CN110793814A - 一种用于无人船的取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人船技术领域，具体涉及一种用于无人船的取水装置，包括存储单元、瓶盖拧紧单元、采样瓶夹持单元、给水单元、驱动机构，存储单元包括存储仓、流通仓、转盘、转盘驱动电机、采样瓶储存仓，瓶盖拧紧单元包括升降组件、夹持盖，采样瓶夹持单元包括夹持座、夹持块、滑板、推动机构，给水单元包括蠕动泵、水管、悬臂、给水通道、给水管、悬臂转动驱动电机。本发明实现了无人船的自动采集水体样本的功能，减少了人力成本，提高了工作效率。

Description

一种用于无人船的取水装置

技术领域

本发明涉及无人船技术领域，具体涉及一种用于无人船的取水装置。

背景技术

无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人。国内无人船用途多为测绘、水文和水质监测，在中国，使用无人船现在还很少见。但在业内人士看来，未来河海各种危险或重复枯燥的工作，都将朝无人化发展。

但是目前的无人船尚未发展有能够自动采集水体样本的功能，目前水体样本采集主要依靠人工方式采集，因此使得无人船具有一定的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种用于无人船的取水装置，它可以实现使无人船能够自动采集水体样本。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于无人船的取水装置，包括：

存储单元，所述存储单元包括存储仓、流通仓、转盘、转盘驱动电机、采样瓶储存仓，所述存储仓设于采样瓶储存仓上方，所述流通仓贯通连接在存储仓底部，所述转盘通过安装枢轴转动连接在流通仓上且由安装在流通仓上的转盘驱动电机驱动转动，所述转盘外形大体成半圆状；

瓶盖拧紧单元，所述瓶盖拧紧单元包括升降组件、夹持盖，所述夹持盖设有两个且对称设于采样瓶储存仓上方，且由安装在升降组件上的拧紧驱动电机驱动转动，两个所述夹持盖内设有缺口，两个所述夹持盖合并时，两个所述缺口形成一个盲孔形式的夹持槽，所述升降组件用于驱动两个夹持盖竖直移动；

采样瓶夹持单元，所述采样瓶夹持单元包括夹持座、夹持块、滑板、推动机构，所述夹持座设于采样瓶储存仓上，所述夹持块设有两个且水平对称滑动连接在夹持座顶面，两个所述夹持块相对侧设有弧形槽，所述滑板水平设于夹持座上且位于夹持块下方，对应的所述夹持座上开有供滑板水平滑配卡合的通槽，所述夹持座上竖直设有与通槽连通的、通孔形式的漏槽，所述推动机构用于驱动滑板水平移动，使所述漏槽与采样瓶储存仓连通；

给水单元，所述给水单元包括蠕动泵、水管、悬臂、给水通道、给水管、悬臂转动驱动电机，所述悬臂转动驱动电机通过安装支架竖直设于夹持座上，所述悬臂驱动连接在悬臂转动驱动电机上且向上延伸，所述给水通道水平安装在悬臂上，所述给水管设于两个夹持块连线的中垂线上且位于夹持块上方，其上端与所述给水通道连通，所述蠕动泵设于采样瓶储存仓外部且通过水管与给水通道连通；

驱动机构，所述驱动机构设有两个，且分别驱动两个所述夹持盖、两个夹持块相对移动。

进一步地，所述升降组件包括升降座、升降驱动电机、滑台、滚珠丝杆、安装架，所述升降座竖直设于夹持座上且向采样瓶储存仓上方延伸，所述升降驱动电机安装在升降座上，所述滚珠丝杆竖直转动连接在升降座上且与升降驱动电机驱动连接，所述滑台套装在滚珠丝杆上且与滚珠丝杆滚动螺旋传动，所述安装架安装在滑台上，两个所述夹持盖设于安装架上。

进一步地，两个所述驱动机构分别安装在升降组件、夹持座上，其包括连接板、滑块、驱动电机、转动臂、拉杆，两个所述驱动机构上的两个连接板分别安装在升降组件、夹持座上，所述滑块两两成对地设于连接板上且与连接板滑配卡合连接，所述驱动电机安装在连接板上，所述转动臂驱动连接在驱动电机上，所述拉杆两两成对地设于连接板上，且其外轮廓大体成弧形状，每个所述连接板上的两个拉杆相对端对应枢接在转动臂相对两端，其另一端对应枢接在两个所述滑块上，所述夹持盖、夹持块分别对应固接在两个连接板的滑块上。

进一步地，所述夹持盖的缺口内设有多个纵向的凸棱。

进一步地，所述推动机构包括推动驱动电机、转动杆、铰链杆，所述推动驱动电机竖直安装在夹持座上，所述转动杆驱动连接在推动驱动电机上，其另一端与所述铰链杆枢接，所述铰链杆远离转动杆一端与滑板枢接。

本发明的有益效果：通过存储单元，将空的采样瓶输送至连通仓上，并通过转动盘的转动，使采样瓶瓶口朝上移动至两个夹持块之间，通过两个夹持块对采样瓶的夹持，再由两个夹持盖通过升降组件的驱动下移，并使两个夹持盖将采样瓶的瓶盖取下，给水单元中的蠕动泵工作，将水体中的液体输送至给水管，并落入采样瓶内，夹持盖在将采样瓶的瓶盖旋入瓶体上，最后通过推动机构，驱动滑板移动，进而使收集了水体样本的采样瓶落入采样瓶储存仓内，实现收集，综上所述，本装置实现了无人船的自动采集水体样本的功能，减少了人力成本，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种用于无人船的取水装置的立体结构示意图；

图2为图1中立体结构侧视角度示意图；

图3为图1中省略存储单元后的立体结构示意图；

图4为本发明一种用于无人船的取水装置中夹持盖与驱动机构的连接示意图；

图5为本发明一种用于无人船的取水装置中夹持块与另一个驱动机构的连接示意图；

图6为图5中立体结构仰视角度的示意图；

附图标记说明如下：

1-存储仓，2-流通仓，3-转盘，4-转盘驱动电机，5-采样瓶储存仓，6-减重槽，7-夹持盖，8-夹持槽，9-夹持座，10-夹持块，11-滑板，12-蠕动泵，13-水管，14-悬臂，15-给水通道，16-给水管，17-悬臂转动驱动电机，18-升降座，19-升降驱动电机，20-滑台，21-滚珠丝杆，22-安装架，23-连接板，24-滑块，25-驱动电机，26-转动臂，27-拉杆，28-凸棱，29-推动驱动电机，30-转动杆，31-铰链杆，32-拧紧驱动电机，33-瓶盖，34-瓶体，35-漏槽。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示的一种用于无人船的取水装置，包括：

存储单元，所述存储单元包括存储仓1、流通仓2、转盘3、转盘驱动电机4、采样瓶储存仓5，所述采样瓶储存仓5安装在无人船上，所述存储仓1设于采样瓶储存仓5上方，且通过加固装置与无人船连接，使其安装后的稳固性较佳，采样瓶的瓶体34与瓶盖33旋紧后，由工人预先将其水平堆叠放置在存储仓1内，在重力作用下，将滚落至其底端的出口处，所述流通仓2贯通连接在存储仓1底部，滚落在存储仓1底端出口处的瓶体34将滚入流通仓2内，流通仓2内部形状设置，使得瓶体34能够水平自由滚动，所述转盘3通过安装枢轴转动连接在流通仓2上且由安装在流通仓2上的转盘驱动电机4驱动转动，在流通仓2内的瓶体34将顺着流通仓2内部滚动至转盘3上，所述转盘3外形大体成半圆状且顶面呈平面状态，转盘3转动后(转动方向参考图2中为顺时针方向)，瓶体34将通过转盘3的驱动，成竖直状态，且瓶盖33在瓶体34的上方，转盘3上设有凹陷的减重槽6，通过设置减重槽6，便于转盘3的快速转动；

瓶盖拧紧单元，所述瓶盖拧紧单元包括升降组件、夹持盖7，所述夹持盖7设有两个且对称设于采样瓶储存仓5上方，且由安装在升降组件上的拧紧驱动电机32驱动转动，两个所述夹持盖7内设有缺口，两个所述夹持盖7合并时，两个所述缺口形成一个盲孔形式的夹持槽8，夹持槽8内径与瓶盖33的外径适配，所述夹持盖7的缺口内设有多个纵向的凸棱28，凸棱28能够泽而更加对采样瓶瓶盖33的摩擦力，便于转动瓶盖33，所述升降组件用于驱动两个夹持盖7竖直移动，所述升降组件包括升降座18、升降驱动电机19、滑台20、滚珠丝杆21、安装架22，所述升降座18竖直设于夹持座9上且向采样瓶储存仓5上方延伸，所述升降驱动电机19安装在升降座18上，所述滚珠丝杆21竖直转动连接在升降座18上且与升降驱动电机19驱动连接，所述滑台20套装在滚珠丝杆21上且与滚珠丝杆21滚动螺旋传动，所述安装架22安装在滑台20上，两个所述夹持盖7设于安装架22上，拧紧驱动电机32竖直安装在安装架22上；

采样瓶夹持单元，所述采样瓶夹持单元包括夹持座9、夹持块10、滑板11、推动机构，所述夹持座9设于采样瓶储存仓5上，所述连通仓2与夹持座9焊接在一起，所述夹持块10设有两个且水平对称滑动连接在夹持座9顶面，两个所述夹持块10相对侧设有弧形槽，所述滑板11水平设于夹持座9上且位于夹持块10下方，对应的所述夹持座9上开有供滑板11水平滑配卡合的通槽，所述夹持座9上竖直设有与通槽连通的、通孔形式的漏槽35，所述推动机构用于驱动滑板11水平移动，使所述漏槽35与采样瓶储存仓5连通，所述推动机构用于驱动滑板11水平移动，使所述通槽与采样瓶储存仓5连通，所述推动机构包括推动驱动电机29、转动杆30、铰链杆31，所述推动驱动电机29竖直安装在夹持座9上，所述转动杆30驱动连接在推动驱动电机29上，其另一端与所述铰链杆31枢接，所述铰链杆31远离转动杆30一端与滑板11枢接；

给水单元，所述给水单元包括蠕动泵12、水管13、悬臂14、给水通道15、给水管16、悬臂转动驱动电机17，所述悬臂转动驱动电机17通过安装支架竖直设于夹持座9上，所述悬臂14驱动连接在悬臂转动驱动电机17上且向上延伸，所述给水通道15水平安装在悬臂14上，所述给水管16设于两个夹持块10连线的中垂线上且位于夹持块10上方，其上端与所述给水通道15连通，所述蠕动泵12设于采样瓶储存仓5外部且通过水管13与给水通道15连通；

驱动机构，所述驱动机构设有两个，且分别驱动两个所述夹持盖7、两个夹持块10相对移动，两个所述驱动机构分别安装在升降组件、夹持座9上，其包括连接板23、滑块24、驱动电机25、转动臂26、拉杆27，两个所述驱动机构上的两个连接板23分别安装在升降组件、夹持座9上，所述滑块24两两成对地设于连接板23上且与连接板23滑配卡合连接，所述驱动电机25安装在连接板23上，所述转动臂26驱动连接在驱动电机25上，所述拉杆27两两成对地设于连接板23上，且其外轮廓大体成弧形状，每个所述连接板23上的两个拉杆27相对端对应枢接在转动臂26相对两端，其另一端对应枢接在两个所述滑块24上，所述夹持盖7、夹持块10分别对应固接在两个连接板23的滑块24上，其中与夹持盖7连接的驱动机构上的连接板23与拧紧驱动电机32驱动连接。

本发明在使用时：

1、工人预先将多个采样瓶备好，并将瓶盖与瓶体旋合，再将多个采样瓶依次水平放入存储仓内，在重力作用下，多个采样瓶将由存储仓滚入流通仓，并通过流通仓进入转盘上，转盘驱动电机转动，驱动转盘转动，使采样瓶转动至竖直状态，且瓶盖朝上，由于转盘的转动驱动，使瓶体移动至两个夹持块之间，且瓶体的底部通过滑板的抵挡，无法下落至采样瓶储存仓内，然后与夹持块对应的驱动机构上的驱动电机转动，驱动转动臂转动，使两个拉杆同步拉动两个滑块相对移动，使两个夹持块相互靠近，并对瓶体进行夹持；

2、升降组件中的升降驱动电机转动，带动滚珠丝杆转动，使滑台下移，下移至合适位置后，此时两个夹持盖位于瓶盖的相对两侧，然后与夹持盖连接的驱动机构上的驱动电机转动，使两个夹持盖相互靠近，并使瓶盖卡合至夹持槽内，然后拧紧驱动电机转动，带动夹持盖转动，转动过程中，升降驱动电机反向转动，使瓶盖上移，且使瓶盖从瓶体上分离开来；

3、给水单元中的悬臂转动驱动电机转动，使悬臂转动，进而使给水通道转动，使给水管转动至瓶体的瓶口上方，蠕动泵工作，将水体内的液体经由水管输送至给水通道内，并由给水管流入瓶体内，达到指定采样容积后(或者通过设置时间继电器来控制蠕动泵的工作时间)，悬臂转动驱动电机反向转动，使给水管转动且远离瓶体；

4、升降组件中的升降驱动电机转动，使瓶盖接触瓶体的瓶口，然后拧紧驱动电机反向转动，使瓶盖旋入瓶体上，将瓶体封闭，避免水体样本外溢，然后夹持盖上升远离瓶体；

5、推动机构上的推动驱动电机转动，使转动杆转动，带动铰链杆转动，进而拉动滑板，使滑板远离夹持座，滑板远离夹持座后，瓶体底部失去滑板的支撑，同时两个夹持块在驱动机构的驱动下，相互远离，此时瓶体失去支撑，将由漏槽落入下方的采样瓶储存仓内，完成一次水体采样作业，本发明中通过设置多个感应开关与控制器配合，来控制各部件的动作，以此实现自动化采集(此为本领域技术人员的技术常识，在此不再叙述)。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种用于无人船的取水装置，其特征在于，包括：

存储单元，所述存储单元包括存储仓(1)、流通仓(2)、转盘(3)、转盘驱动电机(4)、采样瓶储存仓(5)，所述存储仓(1)设于采样瓶储存仓(5)上方，所述流通仓(2)贯通连接在存储仓(1)底部，所述转盘(3)通过安装枢轴转动连接在流通仓(2)上且由安装在流通仓(2)上的转盘驱动电机(4)驱动转动，所述转盘(3)外形大体成半圆状；

瓶盖拧紧单元，所述瓶盖拧紧单元包括升降组件、夹持盖(7)、拧紧驱动电机(32)，所述夹持盖(7)设有两个且对称设于采样瓶储存仓(5)上方，且由安装在升降组件上的拧紧驱动电机(32)驱动转动，两个所述夹持盖(7)内设有缺口，两个所述夹持盖(7)合并时，两个所述缺口形成一个盲孔形式的夹持槽(8)，所述升降组件用于驱动两个夹持盖(7)竖直移动；

采样瓶夹持单元，所述采样瓶夹持单元包括夹持座(9)、夹持块(10)、滑板(11)、推动机构，所述夹持座(9)设于采样瓶储存仓(5)上，所述夹持块(10)设有两个且水平对称滑动连接在夹持座(9)顶面，两个所述夹持块(10)相对侧设有弧形槽，所述滑板(11)水平设于夹持座(9)上且位于夹持块(10)下方，对应的所述夹持座(9)上开有供滑板(11)水平滑配卡合的通槽，所述夹持座(9)上竖直设有与通槽连通的、通孔形式的漏槽(35)，所述推动机构用于驱动滑板(11)水平移动，使所述漏槽(35)与采样瓶储存仓(5)连通；

给水单元，所述给水单元包括蠕动泵(12)、水管(13)、悬臂(14)、给水通道(15)、给水管(16)、悬臂转动驱动电机(17)，所述悬臂转动驱动电机(17)通过安装支架竖直设于夹持座(9)上，所述悬臂(14)驱动连接在悬臂转动驱动电机(17)上且向上延伸，所述给水通道(15)水平安装在悬臂(14)上，所述给水管(16)设于两个夹持块(10)连线的中垂线上且位于夹持块(10)上方，其上端与所述给水通道(15)连通，所述蠕动泵(12)设于采样瓶储存仓(5)外部且通过水管(13)与给水通道(15)连通；

驱动机构，所述驱动机构设有两个，且分别驱动两个所述夹持盖(7)、两个夹持块(10)相对移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人船的取水装置,其特征在于，所述升降组件包括升降座(18)、升降驱动电机(19)、滑台(20)、滚珠丝杆(21)、安装架(22)，所述升降座(18)竖直设于夹持座(9)上且向采样瓶储存仓(5)上方延伸，所述升降驱动电机(19)安装在升降座(18)上，所述滚珠丝杆(21)竖直转动连接在升降座(18)上且与升降驱动电机(19)驱动连接，所述滑台(20)套装在滚珠丝杆(21)上且与滚珠丝杆(21)滚动螺旋传动，所述安装架(22)安装在滑台(20)上，两个所述夹持盖(7)设于安装架(22)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人船的取水装置,其特征在于，两个所述驱动机构分别安装在升降组件、夹持座(9)上，其包括连接板(23)、滑块(24)、驱动电机(25)、转动臂(26)、拉杆(27)，两个所述驱动机构上的两个连接板(23)分别安装在升降组件、夹持座(9)上，所述滑块(24)两两成对地设于连接板(23)上且与连接板(23)滑配卡合连接，所述驱动电机(25)安装在连接板(23)上，所述转动臂(26)驱动连接在驱动电机(25)上，所述拉杆(27)两两成对地设于连接板(23)上，且其外轮廓大体成弧形状，每个所述连接板(23)上的两个拉杆(27)相对端对应枢接在转动臂(26)相对两端，其另一端对应枢接在两个所述滑块(24)上，所述夹持盖(7)、夹持块(10)分别对应固接在两个连接板(23)的滑块(24)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人船的取水装置,其特征在于，所述夹持盖(7)的缺口内设有多个纵向的凸棱(28)。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人船的取水装置,其特征在于，所述推动机构包括推动驱动电机(29)、转动杆(30)、铰链杆(31)，所述推动驱动电机(29)竖直安装在夹持座(9)上，所述转动杆(30)驱动连接在推动驱动电机(29)上，其另一端与所述铰链杆(31)枢接，所述铰链杆(31)远离转动杆(30)一端与滑板(11)枢接。

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