带太阳能板的轮式两栖探测作业装置

　　轮组的布置采用前后双轴四轮布局，前后轮的轮距保持一致，转向时通过两侧轮差速实现转向，不需要额外设置转向舵机结构，既减少了水下密封的点位，也降低了滩涂行驶时泥沙卡滞转向机构的风险。装置上部搭载的太阳能板采用了倾斜固定的安装角度，这个角度是结合中低纬度地区近岸作业的太阳入射角计算确定的，能够保证日间作业时获得较高的光电转换效率，太阳能板的边框做了圆弧倒角处理，避免在穿行芦苇丛、近岸低矮植被时挂扯障碍物，板体表面覆盖了疏水防刮的透明涂层，溅起的泥水、盐雾不会在板面积留形成污渍影响发电效率，同时浅水区行驶时溅起的水花也不会渗入板体内部造成电路故障。这款两栖作业装置的设计初衷，是覆盖浅滩、沼泽、近岸浅水这类常规轮式设备无法进入、纯水上设备又难以完成滩涂登陆作业的场景，比如近岸水文数据采集、滩涂生态监测、浅水区域小型作业点位的物资投送，都能依托它的通行能力完成作业，不需要人员涉入危险的泥泞或浅水环境。从结构布局来看，它的行走单元采用了大直径宽幅镂空轮设计，轮体表面做了凸起的防滑齿结构，在泥泞滩涂行驶时，宽幅轮面可以降低接地比压，避免轮体陷入淤泥，镂空结构在涉水行进时可以减少水流阻力，同时轮体的镂空间隙能在驶出水面时快速排掉附着的泥水，不会因为轮体积泥增加额外负载。

　　车身主体的承载舱采用了密封式壳体设计，壳体的拼接缝全部设置在水线以上位置，接缝处采用嵌入式橡胶密封圈做静密封，所有穿线孔都做了格兰头密封处理，保证在0.5米水深以内行驶时不会出现舱内进水的问题，舱体内部预留了标准的设备安装螺孔，可以根据不同的作业需求搭载水质传感器、微型摄像头、小型采样机械爪等不同的作业模块，不需要改动主体结构就能完成功能切换。舱体前部设置了半球形的透明观察窗，窗口的密封采用压圈加密封圈的结构，内部可以安装前置摄像头或者避障传感器，半球形的结构相比平面窗口拥有更大的观察视角，同时水流冲击时的阻力更小，也不容易被漂浮的杂物刮花。

　　车身尾部设置了弧形的挡水结构，在水面高速行驶时可以压住尾部涌起的浪头，避免水流漫上车顶打湿太阳能板的接线部位，同时这个弧形结构也能在滩涂行驶时推开表层的浮泥，减少车身底部的托底阻力。从安装边界来看，整个装置的太阳能板边缘没有超出轮组的最外侧轮廓，在狭窄的植被丛中穿行时，轮组会先推开两侧的障碍物，不会出现太阳能板被枝条刮碰的问题；车身底部的最小离地间隙做了针对性设计，在滩涂行驶时即使表层有10厘米左右的浮泥，底盘也不会接触到硬实的泥层造成托底；整个装置的重心设置在轮组轴线的中心偏下位置，在水面行驶时遇到横向的浪涌也不容易出现侧翻，在滩涂的斜坡上行驶时，纵向坡度适应能力可以达到25度，横向坡度可以稳定停在15度的坡面上不会倾翻。

　　行走轮的轮轴采用了陶瓷密封轴承，不需要频繁加注润滑脂，就能在泥水、咸水的环境下长时间工作不会出现锈蚀卡滞的问题，轮体和轮轴的连接采用快拆结构，野外作业时如果轮体被硬物损坏，不需要专用工具就能快速更换备用轮。太阳能板和舱体之间的支架采用了镂空的工程塑料材质，既保证了支撑强度，也不会因为支架过重抬高整体重心，支架上预留了走线槽，太阳能板的电源线可以顺着走线槽引入舱内，不会暴露在外被杂物扯断。舱体内部的电池组采用了下沉式安装，固定在舱体最底部的位置，进一步降低整体重心，电池和舱壁之间设置了缓冲胶垫，在颠簸的滩涂行驶时不会因为震动出现电池接线松脱的问题。整个装置的电控模块全部做了三防涂覆处理，即使舱内因为温差出现少量凝露，也不会造成电路短路的问题，模块之间的连接采用防水接插件，后期维护更换模块时不需要重新做密封处理，直接插拔就能完成更换。在水面行驶时，轮体的拨水作用可以提供前进的推力，不需要额外加装螺旋桨结构，避免了螺旋桨被水中的水草、漂浮杂物缠绕的问题，同时轮体在拨水时的扰动也会把车身周围的漂浮杂物推开，不会堆积在车身周围影响行进。在陆地行驶时，大直径的轮体可以越过高度不超过轮半径的障碍物，比如滩涂上的石块、倒伏的植物根茎，不需要额外的越障辅助结构就能顺利通过。