买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：自然资源部第二海洋研究所

摘要：本发明提供了一种长续航海底样品采集装置，包括运动机构、底座和浮力机构，所述的运动机构上设置底座，底座上设置浮力机构；浮力机构下设有声学释放器，底座或浮力机构上设有样品采集机构；浮力机构上设有水流发电机构。本发明采集装置能够在海底利用万向水流发电机构利用不同方向的海底水流进行发电，为采集装置内部的锂电池储能箱蓄能，以满足采集装置长时间的工作需要，使得采集装置活动范围扩大，观测时间延长，样品采集和运动行走都能获得足够的能量供应；既能实现单独回收也能实现整体回收，尽可能的降低了观测费用，也保证一旦底座因海底异物卡住，能够获得宝贵的观测数据，在海底探测领域具有广泛的适用性。

主权项：1.一种长续航海底样品采集装置，包括运动机构、底座和浮力机构，其特征在于，所述的运动机构上设置底座，底座上设置浮力机构；底座和浮力机构之间设有声学释放器，底座和浮力机构上设有样品采集机构，所述样品采集机构包括机械手、底质样本舱和生物捕获舱；浮力机构上设有水流发电机构；所述底座和声学释放器之间设有牵引绳，浮力机构四周设有底质样本舱和传感器舱，底质样本舱外部设有浮体弹性盖板，所述传感器舱外部设有防拖侧板；所述传感器舱内设有第一声学释放器和第二声学释放器；所述底座内部设有连接环、电池和固定环，固定环位于底座中部，固定环上固定有牵引绳，连接环固定在底座内部两侧；所述连接环分别与第一声学释放器和第二声学释放器相适应设置；所述浮力机构上设有支撑架，支撑架上部设有万向节，万向节上设有水流发电机构；所述水流发电机构包括水流导轮、水轮叶片和叶片支撑轴，水流发电机构外部设有水流导轮，水流导轮内部一端设有叶片支撑轴，叶片支撑轴上设有若干组水轮叶片；所述运动机构为履带轮，履带轮背面设有气囊，气囊之间设有高压气瓶；在回收时，作业人员在布放的工作船上通过声学设备发送指令至第一声学释放器和第二声学释放器，第一声学释放器和第二声学释放器的钩头释放，钩头与底座的连接环脱离，浮力机构由于自身的较低的密度，开始上浮；与此同时，履带轮下部的充气浮力机构开始工作，高压气瓶内的液氮向两侧的橡胶气囊充气，橡胶气囊体积增大，底座的整体提升，开始上浮；在上浮过程中，浮力机构与底座之间通过牵引绳相连，浮至水面后，作业人员进行整体回收；在发射上浮指令一定时间后，如观测采集装置仍未上浮，即可能底座不能脱离海底地面，此时发送声学指令至声学释放器，声学释放器钩头打开，牵引绳脱离，浮力机构与底座分离，浮力机构单独上浮，抛弃底座。

全文数据：一种长续航海底样品采集装置技术领域本发明涉及海底监测装置技术领域，更具体的说，涉及一种海底观测采集装置技术领域。背景技术随着世界各国对海洋资源的不断深入研究，对海洋的争夺重点从近海转向深海。深海无人潜航器是实现深海开发利用的重要海洋工程装备。它通过搭载各种电子设备、机械装置，快速地潜浮于深海复杂环境中，实现对海洋的勘探、科考、开发、作业等，其技术水平在一定程度上标志着国家海洋资源勘探开发甚至海洋权益维护能力。对深海海底的观测，目前较为成熟的技术有沉积物捕获器、锚系潜标系统、载人潜水器HOV、缆控无人遥控潜水器ROV等，无人潜航器主要分为AUV自主水下潜航器和ROV有缆遥控式潜水器，这些设备对海底的水文、地质数据的采集有较好的效果，但都存在一些问题，例如沉积物捕获器，仅具有收集浮游沉积物的功能，锚系潜标系统安装布放过程复杂，设备回收成功率也较低，这两种设备也仅具有定点观测的能力；载人潜水器HOV与缆控无人遥控潜水器ROV单次设备运行船时时间长，成本较高，AUV通常具有良好的水动力外形设计，具备快速机动航行能力，一般用于水下快速巡游探测，不具备精细作业能力。ROV由于主要针对复杂作业使用，需要搭载机械臂等附体机构，从而难以保证其水动力外形，快速机动能力差，巡航能耗高，不满足机动大范围作业需求。发明内容针对现有技术中沉积物捕获器仅具有收集浮游沉积物的功能，锚系潜标系统安装布放过程复杂，设备回收成功率也较低；载人潜水器HOV与缆控无人遥控潜水器ROV单次设备运行船时时间长，成本较高，不满足机动大范围作业需求的技术问题，本发明提供了一种长续航海底样品采集装置，能够利用水流运动发电，为自身提供长时间工作的续航能量，并能够利用履带运动机构进行自主移动，扩大观测范围，获得区域海底水文动态，将单点观测提升值面观测水平，底质样本舱与生物捕获舱可储藏海底的岩石、沉积物与生物样本，高分子浮体材料的制造的浮体机构与底座模块的充气浮力机构，可以实现采集装置的整体回收或者单独回收，既能节省研究成本也能保证在底座卡壳时回收数据，在海洋探测领域具有广泛的适应性。本发明提供了一种长续航海底样品采集装置，包括运动机构、底座和浮力机构，所述的运动机构上设置底座，底座上设置浮力机构；底座和浮力机构之间设有声学声学释放器，底座和或浮力机构上设有样品采集机构，样品采集机构包括机械手、底质样本舱和生物捕获舱；浮力机构上设有水流发电机构。本发明中，浮力机构四周设有底质样本舱和传感器舱，底质样本舱外部设有浮体弹性盖板，传感器舱外部设有防拖侧板。本发明中，浮力机构上设有支撑架，支撑架上部设有万向节，万向节上设有水流发电机构。本发明中，水流发电机构包括水流导轮、水轮叶片和叶片支撑轴，水流发电机构外部设有水流导轮，水流导轮内部一端设有叶片支撑轴，叶片支撑轴上发电线圈，发电线圈外部设有防水外壳，发电线圈内部设有电刷，电刷前端设有若干组水轮叶片。本发明中，水流发电机构通过牵引绳和电池电性连接。本发明中，浮力机构上部设有海流计。本发明中，传感器舱内设有第一声学释放器和第二声学释放器。本发明中，底座内部设有连接环、电池和固定环，固定环位于底座中部，固定环上固定有牵引绳，连接环固定在底座内部两侧，连接环分别第一声学释放器和第二声学释放器相适应设置。本发明中，底座外部设有生物捕获舱，生物捕获舱外部设有弹性盖板，底座一侧设有机械手，生物捕获舱、机械手和底质样本舱构成样品采集机构。本发明中，浮体弹性盖板和弹性盖板上都设有对开门电机。本发明中，机械手设有三组以上的旋转机构，至少有一组旋转机构与其他旋转机构旋转方向呈90°，机械手每个旋转机构都设有防水电机，机械手前端设有钳子，防水电机和电池电性连接，钳子中部设有螺杆，螺杆前面套接有横梁，横梁上设有定位销，定位销插入钳子两侧的定位槽中，螺杆带动定位销前后移动能够实现钳子开合，所述螺杆由防水电机控制，防水电机和电池电性连接；而且所述防水电机均设有无线发射模块，与无线发射模块连接的继电器控制电机开合。本发明中，底座四周设有漏沙孔和吊耳。本发明中，运动机构为履带轮，履带轮背面设有气囊，气囊之间设有高压气瓶。本发明中，履带轮的电机前面设有无线控制模块，无线控制模块包括无线接受模块、无线发射模块和继电器。本发明中，履带轮和电池电性连接。本发明的有益效果:本发明提供的一种长续航海底样品采集装置，能够在海底利用万向水流发电机构利用不同方向的海底水流进行发电，为采集装置内部的锂电池储能箱蓄能，以满足采集装置长时间的工作需要，使得采集装置活动范围扩大，观测时间延长，样品采集和运动行走都能获得足够的能量供应；也能够实现浮体机构与底座脱离，利用密度差和浮力机构既能实现单独回收也能实现整体回收，尽可能的降低了观测费用，也保证一旦底座因海底异物卡住，能够获得宝贵的观测数据，在海底探测领域具有广泛的适用性。附图说明图1为本发明的立体结构示意图一；图2为本发明的立体结构示意图二；图3为本发明的俯视结构示意图；图4为本发明的左视结构示意图；图5为本发明不含盖板的结构示意图；图6为本发明的后视结构示意图；图7为本发明浮力模块结构示意图。图1-7中，1-履带轮、2-底座、3-浮力机构、4-浮体弹性盖板、5-水流发电机构、6-防拖侧板、7-连接环、8-机械手、9-水轮叶片、10-支撑架、11-万向节、12-底质样本舱、13-牵引绳、14-声学释放器、15-漏沙孔、16-吊耳、17-生物捕获舱、18-弹性盖板、19-电池、20-固定环、21-海流计、22-气囊、23-第一声学释放器、24-第二声学释放器、25-叶片支撑轴。具体实施方式下面结合附图1-7和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明装置不限于下述实施例。在本发明中，为了便于描述，对本发明装置中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。本发明中所使用的履带轮1、底座2、浮力机构3、防拖侧板6、连接环7、机械手8、水轮叶片9、支撑架10、万向节11、底质样本舱12、牵引绳13、声学释放器14、漏沙孔15、吊耳16、生物捕获舱17、电池19、固定环20、海流计21、气囊22、第一声学释放器23和第二声学释放器24都能通过普通市场途径采购或者定制获得，声学释放器14采用型号为R2K释放器，海流计21采用Aanderaa多普勒海流计4420，履带轮1采用恒顺机械的电动遥控履带底盘HS-02，履带底部安装有TELESKY五路寻迹避障传感器，机械手8选用开源6自由度机械手臂STM32。本发明提供了一种长续航海底样品采集装置，包括运动机构、底座2和浮力机构3，所述的运动机构上设置底座2，底座2上设置浮力机构3；浮力机构3下设有声学释放器14，底座和或浮力机构14上设有样品采集机构；浮力机构3上设有水流发电机构5。本发明中，浮力机构3四周设有底质样本舱12和传感器舱，底质样本舱12外部设有浮体弹性盖板4，浮体弹性盖板4里面设有弹簧，机械手8从外部按压时可以打开，放入采集样品松开时自动回弹封闭，传感器舱外部设有防拖侧板6，可以保护声学释放器14不被人工作业或者其他生物拖挂损坏。本发明中，浮力机构3上设有支撑架10，支撑架10上部设有万向节11，万向节11上设有水流发电机构。本发明中，水流发电机构5包括水流导轮、水轮叶片9和叶片支撑轴25，水流发电机构5外部设有水流导轮，水流导轮内部一端设有叶片支撑轴25，叶片支撑轴25上发电线圈，发电线圈外部设有防水外壳，发电线圈内部设有电刷，电刷前端设有若干组水轮叶片9。本发明中，水流发电机构5通过牵引绳13和电池19电性连接。本发明中，浮力机构3上部设有海流计21。本发明中，传感器舱内设有第一声学释放器23和第二声学释放器24。本发明中，底座2内部设有连接环7、电池19和固定环20，固定环20位于底座2中部，固定环20上固定有牵引绳13，连接环7固定在底座2内部两侧，连接环7分别第一声学释放器23和第二声学释放器24相适应设置。本发明中，底座2外部设有生物捕获舱17，生物捕获舱17外部设有弹性盖板18，生物捕获舱17里面设置诱饵，弹性盖板18上设有海水孔，能够使得生物捕获舱17内外海水连通，保证捕获的生物成活，当有生物闯入时弹性盖板18闭合，将生物困在内。底座2一侧设有机械手8，生物捕获舱17、机械手8和底质样本舱12构成样品采集机构。本发明中，浮体弹性盖板4和弹性盖板18上都设有对开门电机，使得操作人员能够遥控打开浮体弹性盖板4和弹性盖板18，浮体弹性盖板4后面的弹簧能够方便机械手8放置样品，弹性盖板18后面的诱捕机构能够将动物诱入封闭，比如型号2PKPC的双开门踏板式诱捕捕捉笼，或者市场上普通的捕捉宠物的捕捉笼都能适用。本发明中，机械手8设有三组以上的旋转机构，至少有一组旋转机构与其他旋转机构旋转方向呈90°，机械手8每个旋转机构都设有防水电机，机械手8前端设有钳子，防水电机和电池电性连接，钳子中部设有螺杆，螺杆前面套接有横梁，横梁上设有定位销，定位销插入钳子两侧的定位槽中，螺杆带动定位销前后移动能够实现钳子开合，所述螺杆由防水电机控制，防水电机和电池电性连接；而且所述防水电机均设有无线发射模块，与无线发射模块连接的继电器控制电机开合。本发明中，底座2四周设有漏沙孔15和吊耳16。本发明中，运动机构为履带轮1，履带轮1背面设有气囊22，气囊22之间设有高压气瓶。本发明中，履带轮1的电机前面设有控制模块，控制模块包括寻迹避障模块和继电器，寻迹避障模块采用TELESKY五路寻迹避障传感器。本发明中，履带轮1和电池19电性连接。在适用本发明运动式深海沉底观测采集装置时，布放前，对观测采集装置进行装配，将声学释放器14安装在浮体固定环20上，随后将牵引绳13的两头分别系在声学释放器14的钩头与底座2的固定环20上。将浮力机构3放置在底座2上，底座2的两个连接环7穿过浮力机构3的连接环通孔，接着打开传感器固定扣，安装第一声学释放器23和第二声学释放器24，第一声学释放器23和第二声学释放器24的钩头卡住连接环7。而后在浮力机构3两侧安装底质样本舱12，并将海流计21安装到海流计仓内。将两块防拖侧板6装到浮力机构3上。在布放时，使用回头绳，穿过底座的布放吊耳16，由两到三人进行布放，观测采集装置进入水平面以下后，释放回头绳，让观测采集装置自由下沉。观测采集装置到达海底后，海流计21、机械手8和样品收集机构开始工作，防拖侧板6的水流通孔可使水流进入传感器仓，机械手采集需要的海底岩石样品等放入底质样本舱12。并且防拖侧板6可避免流石、流沙以及水下中小型生物对声学释放器14的刮擦、碰撞等破坏。底座上的八个漏沙孔15，可以使观测采集装置在软底质海底座底时，观测采集装置上部有泥沙覆盖时，在水流的作用下，漏沙孔15上下两侧形成较好的水流交换，避免观测采集装置被泥沙掩埋覆盖。水流发电机构5下面的水流导轮和万向节11能够使得水流发电机构5随时顺着海流方向，利用海水发电，洋流通过水流导轮迫使其旋转到顺水方向，洋流通过水轮叶片9带动其旋转，从而使得水轮叶片9带动电刷切割发电线圈获得电流，产生的电能传输至电池19，为观测采集装置储能，以便进行长时间的连续观测作业。底座2的履带轮1，可适应不同底质的海底，通过预先设定的观测运动程序，使观测采集装置在预定的时间与路线上进行观测，以获得一定区域范围内的海底数据。在回收时，作业人员在布放的工作船上通过声学设备发送指令至第一声学释放器23和第二声学释放器24，第一声学释放器23和第二声学释放器24的钩头释放，钩头与底座2的连接环7脱离，浮力机构3由于自身的较低的密度，开始上浮；与此同时，履带轮1下部的充气浮力机构开始工作，高压气瓶内的液氮向两侧的橡胶气囊22充气，橡胶气囊22体积增大，底座2的整体提升，开始上浮。在上浮过程中，浮力机构3与底座2之间通过牵引绳13相连，浮至水面后，作业人员进行整体回收。因海底地形复杂，情况多变，底座2在沉底观测与运动过程中，可能被某些异物卡住而不能上浮，在浮力机构3上浮后，底座2不能上浮，为回收珍贵的观测数据，此时需抛弃底座2。在发射上浮指令一定时间后，如观测采集装置仍未上浮，即可能底座不能脱离海底地面，此时发送声学指令至声学释放器14，声学释放器14钩头打开，牵引绳13脱离，浮力机构3与底座2分离，浮力机构3单独上浮，抛弃底座2。本发明扩大了检测范围，能够长时间远距离对海底进行监测，而且能够根据运行情况对底座2和浮力机构3进行回收，节省监测开支，生物捕获舱、机械手和底质样本舱方便对海底生物和岩石样本的采集，获得足够多的海底数据，履带运动机构能够适应较为复杂的海底环境，方便运行。如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。

权利要求：1.一种长续航海底样品采集装置，包括运动机构、底座和浮力机构，其特征在于，所述的运动机构上设置底座，底座上设置浮力机构；底座和浮力机构之间设有声学声学释放器，底座和或浮力机构上设有样品采集机构，样品采集机构包括机械手、底质样本舱和生物捕获舱；浮力机构上设有水流发电机构。2.如权利要求1所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述底座和声学释放器之间设有牵引绳，浮力机构四周设有底质样本舱和传感器舱，底质样本舱外部设有浮体弹性盖板，传感器舱外部设有防拖侧板。3.如权利要求2所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述浮力机构上设有支撑架，支撑架上部设有万向节，万向节上设有水流发电机构。4.如权利要求3所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述水流发电机构包括水流导轮、水轮叶片和叶片支撑轴，水流发电机构外部设有水流导轮，水流导轮内部一端设有叶片支撑轴，叶片支撑轴上设有若干组水轮叶片。5.如权利要求1所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述浮力机构上部设有海流计。6.如权利要求2所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述第一声学释放器和第二声学释放器。7.如权利要求1所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述底座内部设有连接环、电池和固定环，固定环位于底座中部，固定环上固定有牵引绳，连接环固定在底座内部两侧。8.如权利要求7所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述底座外部设有生物捕获舱，生物捕获舱外部设有弹性盖板，底座一侧设有机械手。9.如权利要求8所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述底座四周设有漏沙孔和吊耳。10.如权利要求1所述的长续航海底样品采集装置，其特征在于，所述运动机构为履带轮，履带轮背面设有气囊，气囊之间设有高压气瓶。

百度查询： 自然资源部第二海洋研究所 一种长续航海底样品采集装置