专利名称：漂浮式同步动力潜水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种潜水器，特别是一种能力潜水员连续有效提供动力与氧气的潜水器。
目前，公知的潜水器大致可分为三类，一类是携氧式潜水器;一类是通气式潜水器;另一类是动力潜水器。携氧式潜水器，即是潜不员在潜水时背负一个给氧瓶，为潜水员在水下作业提供氧气，这种潜水器主要有两个缺点;一是受给氧瓶体积的限制，一般一次携氧量也很有限，另外罐装氧气也很不方便，二是不能为潜水员在水下活动提供动力。通气式潜水器，即是潜水员在潜水时所需要的氧气是通过通气管来实现的，它有两种形式1、船只通气式潜水器，这种潜水器是依靠船只与潜水员相连的通气管来为潜水员提供氧气的，它主要有两个缺点一是由于潜水员在潜水时离不开船只，因而活动范围就有很大的局限性;二是不能为潜水员在水下的活动提供动力。2、抽气式潜水器，这种潜水器主要由浮子，通气管和抽气筒三部分组成，潜水时，浮子漂浮在水面上，抽气筒随人体潜入水中，潜水员利用腿部的力量抽动抽气筒中的活塞时，空气就从浮子进入通气管，为潜水员提供氧气，欧洲专利EP-0297416AI披露的就是这种潜水器，它主要有两上缺点一是潜水员在水下抽气有一定的困难，二是不能为潜水员在水下的活动提供动力。动力潜水器，即是潜水员在潜水时除了背负一个给氧瓶外，还背负一个动力装置，为潜水员在水下的活动提供动力，美国专利US-4779554、US-3415221和US-4467742所披露的就是这类潜水器。US-4779554所披露的潜水器，是一个裸露的背负装置，它与一个自戴式潜水呼吸用具装置配套使用，在潜水员背部的两侧各安装一个靠电池供电的马达推进装置，以提高潜水员在水下活动的灵活性，协助潜水员调整行进方向与下垂度，它主要有两个缺点一是受给氧瓶体积的限制，一般一次携氧量也很有限，另外罐装氧气也很不方便，二是由于动力马达推进装置是靠电池供电，功率和电能都有很大的局限性，况且电池充电也很不方便，不能为潜水员的行进提供有效的动力。US-3415221所披露的潜水器，是在潜水员的胸部安有一动力装置，与背负自戴式潜水呼吸装置配套使用，动力装置中安有发动机、空压机、推进器等装置，发动机可以是电池带动的马达，也可以是燃烧发动机，它能为潜水员在水下活动提供动力，它主要有两个缺点一是受给氧瓶体积的限制，一般一次携氧量也很有限，二是由于动力推进装置是靠电池供电，所以功率和电能都有很大的局限性，况且充电也很不方便，既使是用燃烧发动机提供动力，由于燃烧所用的氧气是靠给氧瓶提供的，所以动力源也具有很大的局限性，不能为潜水员连续有效的提供动力。US-4467742所披露的潜水器，是一个靠电池供电的动力推进装置与自戴式潜水呼吸装置配套使用的潜水器，它主要有两个缺点一是受给氧瓶体积的限制，一般一次携氧量也很有限，另外，罐装氧气也很不方便，二是由于动力推进装置是靠电池供电的，所以功率和电能都有很大的局限性，况且充电也很不方便，因此也就不能为潜水员有效的提供动力。
本发明的目的是提供一种潜水器，它能长时间连续有效的为潜水员在水下的活动提供动力与氧气。
为了实现上述目的，本发明采用的解决方案是在潜水员的胸部配戴一个电动推进机，这个电动推进机通过一个输送管与漂浮在水面上的内部安有发动机、空压机和发电机的动力箱相连。工作时，动力箱始终漂浮在水面上，它与潜入水中的电动推进机同步运动，发动机燃烧和空压机所需要的空气，可以从大气中直接获得，发动机带动空压机和发电机工作，空压机所产生的压缩空气，通过输送管中的管路为潜水员连续不断的提供氧气。发电机发出来的电能，通过输送管中的导线为潜入水中的电动推进机连续不断的提供电力，带动推进机尾部的推进器转动，推进人体前进。
在电动推进机的前方，安有一个操纵把，用于控制整个潜水器的工作。在操纵把的端部还通过一个连接管与潜水员配戴的头盔相连，以实现为潜水员供气与照明。
在上述解决方案中，由于发动机的燃烧和空压机所需要的空气都能从空气中直得，并且电能与氧气都能通过输送管连续不断的提供给电动推进机和人体，所以，就较好地解决了为潜水员连续有效提供动力与氧气的问题，即是为潜水作业提供了一种较理想的动力潜水工具。
下面结合对附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的外部结构及工作示意图。
图2是动力箱的外部结构图。
图3是动力箱内部结构主视图。
图4是动力箱内部结构府视图。
图5是动力箱内部结构左视图。
图6是输气管和的横断图。
图7是浮力缓冲体的示意图。
图8是电动推进机的外部结构图。
图9是操纵把的结构与工作原理图。
图10是头盔的外部结构图。
图11是呼吸咀的结构示意图。
图12是充气头及充气咀的结构图。
图13是脱离插头及插座的结构图。
在图1所述的本发明的外部结构及工作图中，动力箱(1)与输气管(2)的上端相连，经过浮力缓冲体(9)后，下端与电动推进机(3)相连，电动推进机的上部安有腿带(7)和肩带(8)，在电动推进机的前方安有操纵把(4)，并通过一个连接管(5)与头盔(6)相连。工作时，动力箱始终漂浮在水面上，它通过输送管与潜入水中的电动推进机相连并同步运动，动力箱中安有发动机、空压机和发电机，发动机燃烧和空压机所需要的空气从大气中直接获得，发动机带动空压机和发电机工作，空压机所产生的压缩空气，通过输气管为潜水员提供带有一定压力的空气。发电机发出来的电能，为潜入水中的电动推进机连续不断的提供动力。操纵把用于控制整个潜水器的工作。连接管通过头盔为潜水员供气。
在图2所示的动力箱的外部结构图中，动力箱盖(17)上用进气口固定螺丝(14)将进气口直管(13)固定，进气口直管上部安有防水帽(12)，防水帽的上部安有工作指示灯(11)，在箱盖的前部用起动口固定螺丝(25)将起动口管(24)固定，在起动口管的上部设有起动手柄封帽(23)和起动手柄(22)，在箱体的尾部用排气口固定螺丝(16)将排气口弯管(15)固定，在箱体的旁侧安有箱盖锁紧扣(18)，开有水循环孔(19)，在动力箱盖上还安有提手(21)。动力箱是一个带盖的硬质船形箱体，工作时，它起到托起动力装置和进排气口管的作用，不工作时，可将潜水器的全套设备都装入箱体内，变成了一个手提箱，以便于潜水员携带潜水器。进气口直管是一个两头开口的硬质管，上口与大气直通，下口插入箱体内，用于为发动机和空压机提供空气。防水帽是一个伞形帽，它可以防止水从管口袭入管内。工作指示灯既能发光又能反光，用于潜水作业的工作指示，以防止船只靠近而对潜水员的人身安全构成威助。起动手柄是一个拉线式的手起动装置，有一个拉线与箱体内的起动轮相连，手柄的下面连有一个封帽，起动后可将封帽拧在起动口管上，以防止水从管中进入箱体内。排气口弯管是一个，U形管，它的U形弯可以有效的阻止外面的水袭入管内，用于将发动机产生的废气排向大气。箱体旁侧开有的水循环孔有前后两个，与外面的水相通，用于带走发动机、空压机和发电机工作时产生的高热。
在图3、4、5所示的动力箱内部结构图中，发动机(26)、空压机(27)、发电机(28)在动力箱的底部同轴线顺次安装，并用固定螺丝(40)固定在箱体上，发动机上接有进气管(35)和排气管(36)，空压机上接有空压机进气管(37)和空压机压气管(38)，在发动机的旁侧安有起动机(29)和蓄电池(30)，发动机的前面安有起动轮(33)和浮力断路器(32)，在动力箱的上部还设有油箱(31)，发动机上还安有一个油门拉杆(34)。工作时，首先由起动机靠蓄电池供电起动发动机工作，必要时也可由手起动来起动发动机工作，发动机通过传动轴带动空压机和发电机工作，发动机燃烧所需要的空气由发动机进气管提供，但发动机进气管和与动力箱盖上的进气口直管并不直接相通，而是错开一个位置，以防万一有水袭入时不直接进入发动机，而是流入箱体内，发动机燃烧所产生的废气由排气管经箱体外的排气口弯管排向大气。空压机通过空压机进气管从大气中吸入空气，并转换成带有一定压力的空气，通过压气管为潜水员提供氧气。发电机发出来的电能，大部分用于为潜入水中的电动推进机提供电力，除此还用于为发动机点火和照明。为了及时带走发动机、空压机和发电机工作时产生的高热，在机体的周围充满冷却水，并通过箱体旁侧开有的水循环孔进行冷却循环。动力箱前部安有的浮力断路器，是一个利用浮力原理设计的一个自动断路装置，当有水意外进入动力箱并达到一定深度时，它就会自动切断电路，息灭照明灯，以示箱内进水，提醒潜水员及时采取必要的措施。
在图6所示的输送管的横断图中，输送管的内部有压气管(38)、照明导线(41)、动力导线(42)、起动导线(43)、油门拉线(44)从中通过。输送管是一个浮力与重力相等的软质管，它的上端与漂浮在水面上的动力箱相连，下端与潜入水中的电动推进机相连，它一方面能连续不断地为潜入水中的电动推进机与人体提供电力与氧气，另一方面也能牵动漂浮在水面上的动力箱与潜入水中的电动推进机同步运动。
在图7所示的浮力缓冲体的结构示意图中，浮体(45)与输送管(2)连为一体，输送管从浮体内部通过。浮力缓冲体是一个浮力略大于重力的半漂浮的柱形体，离漂浮动力箱有2米的距离，当有波浪在水面上波动时，由于漂浮动力箱的浮力较大，一般会随着波浪而上下浮动，而浮力缓冲体由于本身的浮力和体积都较小，所以，当有波浪袭来时，它就会被浸没在水中，保持高程基本不变，因而也就不会牵动输送管上下运动而影响潜水员在水下的正常活动，它能有效地起到缓冲的作用。
在图8所示的电动推进机的外部结构图中，电动推进机(3)的上面是沉浮室(50)，沉浮室上安有腿带(7)，肩带(8)，下面设有通水孔(51)和充气阀(52)及放气阀(53)，前部设有一个压气箱(46)，压气箱的上面安有气阀(55)、气阀手柄(56)和压气箱充气咀(57)，气阀上接有气管(58)，电动推进机的前端安有配电箱(54)，旁侧安有操纵把(4)，在操纵把与机体的连接处有输送管(2)插入，在推进机的尾部安有推进器(47)，推进器的周围设有安全栏(49)，尾部还安有抗扭矩叶轮(48)。电动推进机是一个靠动力箱中发电机供电的电动推进装置，其上的可控调速电机直接带动推进器转动，推进人体前进。沉浮室一方面起到调整浮力的作用，另一方面也起到托起和固定推进机的作用，当有气体从充气阀充入沉浮室时，沉浮室内的水就从通水孔流出，以增大浮力;当有气体从放气阀放出时，外面的水就从通水孔流入沉浮室内，以减少浮力。压气箱是一个贮备压缩空气的园柱形箱体，潜水前从充气咀处充足压缩空气，使其内部气体压力大于外面水的压力，将潜水员配戴的没有充气的救生圈用气管与压气箱上的气阀连通，平时一般不使用它来调整浮力，当有紧急情况时，拉动气阀手柄，打开气阀，压力箱内的压缩空气立刻就会通过气管充入救生圈内，人体和电动推进机就会一同迅速上浮，脱离危险。推进器是一个螺旋将式的推进器，为了人身及螺旋浆的安全，在其外部设置了一个钢网罩，推进器的传动轴还带动一个安装在机体尾部的抗扭矩叶轮，它能有效的抵抗推进器转动所产生的扭矩，以保证行驶具有良好的方向性与稳定性。
在图9所示的操纵把的结构与工作原理示意图中，操纵把由把杆(68)和把柄(67)构成，把杆内有压气管(38)、照明导线(41)、动力导线(42)、起动导线(43)、油门拉线(44)、充气管(69)和放气管(70)从中通过，把柄上设有起动开关(63)、照明开关(61)、充气开关(60)、放气开关(62)、电机调速开关(59)和油门开关(65)、油门开关上还安有一个油门开关定位体(66)，在把柄的端部设有脱离插座(64)。操纵把是一个封闭式的管状把，用铰链安装在电动推进机的前部，使用时将它搬到前方的操纵位置上，用于控制整个潜水器的工作，不用时将它搬回到电动推进机的后部位置。起动开关是一个电键，它的两极分别与蓄电池(30)和起动机(29)相连，用于控制起动机工作。照明开关也是一个电键，它的两极分别与照明灯(75)、工作指示灯(11)和蓄电池(30)相连，用于控制照明灯和工作指示灯。充气开关是一个旋扭开关，它的两端分别与压气管(38)和充气阀(52)相连，用于控制为沉浮室的充气。放气开关也是一个旋扭开关，它的一端与放气阀(53)相连，另一端在开关处放气，用于控制为沉浮室的放气。电机调速开关是一个电键与旋扭两用的开关，它的两极均与配电箱(54)相连，用于控制电动推进机的工作与调整电机的转速。油门开关是一个旋转锁定式的拉线开关，拉线(44)的一端与本开关相连，另一端与发动机的油门拉杆(34)相连，用于控制发动机的工作功率。在图9中，把杆已从A-A处展开，各管线的走向在图中已用标迹示出。
在图10所示的头盔的外部结构图中，连接管(5)的一端连有脱离插头(86)，另一端与头盔贮气箱(71)相连，贮气箱上接有给氧管(73)，端部按有呼吸咀(74)，贮气箱上还接有充气头(72)，在头盔的前部安有工作指示灯(75)，显示器(76)和观察窗(77)。头盔是一个为潜水员提供氧气与照明的辅助装置，它是通过一个连接管和一个脱离插头与操纵把连接的。头盔同气箱是一个装有压缩空气的箱体，平时它能起到为潜水员平稳供气的作用，当有紧急情况时又能在人体脱离潜水器后为潜水员提供数分钟的氧气。头盔前部的照明灯用于为潜水作业提供照明，显示器一方面能显示潜水深度、水温和时间，另一方面还能起到保护头部的作用，防止在行进时碰到前方的物体。
在图11所示的呼吸咀的结构示意图中，呼吸咀的上部露出一个咬动体(78)，它与管内的封塞(79)相连，封塞的下面是一个气孔(80)。呼吸咀是一个只能吸气的装置，它与给氧管相连，给氧管内有一定的压力，当需要吸气时将咬动体放开气体便可以从气孔进入人体，当需要吸气时将咬动体咬紧，气体便可以从鼻孔放出，这一动作与人体的正常呼吸是相一致的。
在图13所示的充气头及充气咀的结构图中，充气头外管(81)内设有出气孔(82)，孔内安有自封体(83)，自封体的一端与支撑弹簧(84)相连，另一端与顶体(85)相连。当需要充气时，将充气头插在充气咀上，由于充气头端部的顶体可将充气头自封体和充气咀自封体同时顶开，充气头里面的压缩空气就会进入充气咀，不充气时，由于支撑弹簧的作用而使气口封死而不能进水。
在图13所示的脱离插头及插座的结构图中，脱离插头(86)的内部是连接管(5)，管壁中有导线(41)通过，插头的端部开有通气口(87)，通气口里面有一个自封体(88)，自封体的一端与支撑弹簧(89)相连，另一端与顶体(90)相连，插头的端部还安有电极(91)，在插头的旁侧安有定位体(93)和销紧体(92)，在插座的内壁上还开有定位槽(94)。脱离插头与插座是人体与潜水器的重要连接装置，工作时，将插头插入插座内，管线就会接通，当有紧急情况时，拨下插头，打开肩带，人体就可以带着关盔脱离潜水器而上浮。当把插头插入插座内时，顶体同时将插头与插座内的自封体顶开，电极也同时插接，气路与电路同时接通，这时用销紧体将插头锁入插座内。当将插头拨出时，由于插头与插座中的自封体在支撑弹簧的作用下，就会将气口堵住，能避免水从气口中进入管内。
权利要求
1.一种潜水器，由动力箱(1)、输送管(2)、电动推进机(3)、操纵把(4)、连接管(5)和头盔(6)构成，其特征是漂浮在水面上的动力箱(1)与潜入水中的电动推进机(3)用输送管(2)直接相连。
2.如权利要求1所述的潜水器，其特征是动力箱(1)的外部安有进气口直管(13)、排气口弯管(15)和起动手柄(22)，内部安有发动机(26)、空压机(27)、发电机(28)和起动机(29)
3.如权利要求2所述的潜水器，其特征是起动手柄(22)的下面安有封帽(23)。
4.如权利要求1所述的潜水器，其特征是输气管(2)是一个重力与浮力箱等的软质管，内有压气管(38)、照明导线(41)、动力导线(42)、起动导线(43)和油门拉线(44)通过。
5.如权利要求1所述的潜水器，其特征是电动推进机(3)的前部安有压气箱(46)，其上接有为救生圈(10)充气的气管(58)，安有气阀(55)、气阀拉杆(56)和充气咀(57)。
6.如权利要求1所述的潜水器，其特征是电动推进机(3)的旁侧用铰链安有一个操纵把(4)，其上安有起动开关(63)、照明开关(61)、充气开关(60)、放气开关(62)、电机调速开关(59)和油门开关(65)。
7.如权利要求6所述的潜水器，其特征是操纵把的把杆(68)是一个封闭的管状杆，内有输送管(2)、充气管(69)及放气管(70)通过。
8.如权利要求6所述的潜水器，其特征是操纵把的把柄(67)的端部还安有脱离插座(64)及脱离插头(86)。
9.如权利要求8所述的潜水器，其特征是脱离插头(86)的内部安有自封体(88)和电极(91)，它还通过连接管(5)与头盔上的贮气箱(71)相连。
10.如权利要求9所述的潜水器，其特征是贮气箱(71)上还安有给氧管(73)和充气头(72)
全文摘要
本发明公开了一种能为潜水员有效提供动力与氧气的潜水器，它是在潜水员的胸部佩带一个电动推进机，并通过一个输送管与漂浮在水面上内部安有发动机、空压机和发电机的动力箱相连，且与之同步运动，发动机带动空压机和发电机工作，空压机通过输送管为潜水员提供带有一定压力的空气，发电机通过输送管为电动推进机提供电力，进而推动人体前进。因此本发明为潜水员提供了一种较理想的动力潜水工具。
文档编号B63C11/10GK1089912SQ93101080
公开日1994年7月27日 申请日期1993年1月15日 优先权日1993年1月15日
发明者高大放 申请人:高大放