一种水下应急穿梭系统及操作方法与流程

本发明涉及潜水器辅助设备，尤其是一种水下应急穿梭系统及操作方法。

背景技术：

1、目前，海洋资源和岛礁资源丰富，特别是在南海区域，分布着众多旅游资源和生物资源丰富的岛礁，具有很大的旅游开发价值和研究意义。上述岛礁一般远离岸基，物资自给能力和医疗保障资源有限，需要由岸基向岛礁进行远程运送物资，或由岛礁运送人员至岸基进行治疗。

2、现有技术中，岛礁与岸基之间的物资和人员运送主要以船舶运输和航空运输为主，技术相对成熟，但船舶运输和航空运输对岛礁的海港/空港停靠能力和环境适应能力均有一定的要求。对于不适宜建设海港/空港的岛礁或持续恶劣天气/海况的情况，船舶运输和航空运输将不再适用。因此，远离岸基的岛礁区域开发对物资及人员的运送提出了新的需求。

技术实现思路

1、本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种水下应急穿梭系统及操作方法，从而可以方便的实现全天候物资和人员运送，环境适应性强，有效提高了岛礁的应急能力和保障能力。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种水下应急穿梭系统，包括建设在岛礁和岸基上的内船坞，岛礁和岸基的内部设置有泊位，泊位的下方设置有垂向通海通道，在垂向通海通道的底部一侧位置设置有水平通海通道，水平通海通道内安装有穿梭运载器，泊位与海洋联通；室内船坞内部两端位置分别设置有控制室和布放回收系统，同时还设置有牵引系统和导引定位系统，控制室通过缆线分别与布放回收系统、牵引系统和导引系统连接，通过布放回收系统实现载荷模块单元的吊装，通过牵引系统实现穿梭运载器进出泊位，通过导引定位系统引导穿梭运载器水下航行，通过定位进入水平通海通道，并实现与穿梭运载器的全过程通信。

4、其进一步技术方案在于：

5、所述内船坞采用封闭结构。

6、所述穿梭运载器的结构为：包括艇体、驾驶舱、载荷模块单元、近程定位信标、远程导引信标、艏部连接机构、艉部连接机构，艇体的两侧设置穿梭运载器滑动凹槽，与牵引系统中的导轨配合实现穿梭运载器的垂向、横向限位以及纵向滑动；驾驶舱设置在艇体的艏部位置，载荷模块单元在艇体内部固定设置，艏部连接机构由艏部导向套和艏部连接块组成，艉部连接机构由艉部导向套和艉部连接块组成，两套连接机构均可与牵引器构成连接配合，远程导引信标共四台，在艏部沿圆周均布，并与远程导引声纳一一对应，实现对穿梭运载器的远程航行导引；近程定位信标共四台，关于艇体中纵剖面对称布置，并与近程定位声纳一一对应，实现对穿梭运载器的近程对接导引。

7、载荷模块单元为独立装置，载荷模块单元包括框架，框架内设置舱体。

8、所述牵引系统的结构为：包括导轨、升降机构和牵引装置；导轨包括一号导轨、二号导轨和三号导轨，一号导轨设置在泊位内，关于泊位的中纵剖面对称布置，通过导轨基座与泊位的壁面固定连接，二号导轨设置在垂向通海通道内，关于垂向通海通道的中纵剖面对称布置，通过导轨基座与滑动基座固定连接，三号导轨设置在水平通海通道内，关于水平通海通道的中纵剖面对称布置，通过导轨基座与水平通海通道的壁面固定连接；每个导轨上设有齿轨；升降机构共四套，每两套构成一组，关于垂向通海通道的中纵剖面对称布置，每一套分别由滑轨、升降齿轨、升降驱动电机和滑动基座组成，滑轨设置在垂向通海通道的凹槽内，升降齿轨与滑轨平行，设置在凹槽的一侧，滑动基座与滑轨构成滑动配合，升降驱动电机设置在滑动基座上，与升降齿轨啮合，通过缆线与控制室连接，通过控制室的控制即可实现二号导轨带动穿梭运载器和牵引器的升降；牵引装置包括光电缆绞车、机库、牵引器和导缆管，光电缆绞车一端与控制室连接，另一端通过导缆管、机库与牵引器的凸台连接，为牵引器提供能源和信号。

9、牵引器由牵引器本体、凸台、滑行驱动电机、导向头和电磁铁，牵引器本体的两侧设置牵引器滑动凹槽，与导轨构成滑动配合，关于牵引器本体中纵剖面对称布置，牵引器本体的两侧设置滑行驱动电机，与导轨上的齿轨啮合，驱动牵引器在导轨上滑动，牵引器的艏部设置导向头和电磁铁，与穿梭运载器的连接机构构成连接配合，牵引器的艉部设置凸台，与机库构成限位配合。

10、所述电磁铁采用上电消磁模式。

11、导引定位系统包括远程航行导引声纳、近程对接定位声纳和通信声纳，分别通过缆线与控制室连接；远程航行导引声纳共四台，设置在水平通海通道的出海口周围，沿水平通海通道的周向均布，用于穿梭运载器的远程航行导引；近程对接定位声纳共两台，关于水平通海通道的中纵剖面对称布置，设置在三号导轨的端部，用于穿梭运载器与三号导轨的近程对接导引，通信声纳分布在垂向通海通道和水平通海通道的底部，实现穿梭运载器与控制室的全过程通信。

12、一种水下应急穿梭系统的操作方法，包括如下操作步骤：

13、s1、载荷模块单元准备工作：

14、s1.1、如需进行物资运送，则选择物资运送载荷模块单元，将物资装入载荷模块单元内，启动控制系统，载荷模块单元自动运行，保持舱内为常压、干式、保鲜环境；

15、s1.2、如需进行人员运送，则选择人员运送载荷模块单元，伤员/患者和医务人员进入载荷模块单元内，启动控制系统，载荷模块单元自动运行，保持舱内为常压、干式环境，通过舱内配置的医疗系统向伤员/患者提供必要的医疗服务，保障伤员/患者的生命安全；

16、s2、穿梭运载器在出发岛礁/岸基的通海通道内的移动：

17、s2.1、控制室控制布放回收系统将载荷模块单元吊放至穿梭运载器内，通过扭锁快速固定；

18、s2.2、驾驶员进入穿梭运载器的驾驶舱内，与控制室保持通信，牵引器与穿梭运载器连接为一体，准备就绪；

19、s2.3、控制室控制牵引器推动穿梭运载器沿一号导轨移动，光电缆绞车同步放缆；

20、s2.4、牵引器推动穿梭运载器整体移动至二号导轨上后，停止移动，控制室控制升降驱动电机运行，牵引器和穿梭运载器沿垂向通海通道下降，直至二号导轨和三号导轨对接并共线；

21、s2.5、牵引器推动穿梭运载器由二号导轨移动至三号导轨上，并继续沿三号导轨移动；

22、s2.6、当穿梭运载器的艏部移动至三号导轨的端部后，牵引器的电磁铁上电，电磁铁消磁，电磁铁与穿梭运载器的艏部连接块脱离，控制室通过通信声纳与驾驶舱内的驾驶员通信，告知其已脱离；

23、s3、驾驶员操控穿梭运载器驶出水平通海通道，穿梭运载器的远程导引信标接收目标岛礁/岸基的远程航行导引声纳的引导信号，引导穿梭运载器航行至目标岛礁/岸基的水平通海通道的通海口附近；

24、s4、穿梭运载器的近程定位信标接收目标岛礁/岸基的近程对接定位声纳的引导信号，定位目标岛礁/岸基的三号导轨的位置，通过对接控制程序引导穿梭运载器与目标岛礁/岸基的三号导轨对接，穿梭运载器滑动凹槽与三号导轨形成滑动配合；

25、s5、穿梭运载器在目标岛礁/岸基的通海通道内的移动：

26、s5.1、控制室控制牵引器与穿梭运载器对接，牵引器的导向头进入穿梭运载器的艏部导向套内，直至牵引器的电磁铁与穿梭运载器的艏部连接块形成连接配合，牵引器的导向头和穿梭运载器的艏部导向套形成限位配合；

27、s5.2、控制室控制牵引器牵引穿梭运载器沿三号导轨移动，光电缆绞车同步收缆；

28、s5.3、当牵引器牵引穿梭运载器整体移动至二号导轨上后，停止移动，控制室控制升降驱动电机运行，牵引器和穿梭运载器沿垂向通海通道上升，直至二号导轨和一号导轨对接并共线；

29、s5.4、牵引器牵引穿梭运载器沿一号导轨移动，直至牵引器的凸台进入机库内，完成对牵引器的限位，同时，光电缆绞车停止收缆；

30、s6、解除扭锁固定，控制室控制布放回收系统将载荷模块单元吊放至室内船坞的平台；

31、s7、物资/人员转运：

32、s7.1、当转运物资时，开启载荷模块单元的舱口盖，将物资转至已就绪的运输车进行转运。

33、作为上述技术方案的进一步改进：

34、开启载荷模块单元的舱口盖，将人员转至已就绪的救护车转运至大型医疗机构进行进一步治疗。

35、重复步骤s2～s7，直至人员/物资全部运送完毕。

36、本发明的有益效果如下：

37、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过内船坞、穿梭运载器、牵引系统和导引定位系统等部件之间的互相配合工作，可以方便的完成全天候物资和人员运送，环境适应性强，有效提高了岛礁的应急能力和保障能力。

38、同时，本发明还具备如下优点：

39、(1)本发明不受天气条件和海况限制，可实现全天候物资及人员运送，环境适应性强；

40、(2)本发明不受岛礁地形地貌、海岸水文等条件的制约，适用范围广；

41、(3)本发明采用独立的载荷模块单元，可根据运送需求进行快速搭载，运送作业能力强；

42、(4)本发明利用牵引系统和导引定位系统的协同作用，实现快速、精准的水下穿梭，运送效率高。