下潜式多功能海洋调查取样机器人的制作方法

文档序号:14398500

本实用新型涉及海水取样设备技术领域,尤其涉及一种下潜式多功能海洋调查取样机器人。



背景技术:

海洋占据了地球71%的面积,其中储存着大量尚未开发的能源及资源,但目前人类对海洋的探索不过冰山一角,如果想充分利用海洋资源,需要不断地对海洋进行深入研究。而对海洋的研究不可避免的需要对不同水层的海水进行取样,然后通过对样品的分析得出相应的结论。目前对海水取样的设备存在功能单一而制造成本高的问题。



技术实现要素:

本实用新型针对现有技术的不足,提供一种下潜式多功能海洋调查取样机器人,制造成本低,不仅可以进行不同深度的海水取样,还可以提供温度和影像资料。

本实用新型是通过如下技术方案实现的,提供一种下潜式多功能海洋调查取样机器人,包括舱体以及与所述舱体连接的升降装置,所述舱体内由密封隔板分为控制功能室和取样存储室,所述取样存储室的舱壁上设有水样进口和排放口,所述水样进口处安装有由舱外向舱内流通的单向阀;还包括一端与所述单向阀的阀杆固接的顶杆,所述顶杆的另一端穿过所述密封隔板,并与所述密封隔板密封滑接,所述控制功能室内安装有带动所述顶杆沿其轴向移动的推拉装置。

本方案通过升降装置将舱体下方一定深度,通过推拉装置推动顶杆压缩单向阀的阀杆,单向阀被打开,海水进入取样存储室,然后利用推拉装置将顶杆拉回,单向阀关闭,由升降装置将舱体提升至船体上,研究人员打开排放口即可获得所要的水样;由于控制功能室和取样存储室相互独立,避免了水样进入控制功能室,从而避免了控制功能室内电器件被损坏。

作为优选,所述推拉装置为与所述密封隔板固接的电磁铁推动器,所述电磁铁推动器的推杆与所述顶杆固接。利用电磁铁推动器中电磁铁的动芯和定铁芯在通电吸合和断电释放来实现推杆的往复直线运动,从而实现带动顶杆移动,动作迅速,保证了单向阀启闭的可靠性。

作为优选,所述单向阀包括与舱体通过螺纹密封固接的阀块,以及与所述阀块围成缓冲腔、且开设有将所述缓冲腔与取样存储室连通的进水孔的阀壳,所述阀杆穿过所述进水孔的一端与所述顶杆固接,缓冲腔内的阀杆上固设有尺寸大于所述进水孔的密封台,所述密封台与阀块之间的阀杆上套接有压缩弹簧,所述阀块上开设有将缓冲腔与舱体外部连通的进水口。本优选方案的单向阀在初始状态为闭合,压缩弹簧将密封台顶紧,从而将进水孔密封,使用时,顶杆推动阀杆,将压缩弹簧进一步压缩,进水孔打开,海水经进水口、缓冲腔和进水孔后进入取样存储室,取样结束后,顶杆失去对阀杆的压缩,密封台重新将进水孔密封,避免取样存储室内的水样外流。

作为优化,所述控制功能室前端的舱壁上安装有玻璃透镜,所述玻璃透镜处安装有固定于控制功能室内的水下摄像机。通过玻璃透镜和水下摄像机的设置,可以进行影像资料的收集,便于对水样所在水层的环境进行观察。

作为优化,所述玻璃透镜和水下摄像机安装于前端封头上,所述前端封头与舱体通过螺纹密封连接。便于对控制功能室内的部件进行安装和检修。

作为优化,所述控制功能室的舱壁上固设有温度传感器。通过温度传感器检测水样周围温度,对水样的了解更加全面,更有利于进行深入研究。

作为优化,所述舱体的后端设置有叶片尾翼。利用叶片尾翼维持舱体平衡,最大限度上减少了海流波动对舱体平衡的影响。

作为优选,所述升降装置为带有绳索的卷扬装置,所述绳索与固定于舱体上的吊环固接。本优选方案的升降装置结构简单,操作方便,使用和维护成本均较低。

本实用新型的有益效果为:制造成本低,操作方便,可以完成不同深度的海水样品采集,同时获取取样点处海水的温度和影像资料,以适应多种领域的取样需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图;

图2为本实用新型投放示意图;

图3为本实用新型使用过程示意图;

图4为本实用新型中单向阀关闭时状态示意图;

图5为本实用新型中单向阀打开时状态示意图;

图中所示:

1、取样存储室,2、排放口,3、温度传感器,4、密封条,5、水下摄像机,6、玻璃透镜,7、控制功能室,8、推拉装置, 9、进线口,10、绳索,11、吊环,12、顶杆,13、叶片尾翼,14、水样进口,15、单向阀,16、卷扬装置。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。

如图1所示一种下潜式多功能海洋调查取样机器人,包括舱体、安装于舱体后端的叶片尾翼13,以及与所述舱体连接的卷扬装置16,卷扬装置的卷筒安装在船体上,卷筒上缠绕有绳索10,绳索10与舱体上固定的吊环11固接,通过卷扬装置进行舱体的下方和提升。

舱体内由密封隔板分为控制功能室7和取样存储室1,所述取样存储室1的舱壁上设有水样进口14和排放口2,所述水样进口14处安装有由舱外向舱内流通的单向阀15。作为优选方案,本实施例的单向阀15包括与舱体通过螺纹密封固接的阀块,以及与所述阀块围成缓冲腔、且开设有将所述缓冲腔与取样存储室1连通的进水孔的阀壳,单向阀的阀杆穿过所述进水孔。位于缓冲腔内的阀杆上固设有尺寸大于所述进水孔的密封台,所述密封台与阀块之间的阀杆上套接有压缩弹簧,压缩弹簧将密封台顶紧于进水孔,从而将进水孔堵住,在阀块上开设有将缓冲腔与舱体外部连通的进水口,在压缩弹簧通过阀杆进一步被压缩时,密封台与进水孔脱离,外部海水经进水口、缓冲腔和进水孔进入至取样存储室1。

本实施例还包括一端与单向阀15的阀杆穿过进水孔的一端固接的顶杆12,所述顶杆12的另一端穿过舱体内的密封隔板,并与所述密封隔板密封滑接,顶杆与密封隔板之间设置有密封环。

控制功能室7内安装有带动顶杆12沿其轴向移动的推拉装置8,本实施例的推拉装置8为与密封隔板固接的电磁铁推动器,电磁铁推动器的推杆与顶杆12固接。电磁铁推动器通电时,电磁铁的动芯向定铁芯移动完成吸合,定铁芯移动时带动顶杆12向单向阀移动,通过密封台对缓冲腔内的压缩弹簧进行压缩,使密封台脱离进水孔;电磁铁推动器断电时,电磁铁的动芯和定铁芯分离,带动顶杆远离单向阀移动,密封台在压缩弹簧的作用下重新贴合与进水孔处。

控制功能室7前端的舱壁上还安装有玻璃透镜6,所述玻璃透镜6处安装有固定于控制功能室7内的水下摄像机5,利用水下摄像机进行影像资料的采集。为方便安装和检修,将玻璃透镜6和水下摄像机5安装于前端封头上,所述前端封头与舱体通过螺纹密封连接,且在前端封头与舱体对接处设置有密封条4。

在控制功能室7的舱壁上固设有温度传感器3,以获取取样处的温度。

为了保证温度信号和影响资料传输的可靠性,以及电磁铁推动器用电的安全性,在舱体上固设有进线口9,所有信号线及电源线经进线口9进入控制功能室,进线口与舱体之间密封固接,信号线、电源线穿过进线口处也进行密封处理。

为使本海洋调查机器人具有足够的抗水压性能以及良好的耐海水腐蚀能力,采用NiCr不锈钢作为舱体和密封隔板的主体材料,以提高整体耐压等级;所有密封件均采用优质丁晴橡胶密封元件,使本机器人具有良好的密封性能,可以有效地防止机器人外部的海水压入控制室内,导致装置损坏。该海洋调查取样机器人采用流线型的外形设计,减少了水体对仪器的阻力;尾部设有的尾翼可以随水流自动调整并维持机体平衡,最大限度上减少了海流波动对机体平衡的影响。

本取样机器人的工作原理为:舱体关闭时,单向阀在弹簧压力作用下处于关闭密封状态,此时海水无法进入取样室,当舱体下潜到所需深度时,通过界面操作给电磁铁推动器通电,顶杆在电磁铁推动器推力作用下,向进水口方向位移,此时弹簧被压缩,单向阀开启,水样在水压作用下由进水口压入取样存储室。60秒后停止通电,在弹簧的推动下,单向阀阀杆被推回关闭位置,样品水体被保存在取样存储室内,当舱体被提升至工作船上时,打开排放开关,完成水体样品收集工作。

本海洋调查机器人融合了多种仪器功能,独特的单向阀开闭密封设计,使该仪器不仅可以进行不同海水深度水体采样,还兼具温度测量功能,仪器上的摄影设备可以将水底的生物、地质影像资料进行储存,为近海区域海洋调查提供支持。本海洋调查机器人体积小,制造成本较低,操作方便。经过试验,该仪器可实现水深10至50米的海洋调查,不仅可以满足中国近海海区的海洋调查,还可以满足学生海洋实习的需求,应用领域十分宽广。

当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制,参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨,也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

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