一种多点位模块化水样采集装置及其采集方法与流程

本发明属于水下作业领域，具体地说是一种多点位模块化水样采集装置及其采集方法。

背景技术：

目前在水下作业技术领域，尤其在海洋科考任务中，水样采集是对水下机器人、着陆器或其他水下作业平台的常规需求。水下作业平台空间、重量有限，无法为一个作业工具提供多个驱动端口，因此使用较少的端口需求实现更多、更繁琐的作业目标具有重要意义。另外水下作业平台在不同作业目标的下潜任务中需搭载不同作业工具，实现作业工具的模块化设计，可有效提高海上作业效率。

技术实现要素：

为了满足水下作业的需要，本发明的目的在于提供一种多点位模块化水样采集装置及其采集方法。该水样采集装置可工作在全海深。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的水样采集装置包括框架、采水瓶安装架、采水瓶、伺服执行器、连接支架、滑动杆、间隔释放柱及采水瓶释放绳，其中采水瓶为多个，分别通过采水瓶安装架安装在所述框架上；所述伺服执行器安装在框架上，输出端通过连接支架与滑动杆相连；在所述伺服执行器的一侧设有多个均匀设置的间隔释放柱，所述滑动杆由各间隔释放柱穿过、并与各间隔释放柱相对滑动；各所述采水瓶与滑动杆之间分别通过采水瓶释放绳相连，每根所述采水瓶释放绳的一端连接于采水瓶上，另一端挂在所述滑动杆上、并位于相邻间隔释放柱之间；所述滑动杆通过伺服执行器带动移动，进而释放采水瓶释放绳，完成多个采水瓶的水样采集动作；

其中：各所述间隔释放柱等距安装在框架上、位于所述伺服执行器的一侧，每个所述间隔释放柱上均开设有供滑动杆穿过的通孔；相邻间隔释放柱之间的滑动杆上至少挂有一根采水瓶释放绳；所述滑动杆通过伺服执行器带动每次移动的距离等于相邻两所述间隔释放柱之间的间距；

所述采水瓶释放绳的另一端均通过登山扣挂在相邻间隔释放柱之间的滑动杆上；所述伺服执行器安装在框架的中心线上，各所述采水瓶均匀分布在该伺服执行器的两侧；

本发明多点位模块化水样采集装置的采集方法为：

水样采集作业前，所述伺服执行器处于初始位置，所述滑动杆位于最下端；水样采集过程中，所述伺服执行器每接受一次水下作业平台上控制系统发出的指令，都会通过连接支架带动滑动杆向上移动，每次移动的距离等于相邻两间隔释放柱之间的间距，释放滑动杆上位于相邻两间隔释放柱之间的采水瓶释放绳，与被释放的采水瓶释放绳相连的采水瓶关闭，进而完成水样采集动作，直至所有采水瓶均采集完成，即可通过一个伺服执行器完成多个水样采集工作；

其中：每根所述采水瓶释放绳的另一端通过登山扣挂在相邻间隔释放柱之间的滑动杆上，当所述滑动杆由伺服执行器带动向上移动一个两间隔释放柱之间的间距后，该相邻两间隔释放柱之间的采水瓶释放绳另一端连接的登山扣即从滑动杆上被释放，采水瓶释放绳对采水瓶的瓶口拉力消失，采水瓶的瓶口关闭，完成水样采集。

本发明的优点与积极效果为：

1.模块化设计：本发明的水样采集装置采用模块化设计，实现水样采集功能的主要元件均集成在框架内部，水下作业平台只需提供一个驱动端口与伺服执行器相连即可。

2.作业效率高：本发明的水样采集装置使用一个伺服执行器驱动释放装置，实现多个采水瓶的水样采集工作，且采水瓶可在不同深度、不同作业地点按顺序逐个释放，提高作业效率。

3.操作灵活：本发明的水样采集装置中间隔释放柱之间形成了均匀间隙l，每个间隙内均可挂装采水瓶释放绳索，将伺服执行器每次运动行程设定为l，即可通过一个触发信号实现一次水样采集工作；采水瓶释放绳索通过梨形登山扣挂装在释放机构上，操作灵活。

4.本发明的采集方法便于操作。

附图说明

图1为本发明水样采集装置的整体结构示意图；

图2为图1中a处的局部放大图；

其中：1为框架，2为采水瓶安装架，3为采水瓶，4为伺服执行器，5为连接支架，6为滑动杆，7为间隔释放柱，8为采水瓶释放绳，9为登山扣。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明的水样采集装置包括框架1、采水瓶安装架2、采水瓶3、伺服执行器4、连接支架5、滑动杆6、间隔释放柱7及采水瓶释放绳8，采水瓶安装架2、采水瓶3、伺服执行器4、连接支架5、滑动杆6及间隔释放柱7均集成于框架1内部，只需水下作业平台上的控制系统(本发明的控制系统为现有技术)提供伺服执行器4的驱动即可，具有模块化特征。

采水瓶3为多个，均匀分布在该伺服执行器4的两侧，伺服执行器4两侧的采水瓶3数量相同，每个采水瓶3均通过采水瓶安装架2安装在框架1上。

伺服执行器4安装在框架1上、并位于框架1的中心线上，在伺服执行器4的一侧设有多个均匀设置的间隔释放柱7，各间隔释放柱7等距安装在框架1上，每个间隔释放柱7上均开设有通孔。滑动杆6由各间隔释放柱7上的通孔内平滑穿过，可与各间隔释放柱7相对滑动。伺服执行器4的输出端通过连接支架5与滑动杆6的上端相连，带动滑动杆6移动。

每个采水瓶3均通过一根采水瓶释放绳8与滑动杆6相连。每根采水瓶释放绳8的一端连接于一个采水瓶3上，另一端均通过登山扣9挂在相邻间隔释放柱7之间的滑动杆6上，可通过单一的伺服执行器4完成多个采水瓶3的水样采集动作；相邻间隔释放柱7之间的滑动杆6上至少挂有一根采水瓶释放绳8另一端的登山扣9。本发明的登山扣9为梨形登山扣。

本发明的采水瓶3为市购产品，购置于美国sea-birdelectronics公司，型号为otepvcsamplebottle,2.5liter。

本发明的采集方法为：

相邻间隔释放柱7之间的间距为l。每个间距l之间的滑动杆6上都可用于挂装登山扣9，可每个间距l之间的滑动杆6挂装一个登山扣9，也可挂装多个登山扣9，视具体采集要求而定。

水样采集装置与水下作业平台之间通过一个驱动端口相连。水样采集作业前，伺服执行器4处于初始位置，滑动杆6位于最下端。水样采集过程中，伺服执行器4每接受一次水下作业平台上控制系统发出的指令，都会通过连接支架5带动滑动杆6向上步进移动距离l，释放距离l之间滑动杆6上所挂的登山扣9，进而释放对应的采水瓶释放绳8。采水瓶释放绳8被释放后，对采水瓶3的瓶口拉力消失，与被释放的采水瓶释放绳8相连的采水瓶3的瓶口关闭，进而完成水样采集动作，直至所有采水瓶3均采集完成，即可通过一个伺服执行器4释放不同的采水瓶3，完成多个水样采集工作，从而实现不同点位的水样采集功能。

本发明给出了一种多点位模块化水样采集装置，可工作在全海深；它具有模块化设计、作业效率高、操作灵活、对作业平台依赖小等诸多优点，为水下作业平台等海洋装备提供了一种可工作于全海深的多点位模块化水样采集装置。

技术特征：

技术总结
本发明属于水下作业领域，具体地说是一种多点位模块化水样采集装置及其采集方法，采水瓶为多个，分别通过采水瓶安装架安装在框架上；伺服执行器安装在框架上，输出端通过连接支架与滑动杆相连；在伺服执行器的一侧设有多个均匀设置的间隔释放柱，滑动杆由各间隔释放柱穿过、并与各间隔释放柱相对滑动；各采水瓶与滑动杆之间分别通过采水瓶释放绳相连，每根采水瓶释放绳的一端连接于采水瓶上，另一端挂在滑动杆上、并位于相邻间隔释放柱之间；滑动杆通过伺服执行器带动移动，进而释放采水瓶释放绳，完成多个采水瓶的水样采集动作。发明具有模块化设计、作业效率高、操作灵活等优点。

技术研发人员：杜林森;李彬;王海龙;孙斌
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：2017.12.12
技术公布日：2019.06.21