一種潛水器超深保護(hù)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潛水器超深保護(hù)技術(shù)，具體地說是一種潛水器超深保護(hù)裝置及其保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超深保護(hù)技術(shù)在潛水器的設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，也是考核潛水器安全性設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)，目前超深保護(hù)技術(shù)通常的實(shí)現(xiàn)方式分為控制型和機(jī)械型，控制型是通過潛水器的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，由控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控潛水器的工作深度和距底高度，在實(shí)際工作深度大于預(yù)定安全深度或距底高度小于安全預(yù)定高度時(shí)執(zhí)行拋載上浮動(dòng)作，此種實(shí)現(xiàn)方式可以實(shí)現(xiàn)潛水器的超深保護(hù)，但對(duì)于潛水器的安全性設(shè)計(jì)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生暫時(shí)或永久的癱瘓，潛水器將喪失超深保護(hù)能力。機(jī)械式的超深保護(hù)技術(shù)利用機(jī)械式的壓力傳動(dòng)裝置將壓力變化作為微動(dòng)開關(guān)的控制量，一旦壓力變化超過設(shè)定值，則觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)執(zhí)行拋掉上浮壓載動(dòng)作，但機(jī)械式的超深保護(hù)技術(shù)存在較多問題，其只能保證潛水器的工作深度不超過設(shè)定深度，而無法根據(jù)實(shí)際水域情況及潛水器使命任務(wù)情況做出調(diào)整，同時(shí)其精度低的問題更制約其在大深度潛水器的應(yīng)用。
[0003]潛水器是一種智能化的水下航行系統(tǒng)，無論其是無人操作還是有人干預(yù)，潛水器的安全都是至關(guān)重要的，超過安全深度、距底高度過近以及超過最大耐壓深度工作往往是潛水器面臨的最大威脅，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致潛水器的覆沒。本發(fā)明采用電子超深保護(hù)裝置和機(jī)械超深保護(hù)裝置互為備份的工作方式，任一保護(hù)裝置動(dòng)作都會(huì)觸發(fā)拋載裝置拋掉上浮壓載，極大增加了裝置的工作可靠性，同時(shí)本裝置能夠獨(dú)立于潛水器控制系統(tǒng)而單獨(dú)工作，并且可以隨著潛水器工作水域的變化由工作人員預(yù)置或控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)設(shè)定潛水器的安全工作深度和安全距底高度，具有廣泛的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種具備高可靠性和廣泛適用性的潛水器超深保護(hù)裝置及其保護(hù)方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種潛水器超深保護(hù)裝置，包括順序連接的電子保護(hù)裝置、機(jī)械保護(hù)裝置、上浮拋載裝置；
[0007]所述電子保護(hù)裝置用于檢測潛水器的深度和高度，并當(dāng)所測深度超過安全工作深度或所測高度低于安全工作高度時(shí)控制上浮拋載裝置拋掉上浮壓載；
[0008]所述機(jī)械保護(hù)裝置用于當(dāng)潛水器工作超過潛水器最大耐壓深度時(shí)控制上浮拋載裝置拋掉上浮壓載。
[0009]所述電子保護(hù)裝置包括順序連接的應(yīng)急能源、電壓轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、深度/高度計(jì)、通訊轉(zhuǎn)換模塊和MCU，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊還與外部供電電源、MCU、通訊轉(zhuǎn)換模塊連接；所述通訊轉(zhuǎn)換模塊與潛水器控制系統(tǒng)連接；所述驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)械保護(hù)裝置連接。
[0010]所述機(jī)械保護(hù)裝置包括殼體、膠墊、簧片、推桿、微動(dòng)開關(guān)、上蓋、下蓋和水密接插件；殼體為下端敞開式的中空結(jié)構(gòu)，殼體頂面通過覆蓋的膠墊與兩端開口并中空的上蓋密封連接；殼體頂面與膠墊之間還設(shè)有簧片，殼體內(nèi)設(shè)有的微動(dòng)開關(guān)，推桿通過殼體頂面的孔抵接于簧片內(nèi)側(cè)；所述殼體下端通過下蓋密封連接，下蓋外側(cè)設(shè)有水密接插件及電纜，微動(dòng)開關(guān)的一對(duì)常閉觸點(diǎn)通過水密接插件將信號(hào)引出，分別與電子保護(hù)裝置的驅(qū)動(dòng)模塊、上浮拋載裝置的電磁鐵連接。
[0011]一種潛水器超深保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0012]潛水器進(jìn)入到水中后，電子保護(hù)裝置的MCU通過檢測深度/高度計(jì)并獲得潛水器的工作深度和距底高度；如果工作深度或距底高度超過預(yù)定值，則MCU控制驅(qū)動(dòng)模塊斷開上浮拋載裝置供電，上浮拋載裝置的電磁鐵斷電，執(zhí)行拋掉上浮壓載的動(dòng)作；
[0013]當(dāng)潛水器的工作深度超過簧片預(yù)設(shè)的最大耐壓深度時(shí)，機(jī)械保護(hù)裝置中的膠墊因水深產(chǎn)生的壓力使簧片發(fā)生彈性形變，推動(dòng)推桿移動(dòng)，達(dá)到微動(dòng)開關(guān)的動(dòng)作行程后觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)常閉觸點(diǎn)斷開，從而上浮拋載裝置中的電磁鐵下電，執(zhí)行拋掉上浮壓載的動(dòng)作。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0015]1.與現(xiàn)有超深保護(hù)裝置相比，本發(fā)明具有適用性廣、可靠性高的特點(diǎn)。
[0016]2.本發(fā)明中的電子保護(hù)裝置由MCU進(jìn)行控制，有獨(dú)立的能源系統(tǒng)，能夠獨(dú)立于潛水器控制系統(tǒng)而單獨(dú)工作，潛水器的安全工作深度和安全工作高度可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，具有一定的。
[0017]3.本發(fā)明中的機(jī)械保護(hù)裝置能夠在潛水器超深時(shí)由外部壓力推動(dòng)推桿動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)緊急拋載。超深保護(hù)功能相對(duì)獨(dú)立，僅由壓力決定觸發(fā)，具有較高可靠性。
[0018]4.電子保護(hù)裝置與機(jī)械保護(hù)裝置串聯(lián)連接，功能上互為備份，任一裝置動(dòng)作都可以觸發(fā)上浮拋載裝置拋掉上浮壓載，執(zhí)行超深保護(hù)動(dòng)作。本裝置的超深保護(hù)定義當(dāng)潛水器工作超過安全工作深度或低于安全工作高度時(shí)執(zhí)行拋掉上浮壓載動(dòng)作。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為電子保護(hù)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為機(jī)械保護(hù)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為上浮拋載裝置的組成結(jié)構(gòu)圖；
[0023]其中:1為電子保護(hù)裝置，2為機(jī)械保護(hù)裝置，3為上浮拋載裝置，4為應(yīng)急能源，5為電壓轉(zhuǎn)換模塊，6為MCU，7為驅(qū)動(dòng)模塊，8為通信轉(zhuǎn)換模塊，9為深度/高度計(jì)，10為殼體，11為膠墊，12為簧片，13為推桿，14為微動(dòng)開關(guān),15為上蓋,16為下蓋,17為接插件,18為電磁鐵，19為上浮壓載，20為充油耐壓分線盒，21為油管；
圖5為超深保護(hù)裝置的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0025]超深保護(hù)裝置包括電子保護(hù)裝置、機(jī)械保護(hù)裝置和上浮拋載裝置三部分。電子保護(hù)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控潛水器的工作深度和距底高度，當(dāng)工作深度或距底高度超過預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，通過上浮拋載裝置執(zhí)行拋掉上浮壓載動(dòng)作；機(jī)械保護(hù)裝置的設(shè)定值為潛水器的最大耐壓深度，在電子保護(hù)裝置失效的情況下，機(jī)械保護(hù)裝置作為最后一道安全屏障執(zhí)行拋掉上浮壓載動(dòng)作。上浮拋載裝置拋掉上浮壓載會(huì)為潛水器提供較大的正浮力，潛水器在正浮力的作用下浮出水面以待工作人員進(jìn)行潛水器的回收。超深保護(hù)裝置不僅能夠保證潛水器工作深度不超過潛水器最大耐壓深度，還能夠根據(jù)實(shí)際水域情況和潛水器使命任務(wù)情況實(shí)時(shí)設(shè)置修正潛水器的安全工作深度和安全距底高度，其能獨(dú)立于潛水器控制系統(tǒng)而單獨(dú)工作，從而最大限度地保證潛水器的安全。
[0026]電子保護(hù)裝置的MCU檢測通過與深度/高度計(jì)實(shí)時(shí)通信獲得潛水器的工作深度和距底高度，如果工作深度或距底高度超過預(yù)定值，電子保護(hù)裝置的MCU控制上浮拋載裝置執(zhí)行拋掉上浮壓載的動(dòng)作；機(jī)械保護(hù)裝置中的膠墊因水深產(chǎn)生的壓力使簧片發(fā)生彈性形變，推動(dòng)推桿移動(dòng)，當(dāng)工作深度超過最大耐壓深度時(shí)，觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，從而執(zhí)行拋掉上浮壓載的動(dòng)作；電子保護(hù)裝置與機(jī)械保護(hù)裝置串聯(lián)連接，只要滿足超深或超高條件都可以觸發(fā)執(zhí)行上浮拋載動(dòng)作。
[0027]如圖1所示，電子保護(hù)裝置I與機(jī)械保護(hù)裝置2采用串聯(lián)的方式連接，其中任意一種裝置都可以驅(qū)動(dòng)上浮拋載裝置拋掉上浮壓載。
[0028]如圖2所示，電子保護(hù)裝置I包括應(yīng)急能源4、電壓轉(zhuǎn)換模塊5、MCU6、驅(qū)動(dòng)模塊7、通訊轉(zhuǎn)換模塊8及深度/高度計(jì)9 ;應(yīng)急能源4與電壓轉(zhuǎn)換模塊5相連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊5與MCU6、驅(qū)動(dòng)模塊7相連接，MCU6與驅(qū)動(dòng)模塊7、通訊轉(zhuǎn)換模塊8相連接，驅(qū)動(dòng)模塊7與深度/高度計(jì)9和機(jī)械保護(hù)裝置2相連接，通訊轉(zhuǎn)換模塊8與MCU6、深度/高度計(jì)9相連接。
[0029]應(yīng)急能源