CN115788440B - 一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车及其控制方法，包括轮式行走机构、履带式行走机构和防沉陷装置等，通过轮式驱动机构和履带式驱动机构的配合，能够实现轮式驱动和履带驱动两种驱动方式之间的灵活切换，并能够基于轮式行走机构实现自适应车体姿态补偿控制，有效提高海底探测车的地形适应性；另外创造性的设计防沉陷装置，不仅能够防止车体打滑沉陷，提高设备的安全性，还可以结合可移动重物块的位置在调节车体重心，以有效提高车体的姿态稳定性。本方案结构设计巧妙，且成本低，具有较高的实用价值和推广价值。

Description

一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车及其控制方法

技术领域

本发明涉及深海探测技术领域，具体涉及一种具备多种运动模式与防沉陷装置的海底探测车及其控制方法。

背景技术

深海海底是地球上尚未被开发的最大矿产资源地。迄今为止，已发现有经济价值的深海矿产资源主要有：多金属结核，钴结壳，海底多金属硫化物矿床和清洁能源天然气水合物。其中，深海多金属结核储量达数百亿吨，折合铜、镍、钴金属量20多亿吨，是新能源材料不可或缺的重要原材料。这些资源是未来人类发展重要的物质基础，开发深海资源是未来的必然选择。

作为深海矿产资源探测开发系统中最前沿、最关键的装备，海底探测车的地面行走通过性能直接决定了其连续作业性能。现有的海底探测车多采用履带式行走机构，以宽幅履带接触面减轻深海行走平面的受承压强，以避免严重沉陷，如申请公布号为【CN107521643A】的发明专利公开一种海底采矿车底盘、海底采矿车及其控制方法，通过对底盘进行改进，使底盘控制系统根据传感器采集的数据进行测算实时调节各个履带行走机构，可以独立调节各个履带行走机构高度，但是由于履带式行走机构存在行进速度慢的缺点，存在地形适应性差等缺陷，难以满足平坦坚硬底质地形下的高机动性要求，从而降低了探测效率并增加了作业成本；因此，地形适应性是海底探测车亟需解决的问题。

此外，受海底地质的影响，海底移动探测设备易陷入深海沉积物中，使行走机构存在打滑失效的风险，甚至由于沉陷深度过大导致设备无法顺利启动应急抛载上浮，授权公告号为【CN110978917B】的发明专利公开一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法，通过伸缩装置控制上下底盘分离，联动轮带动内履带下伸，抬升车体；并集合浮力舱增大车体浮力，速凝喷射装置喷射速凝剂与强化剂，增大扰动土体的沉降速度与强度，伸缩板内板插入软弱土体，增大动力等方式实现防沉陷，但是其结构设计复杂，成本较高，具体使用时，实际应用价值较低，且也极大地降低了设备的作业安全性。

发明内容

针对现有履带式行走方式的海底探测车存在的缺陷，本发明提出一种具备多运动模式的防沉陷海底探测车及其控制方法，能够实现轮式驱动和履带驱动两种驱动方式之间的灵活切换，并能够基于轮式行走机构实现自适应车体姿态补偿控制，有效提高海底探测车的地形适应性。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，包括车体框架，水下测距仪，光学设备，液压箱，姿态传感器，支撑底板和推进器系统；所述车体框架、水下测距仪，光学设备、液压箱和姿态传感器固定安装在支撑底板上，另外还包括履带式行走机构和轮式行走机构，所述支撑底板固定安装在履带式行走机构上；

所述轮式行走机构左右对称安装在支撑底板的下方，且位于履带式行走机构的内侧；轮式行走机构包括多组行走轮，每组行走轮均包括液压缸，车轮，轮式驱动电机和活塞杆，轮式驱动电机的输出轴与车轮的转轴连接，活塞杆与轮式驱动电机固连，通过液压箱控制活塞杆的上下收缩对车轮进行上下收放，以实现履带驱动与轮式驱动方式的切换。

进一步的，所述支撑底板的下方中心位置处还设置有防沉陷装置，防沉陷装置包括防沉陷电机，可移动重物块，丝杠，基座，第一转杆，第二转杆和防沉陷板；

所述可移动重物块套设在丝杠上并在防沉陷电机的驱动下沿丝杠左右移动，丝杠的两端通过左轴承支撑和右轴承支撑支撑，并通过基座固定安装在支撑底板下方，所述第一转杆的两端分别与可移动重物块和第二转杆铰接连接，第二转杆的两端分别与防沉陷板和基座铰接连接，通过可移动重物块沿丝杠的移动，带动第一转杆和第二转杆联动，进而实现对防沉陷板的高度调节。

进一步的，所述履带式行走机构包括履带，驱动轮，履带电机支架，履带驱动电机和驱动轮连接杆，所述履带驱动电机通过履带电机支架固定安装在支撑底板上，驱动轮连接杆用于连接同侧的驱动轮，履带驱动电机带动驱动轮转动，进而带动履带转动，通过控制履带驱动电机的转速与转向，驱动海底探测车直行与转向。

进一步的，所述可移动重物块采用海底探测车的压载配重或可移动电池包，以提高系统的搭载能力，在防沉陷板不与地面接触的前提下，通过前后移动可移动重物块的位置实现对海底探测车重心的调节，提高海底探测车在复杂地形行进时的姿态稳定性。

进一步的，所述防沉陷板的两端为向上翘起状，以增加防沉陷板的适用沉陷深度，防止防沉陷板陷入沉积物中。

进一步的，所述车体框架上部还设置有浮力材料，推进器系统固定在浮力材料上。

本发明另外还提出一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车的控制方法，包括以下步骤：

步骤A、基于光学设备实时监测海底地形变化情况，并通过姿态传感器实时监测车体的横滚角和俯仰角，同时基于水下测距仪实时监测车体的沉陷深度；

步骤B、轮式驱动方式与履带驱动方式切换控制：

设海底探测车的实时俯仰角为α，实时横滚角为β，设姿态传感器单位时间T内的采样个数为n，单位时间T内的俯仰角变化标准差为Δα，期望标准差为Δα₀，单位时间T内的横滚角变化标准差为Δβ，期望标准差为Δβ₀；设水下测距仪实时监测的车体沉陷深度为H，轮式驱动方式下的最大沉陷深度为H₀；

步骤B1、根据光学设备监测的海底地形情况，确定当前海底探测车驱动方式：若当前为轮式驱动方式，则按照步骤B2进行切换控制；若当前为履带驱动方式，则按照步骤B3进行切换控制，具体的：

步骤B2、轮式驱动方式向履带驱动方式切换控制；

由轮式驱动向履带驱动切换过程中，设俯仰角或横滚角持续波动时间为t₁，最大持续波动时间为t₁₀；假定车体的期望俯仰角和横滚角范围分别为[-α₀,α₀]和[-β₀,β₀]；

步骤B21、判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否大于等于Δα₀或横滚角变化标准差Δβ是否大于等于Δβ₀：若不满足，则继续按照当前轮式驱动方式行走；若满足，则执行步骤B22；

步骤B22、进一步判定俯仰角或横滚角持续波动时间t₁是否大于等于t₁₀，其中，t₁₀为最大持续波动时间；若不满足，则继续按照当前轮式驱动方式行走；若满足，则执行步骤B23；

步骤B23、基于光学设备监测的海底地形起伏变化情况：若地形起伏变化小，地形平坦，则继续保持轮式驱动方式行走；若地形起伏大，不适合继续采用轮式驱动方式，则切换为履带驱动方式，通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行提升，使履带完全着地，完成轮式驱动向履带式驱动切换；

步骤B3、履带驱动方式向轮式驱动方式切换控制；

由履带驱动向轮式驱动切换过程中，设俯仰角和横滚角持续稳定时间为t₂，最小持续稳定时间为t₂₀；

步骤B31、判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否小于等于Δα₀且横滚角变化标准差Δβ是否小于等于Δβ₀：若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；若满足，则执行步骤B32；

步骤B32、进一步判定俯仰角和横滚角持续稳定时间t₂是否大于等于t₂₀：若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；若满足，则执行步骤B33；

步骤B33、通过光学设备监测的海底地形起伏变化情况，若地形起伏平坦，则考虑切换为轮式驱动方式，由于轮式驱动方式下车体更易沉陷，此时进一步判定车体的沉陷深度H是否小于等于H₀，若满足，则确定切换为轮式驱动方式，通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行下放，使车轮完全着地；若不满足，则继续保持履带式驱动。

步骤C、对于轮式行走机构的自适应车体姿态补偿控制：

根据车体期望姿态与实际姿态之间的偏差，以车体姿态偏差值为输入，以轮式行走机构液压缸活塞杆位移为输出，通过调节轮式行走机构中液压缸的活塞杆位移，对液压缸的运动过程进行反馈调节，以自适应补偿海底不平整地形造成的姿态偏差，使车体始终保持水平稳定姿态。

进一步的，俯仰角变化标准差Δα和横滚角变化标准差Δβ分别如下式所示：

其中，n为采样个数。

进一步的，还包括步骤D、对于防沉陷装置的控制：

水下测距仪实时监测车体的沉陷深度，若监测到车体沉陷深度超出期望值，且控制系统监测到履带或车轮打滑，防沉陷电机带动丝杠转动，进而带动可移动重物块沿丝杠移动，使第一转杆转动并带动第二转杆绕基座转动，使防沉陷板逐渐与地面接触，并利用防沉陷板受到的地面支撑力使车体逐渐脱离沉积物，使行走机构脱离沉陷状态。

进一步的，若车体沉陷深度导致无法顺利抛载应急配重，则利用防沉陷装置使车体逐渐脱离沉积物，使配重脱离沉积物，并顺利释放配重；此外，通过平移可移动重物块的位置用于车体重心调节，以提高车体的姿态稳定性。

相比，本发明的优点和积极效果在于：

本方案设计轮式和履带式配合结构，能够实现轮式驱动和履带驱动两种驱动方式之间的灵活切换，并能够基于轮式行走机构实现自适应车体姿态补偿控制，有效提高海底探测车的地形适应性；并创造性的设计防沉陷装置，不仅能够防止车体打滑沉陷，提高设备的安全性，还可以结合可移动重物块的位置在调节车体重心，以有效提高车体的姿态稳定性。本方案结构设计巧妙，且成本低，具有较高的实用价值和推广价值。

附图说明

图1为本发明实施例所述海底探测车的整体结构示意图；

图2为本发明实施例履带式行走机构示意图；

图3为本发明实施例轮式行走机构示意图；

图4为本发明实施例防沉陷装置结构示意图；

图5为防沉陷装置机构运动学原理图示意图；

图6为本发明实施例履带驱动和轮式驱动切换控制流程示意图；(a)为履带式驱动，(b)为轮式驱动；

图7为本发明实施例海底探测车两种驱动模式结构示意图，(a)为履带驱动；(b)为轮式驱动；

图8为本发明实施例防沉陷装置工作原理示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

实施例1、本实施例提出一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，包括车体框架1，浮力材料2，水下测距仪3，履带式行走机构4，水下机械手5，轮式行走机构6，光学设备7，防沉陷装置8，液压箱9，配重10，电子舱11，支撑底板12和推进器系统13，车体框架1、水下机械手5、光学设备7、液压箱9、配重10和电子舱11固定安装在支撑底板12上，支撑底板12固定安装在履带式行走机构4上，水下机械手5和光学设备7安装在车体前部，液压箱9安装在车体中部，电子舱11安装在车体中后部，配重10固定于车体两侧，浮力材料2，安装在车体上部并固定在探测车框架1上，推进器系统13固定在浮力材料2上。

其中，所述车体框架1用于为其他设备提供安装载体，为对称结构；浮力材料2用于为海底探测车提供浮力，以保证整车为微负浮力状态；水下测距仪3对称安装在支撑底板12上，用于实时测量水下测距仪3与地面之间的距离，通过对4个水下测距仪3测量数值进行算术平均可获得车体的沉陷深度。水下测距仪3的数量不做具体要求，根据实际的使用情况进行设定。水下机械手5用于抓取样品、设备维修与抢救等水下作业，光学设备7包括水下高清摄像机、照明灯、激光标尺等，为海底探测车提供可视化信息。液压箱9用于为轮式行走机构6的切换、推进器系统13和水下机械手5提供液压驱动力。配重10用于紧急情况下的应急抛载，配重10的数量和位置不做具体要求，根据实际的使用情况进行设定。电子舱11安装有控制模块、水下通讯模块、定位模块和姿态传感器等，用于控制车体的水下运行作业并监测运行状态。推进器系统13包括2个垂直矢量推进器与4个水平矢量推进器，用于辅助海底探测车的水下移动。

所述履带式行走机构4为左右对称结构，如图2所示，包括履带14，驱动轮15，履带电机支架16，履带驱动电机17和驱动轮连接杆18。其中，履带驱动电机17通过履带电机支架16固定安装在支撑底板12上，驱动轮连接杆18用于连接同侧的驱动轮，履带驱动电机17带动驱动轮15转动，进而带动履带14转动，通过控制履带驱动电机17的转速与转向，驱动海底探测车直行与转向。

所述轮式行走机构6为左右对称结构，共有4组行走轮，如图3所示，每组行走轮均包括液压缸19，车轮20，轮式驱动电机21和活塞杆22。其中，轮式驱动电机21带动车轮20转动，通过控制轮式驱动电机21的转速与转向，驱动海底探测车直行与转向；活塞杆22与轮式驱动电机21固连，通过液压箱9控制活塞杆22的收缩对车轮20进行上下收放，进而实现履带驱动与轮式驱动两种驱动方式的切换。

本实施例中，轮式行走机构6的每组行走轮均通过一组液压缸与活塞杆单独控制，以便于根据实际地形变化，通过自适应调节液压缸的活塞杆位移自主调节车体姿态，使车体始终保持稳定姿态。

结合图1和图4所示，防沉陷装置8安装于车体底部，包括电机固定架23，防沉陷电机24，联轴器25，左轴承支撑26，可移动重物块27，丝杠28，右轴承支撑29，基座30，第一转杆31，第二转杆32和防沉陷板33。电机固定架23、左轴承支撑26、右轴承支撑29、基座30安装固定在支撑底板12上，第一转杆31的一端旋转连接在可移动重物块27上，另一端旋转连接在第二转杆32上，第二转杆32的一端旋转连接在基座30上，另一端旋转连接在防沉陷板33上。可移动重物块27可为海底探测车的压载配重或可移动电池包，以提高系统的搭载能力。防沉陷板33的两端翘起以增加防沉陷板33的适用沉陷深度，防止防沉陷板33陷入沉积物中。

防沉陷装置8的具体工作方式为：防沉陷电机24通过联轴器25带动丝杠28转动，带动可移动重物块27沿丝杠28移动，使第一转杆31转动并带动第二转杆32绕基座30转动，从而完成防沉陷板33的收放，具体机构运动学原理图如图5所示。

另外，在防沉陷板33不与地面接触的前提下，可通过前后移动防沉陷装置的可移动重物块27的位置实现对海底探测车重心的调节，提高海底探测车在复杂地形行进时的姿态稳定性。可移动重物块27的质量需根据实际整车质量以及俯仰姿态调节需求决定。

本实施例方案能够实现轮式驱动和履带驱动两种驱动方式之间的灵活切换，并能够基于轮式行走机构实现自适应车体姿态补偿控制，有效提高海底探测车的地形适应性；结合防沉陷装置设计，不仅能够防止车体打滑沉陷，提高设备的安全性，还可以结合可移动重物块的位置在调节车体重心，以有效提高车体的姿态稳定性。由于本发明提出的海底探测车的其他组成及结构不属于本发明的重点所述内容，这里不做过多描述。

实施例2、基于实施例1提出的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车控制方法，包括以下步骤：

步骤A、基于光学设备实时监测海底地形变化情况，并通过姿态传感器实时监测车体的横滚角和俯仰角，同时基于水下测距仪实时监测车体的沉陷深度；

步骤B、轮式驱动方式与履带驱动方式切换控制：

设海底探测车的实时俯仰角为α，实时横滚角为β，设姿态传感器单位时间T内的采样个数为n，单位时间T内的俯仰角变化标准差为Δα，期望标准差为Δα₀，单位时间T内的横滚角变化标准差为Δβ，期望标准差为Δβ₀；设水下测距仪实时监测的车体沉陷深度为H，轮式驱动方式下的最大沉陷深度为H₀；

步骤B1、根据光学设备监测海底地形情况，确定当前海底探测车驱动方式；若当前为轮式驱动方式，则按照步骤B2进行控制；若当前为履带驱动方式，则按照步骤B3进行控制；

一般情况下，若海底地形平坦，则采用轮式驱动方式，否则，采用履带式驱动方式；

步骤B2、轮式驱动方式向履带驱动方式切换控制；

由轮式驱动向履带驱动切换过程中，设俯仰角或横滚角持续波动时间为t₁，最大持续波动时间为t₁₀；切换的控制流程如图6(a)所示，假定车体的期望俯仰角和横滚角范围分别为[-α₀,α₀]和[-β₀,β₀]；

判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否大于等于Δα₀或横滚角变化标准差Δβ是否大于等于Δβ₀：

若不满足，则继续按照当前驱动方式行走；

若满足，则进一步判定俯仰角或横滚角持续波动时间t₁是否大于等于t₁₀，其中，t₁₀为最大持续波动时间：

若不满足，则继续按照当前驱动方式行走；

若满足，基于光学设备监测的海底地形起伏变化情况：若地形平坦，起伏变化小，则继续保持轮式驱动方式行走；若地形起伏大，不适合继续采用轮式驱动方式，则切换为履带驱动方式(图7(a))，通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行提升，使履带完全着地。相比于履带式驱动机构，轮式驱动机构更易沉陷，因此在该步骤中不需要考虑履带式驱动机构的沉陷深度问题，而且由轮式向履带式切换时，只要轮式没有沉陷，那么切换为履带式的时候更不会沉陷，所以不需要考虑轮式向履带式切换的沉陷问题。

步骤B3、履带驱动方式向轮式驱动方式切换控制；

由履带驱动向轮式驱动切换过程中，设俯仰角和横滚角持续稳定时间为t₂，最小持续稳定时间为t₂₀；由轮式驱动方式向履带驱动方式切换的控制流程如图6(b)所示，判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否小于等于Δα₀且横滚角变化标准差Δβ是否小于等于Δβ₀：

若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；

若满足，则进一步判定俯仰角和横滚角持续稳定时间t₂是否大于等于t₂₀：

若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；

若满足，通过光学设备人工研判，观察海底地形起伏变化情况，若地形起伏平坦，考虑切换轮式驱动方式驱动探测车，同时，由于轮式驱动方式下车体更易沉陷，因此需要进一步判定车体的沉陷深度H是否小于等于H₀，从而综合确定是否切换驱动方式(图7(b))，若确定切换为轮式驱动方式，则通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行下放，使车轮完全着地。

所述步骤B中，对于海底探测车履带驱动方式和轮式驱动方式的切换控制：海底探测车的运动姿态主要由其横滚角和俯仰角体现，而车体的横滚角和俯仰角可由搭载的姿态传感器实时监测并反馈给控制系统，通过俯仰角和横滚角的变化幅度及持续时间可反映出海底地形变化情况；同时，光学设备也可将海底地形情况实时传输到甲板控制中心，通过分析判断可进一步判断海底地形变化。此外，水下测距仪可实时监测车体的沉陷深度，以判断海底地质是否适用于轮式驱动方式。

俯仰角变化标准差Δα和横滚角变化标准差Δβ分别如式(1)和(2)：

步骤C、对于轮式行走机构的自适应车体姿态补偿控制：姿态传感器实时监测车体的俯仰角α和横滚角β，根据车体期望姿态与实际姿态之间的偏差，以车体姿态偏差值为输入，以轮式行走机构液压缸活塞杆位移为输出，设计非线性误差反馈控制律，调节轮式行走机构中液压缸的活塞杆位移，对液压缸的运动过程进行反馈调节，以车体下仰过大为例，当姿态传感器检测到车体下仰角过大时，两前轮的液压缸活塞杆伸长，带动车体上仰，自适应补偿海底不平整地形造成的姿态偏差，使车体始终保持水平稳定姿态。

步骤D、对于防沉陷装置的控制：如图8所示，水下测距仪实时监测车体的沉陷深度，若监测到车体沉陷深度超出期望值，且控制系统监测到履带或车轮打滑，防沉陷电机通过联轴器带动丝杠转动，带动可移动重物块沿丝杠向前移动，使第一转杆转动并带动第二转杆绕基座转动，使防沉陷板逐渐与地面接触，并利用防沉陷板受到的地面支撑力使车体逐渐脱离沉积物，使行走机构脱离沉陷状态，进一步地，若车体沉陷深度过大，导致无法顺利抛载应急配重，则利用防沉陷装置使车体逐渐脱离沉积物，使配重脱离沉积物，并顺利释放配重，进而保证设备的安全性。此外，防沉陷装置也可通过平移可移动重物块的位置用于小范围内的车体重心调节，以提高车体的姿态稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，包括车体框架(1)，水下测距仪(3)，光学设备(7)，液压箱(9)，姿态传感器，支撑底板(12)和推进器系统(13)；所述车体框架(1)、水下测距仪(3)，光学设备(7)、液压箱(9)和姿态传感器固定安装在支撑底板(12)上，其特征在于，还包括履带式行走机构(4)和轮式行走机构(6)，所述支撑底板(12)固定安装在履带式行走机构(4)上；

所述轮式行走机构(6)左右对称安装在支撑底板(12)的下方，且位于履带式行走机构(4)的内侧；轮式行走机构(6)包括多组行走轮，每组行走轮均包括液压缸(19)，车轮(20)，轮式驱动电机(21)和活塞杆(22)，轮式驱动电机(21)的输出轴与车轮(20)的转轴连接，活塞杆(22)与轮式驱动电机(21)固连，通过液压箱(9)控制活塞杆(22)的上下收缩对车轮(20)进行上下收放，以实现履带驱动与轮式驱动方式的切换；

所述支撑底板(12)的下方还设置有防沉陷装置(8)，防沉陷装置(8)包括防沉陷电机(24)，可移动重物块(27)，丝杠(28)，基座(30)，第一转杆(31)，第二转杆(32)和防沉陷板(33)；

所述可移动重物块(27)套设在丝杠(28)上并在防沉陷电机(24)的驱动下沿丝杠(28)左右移动，丝杠(28)的两端通过左轴承支撑(26)和右轴承支撑(29)支撑，并通过基座(30)固定安装在支撑底板(12)下方，所述第一转杆(31)的两端分别与可移动重物块(27)和第二转杆(32)铰接连接，第二转杆(32)的两端分别与防沉陷板(33)和基座(30)铰接连接，通过可移动重物块(27)沿丝杠(28)的移动，带动第一转杆(31)和第二转杆(32)联动，进而实现对防沉陷板(33)的高度调节。

2.根据权利要求1所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，其特征在于：所述履带式行走机构包括履带(14)，驱动轮(15)，履带电机支架(16)，履带驱动电机(17)和驱动轮连接杆(18)，所述履带驱动电机(17)通过履带电机支架(16)固定安装在支撑底板(12)上，驱动轮连接杆(18)用于连接同侧的驱动轮(15)，履带驱动电机(17)带动驱动轮(15)转动，进而带动履带(14)转动。

3.根据权利要求1所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，其特征在于：所述可移动重物块(27)采用海底探测车的压载配重或可移动电池包，在防沉陷板(33)不与地面接触的前提下，通过前后移动可移动重物块(27)的位置实现对海底探测车重心的调节。

4.根据权利要求1所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，其特征在于：所述防沉陷板(33)的两端为向上翘起状。

5.根据权利要求1所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车，其特征在于：所述车体框架(1)上部还设置有浮力材料(2)，推进器系统(13)固定在浮力材料(2)上。

6.基于权利要求1-5任一项所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A、基于光学设备实时监测海底地形变化情况，并通过姿态传感器实时监测车体的横滚角和俯仰角，同时基于水下测距仪实时监测车体的沉陷深度；

步骤B、轮式驱动方式与履带驱动方式切换控制：

设海底探测车的实时俯仰角为α，实时横滚角为β，设姿态传感器单位时间T内的采样个数为n，单位时间T内的俯仰角变化标准差为Δα，期望标准差为Δα₀，单位时间T内的横滚角变化标准差为Δβ，期望标准差为Δβ₀；设水下测距仪实时监测的车体沉陷深度为H，轮式驱动方式下的最大沉陷深度为H₀；

步骤B1、根据光学设备监测的海底地形情况，确定当前海底探测车驱动方式：若当前为轮式驱动方式，则按照步骤B2进行切换控制；若当前为履带驱动方式，则按照步骤B3进行切换控制，具体的：

步骤B2、轮式驱动方式向履带驱动方式切换控制；

由轮式驱动向履带驱动切换过程中，设俯仰角或横滚角持续波动时间为t₁，最大持续波动时间为t₁₀；假定车体的期望俯仰角和横滚角范围分别为[-α₀,α₀]和[-β₀,β₀]；

步骤B21、判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否大于等于Δα₀或横滚角变化标准差Δβ是否大于等于Δβ₀：若不满足，则继续按照当前轮式驱动方式行走；若满足，则执行步骤B22；

步骤B22、进一步判定俯仰角或横滚角持续波动时间t₁是否大于等于t₁₀，其中，t₁₀为最大持续波动时间；若不满足，则继续按照当前轮式驱动方式行走；若满足，则执行步骤B23；

步骤B23、基于光学设备监测的海底地形起伏变化情况：若地形起伏平坦，则继续保持轮式驱动方式行走；否则，切换为履带驱动方式，通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行提升，完成轮式驱动向履带式驱动切换；

步骤B3、履带驱动方式向轮式驱动方式切换控制；

由履带驱动向轮式驱动切换过程中，设俯仰角和横滚角持续稳定时间为t₂，最小持续稳定时间为t₂₀；

步骤B31、判定单位时间T内的俯仰角变化标准差Δα是否小于等于Δα₀且横滚角变化标准差Δβ是否小于等于Δβ₀：若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；若满足，则执行步骤B32；

步骤B32、进一步判定俯仰角和横滚角持续稳定时间t₂是否大于等于t₂₀：若不满足，则继续按照履带驱动方式行走；若满足，则执行步骤B33；

步骤B33、通过光学设备监测的海底地形起伏变化情况，若地形起伏平坦，则考虑切换为轮式驱动方式，由于轮式驱动方式下车体更易沉陷，此时进一步判定车体的沉陷深度H是否小于等于H₀，若满足，则确定切换为轮式驱动方式，通过液压箱控制活塞杆的收缩对车轮进行下放，使车轮完全着地；若不满足，则继续保持履带式驱动；

步骤C、对于轮式行走机构的自适应车体姿态补偿控制：

根据车体期望姿态与实际姿态之间的偏差，以车体姿态偏差值为输入，以轮式行走机构液压缸活塞杆位移为输出，通过调节轮式行走机构中液压缸的活塞杆位移，对液压缸的运动过程进行反馈调节，以自适应补偿海底不平整地形造成的姿态偏差，使车体始终保持水平稳定姿态。

7.根据权利要求6所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车的控制方法，其特征在于：俯仰角变化标准差Δα和横滚角变化标准差Δβ分别如下式所示：

其中，n为采样个数。

8.根据权利要求6所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车的控制方法，其特征在于：还包括步骤D、对于防沉陷装置的控制：

水下测距仪实时监测车体的沉陷深度，若监测到车体沉陷深度超出期望值，且控制系统监测到履带或车轮打滑，防沉陷电机带动丝杠转动，进而带动可移动重物块沿丝杠移动，使第一转杆转动并带动第二转杆绕基座转动，使防沉陷板逐渐与地面接触，并利用防沉陷板受到的地面支撑力使车体逐渐脱离沉积物，使行走机构脱离沉陷状态。

9.根据权利要求8所述的具备多种运动模式的防沉陷海底探测车的控制方法，其特征在于：

若车体沉陷深度导致无法顺利抛载应急配重，则利用防沉陷装置使车体逐渐脱离沉积物，使配重脱离沉积物，并顺利释放配重；此外，通过平移可移动重物块的位置用于车体重心调节，以提高车体的姿态稳定性。