一种全自动海洋水环境巡查观测设备制造技术

本发明专利技术涉及一种全自动海洋水环境巡查观测设备，包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、冗余并联机构和拍摄装置，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，冗余并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且冗余并联机构下端与升降装置相连接，冗余并联机构上端与拍摄装置相连接。本发明专利技术具有陆地行走、水面行走、方位角度调节、相机固定和拍摄作业的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、相机固定方便稳定和拍摄快速质量高，解决了现有的人工乘船拍摄监测难度大、危险性大和拍摄质量差等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水域作业机械领域，具体的说是一种全自动海洋水环境巡查观测设备。
技术介绍
水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体；也有的指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处空间的环境，在地球表面，水体面积约占地球表面积的71％，水是由海洋水和陆地水二部分组成，分别与总水量的97.28％和2.72％。后者所占总量比例很小，且所处空间的环境十分复杂。水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等，水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水是人们赖以生存的丰富资源，人们利用水环境可以进行多种事务，比如渔业水产养殖、水上水路交通、水资源发电等等，随着人们对水资源利用的逐步加大，随之的水上作业也越来越多，比如水面环境监测观察、水面交通巡航、水域拍摄回传、水质观测、水上搜救救援等等，目前对于以上工作的进行都离不开的一方面就是拍摄作业，先对水环境表体进行照片采集后在进行数据及画面分析，找出有用的信息，目前对于水上拍摄作业多为人工乘船手持相机拍摄，但是人工在水域作业存在人身风险，也有少量进行无人机航拍，但是无人机由于续航问题不能大面积长时间作业，因此受到相应的限制；除此之外，现在的拍摄作业多采用三脚架，但是调节方位角度有限，而且调节时灵活性差，稳定差，导致拍摄时由于运动载体的波动导致拍摄画面抖动性大，影响拍摄的质量。鉴于以上情况，本专利技术提供了一种全自动海洋水环境巡查观测设备。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种全自动海洋水环境巡查观测设备。本专利技术所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。一种全自动海洋水环境巡查观测设备，包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、冗余并联机构和拍摄装置；所述的水面行走装置数量为二，且水面行走装置分别位于陆地行走装置的左右两侧，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，冗余并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且冗余并联机构下端与升降装置相连接，冗余并联机构上端与拍摄装置相连接。作为本专利技术的进一步改进，所述的陆地行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘左右两侧分别开设有U型槽，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条；通过驱动电机的转动带动行走带轮的旋转，从而带动行走履带的运动，陆地行走装置主要用于本专利技术的行走、移动和转向，且陆地行走装置通过采用履带式结构更加便于坑洼地势地况的行走，使得本专利技术的适用性更强。作为本专利技术的进一步改进，所述的水面行走装置包括行走板、行走铰链、角度调节机构、行走转盘、行走伸缩杆、固定支架、喷气筒、输气管和气压泵；所述的行走板呈条形板状结构，行走板内侧端通过行走铰链与底盘的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构数量为二，且角度调节机构沿行走板的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构下端与行走板相固定，行走转盘位于行走板外侧壁中心位置处，行走伸缩杆一端与行走转盘相连接，行走伸缩杆另一端与固定支架相连接，且行走伸缩杆为空心圆柱壳体结构，固定支架后端设置有固定杆，固定支架前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒安装在固定支架的Ω型架内，喷气筒前端为圆锥状结构，喷气筒后端开设有喷气口，输气管一端穿过行走伸缩杆与喷气筒相连接，输气管另一端与气压泵相连接，气压泵固定在底盘上端面的中心位置处；所述的角度调节机构包括调节耳座、第一调节轴、调节拉杆、第二调节轴和调节支架；所述的调节耳座呈U型结构，调节耳座固定在行走板上，调节拉杆下端通过第一调节轴与调节耳座相连接，调节拉杆上端与调节支架之间通过第二调节轴相连接，调节拉杆为电动可伸缩式结构，调节支架呈倒立的Y型结构，调节支架下端固定在底盘上。通过行走转盘可带动喷气筒在XZ垂直面上的旋转运动，从而调节喷气筒的水面行走倾角，便于本专利技术在不同流速的水面上的行走移动；通过行走伸缩杆可以带动喷气筒在XY水平面上的左右运动，从而控制喷气筒在水面上行走移动时的伸出长度；通过角度调节机构可以控制行走板以行走铰链为旋转轴进行转动，从而带动喷气筒在YZ垂直面上的旋转，进而调节喷气筒吃水的倾角，即本专利技术的吃水量，便于本专利技术在不同深度的水域中行走移动；通过气压泵可以控制喷气筒喷出气体的流速，从而调节本专利技术的行进速度；水面行走装置可进行一平移两转动共三自由度的空间运动，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移动，且行走速度和吃水量均可调，调节方便快速。作为本专利技术的进一步改进，所述的升降装置包括升降推杆、升降圆台和电动转盘；所述的升降推杆数量为四，升降推杆位于升降圆台下方，且升降推杆上端与升降圆台下端面相连接，电动转盘固定在升降圆台上端面中心位置处。作为本专利技术的进一步改进，所述的冗余并联机构包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一减震弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一减震弹簧绕套在第一电动推杆上；通过虎克铰可进行两个方向的转动，通过第一球铰链可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆可进行上下移动，第一支链采用2-UPS并联机构的形式，且通过第一减震弹簧增加了第一支链运动时的平稳性，提高了本专利技术的运动性能；所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二减震弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二减震弹簧绕套在第二电动推杆上；通过转动销可进行一个方向的转动，通过第二球铰链可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆可进行上下移动，第二支链采用2-RPS并联机构的形式，且通过第二减震弹簧增加了第二支链运动时的平稳性，提高了本专利技术的运动性能；冗余并联机构通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动海洋水环境巡查观测设备，其特征在于：包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、冗余并联机构和拍摄装置；所述的水面行走装置数量为二，且水面行走装置分别位于陆地行走装置的左右两侧，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，冗余并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且冗余并联机构下端与升降装置相连接，冗余并联机构上端与拍摄装置相连接；其中：所述的水面行走装置包括行走板、行走铰链、角度调节机构、行走转盘、行走伸缩杆、固定支架、喷气筒、输气管和气压泵；所述的行走板呈条形板状结构，行走板内侧端通过行走铰链与底盘的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构数量为二，且角度调节机构沿行走板的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构下端与行走板相固定，行走转盘位于行走板外侧壁中心位置处，行走伸缩杆一端与行走转盘相连接，行走伸缩杆另一端与固定支架相连接，且行走伸缩杆为空心圆柱壳体结构，固定支架后端设置有固定杆，固定支架前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒安装在固定支架的Ω型架内，喷气筒前端为圆锥状结构，喷气筒后端开设有喷气口，输气管一端穿过行走伸缩杆与喷气筒相连接，输气管另一端与气压泵相连接，气压泵固定在底盘上端面的中心位置处；所述的冗余并联机构包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一减震弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一减震弹簧绕套在第一电动推杆上；所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二减震弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二减震弹簧绕套在第二电动推杆上；所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料；所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于限位滑块正上方；所述的横向固锁机构包括横向支撑板、横向导向杆、横向锁紧弹簧、横向连接柱和横向锁紧头；所述的横向支撑板为L型结构，且横向支撑板与限位滑块之间固连，横向导向杆位于横向支撑板和横向锁紧头之间，横向锁紧弹簧位于横向导向杆外侧，且横向锁紧弹簧一端通过横向连接柱与横向支撑板相连接，横向锁紧弹簧另一端通过横向连接柱与横向锁紧头相连接，横向锁紧头呈腰型平板状结构；所述的点按装置包括点按导轨、封口块、导向轮、点按电机、点按转轴、点按支座、导向滑杆、点按升降柱、第一伸缩连杆、第一电机、第二电机、过渡转轴、第二伸缩连杆和点按头；所述的点按导轨数量为二，点按导轨内侧开设有凹型导槽，点按导轨左右两端分别通过封口块进行限位，导向轮位于点按导轨上的凹型导槽内，点按电机位于导向轮之间，点按电机采用双轴同步输出电机，点按转轴一端与导向轮相连接，点按转轴另一端与点按电机输出轴相连接，点按支座下端设置有电机连接座，点按支座中部设置有移动杆，移动杆前后两端分别设置有移动座，移动座下端设置有滑动轴承，点按支座上端设置有点按平台，且点按平台上设置有点按转台，导向滑杆位于点按导轨正上方，且导向滑杆两端分别设置有点按耳座，点按耳座固定在点按导轨上，滑动轴承安装在导向滑杆...

【技术特征摘要】
1.一种全自动海洋水环境巡查观测设备，其特征在于：包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、冗余并联机构和拍摄装置；所述的水面行走装置数量为二，且水面行走装置分别位于陆地行走装置的左右两侧，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，冗余并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且冗余并联机构下端与升降装置相连接，冗余并联机构上端与拍摄装置相连接；其中：所述的水面行走装置包括行走板、行走铰链、角度调节机构、行走转盘、行走伸缩杆、固定支架、喷气筒、输气管和气压泵；所述的行走板呈条形板状结构，行走板内侧端通过行走铰链与底盘的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构数量为二，且角度调节机构沿行走板的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构下端与行走板相固定，行走转盘位于行走板外侧壁中心位置处，行走伸缩杆一端与行走转盘相连接，行走伸缩杆另一端与固定支架相连接，且行走伸缩杆为空心圆柱壳体结构，固定支架后端设置有固定杆，固定支架前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒安装在固定支架的Ω型架内，喷气筒前端为圆锥状结构，喷气筒后端开设有喷气口，输气管一端穿过行走伸缩杆与喷气筒相连接，输气管另一端与气压泵相连接，气压泵固定在底盘上端面的中心位置处；所述的冗余并联机构包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一减震弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一减震弹簧绕套在第一电动推杆上；所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二减震弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二减震弹簧绕套在第二电动推杆上；所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料；所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：何程，
申请(专利权)人：何程，
类型：发明
国别省市：安徽;34