CN109179195A - 基于深海移动平台的深海移动电视抓斗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，包括吊挂部件、抓斗机架、油缸部件、斗体部件和工控机，所述吊挂部件设置在抓斗机架的上端，所述油缸部件设置在抓斗机架的两侧，所述斗体部件设置在油缸部件上。本发明针对海底散料抓取采样特点，专门设计了斗体形状，斗体加工：采用高强度钢板，保证了加工精度、合拢密封性能和互换性和耐恶劣海况下的冲击；零部件、元器件耐冲击的处理技术：对各个部分都采用了牢固的防松固定方式；对控制装置采用了隔震联接。机构耐冲击处理技术：对冲击条件下的运动联接与结构件进行了动力学分析和结构强度设计，提高了设备的使用寿命。

Description

基于深海移动平台的深海移动电视抓斗

技术领域

本发明涉及抓斗技术领域，尤其涉及基于深海移动平台的深海移动电视抓斗。

背景技术

在海底采样不同于陆地采样，难度大得多，海洋地质学家需要看到不同岩石类型、不同矿化类型之间的相互关系，以把握它们的形成过程和机理。因此，可视化调查和有针对采样问题是大洋调查亟待解决的关键技术问题。

当前，我国自然资源部大洋调查工作仍然以深海热液活动区的探索和发现为重点，主要的调查手段仍然是传统的热液探测摄像拖体和电视抓斗相结合的组合手段。这种调查和采样手段过于落后，存在着严重的技术缺陷：

一是，在对热液区的探测过程中，拖体探测热液异常是一个较“盲目”的搜索过程，因为拖体依靠缆绳拖曳，无法在海底进行可控运动，即使发现热液异常，也难以完成小范围内的可控智能搜索和采样。

二是，采样过程难以精确定位和小范围精细化采样，虽然拖体探测时可以搭载超短基线进行水下定位，但因拖体和电视抓斗作业方式的不同和超短基线本身的误差等因素，致使在发现热液异常的地点用电视抓斗进行采样，重新找到热液异常定位点依然具有较大难度，同时因为电视抓斗也不具备小范围智能搜索能力，只能依靠船的动力定位进行小范围内的反复搜寻，对船的动力定位性能要求很高，而且收效甚微。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗、其针对海底散料抓取采样特点，专门设计了斗体形状，斗体加工：采用高强度钢板，保证了加工精度、合拢密封性能和互换性和耐恶劣海况下的冲击；零部件、元器件耐冲击的处理技术：对各个部分都采用了牢固的防松固定方式；对控制装置采用了隔震联接。机构耐冲击处理技术：对冲击条件下的运动联接与结构件进行了动力学分析和结构强度设计，提高了设备的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，包括吊挂部件、抓斗机架、油缸部件、斗体部件和工控机，所述吊挂部件设置在抓斗机架的上端，所述油缸部件设置在抓斗机架的两侧，所述斗体部件设置在油缸部件上，所述抓斗机架上沿水平方向依次安装有液压系统、驱动仓和电池箱，所述抓斗机架的下单安装有控制仓，所述控制仓内安装有固定块，所述固定块的下端中部安装有转动机构，所述转动机构的下端安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端贯穿控制仓并固定连接有安装板，所述安装板的下端通过缓冲装置固定连接有摄像装置。

优选地，所述转动机构包括设置在固定块下端的凹槽，所述凹槽的内壁设有装置槽，所述装置槽内壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴末端固定连接有转盘，所述电动伸缩杆安装在转盘的下端。

优选地，所述缓冲装置包括固定连接在安装板下端的两个固定件，两个所述固定件之间设有夹紧件，所述夹紧件的中部设有活动块，所述活动块靠近夹紧件的一端侧壁上设有限位板，所述活动块位于限位板上端的部分套设有弹簧，两个所述固定件远离夹紧件的一端侧壁上均设有活动件，所述活动件的上端套接有套筒，所述套筒的下端设有固定板，且套筒的下端与固定板转动连接，所述活动块远离夹紧件的一端贯穿固定板，所述固定板的上端固定连接有两个连接块，两个所述连接块的下端共同固定连接有连接板，所述摄像装置固定连接在连接板的下端。

优选地，所述工控机电连接有控制仓总成模块、逻辑驱动模块和驱动仓总成模块，所述驱动仓总成模块包括电池组和液压站，所述电池组用于控制仓供电，所述液压站用与给斗体部件提供动力，所述逻辑驱动模块包括张合控制模块，所述张合控制模块用于控制斗体部件的开闭。

优选地，所述控制仓总成模块包括高度计、高清摄像装置、水下LED灯和传感器检测模块，所述高度计用于检测设备的高度，所述高清摄像装置用于在水中进行摄像，所述水下LED灯用于在水下进行照明，所述传感器检测模块用于检测各传感器是否正常运行。

优选地，所述工控机通过高精密夹板电源供电。

本发明具有以下有益效果：

1、本产品针对海底散料抓取采样特点，专门设计了斗体形状，斗体加工：采用高强度钢板，保证了加工精度、合拢密封性能和互换性和耐恶劣海况下的冲击；

2、零部件、元器件耐冲击的处理技术：对各个部分都采用了牢固的防松固定方式；对控制装置采用了隔震联接，机构耐冲击处理技术：对冲击条件下的运动联接与结构件进行了动力学分析和结构强度设计，在材料选择、处理与缓冲方面进行了适当的设计，保证系统整机耐冲击性能；

3、由28节40Ah深水锂动力电池串联和不锈钢电池箱构成，可向水下驱动系统提供电力；

4、根据电视抓斗使用配套铠装缆技术条件和控制对象特点，对元器件采用优质产品，提高设备的使用寿命；

5、采用RK系列泵，电机及驱动器为按照深水应用条件设计的产品，进行深海环境使用的新一代升级产品，输出效率提高，可靠性提高。

附图说明

图1为本发明提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗的结构示意图；

图2为本发明提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗的抓斗液压系统图；

图3为本发明提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗液压站工作原理图；

图4为本发明提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗的系统组成图；

图5为本发明提出的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗的系统框图。

图中：1吊挂部件、2抓斗机架、3油缸部件、4斗体部件、5电池箱、6控制仓、7液压系统、8驱动仓、9固定块、10驱动电机、11电动伸缩杆、12套筒、13固定件、14弹簧、16连接板、17摄像装置、18连接块、19转盘、20活动块、21安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

参照图1-5，基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，包括吊挂部件1、抓斗机架2、油缸部件3、斗体部件4和工控机，吊挂部件1设置在抓斗机架2的上端，油缸部件3设置在抓斗机架2的两侧，斗体部件4设置在油缸部件3上，其中斗体部件4采用高强度钢板，保证了加工精度、合拢密封性能和互换性和耐恶劣海况下的冲击，抓斗机架2上沿水平方向依次安装有液压系统7、驱动仓8和电池箱5，抓斗机架2的下单安装有控制仓6，控制仓6内安装有固定块9，固定块9的下端中部安装有转动机构，转动机构的下端安装有电动伸缩杆11，通过电动伸缩杆11的伸长，可以调整摄像装置17的位置，进而对多不同的水位进行拍摄，转动机构包括设置在固定块9下端的凹槽，凹槽的内壁设有装置槽，装置槽内壁固定连接有驱动电机10，驱动电机10的输出轴末端固定连接有转盘19，驱动电机10带动转盘19转动，使摄像装置17可以多角度的进行拍摄，提高了拍摄范围，电动伸缩杆11安装在转盘19的下端。

电动伸缩杆11的伸缩端贯穿控制仓6并固定连接有安装板21，安装板21的下端通过缓冲装置固定连接有摄像装置17，缓冲装置包括固定连接在安装板21下端的两个固定件13，两个固定件13之间设有夹紧件，夹紧件的中部设有活动块，活动块靠近夹紧件的一端侧壁上设有限位板，活动块位于限位板上端的部分套设有弹簧14，两个固定件13远离夹紧件的一端侧壁上均设有活动件20，活动件20的上端套接有套筒12，套筒12的下端设有固定板15，且套筒12的下端与固定板15转动连接，活动块20远离夹紧件的一端贯穿固定板15，固定板15的上端固定连接有两个连接块18，两个连接块18的下端共同固定连接有连接板16，摄像装置17固定连接在连接板16的下端，通过设置缓冲装置，可以使摄像装置17在运行时更加稳定，减少拍摄时画面发生抖动。

工控机电连接有控制仓总成模块、逻辑驱动模块和驱动仓总成模块，驱动仓总成模块包括电池组和液压站，电池组采用韩国SK公司制造的高容量锂电池，电池组用于控制仓供电，液压站用与给斗体部件4提供动力，逻辑驱动模块包括张合控制模块，张合控制模块用于控制斗体部件4的开闭，控制仓总成模块包括高度计、高清摄像装置、水下LED灯和传感器检测模块，高度计用于检测设备的高度，高清摄像装置用于在水中进行摄像，两个高清摄像机。第一个摄像机镜头光学分辨率800万像素、感光元件靶面尺寸2/3英寸，输出分辨率640×360、640×480、1080×720、1080×1920可调，最高画质帧率30fps，该摄像机具前端高清存储功能,存储容量≥128G；具备广角功能，能够大范围的观察要抓取的样品。第二个摄像机：镜头光学分辨率≥1200万像素、感光元件靶面尺寸2/3英寸，输出分辨率为4000×3000，具前端高清存储功能，存储容量≥128G水下LED灯用于在水下进行照明，传感器检测模块用于检测各传感器是否正常运行，工控机通过高精密夹板电源供电，其中需要说明的是，电视抓斗电与数据传输方式采用光电复合缆,光纤通讯可承受最大衰减≥40db，在光纤失效试用电缆通讯时，第一个摄像机分辨率建议调整为640×480，第二个摄像机改为拍照模式。

本发明中，本产品针对海底散料抓取采样特点，专门设计了斗体形状，斗体加工：采用高强度钢板，保证了加工精度、合拢密封性能和互换性和耐恶劣海况下的冲击；零部件、元器件耐冲击的处理技术：对各个部分都采用了牢固的防松固定方式；对控制装置采用了隔震联接，机构耐冲击处理技术：对冲击条件下的运动联接与结构件进行了动力学分析和结构强度设计，在材料选择、处理与缓冲方面进行了适当的设计，保证系统整机耐冲击性能；由28节40Ah深水锂动力电池串联和不锈钢电池箱构成，可向水下驱动系统提供电力；根据电视抓斗使用配套铠装缆技术条件和控制对象特点，对元器件采用优质产品，提高设备的使用寿命；采用RK系列泵，电机及驱动器为按照深水应用条件设计的产品，进行深海环境使用的新一代升级产品，输出效率提高，可靠性提高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，包括吊挂部件（1）、抓斗机架（2）、油缸部件（3）、斗体部件（4）和工控机，所述吊挂部件（1）设置在抓斗机架（2）的上端，所述油缸部件（3）设置在抓斗机架（2）的两侧，所述斗体部件（4）设置在油缸部件（3）上，所述抓斗机架（2）上沿水平方向依次安装有液压系统（7）、驱动仓（8）和电池箱（5），所述抓斗机架（2）的下单安装有控制仓（6），所述控制仓（6）内安装有固定块（9），所述固定块（9）的下端中部安装有转动机构，所述转动机构的下端安装有电动伸缩杆（11），所述电动伸缩杆（11）的伸缩端贯穿控制仓（6）并固定连接有安装板（21），所述安装板（21）的下端通过缓冲装置固定连接有摄像装置（17）。

2.根据权利要求1所述的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，所述转动机构包括设置在固定块（9）下端的凹槽，所述凹槽的内壁设有装置槽，所述装置槽内壁固定连接有驱动电机（10），所述驱动电机（10）的输出轴末端固定连接有转盘（19），所述电动伸缩杆（11）安装在转盘（19）的下端。

3.根据权利要求1所述的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，所述缓冲装置包括固定连接在安装板（21）下端的两个固定件（13），两个所述固定件（13）之间设有夹紧件，所述夹紧件的中部设有活动块，所述活动块靠近夹紧件的一端侧壁上设有限位板，所述活动块位于限位板上端的部分套设有弹簧（14），两个所述固定件（13）远离夹紧件的一端侧壁上均设有活动件（20），所述活动件（20）的上端套接有套筒（12），所述套筒（12）的下端设有固定板（15），且套筒（12）的下端与固定板（15）转动连接，所述活动块（20）远离夹紧件的一端贯穿固定板（15），所述固定板（15）的上端固定连接有两个连接块（18），两个所述连接块（18）的下端共同固定连接有连接板（16），所述摄像装置（17）固定连接在连接板（16）的下端。

4.根据权利要求1所述的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，所述工控机电连接有控制仓总成模块、逻辑驱动模块和驱动仓总成模块，所述驱动仓总成模块包括电池组和液压站，所述电池组用于控制仓供电，所述液压站用与给斗体部件（4）提供动力，所述逻辑驱动模块包括张合控制模块，所述张合控制模块用于控制斗体部件（4）的开闭。

5.根据权利要求2所述的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，所述控制仓总成模块包括高度计、高清摄像装置、水下LED灯和传感器检测模块，所述高度计用于检测设备的高度，所述高清摄像装置用于在水中进行摄像，所述水下LED灯用于在水下进行照明，所述传感器检测模块用于检测各传感器是否正常运行。

6.根据权利要求3所述的基于深海移动平台的深海移动电视抓斗，其特征在于，所述工控机通过高精密夹板电源供电。