一种适用于海底稀软地面的行走机构的制作方法

本发明属于海底探测设备技术领域，具体是涉及一种适用于海底稀软地面的行走机构。

背景技术：

海底蕴藏着大量固体矿产资源，是人类未来的接替资源之一。开发海底资源已成为我国海洋开发战略。在海底资源开发过程中，海底资源探测是一个重要的环节。电磁探测法是一种实用性强的海底资源探测方法。目前常用的探测方法是采用水下浮游装置或水下机器人携带电磁线圈进行海底资源探测。由于探测精度与电磁探头和海底地面之间的距离密切相关，减小电磁探头和海底地面之间的距离能显著提高探测精度。调查表明：诸如多金属锰结核等海底矿产资源通常储存在稀软海泥之下，海泥的抗压强度只有几千帕斯卡，远低于普通地面的抗压强度。常规的地面行走机构通常通过车体与地面之间的摩擦力作为驱动力，由于海底稀泥摩擦角非常小，通常不能产生足够的摩擦力、且容易导致行走机构陷入软泥，不能实现正常行走。由此可见，研制一种能在海底稀软地面安全行走机构，具有重要意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便且能够降低车体对于海底地面的压强，使得车体能够在海底稀软地面安全行走的适用于海底稀软地面的行走机构。

本发明采用的技术方案是：一种适用于海底稀软地面的行走机构，包括车架、推进器、推进器旋转装置及控制器，车架的两侧分别安装有一个推进器旋转装置，推进器旋转装置上安装有推进器；所述的控制器分别与推进器旋转装置和推进器连接；

所述的车架的前部和后部分别设有一个车身姿态检测装置，车身姿态检测装置包括接触开关、连杆和配重；连杆的上端与接触开关相连，连杆下端与配重相连，接触开关与控制器连接。

上述的适用于海底稀软地面的行走机构中，所述的车架包括两个侧板和一个中间板，两个侧板和一个中间板平行设置，中间板位于两个侧板之间。

上述的适用于海底稀软地面的行走机构中，推进器旋转装置安装在侧板的外侧面上；车身姿态检测装置安装在中间板上，接触开关安装在中间板的顶部。

上述的适用于海底稀软地面的行走机构中，还包括平衡块，平衡块安装在中间板的顶部。

上述的适用于海底稀软地面的行走机构中，所述的平衡块的截面呈等腰梯形。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明车架的两侧板底部与海底地面接触，接触面积大，降低行走机构在海底地面产生的压强，避免行走机构陷入海底稀泥之中；

2）本发明的车架上前部和后部分别设有车身姿态检测装置，通过车身姿态检测装置可以检测车架的前端和后端是否脱离地面，车架上设有推进器，通过控制推进器的工作角度，能够实现本发明行驶姿态的保持。

3）本发明还具有结构简单、操作方便的优点。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明正常行走时的主视图。

图5为本发明前端脱离地面时结构主视图。

图6为本发明后端脱离地面时结构主视图。

1、车架2、推进器3、推进器4、接触开关5、连杆6、配重7、接触开关8、连杆9、配重10、平衡板11、控制器12、旋转装置13、旋转装置1a、侧板1b、中间板1c、侧板、14、地面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～5所示，本发明包括车架1、推进器2、推进器3、接触开关4、连杆5、配重6、接触开关7、连杆8、配重9、平衡板10、控制器11、旋转装置12、旋转装置13。车架1由侧板1a、中间板1c、侧板1b组成，侧板1a、中间板1c、侧板1b平行设置，中间板1c位于侧板1a、侧板1b之间。推进器2通过旋转装置12安装在侧板1a上，推进器3通过旋转装置13安装在侧板1b上，接触开关4和接触开关7分别安装在中间板1c顶部的前部和后部，平衡板10截面呈等腰三角形，安装在中间板1c的顶部，连杆5上端与接触开关4相连，连杆5下端与配重6相连，连杆8上端与接触开关7相连，连杆8下端与配重9相连，接触开关4、旋转装置12、接触开关7、旋转装置13分别与控制器11连接。

本发明的行走原理与行走过程如下：本发明在自重作用下，停留在海底地面，由于侧板1b和侧板1c底部的表面积足够大，机构在海底地面产生的压强等于或稍大于海底地面的抗压强度，行走机构不会陷入海底稀泥。推进器2和推进器3启动后，在车架1上产生水平推力，本发明在推进器2和推进器3的水平推力作用下沿着海底地面行走，改变后侧面推进器2和前侧面推进器3的输出功率，可改变行走机构的前进方向。平衡板10用于平衡行走机构侧板1b和侧板1a之间因流速差产生的侧倾力。连杆5和连杆8用于检测行走机构是否脱离地面。

当行走机构前端脱离地面时，连杆5将处于垂直状态，接触开关4处于闭合状态，控制器11检测到接触开关4的状态后给旋转装置12、旋转装置13发出逆时针转动控制信号，旋转后的推进器2和推进器3除了产生水平推力外，还会产生垂直向下的推力，本发明在垂直向下的推力的作用下前端将重新回到海底地面，当本发明回到海底地面14后，连杆5将处于倾斜状态，接触开关4处于断开状态，控制器11检测到接触开关4的状态后给旋转装置12、旋转装置13发出复原控制信号，旋转装置13、旋转装置12重新回到初始位置，推进器13和推进器12只产生水平推力。

当本发明的后端脱离地面时，连杆8将处于垂直状态，接触开关7处于闭合状态，控制器11检测到接触开关7的状态后给旋转装置12、旋转装置13发出顺时针转动控制信号，旋转后的推进器12和推进器13除了产生水平推力外，还会产生垂直向上的推力，本发明在推进器12和推进器13产生的垂直向上的推力的作用下，后端将重新回到海底地面，当本发明回到海底地面后，连杆8将处于倾斜状态，接触开关7处于断开状态，控制器11检测到接触开关7的状态后给旋转装置12、旋转装置13发出复原控制信号，旋转装置12、旋转装置13重新回到初始位置，推进器12和推进器13只产生水平推力。

当本发明需要转向时，控制器11改变推进器12和推进器13的输出功率，使得行走机构两侧受到的推力大小不一致，从而实现转向。当本发明需要反向行走时，控制器11向旋转装置12、旋转装置13发出180度转动控制信号，推进器12和推进器13将改变水平推力的作用方向，实现原地反向行走。

本发明的创新之处在于：通过加宽行走机构与海底地面的接触面积降低行走机构在海底地面产生的压强，避免行走机构陷入海底稀泥之中；通过检测接触开关4的状态判断行本发明的前端是否脱离地面，通过检测接触开关7的状态判断本发明的后端是否脱离地面；通过控制推进器12和推进器13的工作角度实现行走机构行驶姿态的保持。与现有技术相比，本发明结构简单、操作方便。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种适用于海底稀软地面的行走机构，包括车架、推进器、推进器旋转装置及控制器，车架的两侧分别安装有一个推进器旋转装置，推进器旋转装置上安装有推进器；所述的控制器分别与推进器旋转装置和推进器连接；所述的车架的前部和后部分别设有一车身姿态检测装置，车身姿态检测装置包括接触开关、连杆和配重；连杆的上端与接触开关相连，连杆下端与配重相连，接触开关与控制器连接。本发明结构简单、操作方便且能够降低车体对于海底地面的压强，使得本发明能够在海底稀软地面中安全行走。

技术研发人员：刘少军;黄中华;陈向东;张峰炜;潘化若
受保护的技术使用者：深圳市远东海洋矿产资源开发研究院有限公司
技术研发日：2017.07.06
技术公布日：2017.11.07