一种转向灵活且位置稳定的海底挖沟装置及其控制方法与流程

本技术涉及海底挖沟，尤其是涉及一种转向灵活且位置稳定的海底挖沟装置及其控制方法。

背景技术：

1、随着海洋工程技术的不断进步，‌海底挖沟作业在海底管道铺设、‌电缆敷设等领域扮演着至关重要的角色。‌然而，‌海底环境的复杂性和多变性给挖沟作业带来了诸多挑战，‌特别是在转向灵活性和位置稳定性方面。‌为了满足高精度、‌高效率的施工需求，‌研发一种能够在复杂海底环境中灵活转向并保持稳定作业位置的海底挖沟装置显得尤为重要。

2、目前，‌海底挖沟装置通常采用履带式设计，‌以适应海底的复杂地形。‌然而，‌这类装置的履带自身并不能实现左右转向，‌而是依靠前后履带的速度差来实现整体转向。‌这种转向方式存在明显的灵活性不足，‌难以快速、‌精确地调整挖沟方向，从而降低了装置的挖沟效率。

技术实现思路

1、本技术的目的在于：为解决依靠前后履带的速度差来实现整体转向的设计，存在明显的灵活性不足，‌难以快速、‌精确地调整挖沟方向，从而降低了装置的挖沟效率的问题，本技术提供了一种转向灵活且位置稳定的海底挖沟装置及其控制方法。

2、本技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种转向灵活且位置稳定的海底挖沟装置，包括安装台，所述安装台的底部对称固定连接有底盘连接梁，所述底盘连接梁的一端对称铰接有履带安装架，所述履带安装架的一端对称转动连接有负重轮，所述履带安装架的一端转动连接有主动轮，所述履带安装架的另一端转动连接有从动轮，所述履带安装架的中段开设有张紧滑槽，所述张紧滑槽的内部滑动连接有直角斜撑滑台，所述直角斜撑滑台的一端转动连接有诱导轮，所述负重轮与主动轮、从动轮、诱导轮的外围套设有履带本体，所述履带安装架的一端开设有转向滑槽，所述转向滑槽的内部滑动连接有转向滑杆，所述转向滑杆的两端分别与两个履带安装架相铰接，所述安装台的内部安装有远程无线控制器，所述安装台的内部安装有用于驱动转向滑杆沿着转向滑槽长度方向移动的驱动组件，所述底盘连接梁的一端对称安装有用于驱动诱导轮沿着张紧滑槽长度方向向上移动的传动组件，所述安装台的底部对称安装有用于驱动主动轮进行旋转的行走组件。

4、通过采用上述技术方案，通过设置驱动组件与、传动组件、行走组件的配合使用，便于通过远程无线控制器远程操控驱动组件驱动转向滑杆沿着转向滑槽的长度方向进行移动，并带动履带安装架绕与底盘连接梁的铰接轴驱动履带本体进行偏转，同时配合传动组件驱动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向与履带本体内侧形成抵触啮合，进而有效提高了履带本体的张紧程度，以使得履带安装架带动履带本体贴合地面进行转向，然后启动行走组件驱动履带本体带动安装台进行转向移动，以此便于驱动履带安装架带动履带本体实现左右稳定转向，便于精确的调整挖沟方向，提高了有效提高了装置的灵活性与挖沟效率。

5、进一步地，所述驱动组件包括固定连接在转向滑杆一端的驱动齿条，所述安装台的底部转动连接有与驱动齿轮啮合的驱动齿条，所述驱动齿轮的一端延伸至安装台的内部，并固定连接有驱动蜗轮，所述安装台的内部转动连接有与驱动蜗轮啮合的驱动蜗杆，所述安装台的内部固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端与驱动蜗杆固定连接。

6、通过采用上述技术方案，通过设置驱动齿条与驱动齿轮、驱动蜗轮、驱动蜗杆的配合使用，使得启动驱动电机可以驱动驱动蜗杆与驱动蜗轮、驱动齿轮与驱动齿条的同步啮合，并带动转向滑杆沿着转向滑槽的长度方向进行移动，有效提高了装置的实用性。

7、进一步地，所述传动组件包括开设在履带安装架一端的传动滑槽，所述传动滑槽的内部滑动连接有传动滑杆，所述传动滑杆的一端转动连接有与直角斜撑滑台形成滚动抵触的传动轮，所述底盘连接梁与履带安装架的铰接轴端固定连接有异性对称轮。

8、通过采用上述技术方案，通过设置传动轮与直角斜撑滑台、异性对称轮的配合使用，便于在驱动履带安装架绕与底盘连接梁的铰接轴进行偏转时，带动传动滑杆与异性对称轮形成抵触，并推动传动轮沿着传动滑槽的长度方向与直角斜撑滑台形成滚动抵触，从而推动直角斜撑滑台带动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向向上移动，以此便于驱动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向与履带本体内侧形成滚动抵触，从而有效提高了履带本体的张紧程度，提高了履带本体的偏转稳定性。

9、进一步地，所述传动滑杆的一端转动连接有与异性对称轮滚动抵触的抵触滚轮。

10、通过采用上述技术方案，通过设置抵触滚轮与传动滑杆的配合使用，使得传动滑杆通过抵触滚轮与异性对称轮形成滚动抵触，进而有效减轻了传动滑杆与异性对称轮之间的磨损，延长了装置的使用寿命，提高了装置的顺滑度。

11、进一步地，所述行走组件包括转动连接在安装台底部的行走主轴，所述行走主轴的一端对称固定连接有万向连轴器，两个所述万向连轴器分别与两个主动轮的一端固定连接，所述行走主轴的中段固定连接有锥齿轮一，所述安装台的底部转动连接有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述安装台的内部固定连接有行走电机，所述行走电机的输出端与锥齿轮二固定连接。

12、通过采用上述技术方案，通过设置万向连轴器与锥齿轮一、锥齿轮二的配合使用，便于在驱动履带本体进行偏转时，使得履带安装架带动万向连轴器产生偏转，同时启动行走电机驱动锥齿轮二与锥齿轮一啮合，并使得锥齿轮一配合行走主轴、万向连轴器带动两个主动轮进行同步旋转，以此便于驱动主动轮进行旋转，并配合履带本体带动安装台进行行走，有效提高了装置的实用性。

13、进一步地，所述安装台的内部安装有升降杆，所述升降杆的底部穿过安装台，并固定连接有挖沟器，所述安装台的一端对称开设有升降滑槽，所述升降杆的一端对称固定连接有升降滑槽适配的升降滑块，所述安装台的内部转动连接有与升降杆螺纹连接的升降螺杆，所述安装台的内部固定连接有升降电机，所述升降电机的输出端与升降螺杆固定连接，所述升降滑块的一端穿过升降滑槽，并转动连接有螺旋叶片，所述安装台的一端对称安装有用于驱动螺旋叶片进行旋转的固定组件。

14、通过采用上述技术方案，通过设置升降螺杆与升降杆的配合使用，使得启动升降电机可以驱动升降螺杆与升降杆形成螺纹连接，并推动挖沟器插入海底地层进行挖掘，有效提高了装置的实用性。

15、进一步地，所述固定组件包括固定连接在安装台一端的固定齿条，所述升降滑块的一端转动连接有与固定齿条啮合的固定齿轮，所述固定齿轮的一端固定连接有锥齿轮三，所述螺旋叶片的一端穿过升降滑块，并固定连接有与锥齿轮三啮合的锥齿轮四。

16、通过采用上述技术方案，通过设置固定齿条与固定齿轮、锥齿轮三与锥齿轮四的配合使用，使得在驱动升降滑块沿着升降滑槽的长度方向向下移动时，带动固定齿轮与固定齿条啮合，并驱动锥齿轮三与锥齿轮四啮合，以此使得锥齿轮四带动螺旋叶片一边沿着升降滑槽的长度方向向下移动，一边进行自转，进而使得螺旋叶片的一端穿过安装台插入海底地层，以提高安装台与海底地层之间的连接强度，减少了挖沟器挖掘时反向施加的作用力推动安装台产生的偏转程度，提高了安装台在挖掘时的稳定性。

17、一种海底挖沟装置的控制方法，该方法步骤如下：

18、s1：首先通过远程无线控制器远程连接控制终端，并通过启动行走电机‌，‌驱动锥齿轮二‌与锥齿轮一‌啮合，‌使锥齿轮一‌带动行走主轴‌旋转，‌并通过万向连轴器‌同步驱动两个主动轮‌旋转。主动轮‌配合负重轮‌、从动轮‌和诱导轮‌推动履带本体‌，‌使安装台‌进行直线行走；

19、s2：在需要转向时，‌启动驱动电机‌‌驱动驱动蜗杆‌与驱动蜗轮‌啮合，‌进而使驱动蜗轮‌带动驱动齿轮‌与驱动齿条‌啮合。驱动齿条‌带动转向滑杆‌沿转向滑槽‌移动，‌使转向滑杆‌的一端与履带安装架‌形成铰接抵触，‌推动履带安装架‌绕底盘连接梁‌的铰接轴偏转。履带安装架‌配合负重轮‌、主动轮‌、从动轮‌和诱导轮‌使履带本体‌偏转，‌实现安装台‌的转向；

20、s3：在履带安装架‌偏转的同时，‌其带动传动滑杆‌推动抵触滚轮‌与异性对称轮‌滚动抵触，‌并沿传动滑槽‌移动。传动滑杆‌同时推动传动轮‌与直角斜撑滑台‌滚动抵触，‌驱动直角斜撑滑台‌带动诱导轮‌沿张紧滑槽‌向上移动，‌使诱导轮‌与履带本体‌内侧形成，‌提高履带本体‌的张紧程度；

21、s4：当安装台‌移动至合适位置后，‌启动升降电机‌，‌驱动升降螺杆‌旋转，‌并与升降杆‌形成螺纹连接。升降杆‌配合升降滑块‌带动挖沟器‌沿升降滑槽‌向下移动，‌插入海底地层进行挖掘；

22、s5：升降滑块‌同时带动固定齿轮‌沿升降滑槽‌向下移动，‌并与固定齿条‌啮合。固定齿轮‌带动锥齿轮三‌与锥齿轮四‌啮合，‌驱动螺旋叶片‌一边沿升降滑槽‌向下移动，‌一边自转。螺旋叶片‌的一端穿过安装台‌插入海底地层，‌提高安装台‌与海底地层之间的连接强度，‌减少挖沟器‌挖掘时产生的反向作用力对安装台‌的影响。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

24、1.通过设置驱动组件与、传动组件、行走组件的配合使用，便于通过远程无线控制器远程操控驱动组件驱动转向滑杆沿着转向滑槽的长度方向进行移动，并带动履带安装架绕与底盘连接梁的铰接轴驱动履带本体进行偏转，同时配合传动组件驱动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向与履带本体内侧形成抵触啮合，进而有效提高了履带本体的张紧程度，以使得履带安装架带动履带本体贴合地面进行转向，然后启动行走组件驱动履带本体带动安装台进行转向移动，以此便于驱动履带安装架带动履带本体实现左右稳定转向，便于精确的调整挖沟方向，提高了有效提高了装置的灵活性与挖沟效率。

25、2.通过设置传动轮与直角斜撑滑台、异性对称轮的配合使用，便于在驱动履带安装架绕与底盘连接梁的铰接轴进行偏转时，带动传动滑杆与异性对称轮形成抵触，并推动传动轮沿着传动滑槽的长度方向与直角斜撑滑台形成滚动抵触，从而推动直角斜撑滑台带动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向向上移动，以此便于驱动诱导轮沿着张紧滑槽的长度方向与履带本体内侧形成滚动抵触，从而有效提高了履带本体的张紧程度，提高了履带本体的偏转稳定性。

26、3.通过设置固定齿条与固定齿轮、锥齿轮三与锥齿轮四的配合使用，使得在驱动升降滑块沿着升降滑槽的长度方向向下移动时，带动固定齿轮与固定齿条啮合，并驱动锥齿轮三与锥齿轮四啮合，以此使得锥齿轮四带动螺旋叶片一边沿着升降滑槽的长度方向向下移动，一边进行自转，进而使得螺旋叶片的一端穿过安装台插入海底地层，以提高安装台与海底地层之间的连接强度，减少了挖沟器挖掘时反向施加的作用力推动安装台产生的偏转程度，提高了安装台在挖掘时的稳定性。