CN109534108A - 一种收放管装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境监测设备技术领域，具体涉及一种收放管装置，包括采样管和固定于无人艇甲板上的支架，支架上固定有动机机构和导向机构，支架上设有出管口，动机机构和导向机构分别位于出管口的两侧，采样管依次穿过动机、出管口和导向机构；所述动力机构上设有力调节机构；导向机构可以限制和引导采样管的运动方向，动力机构则为收放采样管提供动力，采用在动力机构上部设置力调节机构，使得动力机构中的主动轮和从动轮与采样管接触的间距可调节，有效防止采样管的运动过程中打滑或拱起，从而使该收放管装置能够顺利地进行采样管的下放和回收。

Description

一种收放管装置

技术领域

本发明属于环境监测设备技术领域，具体涉及一种收放管装置。

背景技术

近年来，随着无人艇技术的发展，国内外科研单位已经研制出若干用于环境监测的无人艇型号。但是由于海上风浪涌流等环境复杂，导致无人艇在收集水样和保存水样的过程中遇到困难。现有的采样管收放装置中，采样管与动力装置之间间距固定，仅适用于能够与动力装置相配合的采样管的收放，而在实际使用过程中，存在采样管的磨损或膨胀等问题，致使采样管与动力装置的配合存在不够紧密或者过于紧密的情况。当采样管与动力装置配合不够紧密时，就会存在采样管在收放过程中打滑的现象；当采样管与动力装置配合过于紧密时，就会存在采样管拱起而无法通过动力装置继续进行收放运动的现象，上述情况均会干扰采样管顺利地进行收放。因此，在利用无人艇进行水质采样过程中，如何实现采样管的自主收放是一个关键性问题。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够调节采样管与动力装置之间间距的收放管装置，使得采样管能够顺利地自主下放和回收。

基于上述目的，本发明采用的技术方案为：一种收放管装置，包括采样管和固定于无人艇甲板上的支架，支架上固定有动力机构和导向机构，支架上设有出管口，动力机构和导向机构分别位于出管口的两侧，采样管依次穿过动机机构、出管口和导向机构；动力机构上设有力调节机构。

进一步地，动力机构包括固定于支架侧面的基座，基座内设有主动轮和从动轮，基座的左右两个侧面分别设有左压板和右压板，基座下部固定有直流电机，主动轮固定在直流电机的转轴上，从动轮设于主动轮的上方，从动轮的转轴与基座轴接；力调节机构包括固定于基座上部的螺母板和与螺母板螺纹连接并向基座内部延伸的调节螺钉，调节螺钉上套设有弹簧，调节螺钉的底端设有滑动座，滑动座的底端与从动轮相接触。

进一步地，主动轮和从动轮的外周侧均设有与采样管相配合的半圆形的动力凹槽，动力凹槽的径向截面为半圆形，且二者的径向截面可组成一个圆，该圆的直径小于采样管的直径；支架上出管口的轴线与主动轮的动力凹槽的顶端平齐。

进一步地，左压板和右压板上对称设有供滑动座上下滑动的轨道。

进一步地，导向机构包括固定出管口外侧的水平设置的导向管和与支架轴接的导向轮；导向管的直径大于采样管的直径；导向轮设于导向管的出口端；导向轮的上部设有与支架轴接的第一导向轴，导向轮的外侧水平方向上设有与支架轴接的第二导向轴。

进一步地，导向轮外周侧设有与采样管相配合的导向凹槽，导向凹槽的径向截面为由半圆形的两端向外延伸而成的弧形结构，该半圆形的半径与采样管的半径一致；导向凹槽内半圆形的圆心位于导向管的轴线上。

进一步地，第一导向轴和第二导向轴均为导向辊式结构，第一导向轴和第二导向轴的两端与支架轴接。

进一步地，支架上设有与第一导向轴、第二导向轴的两端相配合且用于所述导向轴微调的长孔，基座内设有与从动轮转轴的两端相配合且用于从动轮微调的长孔。

进一步地，支架为不锈钢薄片框架，采样管的材质为聚四氟乙烯。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.收放管装置包括导向机构和动力机构，导向机构可以限制和引导采样管的运动方向，动力机构则为收放采样管提供动力，采用在动力机构上部设置力调节机构，使得动力机构中的主动轮和从动轮与采样管接触的间距可调节，从而使该收放管装置能够适用于多种尺寸的采样管。

2.主动轮固定在直流电机的转轴上，可实现主动轮随直流电机转轴的旋转而同步地正向或反向转动，实现对采样管进行下放或回收操作，即通过控制直流电机中电流方向即可控制采样管的下放或回收的操作，操作方便。

3.通过松紧调节螺钉即可控制滑动座对从动轮压力的大小，进而调节从动轮对采样管的压力大小，操作简单，通过旋紧调节螺钉，加大弹簧的形变量，并作用于滑动座，使得滑动座向下移动并作用于从动轮，从而使得从动轮对采样管的压力增大，有效防止采样管在传输过程中打滑；而采样管存在部分膨胀时，使得从动轮向上微调，将滑动块向上顶出，滑动块作用于弹簧上，增加弹簧的形变量，力调节装置中设置的弹簧对该装置起到了缓冲的作用。

4.主动轮和从动轮的外侧均设有动力凹槽，动力凹槽的径向截面为半圆形，且二者的径向截面可组成一个圆，该圆的直径小于采样管的直径，从而使得主动轮和从动轮与采样管的接触面为一弧形接触面，增大了主动轮和从动轮与采样管的接触面积，提高主动轮和从动轮对采样管的切向摩擦力，更易实现对的有效传输。

5.支架上的出管口的轴线与主动轮的动采样管力凹槽的顶端平齐，使得经过主动轮输送的采样管能够顺利地通过出管口，有效防止采样管经主动轮输送至出管口的过程中发生弯曲、拱起等现象。

6.在左压板和右压板上对称设有供滑动座上下滑动的轨道，便于滑动座在调节螺钉及弹簧的作用下，在基座内能够顺畅地上下移动，降低磨损，有效提高滑动座的移动效率。

7.导向机构包括固定出管口外侧的水平设置的导向管和与支架轴接的导向轮，导向管的直径大于采样管的直径，使得采样管经过主动轮的输送能够顺利地水平穿过导向管。

8.导向轮设于导向管的出口端；导向轮的上部设有与支架轴接的第一导向轴，导向轮的外侧水平方向上设有与支架轴接的第二导向轴，从而使得从出管口引出的采样管能够依次通过导向管、第一导向轴、导向轮和第二导向轴，限定了采样管的运动方向，从而将采样管垂直导入到水中，便于进行水样采集。

9.采用导向轮外周侧设有与采样管相配合的导向凹槽，导向凹槽的径向截面是由半圆形的两端向外延伸而成的弧形结构，该半圆形的半径与采样管的半径一致，便于采样管的输送；导向凹槽内半圆形的圆心位于导向管的轴线上，以防止采样管经过出管口后发生弯曲和拱起等现象。

10.第一导向轴和第二导向轴均为导向辊式结构，第一导向轴和第二导向轴的两端与支架轴接，使得所述导向轴能够随着采样管的移动而转动，在限制采样管移动方向的同时，避免与采样管产生切向相对运动，有效提高采样管移动的流畅性。

11.在支架上设有与第一导向轴和第二导向轴的两端相配合且用于所述导向轴微调的长孔，使得所述导向轴的位置可根据采样管不同位置处直径的差异进行微调，以实现所述导向轴始终与采样管相接触，防止采样管发生弯曲、拱起等现象；在基座内设有与从动轮转轴的两端相配合且用于从动轮微调的长孔，能够实现从动轮在压力作用下能够依据采样管不同位置处的直径的微差异而进行上下微距移动，实现从动轮始终与采样管相接触，便于采样管的顺利传输。

12.采用支架为不锈钢薄片框架，结构稳定，易打孔，便于将支架固定在无人艇甲板上，同时便于联结收放管装置的其他部件；采样管为聚四氟乙烯材质，表面张力小，不会粘附任何物质，不干扰所取水样的准确性，且防腐耐用。

综上所述，本发明通过设置导向机构和动力机构，以及在动力机构上设置力调节机构，有效避免了采样管在移动过程中的打滑、弯曲或拱起，使得该收放管装置能够顺利地进行采样管的下放和回收。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的右视图；

图5为导向轮的立体结构示意图；

图6为导向轮的径向截面示意图；

图7为支架框架结构示意图。

图中：1、支架；2、螺母板；3、调节螺钉；4、左压板；5、基座；6、直流电机；7、导向管；8、第二导向轴；9、导向轮；10、第一导向轴；11、弹簧；12、滑动座；13、从动轮；14、主动轮；15、右压板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行进一步的说明。

一种收放管装置，其结构如图1-7所示，包括采样管和固定于无人艇甲板上的支架1，所述采样管为聚四氟乙烯材质，表面张力小，不会粘附任何物质，不干扰所取水样的准确性，且防腐耐用；所述支架1为不锈钢薄片框架，结构稳定，易打孔，便于将支架1固定在无人艇甲板上，同时便于联结收放管装置的其他部件；所述收放管装置还包括固定于支架1上的导向机构和动力机构，导向机构可以限制和引导采样管的运动方向，动力机构则为收放采样管提供动力，动力机构上设有力调节机构，使得动力机构中的主动轮14和从动轮13与采样管接触的间距可调节，从而使该收放管装置能够适用于多种尺寸的采样管。

所述动力机构包括固定于支架1侧面的基座5，基座5内设有主动轮14和从动轮13，基座5的左右两个侧面分别设有左压板4和右压板15，左压板4和右压板15上对称设有供滑动座12上下滑动的轨道，便于滑动座12在调节螺钉3及弹簧11的作用下，在基座5内能够顺畅地上下移动，降低磨损，有效提高滑动座12的移动效率；基座5下部固定有直流电机6，主动轮14固定在直流电机6的转轴上，可实现主动轮14随直流电机6转轴的旋转而同步地正向或反向转动，实现对采样管进行下放或回收操作，即通过控制直流电机6中电流方向即可控制采样管的下放或回收的操作，操作方便，从动轮13设于主动轮14的上方，从动轮13的转轴与基座5轴接；基座5内设有与从动轮13转轴的两端相配合且用于从动轮13微调的长孔；主动轮14和从动轮13的外周侧均设有与采样管相配合的半圆形的动力凹槽，动力凹槽的径向截面为半圆形，且二者的径向截面可组成一个圆，该圆的直径小于采样管的直径，从而使得主动轮14和从动轮13与采样管的接触面为一弧形接触面，增大了主动轮14和从动轮13与采样管的接触面积，提高主动轮14和从动轮13对采样管的切向摩擦力，更易实现对采样管的有效传输；支架1上出管口的轴线与主动轮14的动力凹槽的顶端平齐，使得经过主动轮14输送的采样管能够顺利地通过出管口，有效防止采样管经主动轮14输送至出管口的过程中发生弯曲、拱起等现象。

所述力调节机构包括固定于基座5上部的螺母板2和与螺母板2螺纹连接并向基座5内部延伸的调节螺钉3，调节螺钉3上套设有弹簧11，调节螺钉3的底端设有滑动座12，滑动座12的底端与从动轮13相接触，通过松紧调节螺钉3即可控制滑动座12对从动轮13压力的大小，进而调节从动轮13对采样管的压力大小，操作简单，具体为：通过旋紧调节螺钉3，加大弹簧11的弹性形变，从而加大对滑动座12向下的作用力，使得滑动座12向下移动并作用于从动轮13上，使得从动轮13对采样管的压力加大，可有效防止采样管在传输过程中打滑；而采样管存在部分膨胀时，使得从动轮13向上微调，将滑动座12向上顶出，滑动座12作用于弹簧11上，增加弹簧11的形变量，力调节装置中设置的弹簧11对该装置起到了缓冲的作用。

所述导向机构包括固定出管口外侧的水平设置的导向管7和与支架1轴接的导向轮9，导向管7的轴线与主动轮14和从动轮13上的凹槽所形成的径向截面圆的圆心在同一水平线上，导向管7的直径大于采样管的直径，使得采样管经过主动轮14的输送能够顺利地水平穿过导向管7；导向轮9设于导向管7的出口端；导向轮9的上部设有与支架1轴接的第一导向轴10，导向轮9的外侧水平方向上设有与支架1轴接的第二导向轴8，从而使得从出管口引出的采样管能够依次通过导向管7、第一导向轴10、导向轮9和第二导向轴8，限定了采样管的运动方向，从而将采样管垂直导入到水中，便于进行水样采集；导向轮9外周侧设有与采样管相配合的导向凹槽，导向凹槽的径向截面由半圆形的两端沿其切线方向向外延伸形成的具有20°夹角的弧形结构，半圆形的半径与采样管的半径一致，导向凹槽内半圆形的圆心位于导向管的轴线上，便于采样管的输送，以防止采样管经过出管口后发生弯曲和拱起等现象；第一导向轴10和第二导向轴8均为导向辊式结构，第一导向轴10和第二导向轴8的两端与支架1轴接，使得所述导向轴能够随着采样管的移动而转动，在限制采样管移动方向的同时，避免与采样管产生切向相对运动，有效提高采样管移动的流畅性；支架1上设有与第一导向轴10和第二导向轴8的两端相配合且用于所述导向轴微调的长孔，使得所述导向轴的位置可根据采样管不同位置处直径的差异进行微调，以实现所述导向轴始终与采样管相接触，防止采样管发生弯曲、拱起等现象。

本发明的工作过程为：在工作开始前，放松调节螺钉3，将采样管装入装置中，具体是将采样管的一端依次穿过主动轮14与从动轮13之间、出管口、导向管7、第一导向轴10、导向轮9和第二导向轴8，另一端与蠕动泵入水口相连；根据采样管的直径大小上紧调节螺钉3，使从动轮13对采样管压紧至主动轮14上即可；开始采集水样任务后，控制直流电机6使之转轴正转，则主动轮14同步转动，采样管在主动轮14的带动下匀速通过导向机构，并下放到水中，采集到足够的水样后，控制直流电机6反转，使得主动轮14同步反转，采样管在主动轮14的带动下进行回收，至采样管回收完成任务结束。

Claims (9)

1.一种收放管装置，包括采样管和固定于无人艇甲板上的支架，其特征在于，支架上固定有动力机构和导向机构，支架上设有出管口，动力机构和导向机构分别位于出管口两侧，采样管依次穿过动力机构、出管口和导向机构；所述动力机构上设有力调节机构。

2.根据权利要求1所述的收放管装置，其特征在于，所述动力机构包括固定于支架侧面的基座，基座内设有主动轮和从动轮，基座的左右两个侧面分别设有左压板和右压板，基座下部固定有直流电机，所述主动轮固定在直流电机的转轴上，所述从动轮设于主动轮的上方，从动轮的转轴与基座轴接；所述力调节机构包括固定于基座上部的螺母板和与螺母板螺纹连接并向基座内部延伸的调节螺钉，所述调节螺钉上套设有弹簧，所述调节螺钉的底端设有滑动座，所述滑动座的底端与从动轮相接触。

3.根据权利要求2所述的收放管装置，其特征在于，所述主动轮和从动轮的外周侧均设有与采样管相配合的半圆形的动力凹槽，动力凹槽的直径小于采样管的直径，所述支架上的出管口的轴线与主动轮的动力凹槽的顶端平齐。

4.根据权利要求3所述的收放管装置，其特征在于，所述左压板和右压板上对称设有供滑动座上下滑动的轨道。

5.根据权利要求4所述的收放管装置，其特征在于，所述导向机构包括固定出管口外侧的水平设置的导向管和与支架轴接的导向轮；所述导向管的直径大于采样管的直径；所述导向轮设于导向管的出口端；所述导向轮的上部设有与支架轴接的第一导向轴，导向轮的外侧水平方向上设有与支架轴接的第二导向轴。

6.根据权利要求5所述收放管装置，其特征在于，所述导向轮外周侧设有与采样管相配合的导向凹槽，导向凹槽的径向截面为由半圆形的两端向外延伸而成的弧形结构，半圆形的半径与采样管的半径一致；导向凹槽内半圆形的圆心位于导向管的轴线上。

7.根据权利要求6所述的收放管装置，其特征在于，所述第一导向轴和第二导向轴均为导向辊式结构，所述第一导向轴及第二导向轴的两端与支架轴接。

8.根据权利要求7所述的收放管装置，其特征在于，所述支架上设有与第一导向轴、第二导向轴的两端相配合且用于所述导向轴微调的长孔，所述基座内设有与从动轮转轴的两端相配合且用于从动轮微调的长孔。

9.根据权利要求8所述的收放管装置，其特征在于，所述支架为不锈钢薄片框架，所述采样管为聚四氟乙烯材质。