一种海底取样助推装置及观测系统的制作方法

本发明涉及深海探测设备，尤其涉及一种海底取样助推装置及观测系统。

背景技术：

1、深海取样抓斗是我国大洋多金属结核、富钴结壳、热液硫化、天然气水合物、海底稀土等矿产资源环境调查和深海采样的最重要的手段之一，而我国早期大洋资源环境调查所采用的类似采样设备主要依赖进口。近十年来，尽管深海取样抓斗已更新换代，各项技术指标也不断趋于成熟，但随着国内和国际的科学技术迅速发展，对深水采样设备提出了长时间、高效率、高稳定性的深水作业技术需求和更高要求，使深水采样设备更精细化、标准化和科学化，以提高在复杂地形矿区采样的可靠性、实用性和稳定性。

2、在公告号为cn108680379b的中国发明专利中公开了一种深海全向移动电视抓斗，包括机架、推进机构、超短基线定位机构、三点激光测距机构、水下供电机构、取样斗体、整机控制机构、液压机构和摄像机构，所述机架包括上机架和下机架，上机架和下机架可拆卸的相连，所述推进机构包括四个推进器。本发明通过推进机构、超短基线定位机构、三点激光测距机构相互配合，设备在水下准确定位，根据测算出的离地高度和样品大小，四个推进器相互配合，实现360°任意方向的水平移动。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：现有的深海取样抓斗由于采用了螺旋桨推进装置，导致推进机构处易产生空泡效应，空泡散入水中，极易影响摄像机构的成像素质，导致摄像机拍摄不清楚；因此，提出一种海底取样助推装置及观测系统。

技术实现思路

1、为解决深海取样抓斗由于采用了螺旋桨推进装置，导致推进机构处易产生空泡效应，空泡散入水中，极易影响摄像机构的成像素质，导致摄像机拍摄不清楚的技术问题，本发明提供一种海底取样助推装置及观测系统。

2、本发明采用以下技术方案实现：一种海底取样助推装置及观测系统，包括：取样架，取样架内壁固定有安装台和若干托台，取样架内部安装有抓斗；

3、摄影组件，摄影组件包括旋转仓、摄影机和第一电机，第一电机安装于所述安装台底面，所述旋转仓安装于安装台上表面，且第一电机输出端连接旋转仓底面，所述摄影机安装于旋转仓内，所述旋转仓周侧设置有观测窗；

4、助推组件，助推组件包括若干装配架、水泵、调节组件和管路组件，所述装配架安装于托台底面，水泵转动安装于装配架内壁，调节组件安装于装配架侧壁处，调节组件调节水泵的输出角度，水泵输出端安装有导向喷嘴；

5、所述管路组件安装于安装台下方，管路组件包括连通管、进水管和连接管，连通管为“口”形管路，连通管吊装与安装台下方，连通管与多组水泵之间连有连接管，所述进水管安装于连通管周侧，且进水管进水口位置与观测窗相适。

6、通过上述技术方案，通过将多组水泵设置为助推组件，通过水泵获得速度后经喷口喷出，喷出水流的合力的反作用力为推力，推力推动取样架运动，当海流或风浪导致该取样装置出现位置偏移时，快速恢复该装置的位置平衡；助推组件采用水泵作为动力源，具有较多的优点，比如噪音小，隐蔽性好，空炮效应低；同时助推组件在进水过程中，水流大量经进水管进入连通管，再从水泵输出，因此大量水流进入进水管时，会冲刷观测窗外壁，快速对观测窗进行冲刷，当观测窗出现异物时，可快速通过水泵工作的方式将观测窗清洁，极大地保证了摄影机可以清晰作业，提升拍摄清晰度。

7、作为上述方案的进一步改进，所述进水管进水端安装有进水罩。

8、作为上述方案的进一步改进，所述调节组件包括驱动框、第二电机和转动带，所述驱动框置于托台上表面且位于支撑架一侧，所述第二电机安装于驱动框内，所述装配架内壁开设有驱动槽，第二电机输出端连有主动轴，且主动轴连接至驱动槽内部，所述水泵与支撑架之间的连接轴为从动轴，且从动轴也连接至驱动槽内，所述主动轴周侧安装有第一转盘，所述从动轴周侧安装有第二转盘，所述第一转盘与第二转盘之前安装转动带。

9、通过上述技术方案，通过第二电机带动主动轴旋转，主动轴带动第一转盘旋转，第一转盘通过转动带，带动从动轴旋转，从而使水泵和导向喷嘴的水平输出角度改变；由于四组水泵的设置方向为四个方位，通过独立控制水泵，实现该装置的多方位位移。

10、作为上述方案的进一步改进，所述取样架前后两端面均固定安装有装配架，两组所述抓斗呈对称式安装且侧壁与装配架铰接；所述取样架内壁固定安装有连接梁，所述连接梁侧壁与抓斗外壁之间铰接安装有液压缸。

11、作为上述方案的进一步改进，所述连接梁相对两侧壁均固定连接有第一连接件，抓斗外壁固定安装有第二连接件，所述第一连接件与第二连接件之间安装液压缸。

12、通过上述技术方案，通过控制液压缸工作，可以带动两组抓斗的夹爪取样操作。

13、作为上述方案的进一步改进，所述取样架上表面固定安装有吊架。

14、作为上述方案的进一步改进，所述旋转仓内部安装有压缩气罐、压力传感器和控制单元，且旋转仓顶壁安装有排气管，所述排气管内壁分别安装有单向阀和泄压阀。

15、通过上述技术方案，压力传感器检测旋转仓内部气压变化，旋转仓内部气压随水深变化增大时，压力传感器检测压力信号，通过控制泄压阀，将旋转仓内部气体从排气管释出，实现旋转仓内的气压平衡；当装置上浮时，旋转仓内部气压增大时，压力传感器检测压力信号，压缩气罐输出端安装的排气阀将罐内的惰性气体导入旋转仓内，通过补气操作平衡旋转仓内气压；保证摄影机及其电子元器件可以稳定运行，同时有效保证了旋转仓内的气压平衡，避免了气压变化引起的玻璃起雾现象，保证了摄影机本体在旋转仓内的摄影清晰度。

16、一种海底取样观测系统，包括调制解调器以及智能端，所述智能端通过网线与调制解调器连接，用以向摄影机发送控制信号，以及接收来自摄影机的摄影信息，并予以相应的显示。

17、通过上述技术方案，通过调制解调器实现智能端和摄影机间的信息数据交互，有线传输使数据传输更快、更稳定。

18、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

19、本发明的一种海底取样助推装置及观测系统，通过将多组水泵设置为助推组件，当海流或风浪导致该取样装置出现位置偏移时，快速恢复该装置的位置平衡；采用水泵作为动力源，具有较多的优点，比如噪音小，隐蔽性好，空炮效应低；同时助推组件在进水过程中，水流大量经进水管进入连通管，再从水泵输出，因此大量水流进入进水管时，会冲刷观测窗外壁，快速对观测窗进行冲刷，当观测窗出现异物时，可快速通过水泵工作的方式将观测窗清洁，极大地保证了摄影机可以清晰作业，提升拍摄清晰度。

技术特征：

1.一种海底取样助推装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述进水管（1901）进水端安装有进水罩（20）。

3.如权利要求1所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述调节组件包括驱动框（11）、第二电机（12）和转动带（18），所述驱动框（11）置于托台（8）上表面且位于装配架（9）一侧，所述第二电机（12）安装于驱动框（11）内，所述装配架（9）内壁开设有驱动槽（13），第二电机（12）输出端连有主动轴（14），且主动轴（14）连接至驱动槽（13）内部，所述水泵（10）与装配架（9）之间的连接轴为从动轴（15），且从动轴（15）也连接至驱动槽（13）内，所述主动轴（14）周侧安装有第一转盘（16），所述从动轴（15）周侧安装有第二转盘（17），所述第一转盘（16）与第二转盘（17）之前安装转动带（18）。

4.如权利要求1或2所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述取样架（1）前后两端面均固定安装有支撑架（23），两组所述抓斗（24）呈对称式安装且侧壁与支撑架（23）铰接；所述取样架（1）内壁固定安装有连接梁（25），所述连接梁（25）侧壁与抓斗（24）外壁之间铰接安装有液压缸（28）。

5.如权利要求4所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述连接梁（25）相对两侧壁均固定连接有第一连接件（26），抓斗（24）外壁固定安装有第二连接件（27），所述第一连接件（26）与第二连接件（27）之间安装液压缸（28）。

6.如权利要求4所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述取样架（1）上表面固定安装有吊架（2）。

7.如权利要求1所述的一种海底取样助推装置，其特征在于，所述旋转仓（5）内部安装有压缩气罐（29）、压力传感器和控制单元，且旋转仓（5）顶壁安装有排气管（30），所述排气管（30）内壁分别安装有单向阀（31）和泄压阀（32）。

8.一种海底取样观测系统，与权利要求1-7所述的任意一种海底取样助推装置配合使用，其特征在于，包括调制解调器以及智能端，所述智能端通过网线与调制解调器连接，用以向摄影机（7）发送控制信号，以及接收来自摄影机（7）的摄影信息，并予以相应的显示。

技术总结
本发明涉及深海探测设备技术领域，公开了一种海底取样助推装置及观测系统，包括：取样架，取样架内壁固定有安装台和若干托台，取样架内部安装有抓斗；摄影组件，摄影组件包括旋转仓、摄影机和第一电机；助推组件，助推组件包括若干装配架、水泵、调节组件和管路组件；通过将多组水泵设置为助推组件，当海流或风浪导致该取样装置出现位置偏移时，快速恢复该装置的位置平衡；采用水泵作为动力源，具有较多的优点，比如噪音小，隐蔽性好，空炮效应低，大量水流进入进水管时，会冲刷观测窗外壁，快速对观测窗进行冲刷，当观测窗出现异物时，可快速通过水泵工作的方式将观测窗清洁，极大地保证了摄影机可以清晰作业，提升拍摄清晰度。

技术研发人员：顾效源,王庆同,王海根,葛祥威,张家浩,杨鹏,宇星辰,毛方松,朱凤斌
受保护的技术使用者：中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16