一种深海长驻式海底环境移动监测平台

摘要

本发明公开了海底监测技术领域的一种深海长驻式海底环境移动监测平台，包括监测平台，监测平台表面左右两侧位置对称固定连接有两个固定框且监测平台左右两侧位置对称设有履带轮；固定框内设有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动履带轮转动；监测平台内部开设有内腔，内腔内部设有检测机构和第二驱动机构，检测机构用于可检测出监测平台是否翻转；第二驱动机构用于驱动第一驱动机构运行且在检测机构检测出监测平台翻转后，驱动左右两侧的履带轮向靠近地面位置移动并最终将监测平台支撑起来；该装置结构简单，使用方便，可以在监测平台翻到，自动地调整履带轮的位置，在不影响周围海水浑浊度的情况下，可以使得监测平台能够继续移动监测。

说明书

技术领域

本发明涉及海底监测技术领域，具体为一种深海长驻式海底环境移动监测平台。

背景技术

深海生态环境监测主要是围绕海底典型背景下水体、沉积物、生物、水文等生态健康表征内容所开展的监测和调查活动。深海典型生境生态环境监测是对海洋生态环境保护、海洋环境管理、海底矿产资源开发的重要手段和措施。海底环境的长期监测，需要在海底设置驻扎点，并基于驻扎点操作移动监测平台在海底移动监测。

由于深海多金属结壳、热液、结核等典型环境区域地势较为复杂，不同区域海底生物种群和数量也比较多，监测平台在海底移动时容易因为地势不平坦、底流过大或海底生物撞击而翻倒在地，导致无法继续开展移动监测。在此情况下或通过水下机器人机械手操控监测平台翻转回来，或通过监测平台排水方式产生推力来将自身推起来，完成翻转效果，而在海底翻转时会引起监测平台附近的海水流动，使得海底泥沙弥漫开来，导致该区域海水变浑浊，影响监测平台的监测效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深海长驻式海底环境移动监测平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海长驻式海底环境移动监测平台，包括监测平台，所述监测平台表面左右两侧位置对称固定连接有两个固定框且监测平台左右两侧位置对称设有履带轮；所述固定框内设有第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动履带轮转动；所述监测平台内部开设有内腔，所述内腔内部设有检测机构和第二驱动机构，所述检测机构用于可检测出监测平台是否翻转；所述第二驱动机构用于驱动第一驱动机构运行且在检测机构检测出监测平台翻转后，驱动左右两侧的履带轮向靠近地面位置移动并最终将监测平台支撑起来。

所述第一驱动机构包括转动杆，所述转动杆位于固定框内部位置且转动杆上下两端对称固定连接有第一锥齿轮；所述转动杆中部位置固定连接有第二锥齿轮；所述转动杆上下两端位置对称转动连接有第一滑动架，所述第一滑动架与固定框滑动连接；所述履带轮内部前后两侧的转轴均同轴固定连接有第三锥齿轮，前后两侧所述第三锥齿轮分别与前后两侧的第一锥齿轮啮合。

所述第二驱动机构包括两个电机以及两个固定架，两个所述固定架分布在内腔中部左右两侧位置且两个固定架均与内腔内壁固定连接；两个所述电机分别与两个固定架滑动连接；所述电机表面固定连接有第一连接架且左侧电机输出轴左端以及右侧电机输出轴右端均固定连接有第一同步轮，所述第一同步轮表面设有同步带；所述第一连接架表面前后两侧位置对称转动连接有第二同步轮，所述同步带同时与第一同步轮和两个第二同步轮转动连接。

所述固定框表面靠近监测平台一侧开设有凹槽且凹槽内设有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮表面转动连接有第二连接架，所述第二连接架与转动杆转动连接；所述第四锥齿轮与第二锥齿轮啮合且第四锥齿轮靠近监测平台一端固定连接有蜗杆的一端，所述蜗杆另一端与第二同步轮固定连接；所述蜗杆表面设有换位机构，所述换位机构用于将履带轮在监测平台上下两侧位置更换。

所述换位机构包括两个不完全蜗轮，两个所述不完全蜗轮对称分布在监测平台侧表面的上下位置且两个不完全蜗轮均与监测平台转动连接；两个所述不完全蜗轮均同轴固定连接有连杆的一端，两个所述连杆另一端均与履带轮转动连接；所述蜗杆位于两个不完全蜗轮之间位置且蜗杆与两个不完全蜗轮交替啮合；两个所述连杆的长度相等且互相平行。

所述检测机构包括八个螺纹杆，八个所述螺纹杆均匀分布在监测平台四个拐角位置且位于拐角位置的两个螺纹杆位于蜗杆的前后两侧位置；所述螺纹杆与监测平台转动连接；所述蜗杆表面转动连接有转动架，所述转动架同时与位于蜗杆两侧的螺纹杆转动连接；所述螺纹杆不具有自锁性且螺纹杆上下两端均固定连接有第一棘轮；上下两侧两个所述第一棘轮表面均啮合有第一棘爪且上下两侧的第一棘轮与第一棘爪啮合后的可转动方向相反；所述监测平台上下两侧位于第一棘爪位置对称设有第二滑动架，所述第二滑动架与两个第一棘爪固定连接且第二滑动架与监测平台滑动连接；所述第二滑动架表面固定连接有第一弹簧的一端，所述第一弹簧另一端与监测平台固定连接。

所述监测平台位于第二滑动架内侧位置滑动连接有两个滑杆，两个所述滑杆上下两端均固定连接有挤压块，上下两侧所述挤压块交替挤压上下两侧位置的第二滑动架；所述挤压块内部固定连接有水管，所述水管上下两端分别贯通上下两侧的挤压块且水管上下两端均固定连接有漂浮球，所述漂浮球为空心状且漂浮球与水管接通；底部位置所述漂浮球内部含有水且水充满漂浮球内部空间。

所述转动架表面固定连接有连接杆，所述连接杆上下两侧位置对称滑动连接有第一推板，上下两侧所述第一推板上侧表面和下侧表面分别固定连接有第二弹簧的一端，所述第二弹簧另一端与连接杆固定连接；所述不完全蜗轮与连杆之间位置同轴固定连接有第二棘轮；上下两侧所述第二棘轮之间位置设有两个第二棘爪，两个第二棘爪分别与上下两侧的第二棘轮啮合且上下两侧第二棘轮与第二棘爪啮合时可转动的方向相反；上下两侧所述第二棘爪互相靠近一端固定连接有伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端与监测平台固定连接；所述第二棘爪表面固定连接有第二推板，上下两侧第二推板之间的距离大于两个第一推板之间的距离，所述第二推板与第一推板贴合；所述伸缩杆具有弹性且伸缩杆的弹力小于第一弹簧的弹力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过启动第二驱动机构，第二驱动机构通过第一驱动机构则会驱动左右两侧的履带轮转动，履带轮转动时则会带动监测平台开始从驻扎点内向外移动；在移动监测的过程中，监测平台因地势原因或者海底生物撞击翻倒时，通过检测机构可以直接检测出监测平台处于翻到的状态，然后检测机构则会使得第二驱动机构来将此时位于监测平台上侧位置的履带轮带动向下移动，履带轮缓慢向下移动可以有效减小监测平台周围的水流动幅度，从而可以避免监测平台周围的海水变浑浊；当履带轮移动到与海底接触的位置时，此时第二驱动机构继续带动履带轮相对监测平台向下移动，履带轮则会直接将监测平台缓慢的支撑起来，当监测平台被稳定的支撑起来后，此时第二驱动机构则会继续通过第一驱动机构来驱动履带轮转动，监测平台则会继续移动监测；该装置结构简单，使用方便，可以在监测平台翻到，自动地调整履带轮的位置，在不影响周围海水浑浊度的情况下，可以使得监测平台能够继续移动监测。

本发明通过在监测平台翻转后，利用浮漂的浮力会带动上下两侧的挤压块向上移动，通过上下两侧的挤压块即可驱动上侧的第一棘爪与上侧的第一棘轮啮合且下侧的第一棘爪与下侧的第一棘轮脱离，从而可以使得滑动架和蜗杆能够在重力的作用下向下移动，同时可以使得蜗杆能够移动到与下侧不完全蜗轮啮合的位置保持不动，从而能够通过蜗杆稳定的驱动不完全蜗轮转动，通过不完全蜗轮转动时，即可通过连杆带动履带轮缓慢地向下移动并将监测平台支撑起来；该装置可以在监测平台翻倒后自动地调节履带轮的位置，使得监测平台在无水下机器人条件下可继续工作，同时还可以最大程度上避免监测平台周围水变浑浊。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明的拆分结构示意图；

图3为本发明中履带轮的结构示意图；

图4为本发明中固定框的结构示意图；

图5为本发明中监测平台前视图的剖视结构示意图；

图6为图5中A的放大结构示意图；

图7为图5中B的放大结构示意图；

图8为本发明中监测平台俯视图的剖视结构示意图；

图9为图8中C的放大结构示意图；

图10为本发明中滑杆的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、监测平台；2、固定框；3、履带轮；4、内腔；5、转动杆；6、第一锥齿轮；7、第二锥齿轮；8、第一滑动架；9、第三锥齿轮；10、电机；11、固定架；12、第一连接架；13、第一同步轮；14、同步带；15、第二同步轮；16、凹槽；17、第四锥齿轮；18、第二连接架；19、蜗杆；20、不完全蜗轮；21、连杆；22、螺纹杆；23、转动架；24、第一棘轮；25、第一棘爪；26、第二滑动架；27、第一弹簧；28、滑杆；29、挤压块；30、水管；31、漂浮球；32、连接杆；33、第一推板；34、第二弹簧；35、第二棘轮；36、伸缩杆；37、第二推板；38、第二棘爪。

具体实施方式

请参阅图1-图10，本发明提供一种技术方案：一种深海长驻式海底环境移动监测平台，包括监测平台1，监测平台1表面左右两侧位置对称固定连接有两个固定框2且监测平台1左右两侧位置对称设有履带轮3；固定框2内设有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动履带轮3转动；监测平台1内部开设有内腔4，内腔4内部设有检测机构和第二驱动机构，检测机构用于可检测出监测平台1是否翻转；第二驱动机构用于驱动第一驱动机构运行且在检测机构检测出监测平台1翻转后，驱动左右两侧的履带轮3向靠近地面位置移动并最终将监测平台1支撑起来；

工作时，在对海底环境监测时，通常会将在海底设置驻扎点，然后从驻扎点内操作移动监测平台在海底移动监测；由于海底的地势比较复杂，同时海底生物种群和数量也比较多，监测平台在海底移动时容易因为地势不平坦、底流过大或海底生物撞击而翻倒，当移动监测平台翻倒在地后则无法继续移动监测，在此情况下或通过水下机器人机械手操控监测平台翻转回来，或通过排水的方式产生推力将自身推起来，完成翻转效果，而在海底翻转时会引起监测平台附近的海水流动，使得海底泥沙弥漫开来，导致该区域海水变浑浊，影响监测平台的监测效果。该装置需要监测海底环境时，启动第二驱动机构，第二驱动机构通过第一驱动机构则会驱动左右两侧的履带轮3转动，履带轮3转动时则会带动监测平台1开始从驻扎点内向外移动；在移动监测的过程中，监测平台1因地势原因或者海底生物撞击翻倒时，通过检测机构可以直接检测出监测平台1处于翻到的状态，然后检测机构则会使得第二驱动机构来将此时位于监测平台1上侧位置的履带轮3带动向下移动，履带轮3缓慢向下移动可以有效减小监测平台1周围的水流动幅度，从而可以避免监测平台1周围的海水变浑浊；当履带轮3移动到与海底接触的位置时，此时第二驱动机构继续带动履带轮3相对监测平台1向下移动，履带轮3则会直接将监测平台1缓慢的支撑起来，当监测平台1被稳定的支撑起来后，此时第二驱动机构则会继续通过第一驱动机构来驱动履带轮3转动，监测平台1则会继续移动监测；该装置结构简单，使用方便，可以在监测平台1翻到，自动地调整履带轮3的位置，在不影响周围海水浑浊度的情况下，可以使得监测平台1能够继续移动监测。

作为本发明的进一步方案，第一驱动机构包括转动杆5，转动杆5位于固定框2内部位置且转动杆5上下两端对称固定连接有第一锥齿轮6；转动杆5中部位置固定连接有第二锥齿轮7；转动杆5上下两端位置对称转动连接有第一滑动架8，第一滑动架8与固定框2滑动连接；履带轮3内部前后两侧的转轴均同轴固定连接有第三锥齿轮9，前后两侧第三锥齿轮9分别与前后两侧的第一锥齿轮6啮合；工作时，当需要驱动履带轮3转动时，通过驱动第二锥齿轮7转动即可带动转动杆5转动，转动杆5转动时则会带动上下两侧的第一锥齿轮6转动，下侧位置的第一锥齿轮6转动时则会带动与其啮合第三锥齿轮9转动；前后两侧的第三锥齿轮9转动时则会分别带动履带轮3内部前后两侧的转轴转动，履带轮3内前后两侧的转轴转动时则会带动履带轮3开始传动，从而即可带动监测平台1开始移动监测。

作为本发明的进一步方案，第二驱动机构包括两个电机10以及两个固定架11，两个固定架11分布在内腔4中部左右两侧位置且两个固定架11均与内腔4内壁固定连接；两个电机10分别与两个固定架11滑动连接；电机10表面固定连接有第一连接架12且左侧电机10输出轴左端以及右侧电机10输出轴右端均固定连接有第一同步轮13，第一同步轮13表面设有同步带14；第一连接架12表面前后两侧位置对称转动连接有第二同步轮15，同步带14同时与第一同步轮13和两个第二同步轮15转动连接；工作时，通过启动两个电机10可以分别带动左右两侧的第一同步轮13转动，第一同步轮13转动时通过同步带14则会带动与其对应的两个第二同步轮15同步转动；当电机10在固定架11内上下滑动时，电机10会通过与其连接的第一连接架12带动第二同步轮15同时上下移动。

作为本发明的进一步方案，固定框2表面靠近监测平台1一侧开设有凹槽16且凹槽16内设有第四锥齿轮17，第四锥齿轮17表面转动连接有第二连接架18，第二连接架18与转动杆5转动连接；第四锥齿轮17与第二锥齿轮7啮合且第四锥齿轮17靠近监测平台1一端固定连接有蜗杆19的一端，蜗杆19另一端与第二同步轮15固定连接；蜗杆19表面设有换位机构，换位机构用于将履带轮3在监测平台1上下两侧位置更换；工作时，当第二同步轮15转动时，第二同步轮15会带动与其连接的蜗杆19和第四锥齿轮17转动，第四锥齿轮17转动时则会带动第二锥齿轮7转动，第二锥齿轮7转动时则可以驱动履带轮3转动；当监测平台1翻到后，通过换位机构可以将履带轮3从监测平台1的一侧换到另一侧位置，从而可以将翻倒的监测平台1支撑起来。

作为本发明的进一步方案，换位机构包括两个不完全蜗轮20，两个不完全蜗轮20对称分布在监测平台1侧表面的上下位置且两个不完全蜗轮20均与监测平台1转动连接；两个不完全蜗轮20均同轴固定连接有连杆21的一端，两个连杆21另一端均与履带轮3转动连接；蜗杆19位于两个不完全蜗轮20之间位置且蜗杆19与两个不完全蜗轮20交替啮合；两个连杆21的长度相等且互相平行；工作时，当监测平台1翻倒后，通过驱动蜗杆19向靠近地面的位置移动，当蜗杆19移动到与靠近地面位置的不完全蜗轮20啮合的位置时，此时蜗杆19转动时会带动底部位置的不完全蜗轮20转动，不完全蜗轮20转动时则会带动与其连接的连杆21转动，连杆21通过另一个与其长度相等且互相平行的连杆21即可带动履带轮3保持竖直状态向下移动；当不完全蜗轮20转动到与蜗轮脱离啮合的位置时，此时履带轮3恰好可以将监测平台1支撑起来。

作为本发明的进一步方案，检测机构包括八个螺纹杆22，八个螺纹杆22均匀分布在监测平台1四个拐角位置且位于拐角位置的两个螺纹杆22位于蜗杆19的前后两侧位置；螺纹杆22与监测平台1转动连接；蜗杆19表面转动连接有转动架23，转动架23同时与位于蜗杆19两侧的螺纹杆22转动连接；螺纹杆22不具有自锁性且螺纹杆22上下两端均固定连接有第一棘轮24；上下两侧两个第一棘轮24表面均啮合有第一棘爪25且上下两侧的第一棘轮24与第一棘爪25啮合后的可转动方向相反；监测平台1上下两侧位于第一棘爪25位置对称设有第二滑动架26，第二滑动架26与两个第一棘爪25固定连接且第二滑动架26与监测平台1滑动连接；第二滑动架26表面固定连接有第一弹簧27的一端，第一弹簧27另一端与监测平台1固定连接；工作时，由于螺纹杆22不具有自锁性，因此蜗杆19表面的转动架23可以自由的上下移动；蜗杆19和电机10以及第一连接架12均可上下移动；当监测平台1翻倒后，此时通过驱动下侧位置的第一棘爪25脱离下侧的第一棘轮24同时驱动上侧的第一棘爪25与上侧的第一棘轮24啮合，此时由于下侧位置的第一棘爪25与下侧位置的第一棘轮24脱离，滑动架即可向下移动，滑动架向下移动时则会驱动螺纹杆22转动，螺纹杆22则会同时带动上下两侧的第一棘轮24转动，当滑动架移动到最底部位置时，此时蜗杆19恰好与底侧位置的不完全蜗轮20啮合，滑动架则停止向下移动，此时在上侧的第一棘轮24上侧的第一棘爪25的作用下，螺纹杆22无法反向转动，因此滑动架表面的蜗杆19则会保持着与不完全蜗轮20啮合的状态，蜗轮转动时则会带动不完全蜗轮20转动。

作为本发明的进一步方案，监测平台1位于第二滑动架26内侧位置滑动连接有两个滑杆28，两个滑杆28上下两端均固定连接有挤压块29，上下两侧挤压块29交替挤压上下两侧位置的第二滑动架26；挤压块29内部固定连接有水管30，水管30上下两端分别贯通上下两侧的挤压块29且水管30上下两端均固定连接有漂浮球31，漂浮球31为空心状且漂浮球31与水管30接通；底部位置漂浮球31内部含有水且水充满漂浮球31内部空间；工作时，当监测平台1翻倒后，漂浮球31内的水则会通过水管30流到下侧漂浮球31内，上侧的漂浮球31则会在浮力的作用下向上移动，上侧的漂浮球31带动滑杆28向上滑动，滑杆28则会带动上下两侧的挤压块29向上移动，下侧位置的挤压块29向上移动时则会挤压下侧的第二滑动架26，使得下侧位置的第二滑动架26带动下侧位置的第一棘爪25与下侧位置的第一棘轮24脱离，同时上侧位置的挤压块29则会脱离挤压上侧位置的第二滑动架26，上侧位置的第二滑动架26在第一弹簧27的作用下则会带动上侧位置的第一棘爪25与上侧位置的第一棘轮24啮合。

作为本发明的进一步方案，转动架23表面固定连接有连接杆32，连接杆32上下两侧位置对称滑动连接有第一推板33，上下两侧第一推板33上侧表面和下侧表面分别固定连接有第二弹簧34的一端，第二弹簧34另一端与连接杆32固定连接；不完全蜗轮20与连杆21之间位置同轴固定连接有第二棘轮35；上下两侧第二棘轮35之间位置设有两个第二棘爪38，两个第二棘爪38分别与上下两侧的第二棘轮35啮合且上下两侧第二棘轮35与第二棘爪38啮合时可转动的方向相反；上下两侧第二棘爪38互相靠近一端固定连接有伸缩杆36的一端，伸缩杆36的另一端与监测平台1固定连接；第二棘爪38表面固定连接有第二推板37，上下两侧第二推板37之间的距离大于两个第一推板33之间的距离，第二推板37与第一推板33贴合；伸缩杆36具有弹性且伸缩杆36的弹力小于第一弹簧27的弹力；工作时，当监测平台1正常监测时，此时蜗杆19处于与下侧位置的不完全蜗轮20啮合的状态，蜗杆19表面的滑动架也会处于最底侧位置，滑动架表面的连接杆32则会通过其表面的第二弹簧34带动其表面的底部位置的第一推板33处于最底侧位置，此时在底部位置的第一推板33的作用下，底部的第二推板37会带动底侧的第二棘爪38与底部位置的第二棘轮35啮合；当监测平台1翻倒后，此时滑动架和蜗杆19开始向下移动，滑动架则会带动连接杆32缓慢向下移动，连接杆32上侧位置的第二弹簧34开始复位同时上侧位置的第一推板33继续保持不动；连接杆32底部位置的第二弹簧34则会带动底部位置的第一推板33向下移动，第一推板33推动底部位置的第二推板37向下移动，底部位置的第二推板37则会带动底部位置的第二棘爪38与底部位置的第二棘轮35啮合；此时滑动架和蜗杆19会继续向下移动，由于上侧的第二棘爪38和上侧的第二棘轮35此时还保持啮合，因此履带轮3不会直接掉落下来；当蜗杆19向下移动到与下侧的不完全蜗轮20啮合时，此时上侧的第一推板33和第二推板37恰好移动到可使第二棘爪38与第二棘轮35脱离的位置，上侧的第二棘轮35在伸缩杆36的作用下会直接与上侧的第二棘轮35脱离；然后在蜗杆19的作用下即可带动履带轮3可以缓慢地向下移动并将监测平台1支撑起来，通过履带轮3缓慢地向下移动可以有效的避免监测平台1周围水变浑浊。