CN116674726A - 利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水环境监测领域，特别是一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法。所述水环境探测装置包括至少两个三棱锥体，位于最前端的三棱锥体的顶点处设有螺旋桨，其一侧面处设有变向转换器，位于最后端的三棱锥体的侧面处设有推动涡轮，三棱锥体的数个顶点处固定设有拨动锥尖，三棱锥体的棱边处设有滑动路径；三棱锥体内设有蓄电池、样品收集机构、机械手、锥尖探杆和水环境监测机构，三棱锥体的一个顶点处设有用于充电的充能插头；其中，通过各三棱锥体之间的组合、连接和变形，完成水环境监测、快速前进、水下作业、水下原位长期监测、升空发射信号动作。其利用装置的自由组合和自由变形的特性，实现多种作业模式，运转自由度高。

Description

利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法

技术领域

本发明涉及水环境监测领域，特别是一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法。

背景技术

水环境包括湖泊、江河、海洋等与人类息息相关的生态环境，是影响人类生存发展的重要组成部分，对其精准监测具有必要性。现阶段的监测手段具有巡回性相对较差、复杂环境难以为继、多功能性缺失等问题，亟需一项新的手段对这些盲区进行弥补。发明提出了一个水环境探测装置，该装置由于其运转自由度高、作业模式多样化、分离组合方式复杂等特点，需要对其使用方法进行进一步诠释。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法，其利用装置的自由组合和自由变形的特性，实现了实现多种作业模式，运转自由度高。

本发明的技术方案是：一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法，所述水环境探测装置包括至少两个三棱锥体，位于最前端的三棱锥体的顶点处设有螺旋桨，其一侧面处设有变向转换器，位于最后端的三棱锥体的侧面处设有推动涡轮，三棱锥体的数个顶点处固定设有拨动锥尖，三棱锥体的棱边处设有滑动路径；

三棱锥体内设有蓄电池、样品收集机构、机械手、锥尖探杆和水环境监测机构，三棱锥体的一个顶点处设有用于充电的充能插头；

其中，通过各三棱锥体之间的组合、连接和变形，完成水环境监测、快速前进、水下作业、水下原位长期监测、升空发射信号动作。

本发明中，相邻的两三棱锥体之间通过连接部和纳米纤维部连接；

纳米纤维部的一端和三棱锥体的滑动路径连接，纳米纤维部的另一端和相邻三棱锥体的拨动锥尖固定连接。

当该探测装置的各相邻三棱锥体之间依次通过连接部和纳米纤维部，且各三棱锥体的侧面均为平面状态时，通过水环境监测机构完成水环境监测动作。

当该探测装置的各相邻三棱锥体之间依次通过连接部和纳米纤维部连接，且：

螺旋桨上的桨叶呈展开状态时；

样品收集机构包括样品收集器和固定在三棱锥体侧面的样品收集舱，将样品收集器从样品收集舱内滑动拉出时；

充能插头与水电充能缆连接，且波浪蓄能器从三棱锥体的侧面内伸出时；

机械手从三棱锥体的侧面内伸出且呈展开状态时；

锥尖探杆从三棱锥体内推出时；

通过螺旋桨、样品收集机构、充能插头、波浪蓄能器、机械手、锥尖探杆完成该装置的水中作业动作。

所述连接部包括：

两轴承，轴承分别与相邻两三棱锥体的拨动锥尖转动连接；

导电记忆金属，两轴承之间通过两根对称的导电记忆金属连接，每根导电记忆金属分别包括第一段导电记忆金属和第二段导电记忆金属；

连接球，第二段导电记忆金属的一端与一侧的轴承固定连接，第二段导电记忆金属的另一端固定设有连接球；

连接卡扣，第一段导电记忆金属的一端与另一侧的轴承固定连接，第一段导电记忆金属的另一端固定设有连接卡扣，连接卡扣包括数个沿周向间隔设置的扣片，扣片与第一段导电记忆金属转动连接，扣片包覆在连接球的外侧。

所述纳米纤维部包括：

纳米纤维，其一端与吸附圆头连接，另一端与三棱锥体的拨动锥尖固定连接；

吸附圆头，滑动设置在相邻三棱锥体的滑动路径内。

相邻两三棱锥体之间的连接部断开，三棱锥体的拨动锥尖在纳米纤维部的拖动下沿着相邻三棱锥体的滑动路径运动，直至各个三棱锥体的三角形表面相互贴合；

螺旋桨位于变形后装置的前端中心，设有变向转换器的三角形侧面与设有推进涡轮的三角形侧面之间呈相邻状态，变向转换器位于推进涡轮的上方；

通过推进涡轮和变向转换器完成该装置的前进动作。

相邻两三棱锥体之间的连接部和纳米纤维部均断开，且各三棱锥体的一侧侧面均为折叠面；

三棱锥体的拨动锥尖插入与其相邻的三棱锥体的折叠表面内，各三棱锥体上下依次堆叠，组成叠塔状的坐底平台，其中带有螺旋桨的三棱锥体位于变形后装置的顶部，螺旋桨位于变形后装置的顶端，推进涡轮所在的侧面位于变形后装置的底面；

通过三棱锥体的坐底堆叠完成该装置的长期原位监测动作。

所述推进涡轮所在的三棱锥体的侧面设有固定底座。

其中的一个三棱锥体的顶点处设有承重端头，带有螺旋桨的三棱锥体、带有承重端头的三棱锥体与其他的三棱锥体脱离，在浮力作用下逐渐上浮至水面处；

带有螺旋桨的三棱锥体和带有承重端头的三棱锥体之间的连接部和纳米纤维部断开，承重端头插入带有螺旋桨的三棱锥体的折叠面中心的通孔内，承重端头所在的三棱锥体将带有螺旋桨的三棱锥体托举至水面以上的位置；

螺旋桨的桨叶打开，在螺旋桨旋转过程中，与螺旋桨连接的三棱锥体的升力逐渐增加，两三棱锥体脱离，带有螺旋桨的三棱锥体向空中升起，并向岸基发射信号；

通过带有螺旋桨的三棱锥体和带有承重端头的三棱锥体完成装置的升空发射信号动作。

本发明的有益效果是：可以改变各部件之间的连接关系、组合关系，使装置具有不同的形状和构造，实现了包括水下监测、水下作业、前进、长期原位监测、升空发射信号多种作业模式。

附图说明

图1是实施例1中所述装置的结构示意图；

图2是实施例1中尾端部的结构示意图；

图3是连接部的结构示意图；

图4是纳米纤维部的结构示意图；

图5是实施例2中所述装置的结构示意图；

图6是实施例2中推进蜗轮与变向转换器的结构示意图；

图7是变向转换器的结构示意图；

图8是实施例3中所述装置的结构示意图；

图9是样品收集器的结构示意图；

图10是实施例3中第二部件的结构示意图；

图11是水底为平坦底质时锥尖探杆的工作示意图；

图12是水底为倾斜底质时锥尖探杆的工作示意图；

图13是实施例4中所述装置的结构示意图；

图14(a)是首端部的可折叠面结构示意图；

图14(b)是第一部件的可折叠面结构示意图；

图14(c)是第二部件的可折叠面结构示意图；

图14(d)是第三部件的可折叠面结构示意图；

图14(e)是尾端部的可折叠面结构示意图；

图15是实施例4中所述装置的结构示意图。

图中：1首端部；2第一部件；3第二部件；4第三部件；5尾端部；6连接部；601轴承；603连接卡扣；604连接球；605扣片；606第一段导电记忆金属；607第二段导电记忆金属；7纳米纤维部；8螺旋桨；801螺旋头；802桨叶；9拨动锥尖；12变向转换器；1201转动把手；1202挡水板；13承重端头；14样品收集器；1401中心导柱；1402收集槽；1403挡块；15充能插头；16水电充能缆；17波浪蓄能器；18机械手；19推进涡轮；20导流孔；21锥尖探杆；22滑动路径；23固定底座。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

本发明公开了一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法，该水环境探测装置包括至少两个三棱锥体，位于最前端的三棱锥体的顶点处设有螺旋桨，且该三棱锥体的侧面处设有变向转换器。位于最后端的三棱锥体的侧面处设有推动涡轮，三棱锥体的数个顶点处均固定有拨动锥尖，三棱锥体的棱边处设有滑动路径。

上述各三棱锥体可以为没有任何连接关系的各自独立的三棱锥体，也可以通过连接部和纳米纤维部实现相邻两三棱锥体之间的连接。

本申请中，三棱锥体的数量可以设有三个、四个、五个或者更多，当三棱锥体的数量采用五个时，该装置的结构性能最佳。

蓄电池、充能插头、样品收集机构、机械手、锥尖探杆和水环境监测机构可以根据实际需要布置在上述数个三棱锥体上。其中设有螺旋桨的三棱锥体内设有蓄电池。

该装置在动作过程中，通过各三棱锥体之间的连接、组合和变形，可以完成水环境监测、快速前进、水下作业、水下原位长期监测、升空发射信号等动作。本实施例中，以包括五个三棱锥体的探测装置为例，具体介绍利用该探测装置进行探测的方法。

实施例1

如图1所示，所述水环境探测装置包括从前至后依次连接的首端部1、第一部件2、第二部件3、第三部件4和尾端部5，各部分均采用正三棱锥体，各三棱锥体的表面均为平面状态时，此时通过该探测装置的水环境监测机构完成水中环境的监测动作。水环境监测机构包括摄像头和各类水文监测仪器。

相邻的两部件之间分别通过连接部6和纳米纤维部7连接。纳米纤维部6由纳米纤维素基导电复合材料制成，具有导电性能，实现相邻两部件之间的导电。首端部1和第二部件3内均设有控制部件，其中首端部1内的控制部件用于控制首端部1和第一部件2的动作，第二部件3内的控制部件用于控制第二部件3、第三部件4和尾端部5的动作。

首端部1的三棱锥体的一个顶点处设有螺旋桨8，其他的三个顶点处分别固定有拨动锥尖9。在复杂地形中，该三棱锥体能够以拨动锥尖9为支点施加各向作用力，通过该力可以实现整个装置的前进，同时三棱锥体可以绕拨动锥尖9转动，以便于可以实现更多和更精确的姿态调节。本实施例中，拨动锥尖9与三棱锥体呈一体式结构。

螺旋桨8包括螺旋头801和沿螺旋轴的周向间隔设置的桨叶802，螺旋头801与三棱锥体之间转动连接。首端部的三棱锥体的空腔内设有电机，螺旋头801与电机输出轴固定连接。首端部的腔体内设有第一蓄电池，通过第一蓄电池对电机进行供电。此时，桨叶呈收缩状态。

首端部1的三棱锥体的表面上还设有摄像头、第一GPS和变向转换器，摄像头、第一GPS和变向转换器12均隐藏在三棱锥体侧面的凹槽内。摄像头用于拍摄水下环境，第一GPS用于该装置的水下导航。

第一部件2的三棱锥体的一个顶点处设有承重端头13，承重端头13与三棱锥体固定连接，三棱锥体13的其他顶点处分别固定有拨动锥尖9。与承重端头13对应的三角形侧面的两个顶点处的拨动锥尖分别与首端部和第二部件连接。

第一部件2的三棱锥体的侧面上分别设有第二GPS、可以搭载的各类水文监测仪器和样品收集器。其中水文监测仪器用于监测水下环境的各类参数。

第一部件内设有第二蓄电池。

第二部件3的三棱锥体的腔体内设有第三蓄电池，第二部件3主要用于储存电能。该三棱锥体的一个顶点处设有充能插头15，充能插头15可与提前布设于水体表面的水面充能缆连接，进行充电。第二部件3的其他三个顶点处分别固定有拨动锥尖9。

第二部件3的一侧侧面处设有波浪蓄能器，该侧面处设有凹槽，本实施例中波浪蓄能器17折叠设置在凹槽内，此时该侧面呈平面状。

第三蓄电池内充电后，第三蓄电池内的电能通过纳米纤维部传递至安装于第一部件滑轨中的导电元件处，第二蓄电池与导电元件之间具有电路通透性，以此完成向第二蓄电池的供电。同样的，第二蓄电池内的电能通过上述方式传递至首端部1内的第一蓄电池内。

第三部件4的三棱锥体的两个三角形侧面处分别设有机械手，机械手折叠位于三角形侧面的凹槽内，此时第三部件的三棱锥体的外侧面均为平面，确保整个装置在前进状态下尽量少的对流场造成影响。第三部件4的三棱锥体的四个顶点处分别固定有拨动锥尖。

如图2所示，尾端部5的一侧侧面上设有推进涡轮19，涡轮19的尾端部5的其他三侧侧面上均贯穿设有导流孔20，推进涡轮19工作过程中，水流通过导流孔20流入尾端部的三棱锥体的腔体内，流体的动能作用于涡轮19的叶片上，产生反作用力，从而使推进涡轮19旋转，从而为整个装置的前进提供了推进力。在与设置推进涡轮的侧面相对的三棱锥体的顶点处固定有拨动锥尖。

尾端部5的一侧侧面上设有锥尖探杆，锥尖探杆可伸缩的设置在三棱锥体内，本实施例中，锥尖探杆收缩在尾端部的三棱锥体腔体内。此时三棱锥体的该侧侧面呈平面状。

如图3所示，连接部6包括位于两侧的轴承601、以及连接两轴承的导电记忆金属和连接卡扣603，其中两轴承分别设置在相邻的两个三棱锥体上，三棱锥体的拨动锥尖处设有凹槽，轴承601可转动的设置在凹槽内。通过轴承601与三棱锥体之间的转动连接，实现了相邻两三棱椎体之间的控制姿态的变化。两轴承之间通过两侧对称设置的导电记忆金属602连接。导电记忆金属602具有在通电作用下坚硬、断电后柔软的特性，在需要进行力的作用传导时，导电记忆金属602内通过电流，此时导电记忆金属602处于刚性状态，完成作用力的传导，为复杂地形的前进提供扭转力与弯曲作用力，为狭窄复杂水环境的深入探测提供方法。

每一侧的导电记忆金属602均由两段导电记忆金属组成，其中第一段导电记忆金属的一端与一侧轴承固定连接，第一段导电记忆金属的另一端固定有连接卡扣603。第二段导电记忆金属的一端与另一侧的轴承固定连接，第二段导电记忆金属的另一端设有连接球604。连接卡扣603包括数个沿圆周方向间隔设置的扣片605，扣片605与第一段导电记忆金属的端部可转动的连接，当扣片605向内合拢的过程中，即可将连接球604包覆在扣片605内时，从而实现第一段导电记忆金属606和第二段导电记忆金属607的之间连接，此时连接部处于连接状态。当相邻两三棱锥体之间无需连接时，扣片605向外张开，连接卡扣603与连接球604之间呈分离状态，从而实现了第一段导电记忆金属606和第二段导电记忆金属607之间的分离，此时连接部处于断开状态。

如图4所示，纳米纤维部7包括纳米纤维701和吸附圆头702，纳米纤维701的一端与拨动锥尖固定连接，纳米纤维的另一端701与吸附圆头702固定连接。纳米纤维701与吸附圆头702之间的连接为可控式连接，即当相邻两三棱锥体之间需要呈连接状态时，纳米纤维701与吸附圆头702之间固定连接；当相邻两三棱锥体之间需要断开时，则需要控制纳米纤维701与吸附圆头702之间呈断开状态。

三棱锥体的棱边处均设有圆柱形的滑动路径22，吸附圆头702可滑动且可转动的设置在滑动路径22内。吸附圆头702与纳米纤维701之间呈连接状态时，当吸附圆头702在滑动路径22内滑动时，即可通过纳米纤维带动与其相邻的三棱锥体沿滑动路径22运动，从而实现了三棱锥体的移动方向可控。通过纳米纤维部7和三棱锥体上的多条滑动路径22，保证了三棱锥体可以沿与其相邻的三棱锥体的多个棱边方向的自由移动性，为相邻两三棱锥体之间相对位置的调整提供角度。

吸附圆头702呈球形，圆柱形滑动路径22的直径大于吸附圆头702的直径，且圆柱形滑动路径22上设有开口，且开口处的宽度小于吸附圆头22的直径，从而保证吸附圆头702能够始终在圆柱形滑动路径22内滑动，且不会从圆柱形滑动路径22内脱落。

当通过纳米纤维部对三棱锥体的相对位置进行调整时，首先使连接部处于断开状态，通过控制部件控制吸附圆头702在滑动路径22内滑动，配合以三棱锥以自身拨动锥尖为圆心的转动调整姿态，实现纳米纤维701带动三棱锥体沿其相邻三棱锥体的滑动路径22运动与相对位置调整。

当该装置完成水环境监测动作时，该装置中的五个部分独立展开，各部分之间通过纳米纤维部7连接，并辅以连接部6进行稳定，确保了相邻两三棱锥体之间的关联性与独立性。通过三棱锥体的拨动锥尖9沿与其相邻的三棱锥体的滑动路径22滑动，给予了相邻两三棱锥体之间极大的相对位置自由行。

各个三棱锥体的顶点处的拨动锥尖9能够以复杂地形为支点施加各向作用力，其中连接部6用于传导作用力，为整个装置在复杂地形的前进过程中提供扭转力与弯曲变形力，为狭窄复杂水环境的深入探测提供可能性。

尾端部5的推进涡轮19能够正反转，为整个装置提供小幅度的推力。

实施例2

如图5所示，变形后的装置通过变向转换器和推进涡轮完成快速前进动作。

此时整个装置变形组合成飞碟形，该飞碟型的装置符合流体动力学的高速前进形状。连接相邻两三棱锥体的连接部断开，三棱锥体的拨动锥尖在纳米纤维的拖动下沿着滑动路径运动，直至各个三棱锥体的三角形表面相互贴合。如图6所示，此时螺旋桨8位于装置的前端中心，且首端部设有变向转换器12的三角形侧面与尾端部设有推进涡轮19的三角形侧面之间呈相邻状态。

如图7所示，变向转换器12包括转动把手1201和挡水板1202，转动把手1201的一端与凹槽内壁转动连接，转动把手1201的另一端与圆形的挡水板1202固定连接。转动把手1201呈T形，T形转动把手的两端与凹槽内壁转动连接，挡水板1202的中心设有圆孔。转动把手1201带动挡水板1202转动过程中，实现了变向转换器的打开和折叠收起。通过变向转换器12改变水流的方向，通过改变变向转换器的转动角度来实现不同的水流方向。

将变向转换器12从凹槽内展开，变向转换器12位于推进涡轮19的上方，推进涡轮19旋转产生的高速水流向上流动至变向转换器12时，变向转换器12使高速水流的方向发生变化，高速水流转向至向前运动，从而使该装置完成前进动作。其中，推进涡轮19动作为整个装置提供前进动力，变向转换器12控制整个装置的前进方向，推进涡轮19和变向转换器12相互配合，保证整个装置朝指定方向迅速前进。此时变形后的装置可以在开阔水环境中高速行进运动，使该装置能够在短时间内到达指定位置。

其他同实施例1。

实施例3

如图8所示，变形后的装置通过螺旋桨、样品收集机构、充电插头、波浪蓄能器、机械手、锥尖探杆完成水下作业动作。

此时，首端部1的螺旋桨8处的桨叶呈展开状态。首端部内的电机动作时，带动螺旋头801转动，同时控制部件控制桨叶802摆动，使螺旋头上的桨叶展开，螺旋头801转动过程中带动桨叶802转动，从而实现首端部的向上运动。在复杂环境航行过程中，如遇到需要开发的地形，可以通过首端部1的螺旋桨8在拨动锥尖9的支点作用下对开发区域进行开凿，确保前进探测导通的畅通，在此过程中可以借助连接部的刚性结构进行作用力的传导。

样品收集机构包括样品收集器和样品收集舱。如图9所示，第一部件2中，在设置样品收集器14的三棱锥体侧面处固定连接有样品收集舱，样品收集器14滑动设置在样品收集舱内。

样品收集舱包括中心孔和位于中心内孔外侧的数个收集孔，中心孔与收集孔连通。对应的样品收集器14包括中心导柱1401和数个收集槽1402，沿中心导柱1401外侧的圆周方向间隔设置数个收集槽1402，中心导柱1401滑动设置在中心孔内，收集槽1402可滑动的设置在收集孔内，且收集槽与收集孔之间呈对应设置。收集槽1402的一端可滑动的插入收集孔内，收集槽1402的另一端固定有挡块1403，挡块1403同时与中心导柱1401固定连接。挡块1403的尺寸大于样品收集舱的孔径，挡块1403无法插入样品收集舱内，因此挡块1403始终位于样品收集舱的外侧，挡块1403对样品收集舱起到了密封作用。本实施例中，样品收集器包括四个收集槽1402。

收集样品的过程中，先将样品收集器14从样品收集舱内拉出，将收集到的样品放置在样品收集器内的收集槽1402内，然后将样品填装完毕后，将样品收集器14推入样品收集舱内，样品收集器端部的挡板1403位于样品收集舱的外部，对样品收集舱起到了密封作用，此时采集到的样品被密封放置在样品收集舱内。

如图10所示，当需要对第二蓄电池进行充电时，通过控制部件将波浪蓄能器17从该三棱锥体内伸出。在充能插头15与水电充能缆16相对固定连接的情况下，波浪蓄能器17能够在水中将波浪能转化为电能，从而利用波浪能或者水流动完成能量积蓄的过程，对整个装置的电能起到了补充的作用。保证了整个装置能源的可靠来源与充能的高效性。

机械手18呈展开状态，此时能够在狭窄的复杂水环境中进行相关的操作，例如清淤、取样、拨动路障等，还可以实现水下取样。由于第三部件的三棱锥体可以在多个方向角度，因此机械手可以随着第三部件的旋转而调整作业角度，具有极大的灵活性。机械手收集得到的样品可以直接放入样品收集器内，将样品收集器推入样品收集舱内，实现了样品的储存回收。

控制部件控制锥尖探杆21从尾端部5的三棱锥体内推出，锥尖探杆21可以起到底层贯入的作用，且能够在各种坡度的地形上开展探测。本申请中，由于尾端部的运动角度可以根据实际工作需要进行灵活的调整，因此可以根据水底的位置确定锥尖探杆的合理的贯入角度。

如图11所示，当水底接近平坦底质时，锥尖探杆21竖直插入平坦底质内。如图12所示，当水底为倾斜底质时，锥尖探杆21呈倾斜设置，并垂直插入倾斜底质内，确保了各类情况下锥尖探杆的精准贯入。尾端部的锥尖探杆能够起到底层贯入的作用，本实施例中的锥尖探杆可以借助拨动锥尖的反作用力与连接件的力传导作用增加贯入作用力，解决了通常情况下锥尖贯入受限于装置重力的问题。同时由于尾端部的角度始终可调，因此可以保证锥尖探杆始终能够沿垂直于底质的方向贯入，确保了各类情况下锥尖探杆的精准贯入，实现了该装置在各种坡度的地形上开展探测。

该探测装置中，样品收集机构并不限定于设置在本实施例中的第一部件所在的三棱锥体上。充电插头和波浪蓄能器并不限定于设置在本实施例中的第二部件所在的三棱锥体上。机械手并不限定于设置在本实施例中的第三部件所在的三棱锥体上。锥尖探杆并不限定于设置在本实施例中的尾端部所在的三棱锥体上。

其他同实施例1。

实施例4

如图13所示，变形后的装置通过上下堆叠的三棱锥体实现水下原位长期监测动作。

如图14(a)所示，首端部1上，与螺旋桨相对的三角形侧面中部设有通孔，通孔与三角形表面的三个顶点之间设有折叠线，通过折叠线可以实现该三角形侧面的折叠。

如图14(b)所示，第一部件2的三棱锥体的一侧侧面上设有三个折叠线，三条折叠线相交于该三角形侧面的中点，折叠线的另一端分别与三角形侧面的三个顶点连接，通过三条折叠线实现了该侧面的可折叠性。

如图14(c)所示，第二部件3的三棱锥体的一侧侧面上设有三条折叠线，三条折叠线相交于该三角形侧面的中点，三条折叠线的另一端分别与三角形的三个顶点连接，通过三条折叠线实现了该侧面的可折叠性。

如图14(e)所示，第三部件4的三棱锥体的一侧侧面上设有三条折叠线，三条折叠线相交于该三角形侧面的中点，三条折叠线的另一端分别与三角形的三个顶点连接，通过三条折叠线实现了该侧面的可折叠性。

如图14(d)所示，尾端部5的三棱锥体的一侧侧面上设有三条折叠线，三条折叠线相交于该三角形侧面的中点，三条折叠线的另一端分别与三角形的三个顶点连接，通过三条折叠线实现了该侧面的可折叠性。

同时在尾端部设置推动涡轮的三棱锥体侧面上还设有固定底座23，推动涡轮与固定底座23之间相互配合，为实现该装置的坐底姿态提供保障。

此时，相邻各三棱锥体之间的连接部和纳米纤维部均断开，各三棱锥体之间的相对位置发生变化：将各三棱锥体的锥尖部分插入与其相邻的三棱锥体的折叠表面内，各三棱锥体之间依次上鞋堆叠，组成一个叠塔状的坐底平台。

堆叠后的该装置中，尾端部位于整个装置的底部，且推进涡轮位于整个装置的底部表面，首端部位于整个装置的顶部，螺旋桨位于整个装置的顶端。通过尾端部的固定底座对叠置状态的装置进行底端固定，从而使变形后的装置实现长期原位监测动作。

其他同实施例1。

实施例5

如图15所示，变形后的装置通过螺旋桨和承重端头完成升空发射信号动作。

当该装置遇到紧急情况时，首端部1和第一部件2与其他三棱锥体脱离，由于首端部1和第一部件2的初始设定浮力大于重力，所以上述两个三棱锥体在水中的高度位置逐渐上升，并逐渐上浮至水面处。第一部件的承重端头13插入首端部1的折叠面的通孔内，首端部的折叠面折叠，第一部件2插入首端部1内，并将其上方的首端部1托举至水面以上的位置，此时首端部1顶部的螺旋桨8的桨叶802打开。在螺旋桨旋转过程中，首端部1的升力逐渐增加，首端部和第一部件脱离，首端部1向空中升起，并在信号良好的区域处向岸基发射信号。

此时，该装置可以完成紧急情况下数据回收与位置回传，确保在降低损失的同时及时的对该装置进行救援。

其他同实施例1。

以上对本发明所提供的复杂水环境多层位探测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种利用复杂海洋地质环境探测装置进行探测的方法，所述水环境探测装置包括至少两个三棱锥体，位于最前端的三棱锥体的顶点处设有螺旋桨，其一侧面处设有变向转换器，位于最后端的三棱锥体的侧面处设有推动涡轮，三棱锥体的数个顶点处固定设有拨动锥尖，三棱锥体的棱边处设有滑动路径；

三棱锥体内设有蓄电池、样品收集机构、机械手、锥尖探杆和水环境监测机构，三棱锥体的一个顶点处设有用于充电的充能插头；

其特征在于，

通过各三棱锥体之间的组合、连接和变形，完成水环境监测、快速前进、水下作业、水下原位长期监测、升空发射信号动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

相邻的两三棱锥体之间通过连接部和纳米纤维部连接；

纳米纤维部的一端和三棱锥体的滑动路径连接，纳米纤维部的另一端和相邻三棱锥体的拨动锥尖固定连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当该探测装置的各相邻三棱锥体之间依次通过连接部和纳米纤维部，且各三棱锥体的侧面均为平面状态时，通过水环境监测机构完成水环境监测动作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当该探测装置的各相邻三棱锥体之间依次通过连接部和纳米纤维部连接，且：

螺旋桨上的桨叶呈展开状态时；

样品收集机构包括样品收集器和固定在三棱锥体侧面的样品收集舱，将样品收集器从样品收集舱内滑动拉出时；

充能插头与水电充能缆连接，且波浪蓄能器从三棱锥体的侧面内伸出时；

机械手从三棱锥体的侧面内伸出且呈展开状态时；

锥尖探杆从三棱锥体内推出时；

通过螺旋桨、样品收集机构、充能插头、波浪蓄能器、机械手、锥尖探杆完成水中作业动作。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述连接部包括：

两轴承，轴承分别与相邻两三棱锥体的拨动锥尖转动连接；

导电记忆金属，两轴承之间通过两根对称的导电记忆金属连接，每根导电记忆金属分别包括第一段导电记忆金属和第二段导电记忆金属；

连接球，第二段导电记忆金属的一端与一侧的轴承固定连接，第二段导电记忆金属的另一端固定设有连接球；

连接卡扣，第一段导电记忆金属的一端与另一侧的轴承固定连接，第一段导电记忆金属的另一端固定设有连接卡扣，连接卡扣包括数个沿周向间隔设置的扣片，扣片与第一段导电记忆金属转动连接，扣片包覆在连接球的外侧。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述纳米纤维部包括：

纳米纤维，其一端与吸附圆头连接，另一端与三棱锥体的拨动锥尖固定连接；

吸附圆头，滑动设置在相邻三棱锥体的滑动路径内。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

相邻两三棱锥体之间的连接部断开，三棱锥体的拨动锥尖在纳米纤维部的拖动下沿着相邻三棱锥体的滑动路径运动，直至各个三棱锥体的三角形表面相互贴合，此时整个装置变形为飞碟形；

螺旋桨位于变形后装置的前端中心，设有变向转换器的三角形侧面与设有推进涡轮的三角形侧面之间呈相邻状态，变向转换器位于推进涡轮的上方；

通过推进涡轮和变向转换器完成前进动作。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

相邻两三棱锥体之间的连接部和纳米纤维部均断开，且各三棱锥体的一侧侧面均为折叠面；

三棱锥体的拨动锥尖插入与其相邻的三棱锥体的折叠表面内，各三棱锥体上下依次堆叠，组成叠塔状的坐底平台，其中带有螺旋桨的三棱锥体位于变形后装置的顶部，螺旋桨位于变形后装置的顶端，推进涡轮所在的侧面位于变形后装置的底面；

通过三棱锥体的坐底堆叠完成长期原位监测动作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述推进涡轮所在的三棱锥体的侧面设有固定底座。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

其中的一个三棱锥体的顶点处设有承重端头，带有螺旋桨的三棱锥体、带有承重端头的三棱锥体与其他的三棱锥体脱离，在浮力作用下逐渐上浮至水面处；

带有螺旋桨的三棱锥体和带有承重端头的三棱锥体之间的连接部和纳米纤维部断开，承重端头插入带有螺旋桨的三棱锥体的折叠面中心的通孔内，承重端头所在的三棱锥体将带有螺旋桨的三棱锥体托举至水面以上的位置；

螺旋桨的桨叶打开，在螺旋桨旋转过程中，与螺旋桨连接的三棱锥体的升力逐渐增加，两三棱锥体脱离，带有螺旋桨的三棱锥体向空中升起，并向岸基发射信号；

通过带有螺旋桨的三棱锥体和带有承重端头的三棱锥体完成升空发射信号动作。