本發(fā)明涉及深海觀測(cè)平臺(tái)，特別是涉及一種偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、在深海海底探索與科學(xué)研究中，需要獲得近底層的剖面觀測(cè)數(shù)據(jù)，這需要使用環(huán)境傳感器、照相/攝像機(jī)和原位分析系統(tǒng)等儀器設(shè)備，對(duì)一段水柱進(jìn)行往復(fù)剖面測(cè)量。這些觀測(cè)儀器只有搭載具有升降功能的移動(dòng)平臺(tái)才能搜集科學(xué)研究所需的數(shù)據(jù)。平臺(tái)的升降可以有多種形式，如通過(guò)改變整體浮力去完成升降，通過(guò)絞車?yán)K纜的形式去直接驅(qū)動(dòng)升降，通過(guò)滾輪繩纜的摩擦作用力去驅(qū)動(dòng)等。然而，在深海海底這個(gè)人類難以到達(dá)的環(huán)境，獲取時(shí)序的科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)，通常會(huì)在海底長(zhǎng)期部署平臺(tái)且無(wú)人值守全自動(dòng)運(yùn)行。在有限的電能下長(zhǎng)期工作，獲取更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)，是深?？茖W(xué)研究迫切需求。此外，研究需求的增加意味著需要部署更多更大的觀測(cè)設(shè)備，平臺(tái)體積的增大意味著在水下產(chǎn)生的浮力或阻力增大，對(duì)于功耗和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)提出了較高的考驗(yàn)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)為cn114212191a發(fā)明專利公開(kāi)了一種水下潛標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸裝置，水下絞車和主浮體聲訊機(jī)安裝固定在水下潛標(biāo)的主浮體上，水下絞車由水下潛標(biāo)的主控機(jī)控制；升降平臺(tái)聲訊機(jī)、控制器、傳感器和衛(wèi)星通訊機(jī)安裝在升降平臺(tái)上；升降平臺(tái)通過(guò)系纜與水下絞車連接；此發(fā)明主要通過(guò)絞車驅(qū)動(dòng)的形式完成通信探頭的升降，但只能完成固定深度的數(shù)據(jù)觀測(cè)，具有局限性。

3、公開(kāi)號(hào)為cn102167136a的專利公開(kāi)了一種海洋升降潛標(biāo)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，浮標(biāo)通過(guò)通信系留纜連接水下絞車；浮標(biāo)與水下絞車之間的通信系留纜上靠近浮標(biāo)的部分等間距設(shè)置多個(gè)剖面測(cè)量?jī)x器。這種方式可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，但需要安裝多個(gè)同類型傳感器，成本增大。

4、公開(kāi)號(hào)為cn109733568a的專利公開(kāi)了一種系纜式水下升降平臺(tái)，屬于水下觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，包括平臺(tái)部件，可沿系纜升降的運(yùn)動(dòng)部件，以及可驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)部件沿系纜升降的驅(qū)動(dòng)部件，所述平臺(tái)部件與所述運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)連接。具有電池容量周期內(nèi)行程長(zhǎng)、采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定、升降速度平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。但這種系纜式的水下問(wèn)題會(huì)存在一個(gè)驅(qū)動(dòng)隱患，就是平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)輪與纜繩之間的摩擦力失效故障，會(huì)導(dǎo)致平臺(tái)無(wú)法正常完成升降。

5、公開(kāi)號(hào)為專利cn109835438a的專利公開(kāi)了一種升降式潛標(biāo)裝置。包括通信浮標(biāo)、潛標(biāo)系統(tǒng)和錨座。潛標(biāo)系統(tǒng)核心驅(qū)動(dòng)方式為絞車驅(qū)動(dòng)，水下絞車包括凱斯拉夫電纜，電機(jī)，絞車配重塊，絞盤。電機(jī)與絞盤連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)；絞盤有兩個(gè)不同半徑的區(qū)域構(gòu)成，絞車配重塊與盤于絞盤半徑小的一根凱斯拉夫線纜端連接，并受重力因素自由下沉，通信浮標(biāo)與盤于絞盤半徑大的另一根凱斯拉夫電纜端連接，受浮力影響自然上浮。利用水下絞車收攬放纜的方式控制通信浮標(biāo)在海平面與潛標(biāo)之間做往返運(yùn)動(dòng)。但這個(gè)發(fā)明所描述結(jié)構(gòu)在工作時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)。潛標(biāo)上的配重塊會(huì)在水流的作用下，存在與主纜發(fā)生纏繞，致使整個(gè)潛標(biāo)系統(tǒng)不能工作。

6、公開(kāi)號(hào)為cn107585263a的專利發(fā)明提供了一種可定位的自沉浮深海系留探測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)包括衛(wèi)星天線、載荷艙、液壓控制艙、可變浮力艙、錨鏈艙及抓底錨，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制平臺(tái)的浮力變化從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)升降。這種技術(shù)方案，能在精確獲取測(cè)量點(diǎn)的位置信息后，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋資源的定位信息測(cè)量?？勺兏×Φ尿?qū)動(dòng)方式可改變的浮力大小有限，這將限制升降平臺(tái)的搭載載荷范圍。且容易在水流的影響下四處浮動(dòng)。

7、綜上所述目前的深海升降平臺(tái)存在以下缺點(diǎn)：

8、1.升降通過(guò)改變浮力大小驅(qū)動(dòng)的方式，產(chǎn)生的動(dòng)力太小，對(duì)于大型浮力設(shè)備，改變浮力的時(shí)間周期很長(zhǎng)，且對(duì)于實(shí)際的潛標(biāo)不能滿足升降的速度需求，速度可控性差。

9、2.通過(guò)滾輪爬纜依靠摩擦作用力驅(qū)動(dòng)的方式，在深海環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的升降工作磨損太嚴(yán)重，容易導(dǎo)致纜繩和滾輪之間的摩擦作用力失效，影響設(shè)備的正常升降。

10、3.通過(guò)驅(qū)動(dòng)絞車盤纜的方式，將一個(gè)具有大浮力的設(shè)備升降，需要很大的轉(zhuǎn)矩輸出，會(huì)增加能耗，而對(duì)于中性浮力的設(shè)備升降，設(shè)備在升降中會(huì)漂浮不定，絞車難以控制。

11、基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，包括：

3、浮臺(tái)，所述浮臺(tái)懸浮在水中；

4、錨塊，所述錨塊沉落在海底；

5、升降搭載車，所述升降搭載車包括平臺(tái)機(jī)架，所述平臺(tái)機(jī)架上設(shè)置有卷筒，所述卷筒通過(guò)運(yùn)動(dòng)輔助組件安裝在所述平臺(tái)機(jī)架上，所述卷筒包括兩同軸對(duì)接的卷軸，兩卷軸上分別收卷有第一纜繩和第二纜繩，所述第一纜繩一端與所述浮臺(tái)固定連接，所述第二纜繩一端與所述錨塊固定連接，所述卷筒一側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊；

6、其中，所述平臺(tái)機(jī)架上安裝有兩組導(dǎo)向組件，所述第一纜繩和所述第二纜繩分別穿過(guò)兩組所述導(dǎo)向組件與所述浮臺(tái)、所述錨塊固定連接，所述導(dǎo)向組件用于對(duì)第一纜繩和第二纜繩進(jìn)行導(dǎo)向，使所述第一纜繩與所述第二纜繩位于同一平面內(nèi)。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述收卷組件包括水平固定連接在所述平臺(tái)機(jī)架上的雙向絲桿，所述雙向絲桿穿過(guò)所述卷筒且與所述卷筒同軸設(shè)置，所述卷筒一端連有絲桿螺母，所述絲桿螺母與所述雙向絲桿通過(guò)滾珠雙向滑動(dòng)配合。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述平臺(tái)機(jī)架上對(duì)稱固定連接有運(yùn)動(dòng)輔助組件，所述運(yùn)動(dòng)輔助組件包括支撐桿、滑軌、第一軸承，所述支撐桿與平臺(tái)機(jī)架通過(guò)滑軌連接，所述卷筒位于所述支撐桿之間，所述支撐桿與所述雙向絲桿垂直設(shè)置，所述支撐桿上與絲桿螺母的同軸心位置安裝有第一軸承，所述絲桿螺母固定在所述第一軸承的內(nèi)圈軸瓦上。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊包括耐壓倉(cāng)，所述耐壓倉(cāng)固定在卷筒端面上，所述耐壓倉(cāng)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述耐壓倉(cāng)一側(cè)設(shè)有偏心圓柱艙體，所述偏心圓柱艙體內(nèi)固定連接有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸固定連接有驅(qū)動(dòng)齒輪，所述耐壓倉(cāng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有鋼質(zhì)擺環(huán)，所述鋼質(zhì)擺環(huán)的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有齒槽，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述鋼質(zhì)擺環(huán)的齒槽之間嚙合，所述鋼質(zhì)擺環(huán)上固定連接有配重塊；所述偏心圓柱艙體內(nèi)嵌在所述卷筒上。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述卷筒靠近所述耐壓倉(cāng)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有三組偏心槽，所述偏心槽的軸線與所述卷筒的軸線平行，且所述三組偏心槽的軸線以卷筒軸線為中心圓周陣列排布，所述偏心圓柱艙體固定在其中一個(gè)所述偏心槽內(nèi)，另兩個(gè)所述偏心槽內(nèi)固定連接有電池，所述電池與所述電機(jī)電連接。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述耐壓倉(cāng)內(nèi)同軸設(shè)置有若干第二軸承，所述第二軸承為滾珠軸承，所述耐壓倉(cāng)內(nèi)繞軸線軸向等間距固定連接有若干支撐柱，所述滾珠軸承安裝在所述支撐柱上，所述滾珠軸承與所述鋼質(zhì)擺環(huán)的內(nèi)壁支撐配合。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述第一纜繩和所述第二纜繩的繞設(shè)方向相反。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動(dòng)力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的深海升降平臺(tái)，所述導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪在所述平臺(tái)機(jī)架上設(shè)置有兩組，所述第一纜繩穿過(guò)兩組所述導(dǎo)向輪與所述浮臺(tái)固定連接；所述第二纜繩通過(guò)另一組導(dǎo)向組件與所屬錨塊固定連接。

14、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

15、本發(fā)明工作時(shí)，通過(guò)升降搭載車搭載數(shù)據(jù)采集儀器在深海指定深度完成定點(diǎn)剖面監(jiān)測(cè)，根據(jù)深度需求，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊啟動(dòng)帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要上升時(shí)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊逆向旋轉(zhuǎn)，連接浮臺(tái)的第一纜繩進(jìn)行收纜，連接錨塊的第二纜繩進(jìn)行放纜。當(dāng)升降搭載車需要下降時(shí)，第一纜繩進(jìn)行放纜，第二纜繩進(jìn)行收纜。

16、本發(fā)明基于獨(dú)立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力矩平衡的原理，進(jìn)行浮力配平，使纜繩對(duì)于卷筒的力矩達(dá)成平衡，如此可通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊的偏心電機(jī)小轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)到偏心配重鋼環(huán)，配重通過(guò)力矩回正驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使升降搭載平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)，從而減少了系統(tǒng)工作的能耗。