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

背景技術：

1、在深海海底探索與科學研究中，需要獲得近底層的剖面觀測數(shù)據(jù)，這需要使用環(huán)境傳感器、照相/攝像機和原位分析系統(tǒng)等儀器設備，對一段水柱進行往復剖面測量。這些觀測儀器只有搭載具有升降功能的移動平臺才能搜集科學研究所需的數(shù)據(jù)。平臺的升降可以有多種形式，如通過改變整體浮力去完成升降，通過絞車繩纜的形式去直接驅(qū)動升降，通過滾輪繩纜的摩擦作用力去驅(qū)動等。然而，在深海海底這個人類難以到達的環(huán)境，獲取時序的科學觀測數(shù)據(jù)，通常會在海底長期部署平臺且無人值守全自動運行。在有限的電能下長期工作，獲取更多的觀測數(shù)據(jù)，是深海科學研究迫切需求。此外，研究需求的增加意味著需要部署更多更大的觀測設備，平臺體積的增大意味著在水下產(chǎn)生的浮力或阻力增大，對于功耗和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等設計提出了較高的考驗。

2、現(xiàn)有技術中，公開號為cn114212191a發(fā)明專利公開了一種水下潛標實時數(shù)據(jù)傳輸裝置，水下絞車和主浮體聲訊機安裝固定在水下潛標的主浮體上，水下絞車由水下潛標的主控機控制；升降平臺聲訊機、控制器、傳感器和衛(wèi)星通訊機安裝在升降平臺上；升降平臺通過系纜與水下絞車連接；此發(fā)明主要通過絞車驅(qū)動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，具有局限性。

3、公開號為cn102167136a的專利公開了一種海洋升降潛標系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，浮標通過通信系留纜連接水下絞車；浮標與水下絞車之間的通信系留纜上靠近浮標的部分等間距設置多個剖面測量儀器。這種方式可實現(xiàn)動態(tài)測量，但需要安裝多個同類型傳感器，成本增大。

4、公開號為cn109733568a的專利公開了一種系纜式水下升降平臺，屬于水下觀測技術領域，包括平臺部件，可沿系纜升降的運動部件，以及可驅(qū)動所述運動部件沿系纜升降的驅(qū)動部件，所述平臺部件與所述運動部件轉(zhuǎn)動連接。具有電池容量周期內(nèi)行程長、采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定、升降速度平穩(wěn)的優(yōu)點。但這種系纜式的水下問題會存在一個驅(qū)動隱患，就是平臺的驅(qū)動輪與纜繩之間的摩擦力失效故障，會導致平臺無法正常完成升降。

5、公開號為專利cn109835438a的專利公開了一種升降式潛標裝置。包括通信浮標、潛標系統(tǒng)和錨座。潛標系統(tǒng)核心驅(qū)動方式為絞車驅(qū)動，水下絞車包括凱斯拉夫電纜，電機，絞車配重塊，絞盤。電機與絞盤連接，電機轉(zhuǎn)動帶動絞盤轉(zhuǎn)動；絞盤有兩個不同半徑的區(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在海平面與潛標之間做往返運動。但這個發(fā)明所描述結(jié)構(gòu)在工作時存在風險。潛標上的配重塊會在水流的作用下，存在與主纜發(fā)生纏繞，致使整個潛標系統(tǒng)不能工作。

6、公開號為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平臺，該平臺包括衛(wèi)星天線、載荷艙、液壓控制艙、可變浮力艙、錨鏈艙及抓底錨，通過液壓系統(tǒng)控制平臺的浮力變化從而實現(xiàn)平臺升降。這種技術方案，能在精確獲取測量點的位置信息后，實現(xiàn)對海洋資源的定位信息測量?？勺兏×Φ尿?qū)動方式可改變的浮力大小有限，這將限制升降平臺的搭載載荷范圍。且容易在水流的影響下四處浮動。

7、綜上所述目前的深海升降平臺存在以下缺點：

8、1.升降通過改變浮力大小驅(qū)動的方式，產(chǎn)生的動力太小，對于大型浮力設備，改變浮力的時間周期很長，且對于實際的潛標不能滿足升降的速度需求，速度可控性差。

9、2.通過滾輪爬纜依靠摩擦作用力驅(qū)動的方式，在深海環(huán)境下進行長時間的升降工作磨損太嚴重，容易導致纜繩和滾輪之間的摩擦作用力失效，影響設備的正常升降。

10、3.通過驅(qū)動絞車盤纜的方式，將一個具有大浮力的設備升降，需要很大的轉(zhuǎn)矩輸出，會增加能耗，而對于中性浮力的設備升降，設備在升降中會漂浮不定，絞車難以控制。

11、基于上述技術問題，本發(fā)明提供一種偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺。

技術實現(xiàn)思路

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

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

3、浮臺，所述浮臺懸浮在水中；

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機架，所述平臺機架上設置有卷筒，所述卷筒通過運動輔助組件安裝在所述平臺機架上，所述卷筒包括兩同軸對接的卷軸，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)動模塊；

6、其中，所述平臺機架上安裝有兩組導向組件，所述第一纜繩和所述第二纜繩分別穿過兩組所述導向組件與所述浮臺、所述錨塊固定連接，所述導向組件用于對第一纜繩和第二纜繩進行導向，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)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述收卷組件包括水平固定連接在所述平臺機架上的雙向絲桿，所述雙向絲桿穿過所述卷筒且與所述卷筒同軸設置，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滾珠雙向滑動配合。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述平臺機架上對稱固定連接有運動輔助組件，所述運動輔助組件包括支撐桿、滑軌、第一軸承，所述支撐桿與平臺機架通過滑軌連接，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)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動模塊包括耐壓倉，所述耐壓倉固定在卷筒端面上，所述耐壓倉為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述耐壓倉一側(cè)設有偏心圓柱艙體，所述偏心圓柱艙體內(nèi)固定連接有電機，所述電機的輸出軸固定連接有驅(qū)動齒輪，所述耐壓倉內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有鋼質(zhì)擺環(huán)，所述鋼質(zhì)擺環(huán)的內(nèi)壁上開設有齒槽，所述驅(qū)動齒輪與所述鋼質(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)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述卷筒靠近所述耐壓倉的一側(cè)開設有三組偏心槽，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所述偏心槽內(nèi)，另兩個所述偏心槽內(nèi)固定連接有電池，所述電池與所述電機電連接。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述耐壓倉內(nèi)同軸設置有若干第二軸承，所述第二軸承為滾珠軸承，所述耐壓倉內(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)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述第一纜繩和所述第二纜繩的繞設方向相反。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的偏心動力與轉(zhuǎn)矩回正聯(lián)合驅(qū)動的深海升降平臺，所述導向組件包括導向輪，所述導向輪在所述平臺機架上設置有兩組，所述第一纜繩穿過兩組所述導向輪與所述浮臺固定連接；所述第二纜繩通過另一組導向組件與所屬錨塊固定連接。

14、本發(fā)明公開了以下技術效果：

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

16、本發(fā)明基于獨立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力矩平衡的原理，進行浮力配平，使纜繩對于卷筒的力矩達成平衡，如此可通過驅(qū)動模塊的偏心電機小轉(zhuǎn)矩傳動到偏心配重鋼環(huán)，配重通過力矩回正驅(qū)動卷筒轉(zhuǎn)動，從而使升降搭載平臺進行移動，從而減少了系統(tǒng)工作的能耗。