CN108894751B - 一种用于无人艇的智能石油抽采装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于无人艇的智能石油抽采装置，由排线收放系统、石油采集系统、装置支架组成，所述石油采集系统固定安装在排线收放系统后部，并通过装置支架固定在无人艇甲板上，若干装置沿采样口圆周均匀布置，协同工作，对不同的采集区域分别进行石油抽取采集。本装置可安放在无人艇甲板表面，在艇体预留的石油采集孔周围均匀分布。可以在多个不同的采集区域分别进行石油抽取采集，且所采石油样本均不通过金属材质，由此保证所采集石油分析值的真实有效性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无人艇的智能石油抽采装置，属于机械设计制造领域。
背景技术
随着人类文明的发展，人们对于海洋及内河蕴藏的庞大自然物质资源的需求也日益增多，尤其是我国湖泊、河流众多，具有非常丰富的淡水资源，但是因为人口基数大，环境污染严重，导致人均可饮用的淡水资源相对较为匾乏。随着经济水平的不断提高，由于监管不到位，一些企业非法将污染物排入水源当中，造成水环境的不断恶化和水资源质量的不断下降，一方面威胁了人民的生活质量，另一方面因此产生的经济损失难以估量。随着环境水质污染的加重，尤其是石油污染的日益严重，包括大型油气储运船泄漏等，在许多领域和情况下都会需要对大型水域进行水面石油取样，而且根据石油在水中的扩散及消解程度，取样需要定期进行。目前国家对水域资源的石油污染环境监测大多采用重点污染源在线监控设备采集和人工采集的方式，定期对湖泊和河流展开环境石油监测工作。但对于离岸边较远位置的石油采集，如果每次都出动人工去采样，显然费时费力，并且部分水质中石油内混杂有一些放射性化学物质，会对人体的健康造成一定的威胁。这种方式的弊端是不够灵活，需要耗费大量的人力和物力，同时不能适用于复杂多变的水体环境，造成部分水域外业数据的空白。
随着自动化产业的发展，一种小型的水面自主航行载体一无人艇渐渐进入人们的视野，无人艇在水域测量领域有着巨大的优势，可以非常灵活地监测水质、采集石油并进行分析、探测水文，明显提升了环境监测的效率，大大降低了工作人员的危险系数，大幅提高了水利部门及相关行业的工作效率，所以研发一种无人驾驶水样采集艇有着重要意义。因此，设计一种可放置于无人水面艇上，用于随时采集水面石油的无人化智能石油抽采装置，对于水域检测或相关的水质研究工作，具有重要的意义。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于无人艇的智能石油抽采装置。
为达到上述目的，本发明的思路如下：
一种用于无人艇的智能石油抽采装置的工作环境是复杂、多变的各种内河、湖泊、航道、浅海等，搭载大功率伺服电机、排线机构及大吸力隔膜泵；为了石油抽采装置实际装配的稳度及材料的抗氧化腐蚀的能力，整体机架采用双层316不锈钢支架稳定设计，将机架安装在夹板上。同时在夹板外侧设置压力传感器，对整体系统起到实时监控及保护的作用，机架整体材料大多均选用海面专用的耐腐蚀316不锈钢，材料外再涂抗腐蚀膜保护内芯，同时在排线收放系统上采用航空插头出线方式，并且进行水密处理。
基于以上思路，本发明采用如下技术方案：
一种用于无人艇的智能石油抽采装置，由排线收放系统、石油采集系统、装置支架组成，所述石油采集系统固定安装在排线收放系统后部，并通过装置支架固定在无人艇甲板上，若干装置沿采样口圆周均匀布置，协同工作，对不同的采集区域分别进行石油抽取采集。
所述排线收放系统包括排线机构、橡胶抽水管、伺服电机、电机固定环、履带、系统箱体、挡板、手动按钮、航空插头、电机联轴器，其中橡胶抽水管缠绕在排线机构上，通过螺栓与排线机构预留固定孔固定，伺服电机轴加装电机联轴器，电机联轴器上装有履带，履带另一端与排线机构张紧连接，伺服电机由电机固定环抱紧，电机固定环与系统箱体通过螺栓固定连接，橡胶抽水管通过挡板预留孔伸出至系统箱体外侧，系统箱体外侧设有手动按钮，并预留航空插头。
所述石油采集系统包括大吸力隔膜泵、PVC水管、水泵固定环、冰箱、亚克力透明板、防水O型圈，所述橡胶抽水管与大吸力隔膜泵相连接，并通过防水O型圈密封，大吸力隔膜泵通过水泵固定环固定，大吸力隔膜泵的出口设有PVC水管，置于冰箱内，冰箱上设有亚克力透明板。
所述装置支架，包括双层L型支架、三向金属键、滑轮、小滚轮、横板，所述双层L型支架与无人艇甲板通过螺栓固定，与横板通过预留孔螺栓连接，横板与三向金属键焊接固定，三向金属键与滑轮轴心通过长螺钉螺母连接，两个小滚轮通过螺栓连接在三向金属键两端。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
本装置可安放在无人艇甲板表面，在艇体预留的石油采集孔周围均匀分布，其支架为双层316不锈钢L型设计，其内层与各个系统螺栓固定连接，外层与滑轮及艇体表面固定，方便与无人艇表面通过铝型材螺栓固定。利用滑轮及三向金属键固定的两个小滚轮挤压将橡胶抽水管弯曲90度并且紧压在滑轮上，达到垂直下放角度的目的。装置可以在多个不同的采集区域分别进行石油抽取采集，且所采石油样本均不通过金属材质，由此保证所采集石油分析值的真实有效性。
附图说明
图1为本发明一种用于无人艇的智能石油抽采装置总体布局示意图。
图2为本发明一种用于无人艇的智能石油抽采装置整体装配示意图。
图3为本发明一种用于无人艇的智能石油抽采装置排线收放系统示意图。
图4为本发明一种用于无人艇的智能石油抽采装置石油采集系统示意图。
图5为本发明一种用于无人艇的智能石油抽采装置支架示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1和图2所示，一种用于无人艇的智能石油抽采装置，由排线收放系统100、石油采集系统200、装置支架300组成，所述石油采集系统200固定安装在排线收放系统100后部，并通过装置支架300固定在无人艇甲板上，若干装置沿采样口圆周均匀布置，协同工作，对不同的采集区域分别进行石油抽取采集。
如图3所示，所述排线收放系统100包括排线机构101、橡胶抽水管102、伺服电机103、电机固定环104、履带105、系统箱体106、挡板107、手动按钮108、航空插头109、电机联轴器110，其中橡胶抽水管102缠绕在排线机构101上，通过螺栓与排线机构101预留固定孔固定，伺服电机103轴加装电机联轴器110，电机联轴器110上装有履带105，履带105另一端与排线机构101张紧连接，伺服电机103由电机固定环104抱紧，电机固定环104与系统箱体106通过螺栓固定连接，橡胶抽水管102通过挡板107预留孔伸出至系统箱体106外侧，系统箱体106外侧设有手动按钮108，并预留航空插头109。
如图4所示，所述石油采集系统200包括大吸力隔膜泵201、PVC水管203、水泵固定环202、冰箱204、亚克力透明板205、防水O型圈206，所述橡胶抽水管102与大吸力隔膜泵201相连接，并通过防水O型圈206密封，大吸力隔膜泵201通过水泵固定环202固定，大吸力隔膜泵201的出口设有PVC水管203，置于冰箱204内，冰箱204上设有亚克力透明板205。
如图5所示，所述装置支架300，包括双层L型支架301、三向金属键302、滑轮303、小滚轮304、横板305，所述双层L型支架301与无人艇甲板通过螺栓固定，与横板305通过预留孔螺栓连接，横板305与三向金属键302焊接固定，三向金属键302与滑轮303轴心通过长螺钉螺母连接，两个小滚轮304通过螺栓连接在三向金属键302两端。
本发明装置的工作过程如下：
本实施例中，如图1所示，用于无人艇的智能石油抽采装置安装固定在无人艇甲板上，呈五角形共五台均匀分布在石油抽取孔旁边，通过上层指令，由PLC控制器实现任务逻辑顺序控制，可以实现最多五个目标水域的石油采集。当上层下发采集指令后，通过PLC控制排线收放系统100的伺服电机103运转，通过履带105连接排线机构101转动，将在排线机构101上排布的橡胶抽水管102下放至水面，在橡胶抽水管102下放完毕后，石油采集系统200内的大吸力隔膜泵201由PLC控制开始抽水工作，PVC水管203将水样导入冰箱204保存，冰箱204内部装有液位传感器，当冰箱204中水位到达液位传感器的设定值后，通过PLC控制大吸力隔膜泵201停止抽水，排线收放系统100工作将橡胶抽水管102收回，完成一次自动采集任务。
Claims (1)
1.一种用于无人艇的智能石油抽采装置，其特征在于，由排线收放系统（100）、石油采集系统（200）、装置支架（300）组成，所述石油采集系统（200）固定安装在排线收放系统（100）后部，并通过装置支架（300）固定在无人艇甲板上，若干装置沿采样口圆周均匀布置，协同工作，对不同的采集区域分别进行石油抽取采集；所述排线收放系统（100）包括排线机构（101）、橡胶抽水管（102）、伺服电机（103）、电机固定环（104）、履带（105）、系统箱体（106）、挡板（107）、手动按钮（108）、航空插头（109）、电机联轴器（110），其中橡胶抽水管（102）缠绕在排线机构（101）上，通过螺栓与排线机构（101）预留固定孔固定，伺服电机（103）轴加装电机联轴器（110），电机联轴器（110）上装有履带（105），履带（105）另一端与排线机构（101）张紧连接，伺服电机（103）由电机固定环（104）抱紧，电机固定环（104）与系统箱体（106）通过螺栓固定连接，橡胶抽水管（102）通过挡板（107）预留孔伸出至系统箱体（106）外侧，系统箱体（106）外侧设有手动按钮（108），并预留航空插头（109）；所述石油采集系统（200）包括大吸力隔膜泵（201）、PVC水管（203）、水泵固定环（202）、冰箱（204）、亚克力透明板（205）、防水O型圈（206），所述橡胶抽水管（102）与大吸力隔膜泵（201）相连接，并通过防水O型圈（206）密封，大吸力隔膜泵（201）通过水泵固定环（202）固定，大吸力隔膜泵（201）的出口设有PVC水管（203），置于冰箱（204）内，冰箱（204）上设有亚克力透明板（205）；
所述装置支架（300），包括双层L型支架（301）、三向金属键（302）、滑轮（303）、小滚轮（304）、横板（305），所述双层L型支架（301）与无人艇甲板通过螺栓固定，与横板（305）通过预留孔螺栓连接，横板（305）与三向金属键（302）焊接固定，三向金属键（302）与滑轮（303）轴心通过长螺钉螺母连接，两个小滚轮（304）通过螺栓连接在三向金属键（302）两端；利用滑轮（303）及三向金属键（302）固定的两个小滚轮（304）挤压将橡胶抽水管（102）弯曲90度并且紧压在滑轮（303）上，达到垂直下放角度；
所述用于无人艇的智能石油抽采装置安装固定在无人艇甲板上，呈五角形共五台均匀分布在石油抽取孔旁边，通过上层指令，由PLC控制器实现任务逻辑顺序控制，实现最多五个目标水域的石油采集；
当上层下发采集指令后，通过PLC控制排线收放系统（100）的伺服电机（103）运转，通过履带（105）连接排线机构（101）转动，将在排线机构（101）上排布的橡胶抽水管（102）下放至水面，在橡胶抽水管（102）下放完毕后，石油采集系统（200）内的大吸力隔膜泵（201）由PLC控制开始抽水工作，PVC水管（203）将水样导入冰箱（204）保存，冰箱（204）内部装有液位传感器，当冰箱（204）中水位到达液位传感器的设定值后，通过PLC控制大吸力隔膜泵（201）停止抽水，排线收放系统（100）工作将橡胶抽水管（102）收回，完成一次自动采集任务。
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| GR01 | Patent grant | ||
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