CN109724844A - 一种水环境取样机器的汲水装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种水环境取样机器的汲水装置，包括相互连接的支架和取样机构；所述取样机构包括回卷组件和容线组件；所述回卷组件通过滑动组件连接于所述取样机构的壳体；所述回卷组件的卷动组件缠绕设置有长条形的取样组件，所述取样组件一端连接于所述卷动组件中的控气组件，另一端从卷动组件的通孔伸出；所述取样组件包括截面为弧形的定型条片以及设置在所述定型条片内凹侧的取样管，所述取样管为一个或多个；所述取样管和所述定型条片同向设置；有益效果是：设备体积小，更加便于使用；能够适用不同的使用环境，无需额外的组件；取样更加精准，取样管在水下也不易变形，不易弯曲，使得下沉水深能够精确控制。

Description

一种水环境取样机器的汲水装置

技术领域

本发明属于取样机器人技术领域，尤其涉及一种水环境取样机器的汲水装置。

背景技术

在自动控制和机器人技术飞跃发展的背景下，人类越来越多地依靠机器人等自动化设备在人迹难至以及危险的地方采集物质进行分析，如依靠自动取样器采集月球、火星等太空领域以及南北极、核污染或化学污染区域的矿石、土壤、冰雪等物。

在取样器中，无论是体积、重量还是功耗都占很大比重。现有的一些液体取样器，不能很好的适用于不同的环境，比如作为湖泊取样器时，需要采集不同深度的水样；不同的水深需要使用不同的取样管，当采用软管时，较难直接控制其管口下沉的深度，使用硬管又会造成设备体积大。

同时很多取样器在一次下沉过程中只能取样一次，需要离开水面后将水样排出后才能继续下沉进入水中取样；同时现有的一些设备在将样品放出时其设备结构复杂，结构庞大。

一些设备在完成取样后需要复杂的移动机构来使得取样管的管口对准样品容器，造成设备结构复杂，也使得放样过程变得繁杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种水环境取样机器的汲水装置，包括相互连接的支架和取样机构；

所述取样机构包括回卷组件和容线组件；所述回卷组件通过滑动组件连接于所述取样机构的壳体；

所述回卷组件的卷动组件缠绕设置有长条形的取样组件，所述取样组件一端连接于所述卷动组件中的控气组件，另一端从卷动组件的通孔伸出；

所述取样组件包括截面为弧形的定型条片以及设置在所述定型条片内凹侧的取样管，所述取样管为一个或多个；所述取样管和所述定型条片同向设置；

所述支架还设有支撑调节机构；所述支撑调节机构包括相互匹配的工形滚轮和纺锤形滚轮；所述工形滚轮转动设置于第一安装座，所述纺锤形滚轮转动设置于第二安装座；所述取样组件一端从通孔伸出后从工形滚轮和纺锤形滚轮之间穿过；

所述第一安装座和第二安装座之间连接设有伸缩组件；所述伸缩组件通过转动器连接于所述第一安装座或第二安装座；

所述第一安装座或第二安装座连接于连接座；所述连接座滑动设置于所述支架；所述工形滚轮或所述纺锤形滚轮设有驱动组件。

优选的，所述容线组件包括卷线辊，所述卷线辊转动设置于卷线支架，所述卷线支架转动设置于旋转组件，所述旋转组件安装于所述取样机构的壳体；所述卷线辊上缠绕设有导线，所述导线一端连接于所述卷动组件或所述控气组件。

优选的，所述工形滚轮能挤压于所述取样组件的外弧面，所述能纺锤形滚轮挤压于所述取样组件的内弧面。

优选的，所述转动器设置于所述第二安装座；所述第二安装座通过连接座连接于支架。

优选的，所述取样机构设置于所述支撑调节机构的上方；所述支撑调节机构下方设有测量组件。

优选的，所述卷线辊的转动轴垂直于所述卷线支架的转动轴；所述卷线辊中设有与导线连接的控制器。

优选的，所述取样管连接于所述控气组件；当所述取样管为多个时，所述控气组件能分别独立控制每个所述取样管。

优选的，所述卷动组件的转动轴垂直于所述卷线辊的转动轴。

优选的，所述支撑调节机构下方设有放样区。

优选的，所述卷动组件和所述旋转组件的转动方向相同；所述连接座通过滑动组件连接于所述支架。

本发明的有益效果是：

1.设备体积小，更加便于使用；

2.能够适用不同的使用环境，无需额外的组件；

3.取样更加精准，取样管在水下也不易变形，不易弯曲，使得下沉水深能够精确控制；

4.更加有针对性，取样管一次下沉就能取得不同的样品；

5.通过安装座的倾斜位移以实现将取样组件弯折，设备结构更加合理，更容易控制取样组件的位置。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明取样机构结构示意图；

图3为取样组件结构示意图；

图4为图1中本发明右视局部示意图。

图中：10支架，11测量组件，20取样机构，21取样组件，210回卷组件，211卷动装置，212导线，213定型条片，214取样管，220容线组件，23卷线辊，24旋转组件，25卷线支架，2530支撑调节机构，31滑动组件，32连接座，33第二安装座，34第一安装座，341工形滚轮，351纺锤形滚轮，36转动器，37伸缩组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1中，一种水环境取样机器的汲水装置，包括相互连接的支架10和取样机构20；支架10安装于取样机构20的上部；

如图2中，所述取样机构20包括回卷组件210和容线组件220；回卷组件210用于将取样组件21自动收卷，容线组件220用于收卷导线212；

所述回卷组件210通过滑动组件31连接于所述取样机构20的壳体，所述旋转组件24安装于所述取样机构20的壳体。

所述回卷组件210的卷动组件211缠绕设置有长条形的取样组件21，所述取样组件21一端连接于所述卷动组件211中的控气组件，另一端从卷动组件211壳体的通孔伸出；当取样组件21远离卷动组件211的一端向外拉伸力小于卷动组件211回卷力后，回卷组件211可以在金属片的作用下回卷，从而带动其上缠绕的取样组件21回卷，从而实现将取样组件21缠绕在卷动组件211上的目的；其具体工作原理可以同常见的卷尺；

如图3中，所述取样组件21包括截面为弧形的定型条片213以及设置在所述定型条片213内凹侧的取样管214，所述取样管214为一个或多个；所述取样管214和所述定型条片213同向设置，当取样组件21回卷缠绕在卷动组件211上时，取样组件21的内弧面向内弯曲，将取样管214包在内层；定型条片213可以为金属弹片，也可为具有同样性能的塑料片，其在受到外力影响时具有向内弧面弯曲的性能，在无外力或外力较小时，能够保持直条型；

所述容线组件220包括卷线辊23，导线212收卷后缠绕在卷线辊23上，所述卷线辊23转动设置于卷线支架25，卷线辊23在卷线支架上25上卷动实现将导线212收卷；所述卷线支架25转动设置于旋转组件24，通过旋转组件24能够实现将卷线辊23在另一方向转动；一种较优的方式为，所述卷动组件211的转动轴垂直于所述卷线辊23的转动轴。

所述卷线辊23上缠绕设有导线212，所述导线212一端连接于所述卷动组件211或所述控气组件；控气组件可以设置在卷动组件211中，随着卷动组件21一起转动；

所述取样管214连接于所述控气组件；当所述取样管214为多个时，所述控气组件能分别独立控制每个所述取样管214；一种情况是，控气组件的多个控气单元分别连接不同的取样管214，不同的控气单元控制不同的取样管214抽取、排出液体；

所述卷线辊23的转动轴垂直于所述卷线支架25的转动轴；所述卷线辊23中设有与导线连接的控制器，控制器控制控气组件或卷动组件211；当卷动组件211为一个卷动电机时，通过卷动电机替代回卷金属条，从而实现取样组件21回卷速度的控制，需要控制器的供电且接受控制。

通过控制器给控气组件发送命令，从而实现不同的控气单元工作，进一步的实现不同的取样管单独工作，在一次下沉过程中，在不同深度实现不同的取样管工作；

所述支架10还设有支撑调节机构30；所述支撑调节机构30包括相互匹配的工形滚轮341和纺锤形滚轮351，在工形滚轮341和纺锤形滚轮351形成一条弧形通道；所述工形滚轮341转动设置于第一安装座34，所述纺锤形滚轮351转动设置于第二安装座33；所述取样组件21一端从通孔伸出后从工形滚轮341和纺锤形滚轮351之间的弧形通道穿过；所述工形滚轮341和第一安装座34之间连接设有伸缩组件37；

一种优选方式为，所述工形滚轮341挤压于所述取样组件21的外弧面，所述纺锤形滚轮351挤压于所述取样组件210的内弧面，使得取样组件21能够具有更好的导向性，同时弧形通道使得取样组件21向下运动后，能够更好的保持其弧形结构；

如图1、4中，伸缩组件37将工形滚轮341和纺锤形滚轮351拉紧，实现对取样组件21的挤压，当工形滚轮341或纺锤形滚轮351转动后，取样组件21可被拉动向下移动，从而将回卷组件210中的取样组件21拉出，使得取样组件21端部向下移动；

所述第一安装座34或第二安装座33连接于连接座32，优选情况为，连接座32连接于所述第二安装座33。

如图1中，当伸缩组件37伸长时，第二安装座33与第一安装座34间距增加，此时，在转动器36的转动作用下，转动器36带动伸缩组件37在第二安装座33上转动；当伸缩组件37带动第一安装座34向下转动时，工形滚轮341带动取样组件21向右侧弯曲；

所述连接座32滑动设置于所述支架10，所述连接座32通过滑动组件31连接于所述支架10，滑动组件31垂直于取样组件21下伸方向；如图1中，当连接座32在滑动组件31前后移动时，带动取样组件21也前后移动；结合图2，回卷组件210也能依靠滑动组件31在壳体上前后移动。

所述工形滚轮341或所述纺锤形滚轮351设有驱动组件；驱动组件驱动工形滚轮341或纺锤形滚轮351转动；

所述取样机构20设置于所述支撑调节机构30的上方；所述支撑调节机构30下方设有测量组件11，用于测量取样组件21向下移动的距离；

所述支撑调节机构30下方设有放样区，样品容器防止在放样区；

所述旋转组件24驱动卷线辊23转动方向与所述卷动组件211的转动方向相同；从而在卷动组件211转动时，导线212不会发生缠绕。

本发明的一种工作方式为：

当需要取样时，驱动组件转动，驱动工形滚轮341和纺锤形滚轮351转动，然后将取样组件21向下拉动，如图4中，回卷组件210中的取样组件21被拉出，当取样组件21下端通过测量组件11测量区时，测量组件11开始计算取样组件21向下移动距离；测量组件11可以为红外测量，原理为，当取样组件21下端部通过测量组件11测量红外光束时开始计算时间，通过配合驱动组件转动线速度即可得出取样组件21向下伸出长度；

取样组件21的下端进入水中，取样组件21向下移动一定距离后，取样组件21下端口到达第一预定深度，中控器控制部分控气单元工作，使得与之相连的部分取样管214抽气，从而实现将水样抽入取样管214中；

然后，取样组件21继续下移，到达第二预定深度时，其他的控气单元通过与之相连的取样管抽取水样；需要更多深度水样时，重复上述操作；

取样完成后，卷动组件211带动取样组件21回卷进入回卷组件210，此时为了便于取样组件21回卷，驱动组件可反向转动；

当取样管214下端上升离开水面，到达放样区，伸缩组件37伸长，使得工形滚轮341和纺锤形滚轮351分离，然后转动器36带动伸缩组件37转动，使得第一安装座34下移，在转动过程中，通过工形滚轮341使得取样组件21向内弧面侧弯曲，取样管214下端口到达放样区；

通过连接座32在滑动组案件31上前后移动，实现对取样管214下端口前后左右位置调节，同时，回卷组件210也在取样机构20壳体中沿着滑动组件31前后移动当取样管214下端口对准样品容器时，中控器控制对应的控气单元实现对应的取样管214中水样排出到样品容器。

本文中所述“前后左右”一般以图1中方位为参考，是为了便于表述，不具备其他特殊含义。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种水环境取样机器的汲水装置，包括相互连接的支架(10)和取样机构(20)；其特征在于：

所述取样机构(20)包括回卷组件(210)和容线组件(220)；所述回卷组件(210)通过滑动组件(31)连接于所述取样机构(20)的壳体；

所述回卷组件(210)的卷动组件(211)缠绕设置有长条形的取样组件(21)，所述取样组件(21)一端连接于所述卷动组件(211)中的控气组件，另一端从卷动组件(211)的通孔伸出；

所述支架(10)还设有支撑调节机构(30)；所述支撑调节机构(30)包括相互匹配的工形滚轮(341)和纺锤形滚轮(351)；所述工形滚轮(341)转动设置于第一安装座(34)，所述纺锤形滚轮(351)转动设置于第二安装座(33)；所述取样组件(21)一端从通孔伸出后从工形滚轮(341)和纺锤形滚轮(351)之间穿过；

所述第一安装座(34)和第二安装座(33)之间连接设有伸缩组件(37)；所述伸缩组件(37)通过转动器(36)连接于所述第一安装座(34)或第二安装座(33)；

所述第一安装座(34)或第二安装座(33)连接于连接座(32)；所述连接座(32)滑动设置于所述支架(10)；所述工形滚轮(341)或所述纺锤形滚轮(351)设有驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述取样组件(21)包括截面为弧形的定型条片(213)以及设置在所述定型条片(213)内凹侧的取样管(214)，所述取样管(214)为一个或多个；所述取样管(214)和所述定型条片(213)同向设置。

3.根据权利要求2所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述容线组件(220)包括卷线辊(23)，所述卷线辊(23)转动设置于卷线支架(25)，所述卷线支架(25)转动设置于旋转组件(24)，所述旋转组件(24)安装于所述取样机构(20)的壳体；所述卷线辊(23)上缠绕设有导线(212)，所述导线(212)一端连接于所述卷动组件(211)或所述控气组件。

4.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述工形滚轮(341)能挤压于所述取样组件(21)的外弧面，所述能纺锤形滚轮(351)挤压于所述取样组件(21)的内弧面。

5.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述转动器设置于所述第二安装座(33)；所述第二安装座(33)通过连接座(32)连接于支架(10)。

6.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述取样机构(20)设置于所述支撑调节机构(30)的上方；所述支撑调节机构(30)下方设有测量组件(11)。

7.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述卷线辊(23)的转动轴垂直于所述卷线支架(25)的转动轴；所述卷线辊(23)中设有与导线连接的控制器。

8.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述取样管(214)连接于所述控气组件；当所述取样管(214)为多个时，所述控气组件能分别独立控制每个所述取样管(214)。

9.根据权利要求8所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述卷动组件(211)的转动轴垂直于所述卷线辊(23)的转动轴；所述支撑调节机构(30)下方设有放样区。

10.根据权利要求3所述的一种水环境取样机器的汲水装置，其特征在于：所述卷动组件(211)驱动所述卷线辊(23)的转动方向和所述旋转组件(24)的转动方向相同；所述连接座(32)通过滑动组件(31)连接于所述支架(10)。