一种全周旋式全视野载人潜水器

1.本发明涉及潜水器装备技术领域，尤其涉及一种全周旋式全视野载人潜水器。


背景技术：

2.海洋探测是人类实现可持续发展的战略途径和重要手段，也是近年来最受关注的科技领域之一。海洋区域蕴藏极其丰富的生物、矿产、石油、天然气等资源，勘探研究空间巨大。载人潜水器是携带各种电子设备、机械装置、技术人员快速到达各种深海环境，并进行精准探测的主要工具。其中，通透型载人潜水器是实现深海科考与观光的重要水下移动平台，可实现下潜、作业、航行、上浮四个功能。现有的通透型载人潜水器仅具备部分通透度，视野范围小，舱内视角固定且调整观察视角缓慢。此外，现有的通透型载人潜水器采样作业系统中机械臂操作对潜水器停靠位置依赖较高，且传统采样篮功能单一，空间利用率低，潜水器采样作业无法满足操作高效性、存放安全性的要求。


技术实现要素：

3.针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种全周旋式全视野载人潜水器，以解决上述所述的现有技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
5.一种全周旋式全视野载人潜水器，包括载人球壳，其特征在于：所述载人球壳内设有旋转座椅系统，所述载人球壳的底部外侧套设有驱动控制系统，所述旋转座椅系统的底部固设有地板，所述地板的底部固设有组合支架，所述组合支架的底部贯穿所述载人球壳后与所述驱动控制系统连接；所述驱动控制系统的顶部还安装有采样作业系统。
6.进一步的，所述旋转座椅系统包括上座椅、下座椅、上旋转轴系和下旋转轴系；所述上旋转轴系包括上旋转安装板、下法兰盘和支撑轴，所述上旋转安装板转动套设在所述支撑轴外，所述下法兰盘与所述支撑轴的底部固定连接，所述上座椅与所述上旋转安装板的顶面固定连接；
7.所述下旋转轴系的结构与所述上旋转轴系的结构相同，且所述上旋转轴系中的下法兰盘与所述下旋转轴系中的的支撑轴顶面固定连接，所述下座椅与所述下旋转轴系中的上旋转安装板之间通过座椅支架固定连接；所述下旋转轴系中的下法兰盘与所述地板固定连接。
8.进一步的，所述上旋转轴系还包括上法兰盘、交叉滚子轴承、齿轮传动机构、驱动电机和圆柱状的下固定壳体；
9.所述上旋转安装板的底部固设有上法兰盘，所述交叉滚子轴承的外环与所述上法兰盘固定连接，所述交叉滚子轴承的内环套设在所述支撑轴外；所述驱动电机安装在所述上法兰盘的底部，且所述驱动电机与所述支撑轴之间通过齿轮传动机构传动连接，所述下固定壳体固设在所述下法兰盘的顶部，且所述齿轮传动机构和驱动电机均位于所述下固定壳体内。
10.进一步的，所述齿轮传动机构包括大法兰齿轮和小旋转齿轮，所述大法兰齿轮的底部与所述下法兰盘固定连接，所述大法兰齿轮的顶部与所述支撑轴固定连接，所述驱动电机的输出端与所述小旋转齿轮连接，所述小旋转齿轮与所述大法兰齿轮相互啮合；
11.所述上法兰盘的底部还安装有旋转编码器，所述旋转编码器与所述驱动电机同轴连接，所述交叉滚子轴承的外环底部固设有遮光板，所述支撑轴的外侧壁上对称安装有两个光电限位开关。
12.进一步的，所述驱动控制系统包括方向推进器组件、垂向推进器组件、电池舱和浮力舱，所述浮力舱的外侧四角处均通过方向固定支架安装有方向推进器组件，所述浮力舱的顶部四角处均通过垂直固定支架安装有垂向推进器组件，所述浮力舱内设有电池舱，所述电池舱内安装有多个电池。
13.进一步的，所述采样作业系统包括机械臂组件、作业旋转轴系、采样旋转平台和采样篮组件；
14.所述采样旋转平台位于所述电池舱和浮力舱之间，且所述采样旋转平台通过所述作业旋转轴系与所述电池舱和浮力舱连接，所述作业旋转轴系与所述上旋转轴系结构相同，所述采样旋转平台与所述作业旋转轴系中的上旋转安装板固定连接，所述电池舱与所述作业旋转轴系中的支撑轴顶部固定连接，所述浮力舱与所述作业旋转轴系中的下法兰盘固定连接；所述机械臂组件固设在所述采样旋转平台的顶部，所述浮力舱的两侧均设有采样篮组件。
15.进一步的，所述采样篮组件包括第一箱体组、第二箱体组、系固机构和拉门机构；
16.所述系固机构位于所述第一箱体组和第二箱体组的外侧，且所述第一箱体组和第二箱体组通过所述系固机构与所述浮力舱连接；所述第一箱体和所述第二箱体之间并列固定连接，且所述第一箱体和所述第二箱体结构相同；所述第一箱体组和第二箱体组内均设有所述拉门机构。
17.进一步的，所述第一箱体包括外箱体和内箱体，所述外箱体远离所述内箱体的一侧活动连接有第一对开门，所述内箱体靠近所述外箱体的一侧活动连接有第二对开门；所述外箱体和内箱体上均活动设有拉门机构；
18.所述拉门机构包括滑管、第一强力橡皮筋、第二强力橡皮筋、拉杆和止回件；所述第一强力橡皮筋和第二强力橡皮筋的一端分别与所述第一对开门的两扇门对应固定连接；所述滑管固设在所述第一箱体的顶部内侧，所述第一箱体的顶部与所述滑管相对应的位置开设有滑动通孔，所述第一强力橡皮筋和第二强力橡皮筋的另一端绕过所述滑管后，从所述滑动通孔穿出所述第一箱体，且所述第一强力橡皮筋和第二强力橡皮筋的另一端均与所述拉杆固定连接，所述拉杆位于所述第一箱体外，所述第一箱体的顶部外侧还固设有l型的止回件，所述止回件与所述拉杆相匹配。
19.进一步的，所述载人球壳的顶部开设有人员出入舱口，所述人员出入舱口处通过连接构件活动连接有出入舱盖，所述连接构件的外圈与所述载人球壳固定连接，所述连接构件的内圈通过密封圈与所述出入舱盖连接；所述连接构件的下部还设有环形的照明灯带；
20.所述出入舱盖的顶部固设有两根连杆，所述连接构件的顶部固设有多个支架，多个所述支架之间固设有转轴，所述连杆远离所述出入舱盖的一端转动套设在所述转轴上。
21.进一步的，所述载人球壳内还设有生命保护系统和电气控制系统，所述生命保护系统包括生命保障舱体和氧气瓶，所述氧气瓶位于所述生命保障舱体内；所述电气控制系统包括电气控制舱体和控制面板，所述控制面板安装在所述电气控制舱体外。
22.本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，
23.1、本发明中的全周旋式全视野载人潜水器从整体上来说，既可以实现上座椅和下座椅的360度全周旋式转动，通过全通透的载人球壳可实现360度的全视野观察，使潜航员在不调整潜水器航行方向的情况下快速地旋转到目标观察角度，提高通透型载人潜水器科考观察效率与观光沉浸体验感；此外，本发明中的潜水器还能够通过采样旋转平台实现机械臂组件的转动，从而对不同方位的采样篮组件进行打开和关闭，机械臂组件操作更加灵活、高效，提升了载人潜水器科考采样效率，符合实际使用要求。
24.2、本发明中旋转座椅系统中上座椅和下座椅分别通过相互对应的上旋转轴系和下旋转轴系实现独立全周旋转，采用交叉滚子轴承可实现上旋转轴系和下旋转轴系的支撑轴保持不动，上旋转安装板绕着支撑轴转动，从而实现上座椅和下座椅之间的独立控制，不会互相干扰，可同时容纳两人分别进行不同的操作。旋转轴系在转动时，通过旋转编码器反馈的旋转角度与光电限位开关反馈的绝对位置，可得到旋转位置信息，反馈给伺服推进电机进行比较补偿，可以准确地控制上旋转安装板进转动，定位精度高，且上旋转安装板的转动更加平稳。
25.3、本发明中的载人球壳采用有机玻璃，球壳厚度t＝70mm，半径r＝1170mm，具备可实现舱内水平视野360度的通透度，完全可以承载水下1000米的压强；底板与载人球壳之间的间隙大于等于22mm，满足有机玻璃在水压变化下的应变位移。
26.4、本发明中的采样篮组件采用第一箱体组和第二箱体组并列固定组合，且第一箱体组和第二箱体组均包括内箱和外箱，也即每个采样篮中均分隔出四个空间，提升了储存样品空间的利用率，外箱和内箱对应设有第一对开门和第二对开门，通过拉门机构与机械臂组件的相互配合可将相应的第一对开门和第二对开门打开或关闭，拉杆在机械臂组件向上拉的作用力下，通过滑管将垂直力转化为水平拉力即可将对开门打开，对开门关闭的情况下，拉杆通过止回件固定在箱体组的顶部，机械臂组件操作灵活，采样篮组件使采样作业收纳过程更加可靠、便捷。
附图说明
27.图1为本发明载人潜水器外部结构示意图。
28.图2为本发明载人潜水器内部结构剖视图。
29.图3为本发明载人潜水器结构俯视图。
30.图4为本发明旋转座椅系统整体结构示意图。
31.图5为本发明旋转座椅系统结构剖视图。
32.图6为本发明旋转座椅系统结构俯视图。
33.图7为本发明上座椅与上旋转轴系结构示意图。
34.图8为本发明上旋转轴系结构剖视图。
35.图9为本发明上旋转轴系整体结构示意图。
36.图10为本发明机械臂组件、作业旋转轴系和采样旋转平台整体结构示意图。
37.图11为本发明机械臂组件、作业旋转轴系和采样旋转平台结构剖视图。
38.图12为本发明采样篮组件整体结构示意图。
39.图13为本发明第一箱体组结构示意图。
40.其中：1-载人球壳，11-人员出入舱口，12-出入舱盖，13-连接构件，14-密封圈，15-照明灯带，16-连杆，17-支架，18-转轴，2-旋转座椅系统，21-上座椅，22-下座椅，23-上旋转轴系，231-上旋转安装板，232-下法兰盘，233-支撑轴，234-上法兰盘，235-交叉滚子轴承，2351-外环，2352-内环，236-齿轮传动机构，2361-大法兰齿轮，2362-小旋转齿轮，237-驱动电机，238-下固定壳体，2391-旋转编码器，2392-光电限位开关，2393-遮光板，24-下旋转轴系，25-座椅支架，3-驱动控制系统，31-方向推进器组件，32-垂向推进器组件，33-电池舱，331-电池，34-浮力舱，35-方向固定支架，36-垂直固定支架，4-采样作业系统，41-机械臂组件，42-作业旋转轴系，43-采样旋转平台，44-采样篮组件，441-第一箱体组，442-第二箱体组，443-外箱体，444-内箱体，445-第一限位弹簧合页，446-第一对开门，447-第二限位弹簧合页，448-第二对开门，45-系固机构，46-拉门机构，461-滑管，462-第一强力橡皮筋，463-第二强力橡皮筋，464-拉杆，465-止回件，466-滑动通孔，5-生命保护系统，51-生命保障舱体，52-氧气瓶，6-电气控制系统，61-电气控制舱体，62-控制面板，7-地板，8-组合支架。
具体实施方式
41.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
42.参照附图1-13所示的一种全周旋式全视野载人潜水器，包括载人球壳1，所述载人球壳1内设有旋转座椅系统2，所述载人球壳1的底部外侧套设有驱动控制系统3，所述旋转座椅系统2的底部固设有地板7，所述地板7的底部固设有组合支架8，所述组合支架8的底部贯穿所述载人球壳1后与所述驱动控制系统3连接；所述驱动控制系统3的顶部还安装有采样作业系统4。
43.具体的，所述载人球壳1采用全通透的有机玻璃材质，载人球壳1的厚度t＝70mm，半径r＝1170mm，具备可实现舱内水平视野360度的通透度。所述载人球壳1的顶部开设有人员出入舱口11，所述人员出入舱口11处通过连接构件13活动连接有出入舱盖12，所述连接构件13的外圈与所述载人球壳1固定连接，所述连接构件13的内圈通过密封圈14与所述出入舱盖12连接，如附2所示；所述连接构件13的下部还设有环形的照明灯带15；
44.所述出入舱盖12的顶部固设有两根连杆16，所述连接构件13的顶部固设有多个支架17，多个所述支架17之间固设有转轴18，所述连杆16远离所述出入舱盖12的一端转动套设在所述转轴18上；通过向上提拉连杆16，可使连杆16与转轴18的一端发生转动，从而带动出入舱盖12发生转动，打开出入舱口11，方便潜航员进行载人球壳1内，反之则可将出入舱口11关闭；照明灯带15能够为载人球壳1内部进行照明；所述载人球壳1底部与驱动控制系统3的电池舱33连接，且所述电池仓33围绕着所述载人球壳1的底部周围。需要说明的是，本技术中除记载的必要连接结构以外，所有连接处需要密封操作的均采用现有技术进行密封操作，保证载人球壳1的密封环境。
45.优选的，本发明设定的载人潜水器为千米级，运行范围在深度1000米以内，载人球壳1受到最大压强为10mpa，球壳的非线性稳定性公式为：
[0046][0047]
式中，p
cr
是弹性失稳临界载荷，fr是初始缺陷因子，f(fr)是与fr有关的缺陷项乘子，f(fr)最大值为1，v是泊松比，σ取为球壳发生临界失稳时的最大应力，e(σ)是σ对应的设计应力下的材料模量。tr是球壳的厚度半径比，为无因次量。
[0048]
进一步的，有机玻璃的弹性模量e＝3160mpa，泊松比v＝0.32。取f(fr)＝1，e(σ)＝e＝3160mpa，tr＝70mm/1170mm＝0.0598，则：
[0049][0050]
验证了70mm厚度、半径1170mm的有机玻璃载人球壳完全可以承载水下1000米的压强。
[0051]
进一步的，所述载人球壳1内设有地板7，地板7通过组合支架8与驱动控制系统3固定连接，地板7和载人球壳1之间具有一定间隙，以防止有机玻璃在水压变化下的应变位移，应变位移公式为：
[0052][0053]
式中，u为应变位移距离，re为载人球壳外半径，ri为载人球壳内半径，k＝re/ri，k＝r/re，r为任意一点的半径，e为弹性模量，v为泊松比，po为压强。
[0054]
具体的，判定舱内布局的空间范围需要计算载人球壳内半径上点的应变位移距离，因此取r＝ri。载人球壳的外半径re＝1170mm，内半径ri＝1100mm，k＝1170mm/1100mm＝1.064，k＝1100mm/1100mm＝1，v＝0.32，e＝3160，po＝10mpa。则：
[0055][0056]
u＝re×
(-0.019)＝1170mm
×
(-0.019)≈-22mm
[0057]
结果表明，载人球壳1在10mpa压强下会应变压缩22mm，地板7和载人球壳1的间隙应大于等于22mm，舱内布局的安全位置在半径r’＝ri－u＝1100mm－22mm＝1078mm的球体空间内。
[0058]
进一步的，所述旋转座椅系统2包括上座椅21、下座椅22、上旋转轴系23和下旋转轴系24；所述上座椅21与所述上旋转轴系23固定连接，所述下座椅22与所述下旋转轴系24固定连接，所述上旋转轴系23和下旋转轴系24独立控制，使得上座椅21和下座椅22能够独立实现全周旋的转动。
[0059]
所述上旋转轴系23包括上旋转安装板231、下法兰盘232、支撑轴233、上法兰盘234、交叉滚子轴承235、齿轮传动机构236、驱动电机237和圆柱状的下固定壳体238，所述上座椅21与所述上旋转安装板231通过螺栓固定连接，所述上旋转安装板231转动套设在所述支撑轴233外，所述上旋转安装板231的底部固设有上法兰盘234，所述交叉滚子轴承235的外环2351与所述上法兰盘234固定连接，所述交叉滚子轴承235的内环2352套设在所述支撑
轴233外，通过交叉滚子轴承235的设置，可以保证支撑轴233在不动的情况下，上旋转安装板231可以360度任意转动。
[0060]
所述驱动电机237通过螺栓安装在所述上法兰盘234的底部，且所述驱动电机237与所述支撑轴233之间通过齿轮传动机构236传动连接，所述齿轮传动机构236包括大法兰齿轮2361和小旋转齿轮2362，所述大法兰齿轮2361的底部与所述下法兰盘232通过螺栓固定连接，所述大法兰齿轮2361的顶部与所述支撑轴233的底部也通过螺栓固定连接，也即，支撑轴233、大法兰齿轮2361和下法兰盘232三者固定形成一个整体不动的结构，所述驱动电机237的输出端与所述小旋转齿轮2362连接，所述小旋转齿轮2362与所述大法兰齿轮2361相互啮合；所述下固定壳体238固设在所述下法兰盘232的顶部，且所述齿轮传动机构236和驱动电机237均位于所述下固定壳体238内。驱动电机237工作时带动小旋转齿轮2362转动，由于支撑轴233、大法兰齿轮2361和下法兰盘232三者固定不动，因此，小旋转齿轮2362绕着大法兰齿轮2361的外周做周向的旋转，从而带动驱动电机237、上法兰盘234和上旋转安装板231转动，从而实现上座椅21的旋转。
[0061]
所述上法兰盘234的底部还安装有旋转编码器2391，所述旋转编码器2391与所述驱动电机237同轴连接，所述交叉滚子轴承235的外环2351底部固设有遮光板2393，所述支撑轴233的外侧壁上180度对称安装有两个光电限位开关2392。所述驱动电机237采用伺服推进电机；通过旋转编码器2391反馈的旋转角度与光电限位开关2392反馈的绝对位置，可得到旋转位置信息，反馈给伺服推进电机进行比较补偿，可以准确地控制上旋转安装板231进转动，定位精度高，且上旋转安装板231的转动更加平稳。
[0062]
所述下旋转轴系24的结构与所述上旋转轴系23的结构相同，且所述上旋转轴系23中的下法兰盘232与所述下旋转轴系24中的的支撑轴233顶面固定连接，所述下座椅22与所述下旋转轴系24中的上旋转安装板231之间通过座椅支架25固定连接；所述下旋转轴系24中的下法兰盘232与所述地板7固定连接。
[0063]
进一步的，所述驱动控制系统3包括方向推进器组件31、垂向推进器组件32、电池舱33和浮力舱34，所述浮力舱34的外侧四角处均通过方向固定支架35安装有方向推进器组件31，使驱动控制系统3实现水平移动，所述浮力舱34的顶部四角处均通过垂直固定支架36安装有垂向推进器组件32，使驱动控制系统3实现纵向移动，所述浮力舱34内设有电池舱33，所述电池舱33内安装有六组电池331，环形等距分布在电池舱33内，为整个潜水器提供电源。需要说明的是，本发明中的方向推进器组件31和垂向推进器组件32均采用现有技术中的推进器组件，故本技术中不做赘述。
[0064]
进一步的，所述采样作业系统4包括机械臂组件41、作业旋转轴系42、采样旋转平台43和采样篮组件44；
[0065]
所述采样旋转平台43位于所述电池舱33和浮力舱34之间，且所述采样旋转平台43通过所述作业旋转轴系42与所述电池舱33和浮力舱34连接，所述作业旋转轴系42与所述上旋转轴系23结构相同，所述采样旋转平台43与所述作业旋转轴系42中的上旋转安装板固定连接，所述电池舱33与所述作业旋转轴系42中的支撑轴顶部固定连接，所述浮力舱34与所述作业旋转轴系42中的下法兰盘固定连接；所述机械臂组件41固设在所述采样旋转平台43的顶部，所述浮力舱34的两侧均设有采样篮组件44。
[0066]
更具体的，所述采样篮组件44包括第一箱体组441、第二箱体组442、系固机构45和
拉门机构46；
[0067]
所述系固机构45位于所述第一箱体组441和第二箱体组442的外侧，且所述第一箱体组441和第二箱体组442通过所述系固机构45与所述浮力舱34连接，所述系固机构45采用板状结构，与浮力舱34之间通过螺栓连接；所述第一箱体441和所述第二箱体442之间并列固定连接，且所述第一箱体441和所述第二箱体442结构相同，所述第一箱体组441和第二箱体组442内均设有所述拉门机构46。
[0068]
所述第一箱体441包括外箱体443和内箱体444，所述外箱体443远离所述内箱体444的一侧通过第一限位弹簧合页445活动连接有第一对开门446，所述内箱体444靠近所述外箱体443的一侧通过第二限位弹簧合页447活动连接有第二对开门448；所述外箱体443和内箱体444上均活动设有拉门机构46；
[0069]
所述拉门机构46包括滑管461、第一强力橡皮筋462、第二强力橡皮筋463、拉杆464和止回件465；所述第一强力橡皮筋462和第二强力橡皮筋463的一端分别与所述第一对开门446的两扇门对应固定连接；所述滑管461固设在所述第一箱体441的顶部内侧，所述第一箱体441的顶部与所述滑管461相对应的位置开开设有滑动通孔466，所述第一强力橡皮筋462和第二强力橡皮筋463的另一端绕过所述滑管461后，从所述滑动通孔466穿出所述第一箱体441，且所述第一强力橡皮筋462和第二强力橡皮筋463的另一端均与所述拉杆464固定连接，所述拉杆464位于所述第一箱体441外，所述第一箱体441的顶部外侧还固设有l型的止回件465，所述止回件465与所述拉杆464相匹配。拉杆446在机械臂组件41向上拉的作用力下，通过滑管461将垂直力转化为水平拉力即可将对开门打开，对开门关闭的情况下，拉杆464卡在止回件465上，通过止回件465将拉杆464固定在箱体组的顶部，机械臂组件41操作灵活，采样篮组件44使采样作业收纳过程更加可靠、便捷。
[0070]
进一步的，所述载人球壳1内还设有生命保护系统5和电气控制系统6，所述生命保护系统5包括生命保障舱体51和氧气瓶52，所述氧气瓶52位于所述生命保障舱体51内；所述电气控制系统6包括电气控制舱体61和控制面板62，所述电气控制舱体61通过螺栓安装在上旋转轴系23的支撑轴233顶部，所述控制面板62安装在所述电气控制舱体61外，且呈180度对称分布，所述生命保障舱体51固定安装在电气控制舱体61的顶部。
[0071]
本发明的工作原理：本发明的载人潜水器在使用时，潜航员通过人员出入舱口11进入载人球壳1内，关闭出入舱盖12；通过方向推进器组件31和垂向推进器组件32控制潜水器的下潜深度和方向。载人球壳1可同时满足两名潜航员同时进入其中，分别控制上旋转轴系23和下旋转轴系24中的驱动电机237，可分别对上座椅21和下座椅22的方位进行调节，在不改变潜水器方向的情况下，可实现360度全周旋全视野的观察和相应的水下作业。
[0072]
当需要进行采样工作时，在不改变潜水器航行方向的情况下，通过控制作业旋转轴系42中的驱动电机237，控制采样旋转平台43旋转，使机械臂组件41位于对应的采样篮组件44上方，通过使机械臂组件41拉动采样篮组件44中的拉杆464，可将对应的对开门打开，对采样的样品进行存储，整个潜水器包括8个样品储存空间，可进行样品的分类存储，提高空间利用率。
[0073]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种全周旋式全视野载人潜水器，包括载人球壳(1)，其特征在于：所述载人球壳(1)内设有旋转座椅系统(2)，所述载人球壳(1)的底部外侧套设有驱动控制系统(3)，所述旋转座椅系统(2)的底部固设有地板(7)，所述地板(7)的底部固设有组合支架(8)，所述组合支架(8)的底部贯穿所述载人球壳(1)后与所述驱动控制系统(3)连接；所述驱动控制系统(3)的顶部还安装有采样作业系统(4)。2.根据权利要求1所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述旋转座椅系统(2)包括上座椅(21)、下座椅(22)、上旋转轴系(23)和下旋转轴系(24)；所述上旋转轴系(23)包括上旋转安装板(231)、下法兰盘(232)和支撑轴(233)，所述上旋转安装板(231)转动套设在所述支撑轴(233)外，所述下法兰盘(232)与所述支撑轴(233)的底部固定连接，所述上座椅(21)与所述上旋转安装板(231)的顶面固定连接；所述下旋转轴系(24)的结构与所述上旋转轴系(23)的结构相同，且所述上旋转轴系(23)中的下法兰盘(232)与所述下旋转轴系(24)中的的支撑轴(233)顶面固定连接，所述下座椅(22)与所述下旋转轴系(24)中的上旋转安装板(231)之间通过座椅支架(25)固定连接；所述下旋转轴系(24)中的下法兰盘(232)与所述地板(7)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述上旋转轴系(23)还包括上法兰盘(234)、交叉滚子轴承(235)、齿轮传动机构(236)、驱动电机(237)和圆柱状的下固定壳体(238)；所述上旋转安装板(231)的底部固设有上法兰盘(234)，所述交叉滚子轴承(235)的外环(2351)与所述上法兰盘(234)固定连接，所述交叉滚子轴承(235)的内环(2352)套设在所述支撑轴(233)外；所述驱动电机(237)安装在所述上法兰盘(234)的底部，且所述驱动电机(237)与所述支撑轴(233)之间通过齿轮传动机构(236)传动连接，所述下固定壳体(238)固设在所述下法兰盘(232)的顶部，且所述齿轮传动机构(236)和驱动电机(237)均位于所述下固定壳体(238)内。4.根据权利要求3所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述齿轮传动机构(236)包括大法兰齿轮(2361)和小旋转齿轮(2362)，所述大法兰齿轮(2361)的底部与所述下法兰盘(232)固定连接，所述大法兰齿轮(2361)的顶部与所述支撑轴(233)固定连接，所述驱动电机(237)的输出端与所述小旋转齿轮(2362)连接，所述小旋转齿轮(2362)与所述大法兰齿轮(2361)相互啮合；所述上法兰盘(234)的底部还安装有旋转编码器(2391)，所述旋转编码器(2391)与所述驱动电机(237)同轴连接，所述交叉滚子轴承(235)的外环(2351)底部固设有遮光板(2393)，所述支撑轴(233)的外侧壁上对称安装有两个光电限位开关(2392)。5.根据权利要求2所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述驱动控制系统(3)包括方向推进器组件(31)、垂向推进器组件(32)、电池舱(33)和浮力舱(34)，所述浮力舱(34)的外侧四角处均通过方向固定支架(35)安装有方向推进器组件(31)，所述浮力舱(34)的顶部四角处均通过垂直固定支架(36)安装有垂向推进器组件(32)，所述浮力舱(34)内设有电池舱(33)，所述电池舱(33)内安装有多个电池(331)。6.根据权利要求5所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述采样作业系统(4)包括机械臂组件(41)、作业旋转轴系(42)、采样旋转平台(43)和采样篮组件(44)；所述采样旋转平台(43)位于所述电池舱(33)和浮力舱(34)之间，且所述采样旋转平台
(43)通过所述作业旋转轴系(42)与所述电池舱(33)和浮力舱(34)连接，所述作业旋转轴系(42)与所述上旋转轴系(23)结构相同，所述采样旋转平台(43)与所述作业旋转轴系(42)中的上旋转安装板固定连接，所述电池舱(33)与所述作业旋转轴系(42)中的支撑轴顶部固定连接，所述浮力舱(34)与所述作业旋转轴系(42)中的下法兰盘固定连接；所述机械臂组件(41)固设在所述采样旋转平台(43)的顶部，所述浮力舱(34)的两侧均设有采样篮组件(44)。7.根据权利要求6所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述采样篮组件(44)包括第一箱体组(441)、第二箱体组(442)、系固机构(45)和拉门机构(46)；所述系固机构(45)位于所述第一箱体组(441)和第二箱体组(442)的外侧，且所述第一箱体组(441)和第二箱体组(442)通过所述系固机构(45)与所述浮力舱(34)连接；所述第一箱体(441)和所述第二箱体(442)之间并列固定连接，且所述第一箱体(441)和所述第二箱体(442)结构相同，所述第一箱体组(441)和第二箱体组(442)内均设有所述拉门机构(46)。8.根据权利要求7所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述第一箱体(441)包括外箱体(443)和内箱体(444)，所述外箱体(443)远离所述内箱体(444)的一侧活动连接有第一对开门(446)，所述内箱体(444)靠近所述外箱体(443)的一侧活动连接有第二对开门(448)；所述外箱体(443)和内箱体(444)上均活动设有拉门机构(46)；所述拉门机构(46)包括滑管(461)、第一强力橡皮筋(462)、第二强力橡皮筋(463)、拉杆(464)和止回件(465)；所述第一强力橡皮筋(462)和第二强力橡皮筋(463)的一端分别与所述第一对开门(446)的两扇门对应固定连接；所述滑管(461)固设在所述第一箱体(441)的顶部内侧，所述第一箱体(441)的顶部与所述滑管(461)相对应的位置开设有滑动通孔(466)，所述第一强力橡皮筋(462)和第二强力橡皮筋(463)的另一端绕过所述滑管(461)后，从所述滑动通孔(466)穿出所述第一箱体(441)，且所述第一强力橡皮筋(462)和第二强力橡皮筋(463)的另一端均与所述拉杆(464)固定连接，所述拉杆(464)位于所述第一箱体(441)外，所述第一箱体(441)的顶部外侧还固设有l型的止回件(465)，所述止回件(465)与所述拉杆(464)相匹配。9.根据权利要求1所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述载人球壳(1)的顶部开设有人员出入舱口(11)，所述人员出入舱口(11)处通过连接构件(13)活动连接有出入舱盖(12)，所述连接构件(13)的外圈与所述载人球壳(1)固定连接，所述连接构件(13)的内圈通过密封圈(14)与所述出入舱盖(12)连接；所述连接构件(13)的下部还设有环形的照明灯带(15)；所述出入舱盖(12)的顶部固设有两根连杆(16)，所述连接构件(13)的顶部固设有多个支架(17)，多个所述支架(17)之间固设有转轴(18)，所述连杆(16)远离所述出入舱盖(12)的一端转动套设在所述转轴(18)上。10.根据权利要求1所述的一种全周旋式全视野载人潜水器，其特征在于：所述载人球壳(1)内还设有生命保护系统(5)和电气控制系统(6)，所述生命保护系统(5)包括生命保障舱体(51)和氧气瓶(52)，所述氧气瓶(52)位于所述生命保障舱体(51)内；所述电气控制系统(6)包括电气控制舱体(61)和控制面板(62)，所述控制面板(62)安装在所述电气控制舱体(61)外。

技术总结
本发明公开了一种全周旋式全视野载人潜水器，具体包括全通透的载人球壳，所述载人球壳的顶部开设有人员出入舱口，所述载人球壳内设有全周旋的旋转座椅系统，所述载人球壳的底部外侧套设有驱动控制系统，所述旋转座椅系统的底部固设有地板，所述地板的底部固设有组合支架，所述组合支架的底部贯穿所述载人球壳后与所述驱动控制系统连接，所述驱动控制系统能够对整个潜水器进行水平方向和纵向上的驱动；所述驱动控制系统的顶部还安装有采样作业系统，所述采样作业系统包括机械臂组件、作业旋转轴系、采样旋转平台、采样篮组件。本发明解决了水下作业、观光时视野范围小，视角切换缓慢的问题，且采样作业系统能够提高作业效率和样品存放安全性。品存放安全性。品存放安全性。


技术研发人员：乔一丹 陈登凯 高馨薇 周垚
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/3/21