一种取泥器及水下机器人的制作方法

1.本实用新型涉及水下采样技术领域，尤其涉及一种取泥器及水下机器人。


背景技术：

2.在进行水下地质勘探和水下地表生物采集研究时，经常需要采集水下地表的泥沙，采泥器便是用来进行水下泥沙采集的一种装置。
3.目前，海底采样主要依赖考察船上携带的抓斗采泥器和重力式采泥器来进行。抓斗采泥器包括抓斗、牵引器和钢丝绳。抓斗包括两个相铰接的抓斗部。钢丝绳能够控制两个抓斗部绕铰接点向靠近或远离彼此的方向转动，以打开或闭合抓斗。挖掘泥沙样品时，抓斗打开。泥沙样品挖掘完成后，抓斗闭合。牵引器将闭合的抓斗及其内的泥沙样品提拉出水面。重力式采泥器采用重力作为采样动力源，利用采泥器本身的重力砸入泥沙中获得柱状样品。这两种采泥器每次入水时只能进行一次采样，若对采样结果不满意，必须将采泥器拉出水面，倾倒样品后再次入水采集，采样效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提供一种取泥器，能够在一次入水采样的过程中得到合格的泥沙样品，提高采样效率，节省采样时间。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种取泥器，包括：
7.取泥件，所述取泥件上设置有取泥口；
8.安装件，所述安装件包括密封腔，所述密封腔内设置有驱动件；
9.转动模块，所述转动模块密封设置于所述密封腔的腔口处并与所述安装件转动连接，所述驱动件的输出端与所述转动模块连接，所述转动模块与所述取泥件连接。
10.优选地，所述转动模块包括相连的第一转动组件和第二转动组件，所述第二转动组件密封设置于所述密封腔的腔口处并与所述安装件转动连接，所述第二转动组件上设置有与所述密封腔连通的通孔，所述第一转动组件包括相连的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部位于所述密封腔中并与所述驱动件的输出端连接，所述第二连接部穿过所述通孔并与所述第二转动组件连接。
11.优选地，所述转动模块还包括密封盖，所述密封盖分别与所述第二连接部和所述第二转动组件转动连接，所述第一转动组件能够相对于所述第二转动组件移动，以带动所述密封盖相对于所述第二转动组件转动，以盖合或打开所述取泥件的取泥口。
12.优选地，所述第二转动组件包括第一支撑部、第二支撑部和第三连接部，所述第三连接部密封设置于所述密封腔的腔口处并与所述安装件转动连接，所述通孔开设于所述第三连接部上，所述第一支撑部和所述第二支撑部均设置于所述第三连接部的外侧，所述取泥件与所述第二支撑部连接，所述密封盖与所述第一支撑部连接。
13.优选地，所述第一支撑部和所述第二支撑部分设于所述第二连接部的相对的两
侧。
14.优选地，所述第二转动组件还包括支撑件，所述支撑件设置于所述第一支撑部上，所述密封盖与所述支撑件转动连接。
15.优选地，所述取泥件与所述转动模块可拆卸连接。
16.优选地，所述取泥件包括铲斗本体和斗齿，所述铲斗本体设置有齿座，所述斗齿连接于所述齿座。
17.优选地，所述密封盖上设置有密封件，所述密封件用于密封所述密封盖与所述取泥件的连接处。
18.本实用新型的另一个目的在于提供一种水下机器人，能够在一次入水采样过程得到合格的泥沙样品，提高采样效率，节省采样时间。
19.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
20.一种水下机器人，包括：
21.水下机器人主体；
22.上述的取泥器，所述取泥器与所述水下机器人主体相连。
23.本实用新型的有益效果：
24.本实用新型提供的取泥器，在通过取泥件挖掘泥沙样品后，若对采样结果不满意，可通过安装件内的驱动件驱动转动模块旋转，转动模块进一步带动取泥件转动，使取泥件的取泥口朝向水下地表，以将已经采集到的泥沙样品直接在水中倾泻排空。待转动模块和取泥件复位后，又能够继续进行下一次采样，直到采集到合格的泥沙样品。该取泥器可以通过取泥件挖掘泥沙样品，并可通过驱动件驱动转动模块以及取泥件转动，以倾倒泥沙样品，以在水中实现多次采样直至采集到合格的泥沙样品的目的，无需多次入水，提高了采样效率，节省了采样时间。
25.本实用新型提供的水下机器人，应用上述取泥器，能够在水中对不合格的泥沙样品进行倾倒后再次挖掘泥沙，只需要进行一次入水采样过程，即可得到合格的泥沙样品，提高了采样效率，节省了采样时间。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的取泥器的结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例提供的取泥器的分解图；
29.图3是本实用新型实施例提供的取泥器的转动模块的分解图；
30.图4是本实用新型实施例提供的密封盖处于打开状态下的取泥器的结构示意图；
31.图5是本实用新型实施例提供的密封盖处于盖合状态下的取泥器的结构示意图。
32.图中：
33.1、取泥件；2、安装件；3、转动模块；4、销轴；5、转轴；6、信号端；
34.31、第一转动组件；32、第二转动组件；33、密封盖；
35.311、第一连接部；312、第二连接部；
36.321、转动件；322、支撑件；
37.331、第一转动连接部；
38.3211、第一支撑部；3212、第二支撑部；3213、第三连接部；
39.3221、第三支撑部；3222、第二转动连接部。
具体实施方式
40.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
42.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
48.如图1和图2所示，本实施例提供了一种取泥器，可以通过在水中倾倒不合格泥沙样品的操作，实现多次采样直至采集到合格的泥沙样品的目的，无需多次入水，提高了采样效率，节省时间。具体地，该取泥器包括取泥件1、安装件2和转动模块3。
49.其中，取泥件1上设置有取泥口，安装件2包括密封腔，驱动件(图未示)设置于密封腔内。通过将驱动件设置于密封腔中，以隔离外界水流，保护驱动件不被锈蚀，提高使用寿命，节省成本。可选地，驱动件可以是电机、油缸或气缸，具体可根据实际情况进行选择。转动模块3密封设置于密封腔的腔口处。驱动件的输出端与转动模块3的内侧连接，以驱动转动模块3在密封腔的腔口处转动。取泥件1与转动模块3的外侧相连，以在转动模块3的带动下旋转，以倾倒泥沙。
50.本实施例提供的取泥器，通过将转动模块3与取泥件1连接，在水下取样过程中，当取泥件1挖掘到的泥沙样品不合格时，可以通过安装件2内的驱动件驱动转动模块3旋转，转动模块3进一步带动取泥件1转动，使取泥件1的取泥口朝向水下地表，以将不合格的泥沙样品直接在水中倾泻排空。待转动模块3和取泥件1复位后，又能够继续进行下一次采样，直到采集到合格的泥沙样品。该取泥器可以通过取泥件1挖掘泥沙样品，并可通过驱动件驱动转动模块3以及取泥件1转动，以倾倒泥沙样品，以在水中实现多次采样直至采集到合格的泥沙样品的目的，无需多次入水，提高了采样效率，节省时间。示例性地，如图2所示，将安装件2设计为长管状，可以使其受到的流体阻力相对减小。
51.可选地，取泥件1与转动模块3可以是螺栓连接，也可以是卡接等可拆卸的连接方式。若取泥件1在挖掘过程中出现磨损，技术人员可以只更换取泥件1，而不需要破坏安装件2和转动模块3的整体结构，不仅节省成本，还能提高工作效率。
52.优选地，如图1-图3所示，转动模块3包括第一转动组件31和第二转动组件32。第一转动组件31包括相连的第一连接部311和第二连接部312。第二转动组件32密封转动连接于密封腔的腔口。第二转动组件32上设置有与密封腔连通的通孔。第一连接部311的一端位于密封腔内并与驱动件的输出端连接，另一端与第二连接部312相连，以在驱动件的驱动下带动第二连接部312动作。第二连接部312穿过通孔并与第二转动组件32连接，以带动第二转动组件32转动。在本实施例中，当取泥件1挖掘到的泥沙样品不合格时，驱动件驱动第一转动组件31转动，第一转动组件31进一步带动第二转动组件32在密封腔腔口处旋转，第二转动组件32进一步带动取泥件1转动，实现取泥件1的翻转，以倾倒泥沙。具体地，将第二转动组件32通过通孔套设在第二连接部312外，使转动模块3的整体结构更加紧凑，减小了安装体积，进一步减少整体重量，降低制造成本。将转动模块3拆分为第一转动组件31和第二转动组件32，在取泥器使用的过程中，当其中某一部件损坏时，还便于技术人员仅对损坏的部件进行更换，节省使用成本。
53.优选地，第二转动组件32包括转动件321和支撑件322。转动件321位于密封腔的腔口处并与密封腔内的侧壁连接，支撑件322设置于转动件321的外侧，转动件321在腔口处旋转时可带动支撑件322转动。
54.优选地，转动件321包括第一支撑部3211、第二支撑部3212和第三连接部3213。第三连接部3213安装在密封腔的腔口内并能够在腔口处旋转，上述通孔开设于第三连接部3213上。第一支撑部3211和第二支撑部3212均设置于第三连接部3213的外侧。第二支撑部3212与取泥件1连接，以带动取泥件1转动。示例性地，将第三连接部3213设置为阶梯轴，在
与安装件2连接时定位更好，不易滑移，且能够起到一定的密封作用。
55.优选地，取泥件1与第二支撑部3212可拆卸连接。显然，取泥件1在挖掘泥沙过程中会出现磨损，将取泥件1与第二支撑部3212设置为螺栓连接或卡接连接等可拆卸的连接方式，方便技术人员对取泥件1进行更换，节省使用成本。
56.优选地，第一支撑部3211与第二支撑部3212相对设置于第二连接部312两侧，不仅使取泥器的结构更加紧凑，还方便加工制造。
57.优选地，支撑件322设置有与第一支撑部3211相连的第三支撑部3221。一实施例中，第一支撑部3211与第三支撑部3221之间通过紧固件固定连接或卡接结构卡接连接，安装简便，当其中某一部件损毁时还能够进行更换，节省成本。示例性地，紧固件为螺钉或螺栓。另一实施例中，第一支撑部3211与第三支撑部3221之间焊接或两者为注塑或铸造成型的一体式结构，结构强度高，以保证取泥器工作时的稳定性。
58.优选地，如图2-图5所示，取泥器还包括转轴5和销轴4，转动模块3还包括密封盖33。在本实施例中，密封盖33分别与第一转动组件31的第二连接部312和第二转动组件32的支撑件322连接。第一转动组件31能够相对于第二转动组件32移动，以带动密封盖33相对于第二转动组件32向远离或靠近取泥件1的取泥口的方向转动，以打开或盖合取泥件1的取泥口。示例性地，安装件2为长管状，第一转动组件31可以沿安装件2的轴线方向移动。需要说明的是，第一转动组件31与驱动件的输出端通过传动机构连接，驱动件通过该传动机构既可以驱动第一转动组件31转动，又能够驱动第一转动组件31沿安装件2移动，传动机构的具体结构为现有技术，具体不再赘述。
59.具体地，密封盖33上设置有第一转动连接部331，第一转动连接部331上开设有一个与转轴5直径对应的圆孔和一个与销轴4直径对应的腰型孔。支撑件322上还设置有与第一转动连接部331的圆孔适配的第二转动连接部3222。转轴5可以依次穿过第一转动连接部331和第二转动连接部3222的圆孔，以使密封盖33能够绕转轴5旋转。销轴4可以依次穿过第二连接部312和第一转动连接部331的腰型孔。当第二连接部312沿安装件2的轴线方向从腔口伸出时，销轴4带动密封盖33向远离取泥件1的取泥口的方向转动，以打开取泥件1的取泥口(参见图4)。当第二连接部312沿安装件2的轴线方向从腔口收回时，销轴4带动密封盖33向靠近取泥件1的取泥口的方向转动，以盖合取泥件1的取泥口(参见图5)。
60.示例性地，如图2和图3所示，密封盖33可以设计成长方形的盖板，使盖合密封效果更好。当然，在其它实施例中密封盖33也可以设计成圆形板状、梯形板状或半球形壳体等其它形状，具体可根据取泥口的形状进行选择。
61.可选地，密封盖33上设置有凸块。凸块的尺寸与取泥件1的取泥口尺寸相同，以使当密封盖33盖合于取泥件1上时起到更好的密封效果。具体地，凸块的材质可以是钢材，也可以是硅胶；凸块与密封盖33的连接可以是焊接，也可以是粘合剂粘接，具体可根据实际需求进行选择，在此不作限定。
62.优选地，密封盖33上设置有密封件。密封件用于密封盖33与取泥件1的连接处，使密封效果更好。具体地，密封件的材质可以是毛毡，也可以是硅胶；密封件可以设计成密封条，也可以设计成密封圈，具体可根据实际需求进行选择。
63.优选地，取泥件1包括铲斗本体和斗齿。铲斗本体设置有齿座，斗齿与齿座连接。斗齿在采集样品时，与水下地表接触面积小，齿尖所受压强大，更容易伸入水下地表挖掘泥
沙。铲斗本体可以作为一个储存泥沙样品的容器，不需要额外设置储存装置。将取泥件1设计成铲斗的形状，取泥件1集泥沙挖掘功能与储存功能于一体，节省制造成本。
64.可选地，取泥件1的斗齿与齿座可拆卸连接。显而易见地，当取泥器使用一段时间后，斗齿会出现磨损失效的情况。将斗齿与齿座的连接设计为可拆卸的连接，在斗齿出现磨损后，方便技术人员更换斗齿。若只有个别斗齿出现损坏，还能够仅更换部分损坏的斗齿，大大节省成本。
65.如图1-图5所示，本实施例提供了一种水下机器人，包括水下机器人主体(图中未示出)和上述的取泥器。该取泥器的安装件2与水下机器人主体相连，水下机器人主体带动取泥器运动到指定挖掘位置，并控制整个取泥器动作，以使取泥件1进行挖掘泥沙的动作。
66.需要说明的是，水下机器人主体需要向该取泥器供电及发送信号，以控制取泥器中的驱动件动作，进而控制取泥件1和密封盖33运动。因此，在本实施例中，取泥器还包括信号端6，以传输电能和控制信号。水下机器人主体中的主控制器发送信号，经信号端6传递至安装件2内驱动件的控制器，以控制驱动件的输出端动作。
67.本实用新型的工作原理及使用流程：首先，水下机器人主体带动取泥器运动到指定挖掘位置。安装件2内的驱动件驱动第一转动组件31沿安装件2伸出，使密封盖33向远离取泥件1的取泥口的方向转动，以打开取泥件1的取泥口。然后水下机器人主体带动整个取泥器动作，使取泥件1与水下地表接触，以进行泥沙的挖掘。当泥沙样品挖掘完成后，水下机器人主体中的主控制器再控制驱动件的输出端动作，带动第一转动组件31向安装件2内收回，使密封盖33向靠近取泥件1的取泥口的方向转动，以盖合取泥件1的取泥口。最后，水下机器人主体带动取泥器浮出水面，完成泥沙样品的采集任务。
68.需要说明的是，当取泥器采取的泥沙样品不合格时，在泥沙样品挖掘完成后，密封盖33先不盖合取泥件1的取泥口。水下机器人主体中的主控制器控制驱动件驱动第一转动组件31转动，第一转动组件31带动第二转动组件32在密封腔腔口处旋转，进而带动取泥件1的转动，实现取泥件1的翻转，以将不合格的泥沙样品直接在水中倾泻排空。之后，转动模块3和取泥件1复位，水下机器人主体带动整个取泥器动作，以进行下一次采样。直到采集到合格的样品后，密封盖33盖合取泥件1的取泥口，由水下机器人主体带动取泥器浮出水面，完成泥沙样品的采集任务。
69.本实用新型提供的水下机器人，应用上述取泥器，能够在水中对不合格的泥沙样品进行倾倒后再次挖掘泥沙，只需要进行一次入水采样过程，即可得到合格的泥沙样品，提高了采样效率，节省了采样时间。
70.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。