個拉線式的手起動裝置，有一個拉線與箱體內(nèi)的起動輪相連，手柄的下面連有一個封帽，起動后可將封帽擰在起動口管上，以防止水從管中進入箱體內(nèi)。排氣口彎管是一個，U形管，它的U形彎可以有效的阻止外面的水襲入管內(nèi)，用于將發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣排向大氣。箱體旁側(cè)開有的水循環(huán)孔有前后兩個，與外面的水相通，用于帶走發(fā)動機、空壓機和發(fā)電機工作時產(chǎn)生的高熱。
在圖3、4、5所示的動力箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中，發(fā)動機(26)、空壓機(27)、發(fā)電機(28)在動力箱的底部同軸線順次安裝，并用固定螺絲(40)固定在箱體上，發(fā)動機上接有進氣管(35)和排氣管(36)，空壓機上接有空壓機進氣管(37)和空壓機壓氣管(38)，在發(fā)動機的旁側(cè)安有起動機(29)和蓄電池(30)，發(fā)動機的前面安有起動輪(33)和浮力斷路器(32)，在動力箱的上部還設(shè)有油箱(31)，發(fā)動機上還安有一個油門拉桿(34)。工作時，首先由起動機靠蓄電池供電起動發(fā)動機工作，必要時也可由手起動來起動發(fā)動機工作，發(fā)動機通過傳動軸帶動空壓機和發(fā)電機工作，發(fā)動機燃燒所需要的空氣由發(fā)動機進氣管提供，但發(fā)動機進氣管和與動力箱蓋上的進氣口直管并不直接相通，而是錯開一個位置，以防萬一有水襲入時不直接進入發(fā)動機，而是流入箱體內(nèi)，發(fā)動機燃燒所產(chǎn)生的廢氣由排氣管經(jīng)箱體外的排氣口彎管排向大氣?？諌簷C通過空壓機進氣管從大氣中吸入空氣，并轉(zhuǎn)換成帶有一定壓力的空氣，通過壓氣管為潛水員提供氧氣。發(fā)電機發(fā)出來的電能，大部分用于為潛入水中的電動推進機提供電力，除此還用于為發(fā)動機點火和照明。為了及時帶走發(fā)動機、空壓機和發(fā)電機工作時產(chǎn)生的高熱，在機體的周圍充滿冷卻水，并通過箱體旁側(cè)開有的水循環(huán)孔進行冷卻循環(huán)。動力箱前部安有的浮力斷路器，是一個利用浮力原理設(shè)計的一個自動斷路裝置，當有水意外進入動力箱并達到一定深度時，它就會自動切斷電路，息滅照明燈，以示箱內(nèi)進水，提醒潛水員及時采取必要的措施。
在圖6所示的輸送管的橫斷圖中，輸送管的內(nèi)部有壓氣管(38)、照明導(dǎo)線(41)、動力導(dǎo)線(42)、起動導(dǎo)線(43)、油門拉線(44)從中通過。輸送管是一個浮力與重力相等的軟質(zhì)管，它的上端與漂浮在水面上的動力箱相連，下端與潛入水中的電動推進機相連，它一方面能連續(xù)不斷地為潛入水中的電動推進機與人體提供電力與氧氣，另一方面也能牽動漂浮在水面上的動力箱與潛入水中的電動推進機同步運動。
在圖7所示的浮力緩沖體的結(jié)構(gòu)示意圖中，浮體(45)與輸送管(2)連為一體，輸送管從浮體內(nèi)部通過。浮力緩沖體是一個浮力略大于重力的半漂浮的柱形體，離漂浮動力箱有2米的距離，當有波浪在水面上波動時，由于漂浮動力箱的浮力較大，一般會隨著波浪而上下浮動，而浮力緩沖體由于本身的浮力和體積都較小，所以，當有波浪襲來時，它就會被浸沒在水中，保持高程基本不變，因而也就不會牽動輸送管上下運動而影響潛水員在水下的正?；顒?，它能有效地起到緩沖的作用。
在圖8所示的電動推進機的外部結(jié)構(gòu)圖中，電動推進機(3)的上面是沉浮室(50)，沉浮室上安有腿帶(7)，肩帶(8)，下面設(shè)有通水孔(51)和充氣閥(52)及放氣閥(53)，前部設(shè)有一個壓氣箱(46)，壓氣箱的上面安有氣閥(55)、氣閥手柄(56)和壓氣箱充氣咀(57)，氣閥上接有氣管(58)，電動推進機的前端安有配電箱(54)，旁側(cè)安有操縱把(4)，在操縱把與機體的連接處有輸送管(2)插入，在推進機的尾部安有推進器(47)，推進器的周圍設(shè)有安全欄(49)，尾部還安有抗扭矩葉輪(48)。電動推進機是一個靠動力箱中發(fā)電機供電的電動推進裝置，其上的可控調(diào)速電機直接帶動推進器轉(zhuǎn)動，推進人體前進。沉浮室一方面起到調(diào)整浮力的作用，另一方面也起到托起和固定推進機的作用，當有氣體從充氣閥充入沉浮室時，沉浮室內(nèi)的水就從通水孔流出，以增大浮力;當有氣體從放氣閥放出時，外面的水就從通水孔流入沉浮室內(nèi)，以減少浮力。壓氣箱是一個貯備壓縮空氣的園柱形箱體，潛水前從充氣咀處充足壓縮空氣，使其內(nèi)部氣體壓力大于外面水的壓力，將潛水員配戴的沒有充氣的救生圈用氣管與壓氣箱上的氣閥連通，平時一般不使用它來調(diào)整浮力，當有緊急情況時，拉動氣閥手柄，打開氣閥，壓力箱內(nèi)的壓縮空氣立刻就會通過氣管充入救生圈內(nèi)，人體和電動推進機就會一同迅速上浮，脫離危險。推進器是一個螺旋將式的推進器，為了人身及螺旋漿的安全，在其外部設(shè)置了一個鋼網(wǎng)罩，推進器的傳動軸還帶動一個安裝在機體尾部的抗扭矩葉輪，它能有效的抵抗推進器轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的扭矩，以保證行駛具有良好的方向性與穩(wěn)定性。
在圖9所示的操縱把的結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖中，操縱把由把桿(68)和把柄(67)構(gòu)成，把桿內(nèi)有壓氣管(38)、照明導(dǎo)線(41)、動力導(dǎo)線(42)、起動導(dǎo)線(43)、油門拉線(44)、充氣管(69)和放氣管(70)從中通過，把柄上設(shè)有起動開關(guān)(63)、照明開關(guān)(61)、充氣開關(guān)(60)、放氣開關(guān)(62)、電機調(diào)速開關(guān)(59)和油門開關(guān)(65)、油門開關(guān)上還安有一個油門開關(guān)定位體(66)，在把柄的端部設(shè)有脫離插座(64)。操縱把是一個封閉式的管狀把，用鉸鏈安裝在電動推進機的前部，使用時將它搬到前方的操縱位置上，用于控制整個潛水器的工作，不用時將它搬回到電動推進機的后部位置。起動開關(guān)是一個電鍵，它的兩極分別與蓄電池(30)和起動機(29)相連，用于控制起動機工作。照明開關(guān)也是一個電鍵，它的兩極分別與照明燈(75)、工作指示燈(11)和蓄電池(30)相連，用于控制照明燈和工作指示燈。充氣開關(guān)是一個旋扭開關(guān)，它的兩端分別與壓氣管(38)和充氣閥(52)相連，用于控制為沉浮室的充氣。放氣開關(guān)也是一個旋扭開關(guān)，它的一端與放氣閥(53)相連，另一端在開關(guān)處放氣，用于控制為沉浮室的放氣。電機調(diào)速開關(guān)是一個電鍵與旋扭兩用的開關(guān)，它的兩極均與配電箱(54)相連，用于控制電動推進機的工作與調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。油門開關(guān)是一個旋轉(zhuǎn)鎖定式的拉線開關(guān)，拉線(44)的一端與本開關(guān)相連，另一端與發(fā)動機的油門拉桿(34)相連，用于控制發(fā)動機的工作功率。在圖9中，把桿已從A-A處展開，各管線的走向在圖中已用標跡示出。
在圖10所示的頭盔的外部結(jié)構(gòu)圖中，連接管(5)的一端連有脫離插頭(86)，另一端與頭盔貯氣箱(71)相連，貯氣箱上接有給氧管(73)，端部按有呼吸咀(74)，貯氣箱上還接有充氣頭(72)，在頭盔的前部安有工作指示燈(75)，顯示器(76)和觀察窗(77)。頭盔是一個為潛水員提供氧氣與照明的輔助裝置，它是通過一個連接管和一個脫離插頭與操縱把連接的。頭盔同氣箱是一個裝有壓縮空氣的箱體，平時它能起到為潛水員平穩(wěn)供氣的作用，當有緊急情況時又能在人體脫離潛水器后為潛水員提供數(shù)分鐘的氧氣。頭盔前部的照明燈用于為潛水作業(yè)提供照明，顯示器一方面能顯示潛水深度、水溫和時間，另一方面還能起到保護頭部的作用，防止在行進時碰到前方的物體。
在圖11所示的呼吸咀的結(jié)構(gòu)示意圖中，呼吸咀的上部露出一個咬動體(78)，它與管內(nèi)的封塞(79)相連，封塞的下面是一個氣孔(80)。呼吸咀是一個只能吸氣的裝置，它與給氧管相連，給氧管內(nèi)有一定的壓力，當需要吸氣時將咬動體放開氣體便可以從氣孔進入人體，當需要吸氣時將咬動體咬緊，氣體便可以從鼻孔放出，這一動作與人體的正常呼吸是相一致的。
在圖13所示的充氣頭及充氣咀的結(jié)構(gòu)圖中，充氣頭外管(81)內(nèi)設(shè)有出氣孔(82)，孔內(nèi)安有自封體(83)，自封體的一端與支撐彈簧(84)相連，另一端與頂體(85)相連。當需要充氣時，將充氣頭插在充氣咀上，由于充氣頭端部的頂體可將充氣頭自封體和充氣咀自封體同時頂開，充氣頭里面的壓縮空氣就會進入充氣咀，不充氣時，由于支撐彈簧的作用而使氣口封死而不能進水。
在圖13所示的脫離插頭及插座的結(jié)構(gòu)圖中，脫離插頭(86)的內(nèi)部是連接管(5)，管壁中有導(dǎo)線(41)通過，插頭的端部開有通氣口(87)，通氣口里面有一個自封體(88)，自封體的一端與支撐彈簧(89)相連，另一端與頂體(90)相連，插頭的端部還安有電極(91)，在插頭的旁側(cè)安有定位體(93)和銷緊體(92)，在插座的內(nèi)壁上還開有定位槽(94)。脫離插頭與插座是人體與潛水器的重要連接裝置，工作時，將插頭插入插座內(nèi)，管線就會接通，當有緊急情況時，撥下插頭，打開肩帶，人體就可以帶著關(guān)盔脫離潛水器而上浮。當把插頭插入插座內(nèi)時，頂體同時將插頭與插座內(nèi)的自封體頂開，電極也同時插接，氣路與電路同時接通，這時用銷緊體將插頭鎖入插座內(nèi)。當將插頭撥出時，由于插頭與插座中的自封體在支撐彈簧的作用下，就會將氣口堵住，能避免水從氣口中進入管內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛水器，由動力箱(1)、輸送管(2)、電動推進機(3)、操縱把(4)、連接管(5)和頭盔(6)構(gòu)成，其特征是漂浮在水面上的動力箱(1)與潛入水中的電動推進機(3)用輸送管(2)直接相連。
2.如權(quán)利要求1所述的潛水器，其特征是動力箱(1)的外部安有進氣口直管(13)、排氣口彎管(15)和起動手柄(22)，內(nèi)部安有發(fā)動機(26)、空壓機(27)、發(fā)電機(28)和起動機(29)
3.如權(quán)利要求2所述的潛水器，其特征是起動手柄(22)的下面安有封帽(23)。
4.如權(quán)利要求1所述的潛水器，其特征是輸氣管(2)是一個重力與浮力箱等的軟質(zhì)管，內(nèi)有壓氣管(38)、照明導(dǎo)線(41)、動力導(dǎo)線(42)、起動導(dǎo)線(43)和油門拉線(44)通過。
5.如權(quán)利要求1所述的潛水器，其特征是電動推進機(3)的前部安有壓氣箱(46)，其上接有為救生圈(10)充氣的氣管(58)，安有氣閥(55)、氣閥拉桿(56)和充氣咀(57)。
6.如權(quán)利要求1所述的潛水器，其特征是電動推進機(3)的旁側(cè)用鉸鏈安有一個操縱把(4)，其上安有起動開關(guān)(63)、照明開關(guān)(61)、充氣開關(guān)(60)、放氣開關(guān)(62)、電機調(diào)速開關(guān)(59)和油門開關(guān)(65)。
7.如權(quán)利要求6所述的潛水器，其特征是操縱把的把桿(68)是一個封閉的管狀桿，內(nèi)有輸送管(2)、充氣管(69)及放氣管(70)通過。
8.如權(quán)利要求6所述的潛水器，其特征是操縱把的把柄(67)的端部還安有脫離插座(64)及脫離插頭(86)。
9.如權(quán)利要求8所述的潛水器，其特征是脫離插頭(86)的內(nèi)部安有自封體(88)和電極(91)，它還通過連接管(5)與頭盔上的貯氣箱(71)相連。
10.如權(quán)利要求9所述的潛水器，其特征是貯氣箱(71)上還安有給氧管(73)和充氣頭(72)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能為潛水員有效提供動力與氧氣的潛水器，它是在潛水員的胸部佩帶一個電動推進機，并通過一個輸送管與漂浮在水面上內(nèi)部安有發(fā)動機、空壓機和發(fā)電機的動力箱相連，且與之同步運動，發(fā)動機帶動空壓機和發(fā)電機工作，空壓機通過輸送管為潛水員提供帶有一定壓力的空氣，發(fā)電機通過輸送管為電動推進機提供電力，進而推動人體前進。因此本發(fā)明為潛水員提供了一種較理想的動力潛水工具。
文檔編號B63C11/10GK1089912SQ93101080
公開日1994年7月27日 申請日期1993年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月15日
發(fā)明者高大放 申請人:高大放