一种基于ROV平台的深海海底抓斗取样器的制作方法

本发明属于深海大洋海底取样设备领域，具体地说是一种基于ROV平台的深海海底抓斗取样器。

背景技术：

在ROV(无人遥控潜水器)实际海洋科考、海底施工作业生产以及科研试验中，根据作业任务的不同，均需要使用到一些能够承受深海压力的高性能工具。目前，能够承受深海压力的高性能工具可粗略地分为两类:一类为完成常规的水下作业任务,可选配一些较为标准、通用的作业工具。这些工具大多都具有标准的接口,可购买也可自行研制。另一类为完成一些特定的作业任务,例如各种用途的样品采集,由于取样对象千差万别、特性各异,所以大多需要专门研制相应的采样工具,且需要相关学科的专门知识,因而具有较高的难度。目前所使用的该类采样工具如:清洗刷、砂轮锯、冲击钻、剪切器、夹持器、冲击搬手、冲洗枪等基本都是工程类工作，而用于样品取样的工具则少之又少；同时，目前用于海底取样的通用取样器如：箱式取泥、电视抓斗等，由于与ROV之间存在的机械连接定位、电路、油路对接等问题，导致在ROV上无法使用，另外其较大的体积和自重很大程度限制了对现有设备改造的必要。为满足使用ROV取得大量的海底样品的需要，迫切需要开发一种新型结构小巧、与ROV对接方便，同时可满足深海作业的取样器。

技术实现要素：

针对现有海底取样器存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种基于ROV平台的深海海底抓斗取样器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括外侧箱体、内侧斗体、摇杆、摇杆支座、油缸、四连杆机构、主横轴及导向轴，其中内侧斗体安装在所述外侧箱体内，所述摇杆铰接于安装在内侧斗体上的摇杆支座，所述油缸固定在外侧箱体上、输出端与摇杆的一端相连，该摇杆的另一端连接有主横轴；所述主横轴的两端分别连接有位于内侧斗体两侧的导向轴，每侧导向轴的一端与主横轴连接，另一端插入外侧箱体内、并连接有四连杆机构；所述四连杆机构包括左侧挖斗、右侧挖斗、连接杆A及连接杆B，该左侧挖斗与右侧挖斗相铰接、并在铰接处与所述内侧斗体相连，所述左侧挖斗与右侧挖斗的一端分别与连接杆A及连接杆B的一端铰接，另一端为取样端，所述连接杆A及连接杆B的另一端均与同侧的导向轴的另一端铰接；所述油缸驱动摇杆摆动，带动两侧的所述导向轴升降，进而带动左侧挖斗与右侧挖斗开合取样。

其中：所述油缸的输出端连接有中间横轴，该中间横轴的两侧均设有摇杆，两侧摇杆的一端通过中间横轴相连；每侧所述摇杆的两端均开有条形孔，所述中间横轴的两端插设于两侧摇杆一端的条形孔内、并在条形孔内可横向移动，所述主横轴的两端插设于两侧摇杆另一端的条形孔内、并在条形孔内可横向移动；在所述内侧斗体两侧的外侧箱体上分别安装有限制两侧所述导向轴摆动的压块，所述油缸驱动中间横轴的上下运动轨迹通过两侧摇杆一端的横向位移转换为另一端的纵向位移；

所述内侧斗体两侧的外侧箱体上均设有导向轴座，每侧的导向轴座内均安装有导向轴套，每侧的所述导向轴均由同侧的导向轴套内穿过；所述左侧挖斗及右侧挖斗的取样端位于内侧斗体下端的下方，取到的样品容置于所述内侧斗体内；所述外侧箱体上设有便于拉动取样器整体的把手；所述内侧斗体上方的外侧箱体上开有取样孔，该取样孔设有安装在所述外侧箱体上的封板。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明结构小巧紧凑，运行平稳，耐腐蚀性能强，整体具有较高的坚固性、可靠性，设备的抗冲击性能力强，密封性能良好，水下液压系统性能稳定，实用性强，工作可靠，是一种重要的海底调查和取样设备。

2.本发明使用挖斗取样，既每次可以取到大量的样品，又能够满足多次使用的设计要求，可以满足大洋矿产资源调查工作的需要，可以为海洋生物和生态、资源环境等多领域的任务完成提供大量的样品和资料。

附图说明

图1为本发明的主视剖视图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明拿掉外侧箱体后的结构示意图；

图4为图1的俯视图；

其中：1为导向轴座，2为导向轴套，3为导向轴，4为外侧箱体，5为贯通螺栓，6为内侧斗体，7为摇杆，8为油缸连接件，9为摇杆支座，10为左侧挖斗，11为右侧挖斗，12为油缸，13为把手，14为四连杆机构，141为连接杆A，142为连接杆B，15为中间横轴，16为主横轴，17为封板，18为压块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明包括导向轴座1、导向轴套2、导向轴3、外侧箱体4、内侧斗体6、摇杆7、摇杆支座9、油缸12、四连杆机构14、中间横轴15及主横轴16，其中外侧箱体4及油缸12是抓斗取样器的动力源装置，导向轴座1、导向轴套2、导向轴3、摇杆7、油缸连接件8、摇杆支座9、四连杆结构14、中间横轴15及主横轴16是抓斗取样器的动力传动机构，内侧斗体6、左侧挖斗10、右侧挖斗11及封板17是抓斗取样器的取样结构。

内侧斗体6固定在外侧箱体4内部。油缸12固定在外侧箱体4上，输出端通过油缸连接件8与中间横轴15相连。中间横轴15的两侧均设有摇杆7，每侧摇杆7的中间均与摇杆支座9的一端铰接，每侧摇杆支座9的另一端均固定在内侧斗体6上。两侧摇杆的一端通过中间横轴15连接，另一端通过主横轴16进行连接，其固定方式是用可拆卸螺栓进行连接。每侧摇杆7的两端均开有条形孔，中间横轴15的两端插设于两侧摇杆7一端的条形孔内、并在条形孔内可横向移动，主横轴16的两端插设于两侧摇杆7另一端的条形孔内、并在条形孔内可横向移动。主横轴16的两端分别连接有位于内侧斗体6两侧的导向轴3，每侧导向轴3的一端与主横轴16连接，另一端插入外侧箱体4内、并通过贯通螺栓5连接有四连杆机构14。在内侧斗体6两侧的外侧箱体4上均设有导向轴座1，每侧的导向轴座1内均安装有导向轴套2，每侧的导向轴3均由同侧的导向轴套2内穿过；导向轴座1、导向轴套2及导向轴3为垂直导向机构，与外侧箱体4固定在一起。

四连杆机构14包括左侧挖斗10、右侧挖斗11、连接杆A141及连接杆B142，该左侧挖斗10与右侧挖斗11相铰接、并在铰接处通过贯通螺栓与内侧斗体6相连，左侧挖斗10与右侧挖斗11的一端分别与连接杆A141及连接杆B142的一端铰接，另一端为取样端，连接杆A141及连接杆B142的另一端通过贯通螺栓5均与同侧的导向轴3的另一端铰接。左侧挖斗10及右侧挖斗11的取样端位于内侧斗体6下端的下方，取到的样品容置于内侧斗体6内。在内侧斗体6两侧的外侧箱体4上分别安装有限制两侧导向轴3摆动的压块18，油缸12驱动中间横轴15的上下运动轨迹通过两侧摇杆7一端的横向位移(即中间横轴15在摇杆7一端的条形孔内往复位移)转换为另一端的纵向位移(因受压块18的限制，导向轴3只能通过摇杆3的带动纵向升降)。

内侧斗体6上方的外侧箱体4上开有取样孔，该取样孔设有安装在外侧箱体4上的封板17；封板17既可以避免取到的样品溢出，又可以在取样时打开封板17，便于取出内侧斗体6中的样品。在外侧箱体4上设有便于拉动取样器整体的把手13。

本发明的工作原理为：

在平台上将本发明的取样器放至海底，控制系统(本发明的控制系统为现有技术)控制油缸12工作，驱动中间横轴15上下运动，通过中间横轴15带动两侧的摇杆7同步摆动，进而通过主横轴16带动两侧的导向轴3在导向轴套2及压块18的作用下垂直上下运动，导向轴3的上下运动通过四连杆机构14转化为左侧挖斗10及右侧挖斗11的开盖合盖动作，实现取样。完成取样后，取样器被拉至平台，取出样品。

本发明结构小巧紧凑，运行平稳，耐腐蚀性能强，是一种重要的海底调查和取样设备。特别是在海底调查研究过程中，使用挖斗不仅可以取到大量的样品，而且本发明整体具有较高的坚固性、可靠性，设备的抗冲击性能力强，密封性能良好，水下液压系统性能稳定，实用性强，工作可靠，能满足多次使用的设计要求，可以满足大洋矿产资源调查工作的需要，可以为海洋生物和生态、资源环境等多领域的任务完成提供大量的样品和资料。