大深度载人潜水器旋转座椅的制作方法

本发明涉及载人潜水器辅助设备技术领域，尤其是一种大深度载人潜水器旋转座椅。

背景技术：

载人潜水器能使人类亲临海底现场，进行实地考察、取样、测绘、搜寻、打捞等作业，能在复杂海洋环境中进行精细海底作业。我国于2002年开展“蛟龙号”载人潜水器的研制，历经十年研制，于2012年6月，在马里亚纳海沟成功下潜至最大深度7062m。2009年我国启动第二台载人潜水器“深海勇士号”的研制，利用我国近几年积累的技术进步和经验，大幅提高国产化设计、研制与测试能力，于2017年10月完成海试，2017年11月完成了“深海勇士”号在中国船级社入级检验。在“蛟龙号”及“深海勇士号”的研制基础上，我国向万米级深渊载人潜水器发起了冲击，2016年，在科技部国家重点研发计划的支持下，我国启动了全海深载人潜水器的研制。

因为潜航员生理极限及潜水器生命支持系统工作时间等因素的制约，国内外载人潜水器作业总时间一般不超过12小时，其中包括了潜水器布放入水、注水下潜、海底作业、抛载上浮、水面回收5个阶段。随着载人潜水器作业深度的不断增加，潜水器下潜上浮阶段所占用的时间比重不断加大，海底作业时间不断减少。对于水平布置的载人潜水器，在同等量级及同样外形的情况下，如果载人潜水器下潜及上浮过程中通过旋转艇体，以近似于垂直的姿态进行潜浮，相对于原本水平姿态潜浮，将大大降低潜水器潜浮阻力，缩短潜浮时间，从而增加载人潜水器在海底作业的时间(作业剖面见附图1)。

如果座椅为固定形式，在载人潜水器大倾角下潜过程中，潜航员只能依靠安全带将身体固定在座椅上，且由安全带支撑整个身体重量，将给潜航员带来极大不适及安全隐患。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的大深度载人潜水器旋转座椅，从而保证载人潜水器在大倾角下潜时，潜航员保持水平坐姿，占用空间较小，为舱内设备布置留出充足空间。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大深度载人潜水器旋转座椅，包括载人潜水器，所述载人潜水器的内部安装有座椅，座椅通过互相垂直的椅垫和椅背组成，所述椅垫的左右两端分别固定有水平导轨，所述椅垫的后方穿过有一根传动轴，所述转动轴的两端端头分别安装有下部滑移轴承，所述下部滑移轴承配合安装在水平导轨内，并沿水平导轨滑动，两个水平导轨的顶面均固定有倾斜导轨，所述倾斜导轨的后端位于椅背的侧面，所述椅背下方穿过一根转轴，所述转轴的两端端头分别安装上部滑移轴承，所述上部滑移轴承配合安装在倾斜导轨内，并沿倾斜导轨滑动，还包括驱动上部滑移轴承或下部滑移轴承动作的驱动装置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述水平导轨和倾斜导轨的结构相同。

所述倾斜导轨的长度比水平导轨的长度短。

所述水平导轨和倾斜导轨均采用长条形结构，并在其中部开有长条形孔。

驱动下部滑移轴承和上部滑移轴承的驱动装置相同，其具体结构为：包括电机，所述电机的输出端通过支撑轴承安装有蜗杆，与蜗杆啮合有蜗轮，所述蜗轮的中心轴通过联轴器安装有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上安装有配合的丝杠螺母，所述丝杠螺母的一端通过紧固件固定有下部滑移轴承或上部滑移轴承。

还包括支架，所述滚珠丝杠的两端穿过支架，所述滚珠丝杠的两头分别安装有限位螺母。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，在载人潜水器大倾角下潜时，通过旋转座椅保持潜航员水平坐姿，有效提高潜航员安全性及舒适性；同时由于大深度载人潜水器载人舱空间狭小(内径一般不超过2.1m)，座椅旋转机构占用的空间以及座椅旋转所扫掠的空间应尽量小，为舱内设备布置留出足够空间。

附图说明

图1为本发明大深度载人旋转潜浮作业剖面图。

图2为本发明执行机构的结构示意图。

图3为本发明驱动机构的结构示意图。

图4为本发明采用双滑块旋转状态一时的结构示意图。

图5为本发明采用双滑块旋转状态二时的结构示意图。

图6为本发明采用双滑块旋转状态三时的结构示意图。

图7为本发明采用双滑块旋转状态四时的结构示意图。

图8为本发明采用绕固定轴旋转状态一时的结构示意图。

图9为本发明采用绕固定轴旋转状态二时的结构示意图。

图10为本发明采用绕固定轴旋转状态三时的结构示意图。

图11为本发明采用状态四时的结构示意图。

图12为本发明采用双滑块旋转四个状态叠加时的结构示意图。

图13为本发明采用绕固定轴旋转四个状态叠加时的结构示意图。

图14采用双滑块旋转与绕固定轴旋转扫掠空间对比示意图。

图15为本发明载人潜水器大倾角下潜时旋转座椅使用示意图。

其中：1、载人潜水器；2、水面；3、椅背；4、椅垫；5、上部滑移轴承；6、倾斜导轨；7、下部滑移轴承；8、水平导轨；10、固定轴；

901、电机；902、支撑轴承；903、蜗杆；904、蜗轮；905、联轴器；906、限位螺母；907、滚珠丝杠；908、丝杠螺母；909、支架。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图15所示，本实施例的大深度载人潜水器旋转座椅，包括载人潜水器1，载人潜水器1的内部安装有座椅，座椅通过互相垂直的椅垫4和椅背3组成，椅垫4的左右两端分别固定有水平导轨8，椅垫4的后方穿过有一根传动轴，转动轴的两端端头分别安装有下部滑移轴承7，下部滑移轴承7配合安装在水平导轨8内，并沿水平导轨8滑动，两个水平导轨8的顶面均固定有倾斜导轨6，倾斜导轨6的后端位于椅背3的侧面，椅背3下方穿过一根转轴，转轴的两端端头分别安装上部滑移轴承5，上部滑移轴承5配合安装在倾斜导轨6内，并沿倾斜导轨6滑动，还包括驱动上部滑移轴承5或下部滑移轴承7动作的驱动装置。

水平导轨8和倾斜导轨6的结构相同。

倾斜导轨6的长度比水平导轨8的长度短。

水平导轨8和倾斜导轨6均采用长条形结构，并在其中部开有长条形孔。

驱动下部滑移轴承7和上部滑移轴承5的驱动装置相同，安装其中一个滑移轴承即可，其具体结构为：包括电机901，电机901的输出端通过支撑轴承902安装有蜗杆903，与蜗杆903啮合有蜗轮904，蜗轮904的中心轴通过联轴器905安装有滚珠丝杠907，滚珠丝杠907上安装有配合的丝杠螺母908，丝杠螺母908的一端通过紧固件固定有下部滑移轴承7或上部滑移轴承5。

还包括支架909，滚珠丝杠907的两端穿过支架909，滚珠丝杠907的两头分别安装有限位螺母906。

本发明的具体结构为：

驱动机构由电机901、蜗轮蜗杆机构和丝杠机构组成，滚珠丝杠907驱动丝杠螺母908和滑移轴承沿旋转座椅其中一轨道做直线运动，蜗轮蜗杆机构具备自锁性能，系统不需额外设置制动器等部件即可将旋转座椅安全可靠地锁定在轨道的任一位置。

一座椅(椅背3和椅垫4)、两导轨和两滑移轴承，这些部件共同构成一双滑块四连杆机构。

其连接关系为：导轨固定在载人潜水器1内，滑移轴承在导轨内滑动。

通过设计两根导轨的长度及角度，能满足座椅在0～90°范围内任一旋转。同时其旋转扫掠空间需求相对传统绕轴旋转形式要小。

座椅的驱动装置连接载人潜水器1姿态传感器，艇体在旋转的同时，座椅以相同角度进行反向旋转，保证潜航员坐姿保持水平。

实际使用过程中，通过驱动装置工作，即可方便的实现上部滑移轴承5和下部滑移轴承7分别沿着倾斜导轨6和水平导轨8内任一位置的滑移，即改变了座椅的角度位置。

座椅通过两侧双滑块机构进行旋转，相对于传统绕固定轴10旋转，座椅旋转机构所占用空间及座椅旋转所扫掠的空间更小，为舱内设备布置留出更多空间。

如图1所示，载人潜水器1需要从水面2的位置依次完成布放入水、注水下潜、海底作业、抛载上浮和水面回收的工作。

双滑块旋转与绕固定轴旋转空间对比见图4-图14，

其中，从图14可以看出区域1、2、3为双滑块旋转多占用的空间，区域4、5为绕固定轴旋转多占用的空间。其中区域1为椅背后部空间，当座椅大角度旋转后，为人体头部空间，因此无法布置设备(见图15)；区域2、3为人体所处区域，无法布置设备；区域4为座椅两侧空间，可布置设备；区域5为座椅下方空间，可布置设备。综上，双滑块机构旋转座椅所占用空间更小。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。