矿难水下救援微型潜艇制造技术

一种矿难水下救援微型潜艇，在冲锋舟、机器人，蛙人、橡皮艇无法进入渗水通道之前及时到达救援现场，潜艇采用高强度骨架和轻型抗压材料组成，潜艇分为驾驶舱、救援物资舱、底部减重舱三部分，采用电池供电，具有行驶、转弯、升降功能，为了在漆黑如墨的井道行驶采用超声波雷达，可以人工或自动导航方式使潜艇安全行驶于井道的中间通道内；通过声纳图像传感器、红外夜视仪和液晶(或其它)显示器能在漆黑的井道中看清周围环境，潜艇驾驶员可以在深水里清晰的看到井道周围状况，及时发现、搜救遇难人员，大大提高搜救效率，给被救人员赢得最佳、最快的抢救时间和机会；采用声纳发射仪和接收仪，保持与井下遇难人员、矿上指挥部门的通讯联络；为了保证潜艇操作人员的安全，当潜艇的电池电能耗尽时，可以转换成人工脚踏方式驶出井道外；本微型潜艇也可以用于河流、水库救援。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水下潜艇，尤其涉及一种矿难水下救援微型潜艇。
技术介绍
2010年3月观日山西王家岭煤矿发生特大渗水矿难事件，事故井下153名人员被困，38人遇难，115人获救，矿难搜救耗资超1亿。这是近几年不断发生的矿难迄今最触目惊心的一例。矿难立即引起国家领导人高度重视，由国家安监局局长亲赴现场指挥抢险搜救， 历时30天，于4月沈日最后一名被困人员的遗体找到，事故抢险救援工作基本结束。其间动用冲锋舟、蛙人、机器人，都因为渗水淹埋井道顶部，现场复杂，无功而返。还是采用大功率水泵抽水降低水位等基本办法，降低了水位，使橡皮艇能够进入，之前9天时间没有一个遇难人员救出，直到4月5日才有9人救出。耗时、耗力终于115人获救38人遇难尸体找到。为什么中国近几年矿难频发，世界罕见，有关部门正在司法调查，但归根结底，中国矿难频发的根本原因在于干部，特别是煤矿领导干部，和从上到下层层主管安检的领导部门，不从源头查起，则矿难不已。这些是政府管理方面的问题，自有有关职能部门去调查解决。另一方面也反映了救援措施欠缺，救援设备、仪器的落后，比如，1、通讯联络落后，无法与深井里受困的人员取得联系，直到到4月2日听到有井下发出的敲击声，才知道有“生命现象”。2、由于无线电、手机网络及其它通讯工具在深水里已经失去作用，在充满如“墨汁” 一样伸手不见五指的煤水中，灯光失去照明作用，渗漏的水已经掩埋整个井下，冲锋舟、 蛙人都无法进入，所谓“机器人”救援的高科技在现场面前也只能作秀，还是采用了最原始有效的多路大功率泵日以继夜加紧抽水，给橡皮艇留出进入的空间，才救出遇难人员。是不是没有有效的水下救援设备、通讯仪器以及针对矿难水下救援的系列技术呢？本专利技术就此提出、研发了以下方案。
技术实现思路
一种矿难水下救援微型潜艇，在冲锋舟、机器人，蛙人、橡皮艇...无法进入渗水通道之前及时到达救援现场，潜艇采用高强度骨架和轻型抗压材料组成，潜艇分为驾驶舱、 救援物资舱、底部减重舱三部分，采用电池供电，具有行驶、转弯、升降功能，为了在漆黑如墨的井道行驶采用超声波雷达，可以人工或自动方式使潜艇安全行驶于井道的中间通道内；声纳图像传感器、红外夜视仪和液晶(或其它)显示器使漆黑的井道变成“光明”，潜艇驾驶员可以在深水里清晰的看到井道周围状况，及时发现、搜救遇难人员，大大提高搜救效率，给被救人员赢得最佳、最快的抢救时间和机会；采用声纳发射仪和接收仪，保持与井下遇难人员、矿上指挥部门的通讯联络；为了保证潜艇操作人员的安全，当潜艇电池电能耗尽时，可以转换成人工脚踏方式驶出井道外；本微型潜艇也可以用于河流、水库救援。本技术的技术方案是1、采用声纳水下通讯方式。声纳(sonar)是水下通讯最好的通讯仪器，广泛用于军事水下监视，如潜艇、舰艇，通讯距离10到100公里甚至数千公里范围，作为一般矿难水下救援或河流、水库搜救绰绰有余，现在有各种各样作用距离、适合各种现场条件下的声纳仪器，也可以研制专用于矿井水下通讯的声纳发射仪和接受仪，把声纳发射仪配备到井下矿工、矿队，声纳接受仪在井上；主动式声纳发射仪可以每个矿工随同矿灯一起配备，被动式声纳发射就是直接在水下敲击两根金属棒就会发出声音信号。由于声纳发射、接受仪都是在潜在水下工作，所以不会弓I起瓦斯爆炸。2、水下救援微型潜艇。该潜艇体积小，适合于矿井发发生渗水事故用，其体积可以分大、中、小几类。如同轿车、面包车或者其它更大的车型，与军事潜艇和观光潜艇不可相比。可容纳1、2人和救生服、呼吸器等物资，体积大的可以装更多的搜救设备和救援物资寸。3、微型潜艇采用轻型高强度骨架构成，外壳可用铝型板材、树脂材料、工程塑料、 玻纤等轻型材料，潜艇分为三个舱，头部为驾驶舱，供驾驶员操作行驶，头部采用钢化有机玻璃材料做成透明窗，以供驾驶员观察外部情况；潜艇尾部是物资舱，用于装载救生物资， 如救生服、氧气瓶、必备的救援工具等；由于潜艇装载有驾驶员、救援物资以及自身的重量， 使得潜艇难以浮在矿井渗水通道的中部行驶，因此潜艇底部作为减重舱，其内部采用充满空气的橡皮垫，使潜艇上浮，抵消潜艇的下沉，三个舱空气隔离，互不透水。4、动力、行驶、姿态控制。采用电池作为动力，电池组处于潜艇中部重心位置，潜艇采用电动螺旋桨驱动，螺旋桨安装于尾部。在潜艇最尾端有转弯舵，在电气或者机械连杆操纵下使潜艇左转、右转运行；在潜艇头部外壳左右两侧装有升降舵，控制升降舵叶片的角度使潜艇在行驶途中顺着矿井通道作升降调节，当潜艇到达救援地时，为了使潜艇浮出水面， 还在驾驶舱外侧安装有2个垂直升降电动涡轮式驱动装置，工作时向下喷水即使潜艇上升浮出水面，类似于垂直起落战斗机的功能，在潜艇前端安置节能型探照灯，如LED探照灯， 潜艇的前后、左右、上下部位都安置红色闪亮警示灯，提示被救人员，警示在漆黑的井下本潜艇与其它潜艇的误撞。长波长的红光仍然是水下醒目的光源。5、传感器、探测器、显示器1)超声波测距仪。由于矿难时电力照明已经被切断，处于漆黑的矿井下，煤矿的渗水更黑如墨汁，使潜艇被四周的“墨汁”所包围，灯光照明基本失去作用，无法像军事潜艇、 观光潜艇可用海底礁石、鱼类作参照物，操作员无法判断自己所处的位置，很容易撞击到井道的左右壁、顶部或底部，造成潜艇损坏，因此在潜艇的头、顶、底部、左右两端各安置超声波雷达测距传感器，可以人工或者自动保证潜艇安全行驶于井道的中间通道内。2)声纳图像扫描传感器、红外线图像传感器、图像显示器。在黑如墨汁的井道内，无法靠灯光寻找遇难人员，只有采用声纳图像扫描传感器探测发现矿难人员，现在已经有各种高、中分辨率的声纳图像传感器，甚至彩色声纳图像传感器，工作时不会受到水的影响；而红外线图像传感器(红外夜视仪)可以发现有“生命迹象”的遇难人员，可以在潜艇的头部、底部、潜艇左右两侧分别安装，操作舱内安装液晶显示器，使声纳图像扫描传感器、红外线图像传感器与之连接，使漆黑的井道变成“光明”，潜艇驾驶员可以在深水里清晰的看到井道周围状况、及时发现、搜救遇难人员。6、潜艇自身安全措施。1)为了保证潜艇驾驶员的安全，本潜艇在电池电能耗尽时，可以转换成人工脚踏方式驶出井道外，如同现在广泛使用的电动自行车一样。2)潜艇自身有一定的空气可以保证驾驶员在相当时间内的呼吸，驾驶员进入潜艇工作时，要准备好救生衣、呼吸器，声纳通讯器材等。当驾驶舱内的空气用完时，驾驶员可以打开驾驶舱弃舱而逃。⑴所有传感器、显示器、电气元件都采用防水型、防爆型电气元部件、电气连接线。本专利技术的有益效果是1、采用微型潜艇。在井下爆发矿难，渗水已经淹没井下通道顶部的情况下，现有救援设备、救援仪器如冲锋舟、机器人，蛙人、橡皮艇无法进入救援现场，立即抓紧采用多路大功率潜水泵抽水是首选方案，同时组织多艘微型潜艇不受渗水影响立即潜入深水，能够迅速、直接、及时到达搜救现场，大大缩短进入时间，使被困、受伤人员尽快逃离遇难现场，转危为安，大大减少人员的伤亡，争取到最佳、最快的抢救时间和机会，大大降低搜救成本，以及社会付出的救援代价。如果“3.观”山西王家岭煤矿发生特大渗水矿难事件，采用井下微型潜艇救援方案，及时调拨数艘“水下救援微型潜艇”，则事故井下153名矿难人员估计可以1、2天内全部救出。而本次王家岭煤矿发本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种矿难水下救援微型潜艇，采用轻型高强度骨架构成，外壳可用铝型板材或树脂材料、工程塑料、玻纤等轻型材料，其特征在于：潜艇分为三个舱，头部为驾驶舱（２），采用钢化有机玻璃做成透明窗；潜艇尾部为救援物资舱（１），底部为减重舱（３），减重舱（３）的内部采用充满空气的橡皮充气垫（２３），三个舱由隔板（１８）相互隔离，互不透水；平衡尾翼（４）安装在潜艇尾部，电池组（２２）处于潜艇中部重心位置，潜艇采用电动螺旋桨驱动，螺旋桨（６）安装于尾部，螺旋桨（６）与驱动电机（２１）连接；在潜艇最尾端有转弯舵（２８），由电气或者机械连杆操纵下使潜艇左转、右转推进；在驾驶舱外的左右两侧安装升降舵（５），驾驶舱外侧安装有两个电动垂直升降引擎（１９），在潜艇前、尾端安置节能型探照灯（１２），潜艇的前后、左右、上下部位安置红色闪亮警示灯（２４），在潜艇头部、顶部、底部、潜艇左、右侧分别安装超声波雷达（１０），声纳发射器、接收器（１３）位于潜艇底部，声纳发射器、接收器（１３）可以上下伸缩，平时上升藏入潜艇内部，潜艇下水后向下伸出来工作，声纳发射器、接收器（１３）可以正向、反向旋转，潜艇头部、左、右两侧分别安装１只声纳图像传感器（１５），３只声纳图像传感器都可以左右、上下偏转，三只红外线图像传感器（２９）分别安装在潜艇头部、左侧、右侧，图像显示器（１７）位于驾驶员前面的电气控制盘上，所有声纳图像传感器和红外线图像传感器与图像显示器（１７）电气连接，显示各自传送来的图像信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友余，
申请(专利权)人：陈友余，
类型：实用新型
国别省市：90