CN108557017A - 载人潜水器的样品箱存储装置 - Google Patents

Abstract

载人潜水器的样品箱存储装置，包括样品库，样品库的支撑架在竖向上包括至少一个支撑面板；支撑面板正面设有多个导向件，相邻两个导向件间的空间为样品箱的存放空间，存放空间的一端为样品箱进出口，存放空间的另一端设有止挡面；支撑面板的背面设有夹紧机构，夹紧机构中，夹紧油缸的活塞杆与夹紧块一端连接，夹紧块另一端为夹紧端，夹紧块两端之间的块体铰接在支撑面板上，所述存放空间进出口的一侧的支撑面板板体上设有贯通槽，通过夹紧油缸活塞杆伸缩，带动夹紧块的夹紧端转动至位于支撑面板正面的上方或下方，从而实现或解除样品箱的夹紧，贯通槽为夹紧块夹紧端的转动通道。本发明能存储多批次完成采集的样品箱，避免了艇体航行阻力的增加。

Description

载人潜水器的样品箱存储装置

技术领域

本发明涉及水下作业装置配件技术领域，具体涉及用于载人潜水器上搭载的样品箱的存储。

背景技术

载人潜水器是当前海洋探索研究最主要的工具之一，其具备海洋环境观测、海底地质探测、深海生物研究、可疑物探测与捕获等功能，可利用照明摄像设备对海洋环境进行观测，还可以获取指定位置的海水样品、沉积物样品、生物样品和保真存储热液水样，以及完成其他深海探测等各种复杂作业。

载人潜水器在执行深海作业时，通常是依靠搭载在左右舷侧的机械手完成深海探测与取样作业，为了扩大载人潜水器的作业能力，会在载人潜水器的艏部固定平台上搭载具有一定作业能力的ROV(即“水下机器人”)，并在固定平台上完成该ROV的布放与回收，ROV驶离载人潜水器至深海海底完成探测与取样作业，并将取回的样品放置在ROV前端固定的样品箱中进行存储，ROV作业完毕后，满载着深海样品返回至载人潜水器艏部的固定平台上，完成一个航次的深海取样作业。该种载人潜水器携带ROV完成深海取样及存储的模式虽然在一定程度上扩大了载人潜水器的作业能力，但由于载人潜水器一次布放回收需要耗费大量的时间和经费，且一个航次仅能完成一个批次较少样品的采集，这样一方面会造成人力物力的浪费，另一方面不能充分发挥载人潜水器的作业效能。另外，ROV搭载在载人潜水器艏部固定平台上后，其前端固定的样品箱会凸出在艇体的线型外，导致艇体的航行阻力增加，增加了动力系统的能耗。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种载人潜水器的样品箱存储装置，其能够有序存储ROV多批次所带回的样品箱，提高载人潜水器单个航次的作业效能，另一方面，进一步将所述存储装置设置成可升降结构，有效地避免了载人潜水器艇体航行阻力的增加。

本发明的技术方案如下：

载人潜水器的样品箱存储装置，包括样品库，样品库包括支撑架，支撑架在竖向上包括至少一个支撑面板，支撑面板的正面用于存放至少一个样品箱；支撑面板上设有多个导向件，相邻两个导向件之间的空间为样品箱的存放空间，所述存放空间的一端为样品箱进出所述存放空间的进出口，所述存放空间的另一端设有止挡面；支撑面板的背面设有夹紧机构，所述夹紧机构包括夹紧油缸，夹紧油缸的活塞杆与夹紧块的一端连接，夹紧块的另一端为夹紧端，夹紧块两端之间的块体铰接在支撑面板上，支撑面板上设有贯通槽，贯通槽位于所述存放空间进出口的一侧，通过夹紧油缸活塞杆的伸缩，带动夹紧块的夹紧端转动至位于支撑面板正面的上方或下方，从而夹紧样品箱或解除样品箱的夹紧，贯通槽为夹紧块的夹紧端转动至支撑面板正面的上方或下方的通道。

其进一步技术方案为：

同一支撑面板上，所述夹紧块的数量与支撑面板上所述存放空间的数量一致，且所有夹紧块上与其夹紧端相对的一端均铰接在联动杆上，夹紧油缸的活塞杆铰接在联动杆上。

所述支撑面板的背面设有与所述存放空间数量一致的辅助限位机构，所述辅助限位机构包括铰接在支撑面板上的限位挡块，弹簧的一端固接在支撑面板上，弹簧的另一端固接在限位挡块上，且弹簧的两端分别位于限位挡块在支撑面板上铰接端的一端、限位挡块在支撑面板上铰接端的相对端；贯通槽为限位挡块转动至支撑面板正面的上方或下方的通道。

在支撑面板上，每一个所述存放空间所配设的限位挡块和夹紧块共用同一个贯通槽，且夹紧块位于贯通槽靠近所述存放空间内部的一侧，限位挡块朝向所述存放空间内部的一侧设有开口凹槽，开口凹槽构成夹紧块的夹紧端在贯通槽内的可转动空间。

所述导向件朝向所述存放空间的一侧设有导向槽，样品箱的两侧设有外凸的定位边，导向槽具有与定位边配设的可滑动结合的槽段；止挡面设在导向槽上与所述存放空间进出口相对的一端，用于限制样品箱从所述存放空间进出口的相对端滑出。

所述样品库固定支撑在升降机构上，所述升降机构带动样品库升降。

所述升降机构包括顶座、底座和设在二者之间的上、下两层升降架；顶座用于固定支撑样品库；所述升降架包括两组平行设置的连杆组，所述连杆组包括交叉设置的两根连杆，所述升降架的两组连杆组中，相对的两根内侧连杆之间连接有横向撑杆；上、下两层升降架中，位于同一侧的上、下两组连杆组中，上组连杆组的内、外侧连杆的下端分别与下组连杆组的内、外侧连杆的上端铰接；上层升降架中的两个内侧连杆分别通过上滚轮可滑动地支撑在顶座上，上层升降架中的两个外侧连杆分别铰接在顶座上；下层升降架中的两个外侧连杆分别通过下滚轮可滑动地支撑在底座上，下层升降架中的两个内侧连杆分别铰接在底座上；升降油缸的缸体铰接在下层升降架中的横向撑杆上，升降油缸的活塞杆铰接在上层升降架中的横向撑杆上。

所述顶座用来滑动支撑上滚轮的一侧带有槽钢段，底座上用来滑动支撑下滚轮的一侧带有槽钢段。

所述支撑架为上、下两层架体结构，上、下两层架体结构上均设有一支撑面板，每个支撑面板上设有四个导向件。

本发明的技术效果：

本发明所述载人潜水器的样品箱存储装置搭载在载人潜水器框架结构内部，通过本发明样品库多个存放空间及其对应的夹紧机构、辅助限位机构的设置，可以有序存储ROV多批次所带回的样品箱，从而提高载人潜水器单个航次的作业效能；同时，本发明所述样品箱存储装置进一步设置了侧移式升降机构，可在实现自由升降的同时实现侧向横移，在存储状态时本发明所述存储装置可整体缩回至载人潜水器的艇体线型内，有效避免了艇体航行阻力的增加。本发明结构简单，工作可靠。

附图说明

图1为本发明的立体图，图中示出了样品箱。

图2为本发明所述样品库的立体图。

图3为图2中A部放大图。

图4为本发明所述样品库的另一视角的立体图，图中能够看到样品库中支撑面板的底部。

图5为图4中B部放大图。

图6本发明所述夹紧机构的立体图。

图7为本发明所述辅助限位机构的立体图。

图8为本发明所述升降机构的立体图，图中的视角不同于图1中的视角。

图9为本发明在载人潜水器上的工作状态一示意图，图中，所述样品库处于向上抬起并横移至载人潜水器的艇体线型之外，图中双点划线表示载人潜水器。

图10为本发明在载人潜水器上的工作状态二示意图，图中，所述样品库处于向下回缩并横移至载人潜水器的艇体线型之内，图中双点划线表示载人潜水器。

其中：1、样品库；101、支撑架；102、支撑面板；1021、贯通槽；103、导向件；1031、导向槽；104、止挡面；2、样品箱；201、定位边；3、夹紧机构；301、夹紧油缸；302、夹紧块；303、联动杆；304、支座一；305、支座二；4、辅助限位机构；401、限位挡块；4011、开口凹槽；402、弹簧；403、支座三；5、升降机构；501、顶座；502、底座；503、连杆；504、横向撑杆；505、上滚轮；506、下滚轮；507、升降油缸；508、上支座；509、下支座；6、载人潜水器。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

见图1，本发明所述载人潜水器的样品箱存储装置包括样品库1，见图1、图2、图3、图4，所述样品库1包括支撑架101，支撑架101在竖向上包括至少一个支撑面板102，支撑面板102的正面用于存放至少一个样品箱2；支撑面板102的正面端面上设有多个导向件103，相邻两个导向件103之间的空间为样品箱2的存放空间，所述存放空间的一端为样品箱2进出所述存放空间的进出口，所述存放空间的另一端设有止挡面104，止挡面104用于限制样品箱2从所述存放空间的另一端滑出；支撑面板102的背面设有夹紧机构3，见图4、图5、图6，所述夹紧机构3包括夹紧油缸301，夹紧油缸301的缸体通过支座二305固定支撑在支撑面板102的背面，夹紧油缸301的活塞杆与夹紧块302的一端连接，夹紧块302的另一端为夹紧端，所述夹紧端用来夹紧容置在所述存放空间内的样品箱2，夹紧块302两端之间的块体铰接在支座一304上，支座一304固接在支撑面板102的背面，见图2、图3，所述支撑面板102上设有贯通槽1021，所述贯通槽1021位于所述存放空间进出口的一侧，通过夹紧油缸301活塞杆的伸缩，带动夹紧块302的夹紧端转动至位于支撑面板102正面的上方或下方，从而夹紧样品箱2或解除对样品箱2的夹紧，贯通槽1021为夹紧块302的夹紧端转动至支撑面板102正面的上方或下方的限位通道。其中，所述支撑面板102的正面为图1中所示的支撑面板102的上端面，支撑面板102的背面则为图1中所示的支撑面板102的下端面。

进一步地，在同一支撑面板102上，夹紧块302的数量与支撑面板102上所述存放空间的数量一致，且所有夹紧块302上与紧块302夹紧端相对的一端均铰接在联动杆303上，夹紧油缸301的活塞杆铰接在联动杆303上，通过联动的设置，只需一个动力机构，即可带动所有夹紧块转动进行夹紧操作或者解除夹紧的操作，节省动力装备以及安装空间。

进一步地，见图2、图3、图4、图5、图7，所述支撑面板102的背面设有与所述存放空间数量一致的辅助限位机构4，所述辅助限位机构4包括铰接在支撑面板102上的限位挡块401，限位挡块401铰接在支座三403上，支座三403固接在支撑面板102的背面，弹簧402的一端固接在支撑面板102上，弹簧402的另一端固接在限位挡块401上，且弹簧402的两端分别位于限位挡块401在支撑面板102上铰接端的一端、限位挡块401在支撑面板102上铰接端的相对端；贯通槽1021为限位挡块401转动至支撑面板102正面的上方或下方的限位通道。其中，弹簧402为复位弹簧，当样品箱2被推动并将限位挡块401向下压并克服弹簧402的弹簧力向下转动至支撑面板102的正面的下方，当样品箱2移动至脱离辅助限位机构4，限位挡块401在弹簧402的作用下恢复至原始位置，即图2中所示位置，限位挡块401的上端向上伸出贯通槽1021，限位挡块401位于支撑面板102正面以上的部分能够对位于所述存放空间内的样品箱2起到辅助限位作用。

见图2、图3、图7，在结构设置上，在同一支撑面板102上，每一个所述存放空间所配设的限位挡块401和夹紧块302共用同一个贯通槽1021，且夹紧块302位于贯通槽1021靠近所述存放空间内部的一侧，限位挡块401朝向所述存放空间内部的一侧设有开口凹槽4011，开口凹槽4011构成夹紧块302的夹紧端在贯通槽1021内的可转动空间。本发明所述夹紧块302的结构优选为类似拉手的结构，具有一个手柄段和一个与手柄端具有弯折夹角的夹紧端，限位挡块401的结构优选为一个扇形块结构。

在导向件103的设置上，见图1、图2、图3，导向件103朝向所述存放空间的一侧设有导向槽1031，样品箱2的两侧设有外凸的定位边201，导向槽1031具有与定位边201配设的可滑动结合的槽段，具体地，导向槽1031可以整个槽体均是可与定位边201滑动结合的槽体结构，也可以是导向槽1031的部分槽段是可与定位边201滑动结合的槽体结构，图3中，导向槽1031靠近所述存放空间进出口的一端为楔形槽段，相邻两个导向件103的楔形槽端之间的空间使得所述存放空间的进出口为一个便于样品箱2出入的“V”型结构；止挡面104设在导向槽1031上与所述存放空间进出口相对的一端，用于限制样品箱2从所述存放空间进出口的相对端滑出。

本发明考虑到样品箱对载潜水器艇体航行阻力的影响，在样品库进行进一步改进，见图1，将样品库1固定支撑在升降机构5上，所述升降机构5带动样品库1升降，并进一步对升降机构的结构进行设置，以使得样品库1在存储状态时可会回缩至载人潜水器的艇体线型以内，从而避免艇体航行阻力的增加。

具体地，见图1、图8，所述升降机构5包括顶座501、底座502和设在二者之间的上、下两层升降架；顶座501用于固定支撑样品库1；所述升降架包括两组平行设置的连杆组，所述连杆组包括交叉设置的两根连杆503，所述升降架的两组连杆组中，相对的两根内侧连杆503之间连接有横向撑杆504；上、下两层升降架中，位于同一侧的上、下两组连杆组中，上组连杆组的内、外侧连杆503的下端分别与下组连杆组的内、外侧连杆503的上端铰接；上层升降架中的两个内侧连杆503分别通过上滚轮505可滑动地支撑在顶座501上，上层升降架中的两个外侧连杆503分别铰接在一个上支座508上，上支座508固接在顶座501上；下层升降架中的两个外侧连杆503分别通过下滚轮506可滑动地支撑在底座502上，下层升降架中的两个内侧连杆503分别铰接在一个下支座509上，下支座509固接在底座502上；升降油缸507的缸体铰接在下层升降架中的横向撑杆504上，升降油缸507的活塞杆铰接在上层升降架中的横向撑杆504上。

具体地，顶座501用来滑动支撑上滚轮505的一侧带有槽钢段，底座502上用来滑动支撑下滚轮506的一侧带有槽钢段，槽钢段用来对相应的上滚轮505、下滚轮506的滚动进行导向。

本发明优选实施例中，所述支撑架101为上、下两层架体结构，上、下两层架体结构上均设有一支撑面板102，每个支撑面板102上设有四个导向件103，即样品库1可存放6个样品箱2，进一步可设置上方的支撑面板102上支撑的支撑架体101架体结构，在宽度方向上窄于下方的支撑面板102上支撑的支撑架101架体结构，以减小本发明所述样品箱存储装置的宽度和体积。

见图9，本发明所述样品箱存储装置实际使用时，通过升降机构5中的底座502固定支撑在载人潜水器6的框架结构上，图9中中间的圆形壳体表示载人潜水器的载人舱，本发明的运行方式，说明如下：

当载人潜水器所配置的ROV返回载人潜水器需要取出样品箱或存放样品箱2时，载人舱中的潜航员通过操纵舱内控制单元，控制升降油缸507伸长，从而带动上、下两层升降架向上抬起，同时带动顶座501和整个样品库1向侧向横移，直至样品库1移动至载人潜水器6的艇体线型之外，见图9。

ROV从载人潜水器中取出样品箱：潜航员通过舱内控制单元控制夹紧油缸301回缩，并通过联动杆303带动3个夹紧块302向下转动至其夹紧端位于支撑面板102正面的下方；潜航员操控ROV的机械手将样品箱2(通常是取出空载的样品箱)从导向件103内拉出，限位挡块401在样品箱2推力的作用下克服弹簧402的作用力向下转动至支撑面板102正面的下方，当样品箱2从导向件103内完成拉出后，限位挡块401在弹簧402的作用下反向转动从而恢复至向下转动前的原位置，从而实现样品箱从样品库的取出操作。

ROV向载人潜水器存放样品箱：样品库1侧向横移并抬起后，潜航员操控ROV的机械手将满载的样品箱29(通常是满载的样品箱)底部两侧的定位边201与导向件103对齐并向所述存放空间的内部推入，限位挡块401在样品箱2推力的作用下克服弹簧402的作用力向下转动至支撑面板102正面的下方，当样品箱2到达导向件103的指定位置后，限位挡块401在弹簧402的作用下反向转动从而恢复至向下转动前的原位置；潜航员通过舱内控制单元控制夹紧油缸301伸长，并通过联动杆303带动3个夹紧块302向上转动至其夹紧端压紧样品箱2，从而实现样品箱在样品库的回收与存放。

ROV取下样品箱和存放样品箱之后，载人舱内的潜航员控制升降油缸501回缩，使动上、下两层升降架下降从而带动顶座501和整个样品库1向下移动并侧向横移至图10中所示的位置，此时本发明所述样品箱存储装置整体位于载人潜水器的艇体线型之内。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：包括样品库(1)，样品库(1)包括支撑架(101)，支撑架(101)在竖向上包括至少一个支撑面板(102)，支撑面板(102)的正面用于存放至少一个样品箱(2)；支撑面板(102)上设有多个导向件(103)，相邻两个导向件(103)之间的空间为样品箱(2)的存放空间，所述存放空间的一端为样品箱(2)进出所述存放空间的进出口，所述存放空间的另一端设有止挡面(104)；支撑面板(102)的背面设有夹紧机构(3)，所述夹紧机构(3)包括夹紧油缸(301)，夹紧油缸(301)的活塞杆与夹紧块(302)的一端连接，夹紧块(302)的另一端为夹紧端，夹紧块(302)两端之间的块体铰接在支撑面板(102)上，支撑面板(102)上设有贯通槽(1021)，贯通槽(1021)位于所述存放空间进出口的一侧，通过夹紧油缸(301)活塞杆的伸缩，带动夹紧块(302)的夹紧端转动至位于支撑面板(102)正面的上方或下方，从而夹紧样品箱(2)或解除样品箱(2)的夹紧，贯通槽(1021)为夹紧块(302)的夹紧端转动至支撑面板(102)正面的上方或下方的通道。

2.按权利要求1所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：同一支撑面板(102)上，所述夹紧块(302)的数量与支撑面板(102)上所述存放空间的数量一致，且所有夹紧块(302)上与其夹紧端相对的一端均铰接在联动杆(303)上，夹紧油缸(301)的活塞杆铰接在联动杆(303)上。

3.按权利要求1所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述支撑面板(102)的背面设有与所述存放空间数量一致的辅助限位机构(4)，所述辅助限位机构(4)包括铰接在支撑面板(102)上的限位挡块(401)，弹簧(402)的一端固接在支撑面板(102)上，弹簧(402)的另一端固接在限位挡块(401)上，且弹簧(402)的两端分别位于限位挡块(401)在支撑面板(102)上铰接端的一端、限位挡块(401)在支撑面板(102)上铰接端的相对端；贯通槽(1021)为限位挡块(401)转动至支撑面板(102)正面的上方或下方的通道。

4.按权利要求3所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：在支撑面板(102)上，每一个所述存放空间所配设的限位挡块(401)和夹紧块(302)共用同一个贯通槽(1021)，且夹紧块(302)位于贯通槽(1021)靠近所述存放空间内部的一侧，限位挡块(401)朝向所述存放空间内部的一侧设有开口凹槽(4011)，开口凹槽(4011)构成夹紧块(302)的夹紧端在贯通槽(1021)内的可转动空间。

5.按权利要求1所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述导向件(103)朝向所述存放空间的一侧设有导向槽(1031)，样品箱(2)的两侧设有外凸的定位边(201)，导向槽(1031)具有与定位边(201)配设的可滑动结合的槽段；止挡面(104)设在导向槽(1031)上与所述存放空间进出口相对的一端，用于限制样品箱(2)从所述存放空间进出口的相对端滑出。

6.按权利要求1所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述样品库(1)固定支撑在升降机构(5)上，所述升降机构(5)带动样品库(1)升降。

7.按权利要求6所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述升降机构(5)包括顶座(501)、底座(502)和设在二者之间的上、下两层升降架；顶座(501)用于固定支撑样品库(1)；所述升降架包括两组平行设置的连杆组，所述连杆组包括交叉设置的两根连杆(503)，所述升降架的两组连杆组中，相对的两根内侧连杆(503)之间连接有横向撑杆(504)；上、下两层升降架中，位于同一侧的上、下两组连杆组中，上组连杆组的内、外侧连杆(503)的下端分别与下组连杆组的内、外侧连杆(503)的上端铰接；上层升降架中的两个内侧连杆(503)分别通过上滚轮(505)可滑动地支撑在顶座(501)上，上层升降架中的两个外侧连杆(503)分别铰接在顶座(501)上；下层升降架中的两个外侧连杆(503)分别通过下滚轮(506)可滑动地支撑在底座(502)上，下层升降架中的两个内侧连杆(503)分别铰接在底座(502)上；升降油缸(507)的缸体铰接在下层升降架中的横向撑杆(504)上，升降油缸(507)的活塞杆铰接在上层升降架中的横向撑杆(504)上。

8.按权利要求7所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述顶座(501)用来滑动支撑上滚轮(505)的一侧带有槽钢段，底座(502)上用来滑动支撑下滚轮(506)的一侧带有槽钢段。

9.按权利要求6所述的载人潜水器的样品箱存储装置，其特征在于：所述支撑架(101)为上、下两层架体结构，上、下两层架体结构上均设有一支撑面板(102)，每个支撑面板(102)上设有四个导向件(103)。