CN113173237B - 一种模态可切换跨介质环境探测平台及其探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模态可切换跨介质环境探测平台及其探测方法，模态可切换跨介质环境探测平台包括控制仓、四组旋翼机构、漂浮气囊、设备安装框架、传感器安装盒、侧边夹持机构、降落支撑机构以及配重调整机构。该模态可切换跨介质环境探测平台利用气泵为漂浮气囊充放气，使下潜过程中漂浮气囊体积减小重力大于浮力，实现下潜；利用配重调整机构在数据采集完成后释放配重，使浮力大于重力，实现上浮；利用侧边夹持机构便于安装传感机构安装盒，便于更换携带不同传感器的传感机构安装盒；利用降落支撑机构与配重调整机构联动，保证降落支撑机构在数据采集完成之前不影响各个传感器，同时防止回收降落时磕碰仪器。

Description

一种模态可切换跨介质环境探测平台及其探测方法
技术领域
本发明涉及一种环境探测平台，尤其是一种模态可切换跨介质环境探测平台。
背景技术
跨介质海洋探测设备最早可追溯到1934年提出的潜空两栖跨介质飞机概念。然而，由于水环境和空气环境之间的显著差异，航行器要同时满足两种介质的要求并不是一件容易的事。尽管美国等一些国家提出了许多载人两栖飞机设计方案，但最终都没有真正地实现海空两栖航行。近几十年，随着无人***技术的发展，跨介质探测装备的研究取得较大进展，产生了很多的概念和变体，与有人航行器相比，这种***的复杂度和技术难度有所降低。但是，总体来看这些跨介质探测设备仅能进行浅海航行，难以满足深海探测需求。
具有深潜功能的跨介质海洋环境探测平台还存在许多技术难题需要克服。如，探测平台空中飞行和深潜对重量需求的矛盾、介质之间模态过渡的实现、满足要求的多种介质推进***设计、姿态稳定性等。为了解决这些问题，本发明提出了一种模态可切换跨介质环境探测平台。
发明内容
发明目的：提供一种模态可切换跨介质环境探测平台，能够实现跨介质进行环境探测的需要。
技术方案：本发明所述的模态可切换跨介质环境探测平台，包括控制仓、四组旋翼机构、漂浮气囊、设备安装框架、传感器安装盒、侧边夹持机构、降落支撑机构以及配重调整机构；
四组旋翼机构均安装在控制仓上；设备安装框架为U形框架；设备安装框架的两侧上边缘均固定在控制仓的下侧面上；漂浮气囊环绕式安装在设备安装框架的上部；在设备安装框架上安装有一个用于为漂浮气囊充放气的气泵；侧边夹持机构安装在设备安装框架的左侧壁上，用于将传感器安装盒夹紧安装在设备安装框架上；在传感器安装盒的外侧壁上设置有水深传感器、温度传感器以及盐度传感器；在设备安装框架的下侧面上固定有一个配重机构安装盒；配重调整机构安装在配重机构安装盒上，用于调整设备整体的重量；在配重机构安装盒的下侧面上安装有一个声呐；降落支撑机构收缩安装在配重调整机构上，并与配重调整机构联动，用于在配重调整机构释放配重时联动伸出支撑；
在控制仓内设置有GPS模块、陀螺仪、控制器、存储器、气泵驱动电路以及无线通信模块，在控制仓的外侧壁上安装有气压传感器；气压传感器、无线通信模块、气泵驱动电路、存储器、水深传感器、温度传感器、盐度传感器、声呐均与控制器电连接；控制器通过气泵驱动电路驱动气泵为漂浮气囊充放气；配重调整机构以及四组旋翼机构均由控制器驱动。
进一步的，每组旋翼机构均包括旋翼悬臂、旋翼、旋翼驱动电机以及圆筒形涵道；四个旋翼悬臂的一端分别安装在控制仓的前后左右四个侧面上，且四个旋翼悬臂呈十字形分布；旋翼驱动电机安装在旋翼悬臂的另一端上，且旋翼驱动电机的输出轴竖直向上；旋翼安装在旋翼驱动电机的输出轴上；圆筒形涵道固定在旋翼悬臂上，且圆筒形涵道的中心线与旋翼驱动电机的输出轴的轴线相重合；旋翼的叶片尖端贴近圆筒形涵道的内侧壁；四个圆筒形涵道的相邻处上边缘均通过连接板连接；在连接板的中心处且位于控制仓的上方设置有一个通气口；
在控制仓内设置有旋翼电机驱动电路，旋翼电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过旋翼电机驱动电路协调控制四个旋翼驱动电机。
进一步的，在每个旋翼驱动电机的下方均安装有一个浮力罐；浮力罐为双层结构，外层为炭纤维外壳，内部为充满高压气体的不锈钢储气罐。
进一步的，侧边夹持机构由夹紧螺栓以及压板组成；在设备安装框架的左侧面下部设置有一个螺纹孔；夹紧螺栓螺纹旋合在螺纹孔上，且夹紧螺栓的端部伸入设备安装框架内；夹紧螺栓的伸入端旋转式安装在压板的左侧面上，且压板位于设备安装框架内；在夹紧螺栓上螺纹旋合安装有一个用于并紧的夹紧螺母；压板的右侧面按压在传感器安装盒的左侧面上。
进一步的，在压板的右侧面上设置有橡胶垫。
进一步的，配重调整机构包括两个配重盒、配重盒驱动电机、两个配重块、两块配重块挡板以及一个主动齿轮；
两个配重盒分别固定在配重机构安装盒的左右两侧面上；两个配重块设置在两个配重盒内；在两个配重盒的下侧面上均设置有一个用于配重块滑出的开口；在配重机构安装盒内水平设置有一块隔板，隔板将配重机构安装盒内空间分隔为上层空间与下层空间；配重盒驱动电机安装在下层空间内，且配重盒驱动电机的输出轴端部贯穿隔板后伸入上层空间；主动齿轮安装在配重盒驱动电机输出轴的贯穿端上；在配重机构安装盒的左右两侧壁上分别纵向设置有一个长条孔，且两个长条孔均与上层空间连通；两块配重块挡板分别通过两个长条孔伸出配重机构安装盒外，且两块配重块挡板的伸出侧分别延伸至对应侧的配重盒下方；在左侧的配重块挡板的后侧边缘上以及右侧的配重块挡板的前侧边缘上均固定有齿条，且两个齿条均与主动齿轮相啮合；在两块配重块挡板的上侧面上均固定有一块定位板，用于按压在配重机构安装盒对应侧的内侧面上；在配重机构安装盒的前后侧面上均固定有一个按压在对应侧配重块挡板上侧面上的限位块，用于防止配重块挡板上下摆动；在控制仓内设置有配重电机驱动电路，配重电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过配重电机驱动电路驱动配重盒驱动电机旋转。
进一步的，降落支撑机构包括四个支脚方管、四根伸缩杆、四个伸缩杆锁定机构、两根连接杆以及两根联动杆；
其中两个支脚方管的上端固定在左侧的配重盒的左侧面上；另外两个支脚方管的上端固定在右侧的配重盒的右侧面上；四根伸缩杆分别插装在四个支脚方管上，且四根伸缩杆的下端分别从四个支脚方管的下端伸出；其中一个联动杆固定在左前侧的伸缩杆的右侧面上，另一个联动杆固定在右后侧的伸缩杆的左侧面上；在左前侧的支脚方管的右侧面上以及右后侧的伸缩杆的左侧面上均设置有一个联动杆导向孔，两个联动杆分别通过两个联动杆导向孔伸出；两个配重块分别将对应侧的联动杆按压在对应侧的配重块挡板上；在前侧的两个支脚方管的后侧面上以及后侧的两个支脚方管的前侧面上均设置有一个连接杆导向孔；同一根连接杆的前后两端分别伸入对应侧的两个连接杆导向孔后固定在对应的两根伸缩杆上；四个伸缩杆锁定机构分别安装在四个支脚方管的下部，用于在四根伸缩杆伸出后进行锁定。四个伸缩杆锁定机构分别安装在四个支脚方管的下部，用于锁定四根伸缩杆。
进一步的，每个伸缩杆锁定机构均包括定位柱、锁定弹簧以及限位环片；在每个伸缩杆的上部均设置有一个定位孔；在每个支脚方管的下部均设置有一个管套；定位柱的一端贯穿支脚方管后按压在伸缩杆上，定位柱的另一端从管套内伸出；在定位柱的伸出端上设置有一个限位球；限位环片安装在定位柱的中部；锁定弹簧套设在定位柱上，且锁定弹簧弹性支撑在限位环片与管套的顶部之间，用于在四根伸缩杆伸出后推动定位柱的端部伸入定位孔内。
本发明还提供了一种模态可切换跨介质环境探测平台的探测方法，包括如下步骤：参数设定步骤：预先设定需要探测位置的坐标以及需要测量的深度，并储存在存储器中；
参数设定步骤：预先设定需要探测位置的坐标以及需要测量的各个深度，并储存在存储器中；
下潜探测步骤：
步骤一，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，并通过GPS模块实时比对坐标信息，使探测平台飞行至设定的坐标位置处，之后控制器通过气压传感器以及陀螺仪协调控制该探测平台平稳降落于水面；
步骤二，通过控制器控制气泵为漂浮气囊放气，使探测平台的重力大于浮力下潜；
步骤三，水深传感器实时检测水深数据并向控制器反馈，由控制器判断是否到达设定深度，当控制器判断探测平台到达设定深度时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力，使探测平台悬浮在设定深度，同时控制器控制温度传感器、盐度传感器以及水深传感器采集该设定深度的温度、盐度以及水深数据并存入存储器中，该设定深度数据采集完成后控制器控制四组旋翼机构停止运动；
步骤四，重复步骤三直至探测平台采集完各个设定深度的数据后，探测完成；
上浮回收步骤：探测完成后，控制器控制配重调整机构释放配重，使探测平台的浮力大于重力浮出水面，水深传感器与气压传感器实时检测数据并向控制器反馈，由控制器判断四组旋翼机构是否完全浮出水面，当控制器判断四组旋翼机构完全浮出水面时，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，使该探测平台飞回观测站完成回收。
进一步的，还包括避障步骤：声呐实时检测探测平台周围环境并向控制器反馈信号，由控制器判断周围是否存在障碍物，当控制器判断周围存在障碍物时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力避开障碍物。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：利用水深传感器、温度传感器以及盐度传感器实现数据采集；利用气泵为漂浮气囊充放气，使下潜过程中漂浮气囊体积减小重力大于浮力，实现下潜；利用配重调整机构在数据采集完成后释放配重，使浮力大于重力，实现上浮；利用侧边夹持机构便于安装传感机构安装盒，便于更换携带不同传感器的传感机构安装盒，同时利用侧边夹持机构、传感机构安装盒以及气泵平衡安装，保证重心居中；利用降落支撑机构与配重调整机构联动，保证降落支撑机构在数据采集完成之前不影响各个传感器，同时防止回收降落时磕碰仪器。
附图说明
图1为本发明的前视图；
图2为本发明的仰视图；
图3为本发明配重调整机构的左视图；
图4为本发明伸缩杆锁定机构的剖视图；
图5为本发明配重机构安装盒的剖视图；
图6为本发明的俯视图；
图7为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1-7所示，本发明公开的模态可切换跨介质环境探测平台包括：控制仓5、四组旋翼机构、漂浮气囊7、设备安装框架6、传感器安装盒25、侧边夹持机构、降落支撑机构以及配重调整机构；
四组旋翼机构均安装在控制仓5上；设备安装框架6为U形框架；设备安装框架6的两侧上边缘均固定在控制仓5的下侧面上；漂浮气囊7环绕式安装在设备安装框架6的上部；在设备安装框架6上安装有一个用于为漂浮气囊7充放气的气泵8；侧边夹持机构安装在设备安装框架6的左侧壁上，用于将传感器安装盒25夹紧安装在设备安装框架6上；在传感器安装盒25的外侧壁上设置有水深传感器、温度传感器以及盐度传感器；在设备安装框架6的下侧面上固定有一个配重机构安装盒13；配重调整机构安装在配重机构安装盒13上，用于调整设备整体的重量；在配重机构安装盒13的下侧面上安装有一个声呐20；降落支撑机构收缩安装在配重调整机构上，并与配重调整机构联动，用于在配重调整机构释放配重时联动伸出支撑；
在控制仓5内设置有GPS模块、陀螺仪、控制器、存储器、气泵驱动电路以及无线通信模块，在控制仓5的外侧壁上安装有气压传感器；气压传感器、无线通信模块、气泵驱动电路、存储器、水深传感器、温度传感器、盐度传感器、声呐20均与控制器电连接；控制器通过气泵驱动电路驱动气泵8为漂浮气囊7充放气；配重调整机构以及四组旋翼机构均由控制器驱动。
利用水深传感器、温度传感器以及盐度传感器实现数据采集；利用气泵8为漂浮气囊7充放气，使下潜过程中漂浮气囊7体积减小重力大于浮力，实现下潜；利用配重调整机构在数据采集完成后释放配重，使浮力大于重力，实现上浮；利用侧边夹持机构便于安装传感机构安装盒25，便于更换携带不同传感器的传感机构安装盒28，同时利用侧边夹持机构、传感机构安装盒25以及气泵8平衡安装，保证重心居中；利用降落支撑机构与配重调整机构联动，保证降落支撑机构在数据采集完成之前不影响各个传感器，同时防止回收降落时磕碰仪器。
进一步的，每组旋翼机构均包括旋翼悬臂4、旋翼26、旋翼驱动电机3以及圆筒形涵道1；四个旋翼悬臂4的一端分别安装在控制仓5的前后左右四个侧面上，且四个旋翼悬臂4呈十字形分布；旋翼驱动电机3安装在旋翼悬臂4的另一端上，且旋翼驱动电机3的输出轴竖直向上；旋翼26安装在旋翼驱动电机3的输出轴上；圆筒形涵道1固定在旋翼悬臂4上，且圆筒形涵道1的中心线与旋翼驱动电机3的输出轴的轴线相重合；旋翼26的叶片尖端贴近圆筒形涵道1的内侧壁；四个圆筒形涵道1的相邻处上边缘均通过连接板35连接；在连接板35的中心处且位于控制仓5的上方设置有一个通气口36；
在控制仓5内设置有旋翼电机驱动电路，旋翼电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过旋翼电机驱动电路协调控制四个旋翼驱动电机3。
利用圆筒形涵道1减小了旋翼26诱导阻力，使旋翼26产生更大的推力，同时旋翼3叶片尖端贴近圆筒形涵道1，降低了叶片尖端的气流损失；利用通气口36减小上升或下降时的空气阻力。
进一步的，在每个旋翼驱动电机3的下方均安装有一个浮力罐2；浮力罐2为双层结构，外层为炭纤维外壳，内部为充满高压气体的不锈钢储气罐。
利用浮力罐2保证了该探测平台在水面上的平稳性，并可以抵抗一定的海浪扰动对起飞的影响；利用双层结构防止不锈钢储气罐在下潜过程中因水压变形。
进一步的，侧边夹持机构由夹紧螺栓11以及压板9组成；在设备安装框架6的左侧面下部设置有一个螺纹孔；夹紧螺栓11螺纹旋合在螺纹孔上，且夹紧螺栓11的端部伸入设备安装框架6内；夹紧螺栓11的伸入端旋转式安装在压板9的左侧面上，且压板9位于设备安装框架6内；在夹紧螺栓11上螺纹旋合安装有一个用于并紧的夹紧螺母10；压板9的右侧面按压在传感器安装盒25的左侧面上。
利用螺纹孔与夹紧螺栓11的组合，保证压板9将传感机构安装盒25紧压在设备安装框架6上；利用夹紧螺母10并紧，实现夹紧螺栓11的机械防松。
进一步的，在压板9的右侧面上设置有橡胶垫。利用橡胶垫防止传感机构安装盒25被挤压变形。
进一步的，配重调整机构包括两个配重盒14、配重盒驱动电机18、两个配重块12、两块配重块挡板17以及一个主动齿轮19；
两个配重盒14分别固定在配重机构安装盒13的左右两侧面上；两个配重块12设置在两个配重盒14内；在两个配重盒14的下侧面上均设置有一个用于配重块12滑出的开口；在配重机构安装盒13内水平设置有一块隔板27，隔板27将配重机构安装盒13内空间分隔为上层空间与下层空间；配重盒驱动电机18安装在下层空间内，且配重盒驱动电机18的输出轴端部贯穿隔板27后伸入上层空间；主动齿轮19安装在配重盒驱动电机18输出轴的贯穿端上；在配重机构安装盒13的左右两侧壁上分别纵向设置有一个长条孔，且两个长条孔均与上层空间连通；两块配重块挡板17分别通过两个长条孔伸出配重机构安装盒13外，且两块配重块挡板17的伸出侧分别延伸至对应侧的配重盒14下方；在左侧的配重块挡板17的后侧边缘上以及右侧的配重块挡板17的前侧边缘上均固定有齿条，且两个齿条均与主动齿轮19相啮合；
在两块配重块挡板17的上侧面上均固定有一块定位板21，用于按压在配重机构安装盒13对应侧的内侧面上；在配重机构安装盒13的前后侧面上均固定有一个按压在对应侧配重块挡板17上侧面上的限位块22，用于防止配重块挡板17上下摆动；在控制仓5内设置有配重电机驱动电路，配重电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过配重电机驱动电路驱动配重盒驱动电机18旋转。
利用配重盒驱动电机18通过主动齿轮19同步控制两块配重块挡板17，使两块配重块挡板17同步缩回配重机构安装盒13内，从而保证两个配重块12同步下落；利用两块定位板21防止两块配重块挡板17与主动齿轮19脱离配合掉出配重机构安装盒13外；利用长条孔、限位块22与配重块挡板17之间的配合，对两块配重块挡板17进行纵向限位，保证了两块配重块挡板17与主动齿轮19配合的稳定性，同时防止两块配重块挡板17的伸出端上下摆动。
进一步的，降落支撑机构包括四个支脚方管16、四根伸缩杆23、四个伸缩杆锁定机构、两根连接杆24以及两根联动杆15；
其中两个支脚方管16的上端固定在左侧的配重盒14的左侧面上；另外两个支脚方管16的上端固定在右侧的配重盒14的右侧面上；四根伸缩杆23分别插装在四个支脚方管16上，且四根伸缩杆23的下端分别从四个支脚方管16的下端伸出；其中一个联动杆15固定在左前侧的伸缩杆23的右侧面上，另一个联动杆15固定在右后侧的伸缩杆23的左侧面上；在左前侧的支脚方管16的右侧面上以及右后侧的伸缩杆23的左侧面上均设置有一个联动杆导向孔31，两个联动杆15分别通过两个联动杆导向孔31伸出；两个配重块12分别将对应侧的联动杆15按压在对应侧的配重块挡板17上；在前侧的两个支脚方管16的后侧面上以及后侧的两个支脚方管16的前侧面上均设置有一个连接杆导向孔；同一根连接杆24的前后两端分别伸入对应侧的两个连接杆导向孔后固定在对应的两根伸缩杆23上；四个伸缩杆锁定机构分别安装在四个支脚方管16的下部，用于在四根伸缩杆23伸出后进行锁定。
利用两根连接杆24连接同一侧的两根伸缩杆23，实现了同一侧的两根伸缩杆23同步运动；利用两个联动杆15位于同一侧的配重块挡板17与配重块12之间，保证了在两个配重块挡板17缩回前四根伸缩杆23保持缩回状态，实现了四根伸缩杆23与配重调整机构之间的联动；利用四个伸缩杆锁定机构实现了四根伸缩杆23伸出后的定位。
进一步的，每个伸缩杆锁定机构均包括定位柱33、锁定弹簧29以及限位环片30；
在每个伸缩杆23的上部均设置有一个定位孔；在每个支脚方管16的下部均设置有一个管套28；定位柱33的一端贯穿支脚方管16后按压在伸缩杆23上，定位柱33的另一端从管套28内伸出；在定位柱33的伸出端上设置有一个限位球；限位环片30安装在定位柱33的中部；锁定弹簧29套设在定位柱33上，且锁定弹簧29弹性支撑在限位环片30与管套28的顶部之间，用于在四根伸缩杆23伸出后推动定位柱33的端部伸入定位孔内。
利用定位柱33、锁定弹簧29、定位孔以及限位环片30之间的配合，保证了当四根伸缩杆23伸出后，四个定位柱33的端部在锁定弹簧29作用下分别伸入对应的定位孔内，实现了四个伸缩杆23伸出后的定位。
如图7所示，本发明还提供了一种模态可切换跨介质环境探测平台的探测方法，包括如下步骤：
参数设定步骤：预先设定需要探测位置的坐标以及需要测量的各个深度，并储存在存储器中；
下潜探测步骤：
步骤一，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，并通过GPS模块实时比对坐标信息，使探测平台飞行至设定的坐标位置处，之后控制器通过气压传感器以及陀螺仪协调控制该探测平台平稳降落于水面；
步骤二，通过控制器控制气泵8为漂浮气囊7放气，使探测平台的重力大于浮力下潜；
步骤三，水深传感器实时检测水深数据并向控制器反馈，由控制器判断是否到达设定深度，当控制器判断探测平台到达设定深度时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力，使探测平台悬浮在设定深度，同时控制器控制温度传感器、盐度传感器以及水深传感器采集该设定深度的温度、盐度以及水深数据并存入存储器中，该设定深度数据采集完成后控制器控制四组旋翼机构停止运动；
步骤四，重复步骤三直至探测平台采集完各个设定深度的数据后，探测完成；
上浮回收步骤：探测完成后，控制器控制配重调整机构释放配重，使探测平台的浮力大于重力浮出水面，水深传感器与气压传感器实时检测数据并向控制器反馈，由控制器判断四组旋翼机构是否完全浮出水面，当控制器判断四组旋翼机构完全浮出水面时，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，使该探测平台飞回观测站完成回收。
进一步的，还包括避障步骤：声呐20实时检测探测平台周围环境并向控制器反馈信号，由控制器判断周围是否存在障碍物，当控制器判断周围存在障碍物时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力避开障碍物。
通过上述的模态可切换跨介质环境探测平台的探测方法，能够实现该模态可切换跨介质环境探测平台自动探测数据并返回观测站。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (9)

1.一种模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：包括控制仓(5)、四组旋翼机构、漂浮气囊(7)、设备安装框架(6)、传感器安装盒(25)、侧边夹持机构、降落支撑机构以及配重调整机构；
四组旋翼机构均安装在控制仓(5)上；设备安装框架(6)为U形框架；设备安装框架(6)的两侧上边缘均固定在控制仓(5)的下侧面上；漂浮气囊(7)环绕式安装在设备安装框架(6)的上部；在设备安装框架(6)上安装有一个用于为漂浮气囊(7)充放气的气泵(8)；侧边夹持机构安装在设备安装框架(6)的左侧壁上，用于将传感器安装盒(25)夹紧安装在设备安装框架(6)的右侧壁上；在传感器安装盒(25)的外侧壁上设置有水深传感器、温度传感器以及盐度传感器；在设备安装框架(6)的下侧面上固定有一个配重机构安装盒(13)；配重调整机构安装在配重机构安装盒(13)上，用于调整设备整体的重量；配重机构安装盒(13)的下侧面上安装有一个声呐(20)；降落支撑机构收缩安装在配重调整机构上，并与配重调整机构联动，用于在配重调整机构释放配重时联动伸出支撑；
在控制仓(5)内设置有GPS模块、陀螺仪、控制器、存储器、气泵驱动电路以及无线通信模块，在控制仓(5)的外侧壁上安装有气压传感器；GPS模块、陀螺仪、气压传感器、无线通信模块、气泵驱动电路、存储器、水深传感器、温度传感器、盐度传感器、声呐(20)均与控制器电连接；控制器通过气泵驱动电路驱动气泵(8)为漂浮气囊(7)充放气；配重调整机构以及四组旋翼机构均由控制器驱动；
配重调整机构包括两个配重盒(14)、配重盒驱动电机(18)、两个配重块(12)、两块配重块挡板(17)以及一个主动齿轮(19)；
两个配重盒(14)分别固定在配重机构安装盒(13)的左右两侧面上；两个配重块(12)设置在两个配重盒(14)内；在两个配重盒(14)的下侧面上均设置有一个用于配重块(12)滑出的开口；在配重机构安装盒(13)内水平设置有一块隔板(27)，隔板(27)将配重机构安装盒(13)内空间分隔为上层空间与下层空间；配重盒驱动电机(18)安装在下层空间内，且配重盒驱动电机(18)的输出轴端部贯穿隔板(27)后伸入上层空间；主动齿轮(19)安装在配重盒驱动电机(18)输出轴的贯穿端上；在配重机构安装盒(13)的左右两侧壁上分别纵向设置有一个长条孔，且两个长条孔均与上层空间连通；两块配重块挡板(17)分别通过两个长条孔伸出配重机构安装盒(13)外，且两块配重块挡板(17)的伸出侧分别延伸至对应侧的配重盒(14)下方；在左侧的配重块挡板(17)的后侧边缘上以及右侧的配重块挡板(17)的前侧边缘上均固定有齿条，且两个齿条均与主动齿轮(19)相啮合；在两块配重块挡板(17)的上侧面上均固定有一块定位板(21)，用于按压在配重机构安装盒(13)对应侧的内侧面上；在配重机构安装盒(13)的前后侧面上均固定有一个按压在对应侧配重块挡板(17)上侧面上的限位块(22)，用于防止配重块挡板(17)上下摆动；在控制仓(5)内设置有配重电机驱动电路，配重电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过配重电机驱动电路驱动配重盒驱动电机(18)旋转。
2.根据权利要求1所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：每组旋翼机构均包括旋翼悬臂(4)、旋翼(26)、旋翼驱动电机(3)以及圆筒形涵道(1)；四个旋翼悬臂(4)的一端分别安装在控制仓(5)的前后左右四个侧面上，且四个旋翼悬臂(4)呈十字形分布；旋翼驱动电机(3)安装在旋翼悬臂(4)的另一端上，且旋翼驱动电机(3)的输出轴竖直向上；旋翼(26)安装在旋翼驱动电机(3)的输出轴上；圆筒形涵道(1)固定在旋翼悬臂(4)上，且圆筒形涵道(1)的中心线与旋翼驱动电机(3)的输出轴的轴线相重合；旋翼(26)的叶片尖端贴近圆筒形涵道(1)的内侧壁；四个圆筒形涵道(1)的相邻处上边缘均通过连接板(35)连接；在连接板(35)的中心处且位于控制仓(5)的上方设置有一个通气口(36)；
在控制仓(5)内设置有旋翼电机驱动电路，旋翼电机驱动电路与控制器电连接，控制器通过旋翼电机驱动电路协调控制四个旋翼驱动电机(3)。
3.根据权利要求2所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：在每个旋翼驱动电机(3)的下方均安装有一个浮力罐(2)；浮力罐(2)为双层结构，外层为炭纤维外壳，内部为充满高压气体的不锈钢储气罐。
4.根据权利要求1所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：侧边夹持机构由夹紧螺栓(11)以及压板(9)组成；在设备安装框架(6)的左侧面下部设置有一个螺纹孔；夹紧螺栓(11)螺纹旋合在螺纹孔上，且夹紧螺栓(11)的端部伸入设备安装框架(6)内；夹紧螺栓(11)的伸入端旋转式安装在压板(9)的左侧面上，且压板(9)位于设备安装框架(6)内；在夹紧螺栓(11)上螺纹旋合安装有一个用于并紧的夹紧螺母(10)；压板(9)的右侧面按压在传感器安装盒(25)的左侧面上。
5.根据权利要求4所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：在压板(9)的右侧面上设置有橡胶垫。
6.根据权利要求1所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：降落支撑机构包括四个支脚方管(16)、四根伸缩杆(23)、四个伸缩杆锁定机构、两根连接杆(24)以及两根联动杆(15)；其中两个支脚方管(16)的上端固定在左侧的配重盒(14)的左侧面上；另外两个支脚方管(16)的上端固定在右侧的配重盒(14)的右侧面上；四根伸缩杆(23)分别插装在四个支脚方管(16)上，且四根伸缩杆(23)的下端分别从四个支脚方管(16)的下端伸出；其中一个联动杆(15)固定在左前侧的伸缩杆(23)的右侧面上，另一个联动杆(15)固定在右后侧的伸缩杆(23)的左侧面上；在左前侧的支脚方管(16)的右侧面上以及右后侧的伸缩杆(23)的左侧面上均设置有一个联动杆导向孔(31)，两个联动杆(15)分别通过两个联动杆导向孔(31)伸出；两个配重块(12)分别将对应侧的联动杆(15)按压在对应侧的配重块挡板(17)上；在前侧的两个支脚方管(16)的后侧面上以及后侧的两个支脚方管(16)的前侧面上均设置有一个连接杆导向孔；同一根连接杆(24)的前后两端分别伸入对应侧的两个连接杆导向孔后固定在对应的两根伸缩杆(23)上；四个伸缩杆锁定机构分别安装在四个支脚方管(16)的下部，用于在四根伸缩杆(23)伸出后进行锁定。
7.根据权利要求6所述的模态可切换跨介质环境探测平台，其特征在于：每个伸缩杆锁定机构均包括定位柱(33)、锁定弹簧(29)以及限位环片(30)；
在每个伸缩杆(23)的上部均设置有一个定位孔；在每个支脚方管(16)的下部均设置有一个管套(28)；定位柱(33)的一端贯穿支脚方管(16)后按压在伸缩杆(23)上，定位柱(33)的另一端从管套(28)内伸出；在定位柱(33)的伸出端上设置有一个限位球；限位环片(30)安装在定位柱(33)的中部；锁定弹簧(29)套设在定位柱(33)上，且锁定弹簧(29)弹性支撑在限位环片(30)与管套(28)的顶部之间，用于在四根伸缩杆(23)伸出后推动定位柱(33)的端部伸入定位孔内。
8.根据权利要求1所述的模态可切换跨介质环境探测平台的探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
参数设定步骤：预先设定需要探测位置的坐标以及需要测量的各个深度，并储存在存储器中；
下潜探测步骤：
步骤一，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，并通过GPS模块实时比对坐标信息，使探测平台飞行至设定的坐标位置处，之后控制器通过气压传感器以及陀螺仪协调控制该探测平台平稳降落于水面；
步骤二，通过控制器控制气泵(8)为漂浮气囊(7)放气，使探测平台的重力大于浮力下潜；
步骤三，水深传感器实时检测水深数据并向控制器反馈，由控制器判断是否到达设定深度，当控制器判断探测平台到达设定深度时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力，使探测平台悬浮在设定深度，同时控制器控制温度传感器、盐度传感器以及水深传感器采集该设定深度的温度、盐度以及水深数据并存入存储器中，该设定深度数据采集完成后控制器控制四组旋翼机构停止运动；
步骤四，重复步骤三直至探测平台采集完各个设定深度的数据后，探测完成；
上浮回收步骤：探测完成后，控制器控制配重调整机构释放配重，使探测平台的浮力大于重力浮出水面，水深传感器与气压传感器实时检测数据并向控制器反馈，由控制器判断四组旋翼机构是否完全浮出水面，当控制器判断四组旋翼机构完全浮出水面时，控制器协调控制四组旋翼机构起飞，使该探测平台飞回观测站完成回收。
9.根据权利要求8所述的模态可切换跨介质环境探测平台的探测方法，其特征在于，还包括避障步骤：声呐(20)实时检测探测平台周围环境并向控制器反馈信号，由控制器判断周围是否存在障碍物，当控制器判断周围存在障碍物时，控制器协调控制四组旋翼机构运动产生推力避开障碍物。
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