一种搭载式深海宏生物保压取样装置的制作方法

本发明属于生物取样设备，具体涉及一种搭载式深海宏生物保压取样装置。

背景技术：

我国海洋科考已迈入万米时代，我国自主研发的多种深海仪器装备进入了万米深海进行作业。在深海科考过程中，采集深海中的生物样品，是现代海洋学研究的重要内容。随着各种海洋科学研究与海洋资源开发利用的不断深入，如何快速、方便和有效地对海洋生物进行调查采样，以获得第一手的海洋生物科学研究样品，全面了解特定海域的生物资源情况，成为了重要课题。针对深海大生物捕获存在着一个难题，就是所捕获生物的存活率，当今的采样技术在捕获稍微大型的生物的时候，很难克服保压的问题，往往把深海生物从海底捞上来的过程中生物已经死亡。研发高效、无损伤的宏生物保压取样设备具备重要意义。目前，国内深海科考尚无深海活体宏生物取样装置，分析其主要原因在于：深海是一个低温(3摄氏度左右)、高压的极端环境，活体大生物的诱捕取样需要取样装置具备低温、保压功能，深海活体宏生物诱捕保压装置要突破自动保压密封技术，样品压力维持与转移处理技术等深海关键技术，同时，深海大生物捕获全过程中应保持低温环境。例如，获取活体狮子鱼和钩虾样本进行分析研究，有助于了解深渊生物演化及其极端环境适应性的机制，针对深海宏生物低温保压取样的科学需求。

而且由于深海的大生物样本的采集不易，不能在转送过程中出现大生物的损伤或死亡，而且为了，故转送过程中需要采用软管将大生物进行转移，避免大生物的碰伤或死亡。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是能够在能够将捕获的大生物完整的进行转移，同时避免转移过程中出现储放装置变形而造成大生物死亡或受伤的一种搭载式深海宏生物保压取样装置。

本发明的一种搭载式深海宏生物保压取样装置，包括取样装置，所述取样装置的一端与之相连通的插接件，所述插接件的另一端设有与之相抵接的筒体，所述筒体一端封闭，所述筒体的另一端设有第一通孔，所述第一通孔内设有与所述筒体固定连接的第一软管，还包括若干第一齿轮，所述第一齿轮的表面设有第二通孔，所述第一软管穿过所述第二通孔，所述第一软管与所述第一齿轮固定连接，所述筒体的内壁设有若干第一电机，所述第一电机的输出端设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述筒体的内壁还设有与之固定连接的伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端设有第二电机，所述第二电机的输出端设有固定杆，所述固定杆与所述第一软管之间螺纹连接，所述固定杆的表面设有第一水囊，所述第一水囊上设有第二软管，所述第二软管上设有泵，所述第二软管的另一端设有第二水囊，所述第二水囊的体积大于所述第一水囊的体积，所述第一软管的端部与所述筒体的内壁之间通过若干第一绳索连接，所述取样装置上设有控制器，所述控制器分别与所述泵、第一电机和第二电机信号连接，所述泵、第一电机和第二电机均与外接电源电连接。

进一步的，所述第一通孔的外周设有套筒，所述套筒与所述筒体固定连接，所述套筒的表面设有环形槽，所述环形槽内卡接有第一磁铁，所述第二水囊上设有第二绳索，所述第二绳索上设有盖板，所述盖板的表面嵌有第二磁铁，所述第一磁铁与所述第二磁铁相吸合，所述套筒和所述盖板的外壁均设有环形凸板，所述筒体外壁上设有用于卡紧所述环形凸板的若干密封机构。

进一步的，所述密封机构包括支撑板和第一液压缸，所述支撑板呈l形，所述支撑板与所述筒体固定连接，所述第一液压缸设于所述支撑板上，所述第一液压缸的伸缩端设有c形块，所述c形块的表面设有凹槽，所述凹槽用于卡紧所述环形凸板。

进一步的，所述取样装置包括框架和两端开口的保压筒，所述保压筒设于所述框架上，所述保压筒的内部为采样腔，所述保压筒的外部套有轻质的外壳，所述保压筒的表面设有若干接口，所述接口穿过所述外壳，所述保压筒的一端设有上端盖，所述上端盖与所述保压筒之间通过锁紧机构锁紧，所述保压筒的另一端的内部设有翻板密封机构，所述保压筒的另一端与所述插接件相连通，所述上端盖上设有上端盖操控机构，所述锁紧机构和上端盖操控机构均设于所述框架上。

进一步的，所述锁紧机构包括第一抱箍、第二抱箍、若干移动导向轴、第二液压缸和第三液压缸，所述框架上设有若干支座，所述第二液压缸和第三液压缸均设于所述支座上，所述第二液压缸的伸缩端与所述第一抱箍相连，所述第三液压缸的伸缩端与所述第二抱箍相连，所述第一抱箍和第二抱箍用于将所述保压筒和上端盖进行自锁密封，所述移动导向轴亦设于所述支座上，所述移动导向轴穿过所述第一抱箍和第二抱箍。

进一步的，所述上端盖操控机构包括第四液压缸、导向筒、旋转轴和轴承，所述第四液压缸设于所述框架上，所述导向筒设于所述旋转轴的外部并与之相卡紧，所述旋转轴的底部通过所述轴承与所述第四液压缸的伸缩端固定连接，所述旋转轴上设有与之可拆卸连接的夹持板，所述夹持板与所述上端盖连接。

进一步的，所述翻板密封机构包括阀门、预紧弹簧、第五液压缸、滑块、滑槽、连杆和若干密封圈，所述阀门与所述保压筒可拆卸连接，所述阀门上设有盖子，所述盖子与所述阀门之间通过所述预紧弹簧相连，所述第五液压缸设于所述保压筒的内壁上，所述保压筒的内壁设有所述滑槽，所述滑槽内设有所述滑块，所述滑块与所述第五液压缸的伸缩端固定连接，所述连杆与所述滑块铰连接，所述连杆与所述盖子铰连接，所述密封圈用于将所述阀门与所述保压筒的结合处以及所述阀门与所述插接件的结合处进行密封。

进一步的，还包括压力补偿机构，所述压力补偿机构包括蓄能筒、活塞、第一充气截止阀、若干预调弹簧、限位挡板和第二充气截止阀，所述活塞设于所述蓄能筒内，所述活塞与所述预调弹簧固定连接，所述预调弹簧的另一端与所述蓄能筒的内壁固定连接，所述第一充气截止阀和第二充气截止阀均与所述蓄能筒相连通，所述第二充气截止阀与所述接口相连通。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种搭载式深海宏生物保压取样装置，通过所述取样装置将大生物在深海下进行捕获并保存，然后将取样装置收回至地面，通过所述插接件插入所述取样装置内，然后将所述筒体与所述插接件连接在一起，然后即可进行大生物的转移工作，通过所述控制器控制所述第二电机的输出端正向转动，从而使得所述固定杆与所述第一软管之间的重合度逐渐增大，而所述伸缩杆亦随着所述固定杆与所述第一软管之间的重合度增大而伸长，从而使得所述第二水囊从所述第一软管内进入所述取样装置内，然后通过所述第二电机的输出端反向转动，使得所述固定杆与所述第一软管之间的重合度逐渐减小，进而使得所述伸缩杆亦随着所述固定杆与所述第一软管之间的重合度减小而缩短，当所述第二水囊与所述第一软管分离后，通过所述控制器控制所述泵，使得所述第一水囊内的水被打入所述第二水囊中，从而使得所述第二水囊体积增大直至与所述取样装置的直径相同，然后即可随着所述伸缩杆的收缩将大生物从所述取样装置赶入所述第一软管内，由于所述第一水囊和第二水囊与所述第一软管直接接触时的摩擦力较大，而且所述固定杆会与所述第一软管之间产生相对转动，因此为了避免所述第一软管的扭转导致大生物被卷住而死亡，通过所述控制器控制所述第一电机的输出端转动，使得所述第二齿轮驱动所述第一齿轮转动，进而使得所述第一软管在每一段区间内均可以通过所述第一齿轮的带动下保持原状，不易出现所述第一软管扭转的现象，从而减少了大生物受损或死亡的几率，实现了大生物的完整转移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的局部结构的立体图；

图2为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的上端盖操控机构的结构示意图；

图3为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的压力补偿机构的结构示意图；

图4为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的翻板密封机构的结构示意图；

图5为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的局部结构示意图；

图6为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的第一软管内部的结构示意图；

图7为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的第一齿轮的结构示意图；

图8为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的盖板的仰视图；

图9为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的套筒的俯视图；

图10为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的第一液压缸和c形块配合示意图；

图11为本发明一种搭载式深海宏生物保压取样装置的局部结构示意图。

图中，1为插接件，2为筒体，3为第一通孔，4为第一软管，5为第一齿轮，6为第二通孔，7为第一电机，8为第二齿轮，9为伸缩杆，10为第二电机，11为固定杆，12为第一水囊，13为第二软管，14为泵，15为第二水囊，16为第一绳索，17为控制器，18为套筒，19为环形槽，20为第一磁铁，21为第二绳索，22为盖板，23为第二磁铁，24为环形凸板，25为支撑板，26为第一液压缸，27为c形块，28为凹槽，29为框架，30为保压筒，31为采样腔，32为外壳，33为接口，34为上端盖，35为第一抱箍，36为第二抱箍，37为移动导向轴，38为第二液压缸，39为第三液压缸，40为支座，41为第四液压缸，42为导向筒，43为旋转轴，44为轴承，45为第二充气截止阀，46为夹持板，47为阀门，48为预紧弹簧，49为第五液压缸，50为滑块，51为滑槽，52为连杆，53为密封圈，54为蓄能筒，55为活塞，56为第一充气截止阀，57为预调弹簧，58为限位挡板，59为盖子。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图11，本发明的一种搭载式深海宏生物保压取样装置，所述取样装置的一端与之相连通的插接件1，所述插接件1的另一端设有与之相抵接的筒体2，所述筒体2一端封闭，所述筒体2的另一端设有第一通孔3，所述第一通孔3内设有与所述筒体2固定连接的第一软管4，还包括若干第一齿轮5，所述第一齿轮5的表面设有第二通孔6，所述第一软管4穿过所述第二通孔6，所述第一软管4与所述第一齿轮5固定连接，所述筒体2的内壁设有若干第一电机7，所述第一电机7的输出端设有第二齿轮8，所述第一齿轮5与所述第二齿轮8相啮合，所述筒体2的内壁还设有与之固定连接的伸缩杆9，所述伸缩杆9的伸缩端设有第二电机10，所述第二电机10的输出端设有固定杆11，所述固定杆11与所述第一软管4之间螺纹连接，所述固定杆11的表面设有第一水囊12，所述第一水囊12上设有第二软管13，所述第二软管13上设有泵14，所述第二软管13的另一端设有第二水囊15，所述第二水囊15的体积大于所述第一水囊12的体积，所述第一软管4的端部与所述筒体2的内壁之间通过若干第一绳索16连接，所述取样装置上设有控制器17，所述控制器17可以与外接信号连接，所述控制器17分别与所述泵14、第一电机7和第二电机10信号连接，所述泵14、第一电机7和第二电机10均与外接电源电连接，通过所述取样装置将大生物在深海下进行捕获并保存，然后将取样装置收回至地面，通过所述插接件1插入所述取样装置内，然后将所述筒体2与所述插接件1连接在一起，然后即可进行大生物的转移工作，通过所述控制器17控制所述第二电机10的输出端正向转动，从而使得所述固定杆11与所述第一软管4之间的重合度逐渐增大，而所述伸缩杆9亦随着所述固定杆11与所述第一软管4之间的重合度增大而伸长，从而使得所述第二水囊15从所述第一软管4内进入所述取样装置内，然后通过所述第二电机10的输出端反向转动，使得所述固定杆11与所述第一软管4之间的重合度逐渐减小，进而使得所述伸缩杆9亦随着所述固定杆11与所述第一软管4之间的重合度减小而缩短，当所述第二水囊15与所述第一软管4分离后，通过所述控制器17控制所述泵14，使得所述第一水囊12内的水被打入所述第二水囊15中，从而使得所述第二水囊15体积增大直至与所述取样装置的直径相同，然后即可随着所述伸缩杆9的收缩将大生物从所述取样装置赶入所述第一软管4内，由于所述第一水囊12和第二水囊15与所述第一软管4直接接触时的摩擦力较大，而且所述固定杆11会与所述第一软管4之间产生相对转动，因此为了避免所述第一软管4的扭转导致大生物被卷住而死亡，通过所述控制器17控制所述第一电机7的输出端转动，使得所述第二齿轮8驱动所述第一齿轮5转动，进而使得所述第一软管4在每一段区间内均可以通过所述第一齿轮5的带动下保持原状，不易出现所述第一软管4扭转的现象，从而减少了大生物受损或死亡的几率，实现了大生物的完整转移。

具体的，所述第一通孔3的外周设有套筒18，所述套筒18与所述筒体2固定连接，所述套筒18的表面设有环形槽19，所述环形槽19内卡接有第一磁铁20，所述第二水囊15上设有第二绳索21，所述第二绳索21上设有盖板22，所述盖板22的表面嵌有第二磁铁23，所述第一磁铁20与所述第二磁铁23相吸合，所述套筒18和所述盖板22的外壁均设有环形凸板24，所述筒体2外壁上设有用于卡紧所述环形凸板24的若干密封机构，当所述第一水囊12收回至所述第一软管4内以后，所述第一水囊12上的第二绳索21能够带动所述盖板22朝向所述套筒18移动，当所述盖板22表面的第二磁铁23与所述套筒18的环形槽19内的第一磁铁20相吸合后，即可将所述盖板22将所述套筒18盖紧，而此时所述套筒18和所述盖板22上的环形凸板24均贴合在一起，然后即可通过所述密封机构将所述环形凸板24密封，然后即可将所述取样装置与所述筒体2分离并完成大生物的转移工作。

具体的，所述密封机构包括支撑板25和第一液压缸26，所述支撑板25呈l形，所述支撑板25与所述筒体2固定连接，所述第一液压缸26设于所述支撑板25上，所述第一液压缸26的伸缩端设有c形块27，所述c形块27的表面设有凹槽28，所述凹槽28用于卡紧所述环形凸板24，通过所述支撑板25、c形块27和第一液压缸26之间的配合，即可将所述c形块27上的凹槽28与所述环形凸板24相嵌合在一起，从而完成所述筒体2的保压密封工作。

具体的，所述取样装置包括框架29和两端开口的保压筒30，所述保压筒30设于所述框架29上，所述保压筒30的内部为采样腔31，所述保压筒30的外部套有轻质的外壳32，所述保压筒30的表面设有若干接口33，所述接口33穿过所述外壳32，所述保压筒30的一端设有上端盖34，所述上端盖34与所述保压筒30之间通过锁紧机构锁紧，所述保压筒30的另一端的内部设有翻板密封机构，所述保压筒30的另一端与所述插接件1相连通，所述上端盖34上设有上端盖34操控机构，所述锁紧机构和上端盖34操控机构均设于所述框架29上，通过所述外壳32能够提供所述保压筒30一定的浮力，从而减小所述保压筒30对载人潜水器负荷的同时还能够保持所述保压筒30内的低温环境，并且有效隔绝外界的热量进入。

具体的，所述锁紧机构包括第一抱箍35、第二抱箍36、若干移动导向轴37、第二液压缸38和第三液压缸39，所述框架29上设有若干支座40，所述第二液压缸38和第三液压缸39均设于所述支座40上，所述第二液压缸38的伸缩端与所述第一抱箍35相连，所述第三液压缸39的伸缩端与所述第二抱箍36相连，所述第一抱箍35和第二抱箍36用于将所述保压筒30和上端盖34进行自锁密封，所述移动导向轴37亦设于所述支座40上，所述移动导向轴37穿过所述第一抱箍35和第二抱箍36，当所述上端盖34盖合住所述保压筒30后，通过所述第二液压缸38和第三液压缸39的伸缩端的伸长，使得所述第一抱箍35和第二抱箍36能够沿着所述移动导向轴37运动，直至所述第一抱箍35和第二抱箍36将所述上端盖34与所述保压筒30的接合处锁紧密封，从而完成所述保压筒30的密封和保压工作。

具体的，所述上端盖操控机构包括第四液压缸41、导向筒42、旋转轴43和轴承44，所述第四液压缸41设于所述框架29上，所述导向筒42设于所述旋转轴43的外部并与之相卡紧，所述旋转轴43的底部通过所述轴承44与所述第四液压缸41的伸缩端固定连接，所述旋转轴43上设有与之可拆卸连接的夹持板46，所述夹持板46与所述上端盖34连接，可以通过载人潜水器上的机械手转动所述旋转轴43，使得所述旋转轴43在转动时带动所述夹持板46转动，进而带动所述上端盖34移动至所述保压筒30的上方，然后通过所述第四液压缸41的伸缩端收缩，即可将所述上端盖34盖合住所述保压筒30的顶端。

具体的，所述翻板密封机构包括阀门47、预紧弹簧48、第五液压缸49、滑块50、滑槽51、连杆52和若干密封圈53，所述阀门47与所述保压筒30可拆卸连接，所述阀门47上设有盖子59，所述盖子59与所述阀门47之间通过所述预紧弹簧48相连，所述第五液压缸49设于所述保压筒30的内壁上，所述保压筒30的内壁设有所述滑槽51，所述滑槽51内设有所述滑块50，所述滑块50与所述第五液压缸49的伸缩端固定连接，所述连杆52与所述滑块50铰连接，所述连杆52与所述盖子铰连接，所述密封圈53用于将所述阀门47与所述保压筒30的结合处以及所述阀门47与所述插接件1的结合处进行密封，当所述保压筒30与所述筒体2对接时，通过所述保压筒30内的第五液压缸49的伸缩端的收缩动作，使得所述滑块50在滑槽51内移动，进而使得所述滑块50带动所述连杆52向上运动，所述连杆52另一端则带动所述盖子翻转，从而实现所述阀门47的开启，进而便于进行大生物的转移工作的进行。

具体的，还包括压力补偿机构，所述压力补偿机构包括蓄能筒54、活塞55、第一充气截止阀56、若干预调弹簧57、限位挡板58和第二充气截止阀59，所述活塞55设于所述蓄能筒54内，所述活塞55与所述预调弹簧57固定连接，所述预调弹簧57的另一端与所述蓄能筒54的内壁固定连接，所述第一充气截止阀56和第二充气截止阀59均与所述蓄能筒54相连通，所述第二充气截止阀59与所述接口33相连通，通过所述第一充气截止阀56向所述蓄能筒54的内部冲入高压氮气，当所述保压筒30完成生物采样上浮后，所述蓄能筒54的内部的高压氮气通过所述第二充气截止阀59向所述保压筒30内进行压力补偿，从而使得所述保压筒30达到可靠的保压效果，通过所述预调弹簧57及限位挡板58限定所述活塞55位移，从而能够满足补偿量计算要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。