CN105600141A - 一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱 - Google Patents

一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，包括矿物生物存放箱本体和安装系固装置，所述矿物生物存放箱本体分为常闭式矿物存放区、常闭式生物存放区以及手动启闭式生物存放区；所述安装系固装置包括F型支架和夹板，F型支架上端固定在矿物生物存放箱本体两侧，下端通过长螺栓与夹板连接。本发明可以提供一种多功能、高效的针对深海矿物、生物样品采集后的存放装置，坚固轻便，使用方便，且便于运输，因而更适合实际使用要求，能更好地满足深海取样需要；可以根据采样取样的需要灵活地相互切换和代替，并能够方便、灵活搭载深海载人潜水器、遥控无人潜水器等大型装备。本发明设计科学合理、结构简单紧凑、携带安全方便、切换灵活。

Description

一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱
技术领域
本发明涉及采样存放设备，尤其能够提高载人潜水器深海取样作业效率，存放矿物、生物样品，确保样品安全完整回收甲板。
背景技术
目前，国内各型载人潜水器研制蓬勃发展，首台7000米载人潜水器蛟龙号已经完成海试，正转向应用。从蛟龙号载人潜水器1000米海上试验，蛟龙号首次搭载开放式矿物存放筐和手动启闭式生物存放箱，到蛟龙号成功探索太平洋多金属结核箱、太平洋多金属结壳箱、南海冷泉箱、印度洋热液硫化物箱，蛟龙号搭载作业工具中矿物存放筐、生物存放箱的结构和操作方式基本未改进。随着载人潜水器应用的不断深入，原为海上试验、试验性应用阶段搭载的非定制且功能单一、操作复杂的样品存放箱或筐已经无法满足深海载人潜水器搭载作业布置紧凑性、取样作业高效性、存放安全性的需求。
发明内容
本发明为了提高载人潜水器海底取样作业效率，从工程应用出发，整合改进现有样品存放工具，而提供一种新型载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，该样品存放箱不仅结构简单，还可方便地搭载于各种载人潜水器作业平台，提高深海作业样品采集存放效率，能够更好地保障样品安全完整回收甲板。
本发明所采用的技术方案如下：
一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，包括矿物生物存放箱本体和安装系固装置4，所述矿物生物存放箱本体分为常闭式矿物存放区1、常闭式生物存放区2以及手动启闭式生物存放区3；所述安装系固装置4包括F型支架23和夹板24，F型支架23上端固定在矿物生物存放箱本体两侧，下端通过长螺栓25与夹板24连接；夹板24与长螺栓25相结合的系固方式，可根据搭载平台灵活调整，方便搭载于各种载人潜水器。箱体板材采用聚碳酸酯塑料(简称PC)制作，具有高透明性、高强度抗冲击、耐高温、重量轻、加工性能较好等优点。本发明结构简单实用，可方便地搭载于各种载人潜水器的作业平台，提高深海作业样品采集存放效率，保障已获取样品安全完整回收甲板。
进一步的，所述常闭式矿物存放区1和常闭式生物存放区2结构相同，分别包括有底壁无上盖箱体8、11，通过限位可调式弹簧合页10、13连接有上盖板9、12；手动启闭式生物存放区3包括箱体14，通过可调式弹簧合页连接有上盖板15；所述箱体8、箱体11、箱体14依次并联。限位可调式弹簧合页10、13在弹簧扭力与限位销作用下，合页最大开角90°，可实现常闭功能，用于存放矿物、生物样品。在外力作用下，对开的上盖板9、12向内翻转，开启样品存放箱可用于收入样品，此时限位可调式弹簧合页10、13最小闭合角为0°，若外力消失，对开的上盖板9、12在弹簧扭力下自动复位闭合，封存样品。
进一步的，所述上盖板9、12均为为对开门，分别包括上盖板9-1、9-2和上盖板12-1、12-2，采用对开门设计，减少了样品存放拿取的路程；降低了该样品区域的存放拿取难度，提高了工作效率。
进一步的，所述的限位可调式弹簧合页10、13和可调式弹簧合页16包括有下合页26、上合页27、弹簧基座28、可调基座31；所述下合页26和上合页27转动连接在弹簧基座28和可调基座31之间，在弹簧基座28内固定有弹簧30，在弹簧基座28上端开有定位销孔29，内置定位销35，可调基座31下端开有扭力固定孔32。
进一步，在所述的限位可调式弹簧合页10、13的下合页26上设置有限位销孔限位销孔34，内置限位销33，所述限位销33位于上合页27上方。
所述的限位可调式弹簧合页10、13调节角度均为0～90°；与传统弹簧合页相比，可调基座上扭力调节孔更多，弹簧扭力调节更精细，保证足够扭力让上盖板复位、保持箱体闭合封闭，上合页上扭力固定销开口方向方便随时调整扭力。而下合页上的90°限位销孔与限位销结合后，限制上合页旋转角度，最大开角90°，以确保上盖板保持常闭状态。
所述的可调式弹簧合页16调整角度为90～180°，与传统弹簧合页相比，可调基座上扭力调整孔更多，弹簧扭力调节更精细，上合页上扭力固定销开口方向方便随时调整扭力，保证足够扭力让上盖板复位、翻转开启，上下合页最大开角不超过180°。
进一步的，所述箱体8、箱体11、箱体14的两侧壁下部设置有连接螺纹孔，方便连接潜器以及便于样品存放区域的增加。
进一步的，所述箱体14还包括拉环式系扣组17，所述拉环式系扣组17固定连接在上盖板上。所述箱体14还包括拉环式系扣组17，所述拉环式系扣组17包括强力橡皮筋18、系环19、G型扣20、拉环21和安装螺母22，橡皮筋18安装在上盖板15上，G型扣20安装在箱体14上，拉环21带动橡皮筋18扣上或脱离G型扣20，封闭或开启箱体14。拉环21材料采用PE塑料，密度小于1，在海水中成正浮力，环形设计方便机械手抓取操作。拉环带动强力橡皮筋扣上G型扣，弹簧合页压缩到90°，上盖板15闭合封存生物样品。拉环21带动橡皮筋18脱离G型扣20，弹簧合页在弹簧扭力作用下自动复位到180°开角，上盖板15开启可收纳样品。
本发明可以提供一种多功能、高效的针对深海矿物、生物样品采集后的存放装置，坚固轻便，使用方便，且便于运输，因而更适合实际使用要求，能更好地满足深海取样需要；可以根据采样取样的需要灵活地相互切换和代替，并能够方便、灵活搭载深海载人潜水器、遥控无人潜水器等大型装备。本发明设计科学合理、结构简单紧凑、携带安全方便、切换灵活。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域的技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1：本发明的结构示意图一。
图2：本发明的结构示意图二。
图3：本发明的结构示意图三。
图4：本发明合页的结构示意图四。
图5：本发明合页的结构示意图五。
图6：本发明合页的结构示意图六。
图7：本发明合页的结构示意图七。
图8：本发明合页的结构示意图八。
图9：本发明合页的结构示意图九。
图10：本发明合页的结构示意图十。
图11：本发明合页的结构示意图十一。
图12：本发明箱体侧壁的结构示意图十二。
图中：常闭式矿物存放区-1、常闭式生物存放区-2、手动启闭式生物存放区-3、装系固装置-4、螺孔杆-5、螺纹杆-6、紧固螺母-7、箱体-8、上盖板-9、限位可调式弹簧合页-10，箱体-11、上盖板-12、限位可调式弹簧合页-13，箱体-14、上盖板-15、可调式弹簧合页-16、和拉环式系扣组-17，强力橡皮筋-18、系环-19、G型扣-20、PE拉环-21、安装螺母-22、F型支架-23、夹板-24、长螺栓-25，下合页-26、上合页-27、弹簧基座-28、基座定位销孔-29、弹簧-30、可调基座-31、扭力固定孔-32、限位销-33、限位销孔-34、定位销-35、箱体侧壁-36。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
如图1—3、图11所示，一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，包括矿物生物存放箱本体和安装系固装置4，所述矿物生物存放箱本体分为常闭式矿物存放区1、常闭式生物存放区2以及手动启闭式生物存放区3；所述常闭式矿物存放区1和常闭式生物存放区2结构相同，分别包括有底壁无上盖箱体8、11，通过限位可调式弹簧合页10、13连接有上盖板9、12；所述上盖板9、12均为对开门，分别包括上盖板9-1、9-2和上盖板12-1、12-2；手动启闭式生物存放区3包括箱体14，通过可调式弹簧合页16连接有上盖板15；所述箱体14还包括拉环式系扣组17，所述拉环式系扣组17包括强力橡皮筋18、系环19、G型扣20、拉环21和安装螺母22，橡皮筋18安装在上盖板15上，G型扣20安装在箱体14上，拉环21带动橡皮筋18扣上或脱离G型扣20，封闭或开启箱体14。所述箱体8、箱体11、箱体14依次并联；所述安装系固装置4包括F型支架23和夹板24，F型支架23上端固定在矿物生物存放箱本体两侧，下端通过长螺栓25与夹板24连接。
如图4—10所示，进一步的，所述的限位可调式弹簧合页10、13和可调式弹簧合页16包括有下合页26、上合页27、弹簧基座28、可调基座31；所述下合页26和上合页27转动连接在弹簧基座28和可调基座31之间，在弹簧基座28内固定有弹簧30，在弹簧基座28上端开有定位销孔29，内置定位销35，可调基座31下端开有扭力固定孔32。在限位可调式弹簧合页10、13的下合页26上设置有限位销孔限位销孔34，内置限位销33，所述限位销33位于上合页27上方。
如图12所示，所述箱体8、箱体11、箱体14的两侧壁36下部设置有连接螺纹孔。
本发明的作业过程如下：
如图1—12所示，该发明通过安装系固装置4与载人潜水器作业工具搭载平台连接，随潜水器潜入深海海底，在下潜的过程中始终保持图1状态：常闭式矿物存放区1、生物存放区2在弹簧30扭力、限位销33作用下保持封闭状态，手动启闭式生物存放区3的强力橡皮筋克服弹簧30扭力与G型扣20连接，使上盖板15保持关闭状态。
如图2所示，抵达作业海区发现取样目标后，潜水器可直接根据各个样品存放区的大小，而采集尺寸合适的矿物、生物样品。潜水器机械手夹持矿物样品后，机械手手爪可直接向内推动旋转常闭式矿物存放区对开门的上盖板9-1、9-2，克服弹簧30扭力开启矿物存放区，夹持手爪松开，矿物样品落入箱体8底部，手爪移出存放区，上盖板9-1、9-2在弹簧扭力和限位销作用下自动闭合，封存样品。潜水器机械手夹持较大体积生物样品后，机械手手爪可直接向内推动旋转常闭式生物存放区2对开门的上盖板12-1、12-2，克服弹簧30扭力开启生物存放区，夹持手爪松开，生物样品落入箱体11底部，手爪移出存放区，上盖板12-1、12-2在弹簧扭力和限位销作用下自动闭合，防止生物游出。潜水器采集一些小体积或易碎生物样品时，机械手夹持拉环21向下拉拽橡皮筋18脱离G型扣20，手动启闭式生物存放区3上盖板15在弹簧扭力作用下展开竖直，手动启闭式生物存放区开启。机械手夹持或利用其他取样铲等工具将小体积或易碎生物样品轻放入箱体内，机械手夹持拉环拉拽橡皮筋18扣上G型扣20，闭合上端盖15，手动启闭式生物存放区封闭，防止生物游出，如图1所示。潜水器上浮和水面漂浮阶段，箱体保持图1状态，样品存放基本封闭空间中，可保证安全完整回收甲板。回收甲板后，可根据样品情况，拆卸安装系固装置，将样品连同存放箱送入实验室。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，包括矿物生物存放箱本体和安装系固装置(4)，其特征在于，所述矿物生物存放箱本体分为常闭式矿物存放区(1)、常闭式生物存放区(2)以及手动启闭式生物存放区(3)；所述安装系固装置(4)包括F型支架(23)和夹板(24)，F型支架(23)上端固定在矿物生物存放箱本体两侧，下端通过长螺栓(25)与夹板(24)连接。
2.根据权利要求1所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，所述常闭式矿物存放区(1)和常闭式生物存放区(2)结构相同，分别包括有底壁无上盖箱体(8、11)，通过限位可调式弹簧合页(10、13)连接有上盖板(9、12)；手动启闭式生物存放区(3)包括箱体(14)，通过可调式弹簧合页(16)连接有上盖板(15)；所述箱体(8)、箱体(11)、箱体(14)依次并联。
3.根据权利要求1所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，所述上盖板(9、12)均为对开门，分别包括上盖板(9-1、9-2)和上盖板(12-1、12-2)。
4.根据权利要求1所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，所述的限位可调式弹簧合页(10、13)和可调式弹簧合页(16)包括有下合页(26)、上合页(27)、弹簧基座(28)、可调基座(31)；所述下合页(26)和上合页(27)转动连接在弹簧基座(28)和可调基座(31)之间，在弹簧基座(28)内固定有弹簧(30)，在弹簧基座(28)上端开有定位销孔(29)，内置定位销(35)，可调基座(31)下端开有扭力固定孔(32)。
5.根据权利要求4所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，在所述的限位可调式弹簧合页(10、13)下合页26上设置有限位销孔限位销孔(34)，内置限位销(33)，所述限位销(33)位于上合页(27)上方。
6.根据权利要求1所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，所述箱体(8)、箱体(11)、箱体(14)的两侧壁下部设置有连接螺纹孔。
7.根据权利要求2所述的一种载人潜水器采样多功能矿物生物存放箱，其特征在于，所述箱体(14)还包括拉环式系扣组(17)，所述拉环式系扣组(17)包括强力橡皮筋(18)、系环(19)、G型扣(20)、拉环(21)和安装螺母(22)，橡皮筋(18)安装在上盖板(15)上，G型扣(20)安装在箱体(14)上，拉环(21)带动橡皮筋(18)扣上或脱离G型扣(20)，封闭或开启箱体(14)。
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