CN111649992A - 一种协同水下机器人的水样采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种协同水下机器人的水样采集装置，包括水下机器人、水样采集装置，所述水样采集装置包括抗压外壳、进水口、储水圆盘和控制内核，所述抗压外壳包括外层防水外壳和内层防水外壳，所述外层防水外壳和内层防水外壳之间的空隙存放电路连接线，所述储水圆盘内设有储水仓，水样通过所述进水口流入储水仓中，所述控制内核位于所述水样采集装置的最内层，所述第二主控制器位于所述所述控制内核内，发出信号控制所述进水口打开，所述进水口打开后水样可自动流入对储水仓内。本申请具有独立的机械结构和控制电路，能够实现六个深度或不同点位的水样本收集，具有极高的效率和灵活性，实现了水样采集装置和水下机器人之间的交互协同工作。
Description
技术领域
本发明涉及水下机器人领域，具体涉及一种协同水下机器人的水样采集装置。
背景技术
深水水样采集装置在市场上比较少见，现有的国内全水深水样采集装置或体积庞大，或使用成本高、难度大。本装置发明的全水深水样采集装置由水下机器人携带，具有独立的机械结构和控制电路，能够实现六个深度或不同点位的水样本收集，具有极高的效率和灵活性，解决了采样点单一，采样效率低下的难题。
本申请针对环境保护作业和科学研究作业，发明了一款由水下机器人携带的水下机器人水样采集装置，结合了水下机器人用于水质监测的特点，可以采集水环境中的相关参数，水下机器人携带的水样采集装置可以采集不同深度不同位置的水样本，回收进行分析处理，得到更为全面的数据。
发明内容
本申请设计了一种协同水下机器人的水样采集装置，水下机器人通过缆线与该装置相连，可以实现全水深的水下采集水样工作。
本申请通过如下的技术方案来解决：
一种协同水下机器人的水样采集装置，包括水下机器人、水样采集装置，所述水下机器人设有防水壳体，所述水下机器人设有第一连接卡口，所述水样采集装置设有第二连接卡口，所述ROV线缆的一端连接到第一连接卡口，所述ROV线缆的另一端连接到第二连接卡口，所述第一连接卡口处带有内螺纹结构，拧紧后即可实现水下机器人和水样采集装置之间的信号传输，所述水下机器人设有第一主控制器，所述水样采集装置设有第二主控制器，所述ROV线缆中的引线穿过所述内层防水壳与所述第二主控制器相连，所述水样采集装置包括抗压外壳、进水口、储水圆盘和控制内核，所述抗压外壳包括外层防水外壳和内层防水外壳，所述外层防水外壳和内层防水外壳之间的空隙存放电路连接线，所述储水圆盘内设有储水仓，水样通过所述进水口流入储水仓中，所述控制内核位于所述水样采集装置的最内层，该控制内核负责电路的保护、水样采集装置运动的控制以及和水下机器人之间的交互，所述控制内核为一空心轴式结构，所述第二主控制器位于所述控制内核内，所述第二主控制器接收到来自水下机器人的第一主控制器发出的信号后，所述第二主控制器启动工作，发出信号控制所述进水口打开，所述进水口为一电动控制小门，所述进水口打开后水样可自动流入对储水仓内。
优选地，所述抗压外壳由3D打印材料制作而成，呈胶囊状，用于承载较大的水压。
优选地，所述储水圆盘内设有六个储水仓，呈瓣状排列，水样通过所述进水口流入各储水仓中。
优选地，当一个储水仓装满水样后，所述进水口关闭，所述控制内核通过两固定小球来固定储水仓，在进水口关闭后两固定小球收回，储水圆环在微型电机作用下旋转过60°，固定小球再次伸出并固定下一个储水仓，使得该储水仓正对所述进水口，所述进水口打开时可将水样引入到新的储水仓。本段中的结构(固定小球、储水圆环)，如果方便可以在附图中显示出来，会跟直观一点。
优选地，所述六个储水仓全部储满水后，水样采集装置的第二主控制器向水下机器人发送信号，水样采集装置进入待机状态不再工作。水下机器人与水样采集装置被打捞上岸后，拆下抗压外壳，手动旋转各储水仓，将采样的水样倒出以完成取样。
优选地，所述水下机器人通过GPS卫星定位模块、深度计，在到达相应位置时，悬停在该位置，控制水下机器人推进器装置保持位置稳定不再变化，以保持深度、经纬度位置不变，此时水下机器人第一主控制器发送信号给水样采集装置，使水样采集装置开始工作。
优选地，所述水样采集装置带有两层防水外壳，外层防水外壳和内层防水外壳，耐压性好，可以实现全水深的工作，最大工作深度200m以上，两层防水外壳中间为电路连接层，ROV线缆从进水口接入后，在两防水外壳中间连接至控制内核，以实现水下机器人和水样采集装置之间的信息交互。
本申请的有益效果：
(1)实现了定点定深度的水质采样功能，方便科学研究和环境水质检测；
(2)一次性进行六个点位的采样工作，效率高；
(3)与水下机器人协同工作，无需自行推进，机械结构和控制方式简单；
(4)创新性地采用旋转采样方式；
(5)水样均匀地分布在六个储水仓中；
(6)设计了固定小球结构，保证水样准确地流入对应的储水仓中；
(7)实现了水样采集装置和水下机器人之间的交互协同工作，给本类产品的设计拓展了新思路。
附图说明
图1为本申请中水样采集装置的外观结构示意图。
图2为本申请中水样采集装置的剖面结构示意图。
图3为本申请中水下机器人的外观结构示意图.
图中各符号代表：水下机器人1；第一连接卡口11；内螺纹结构12；防水壳体13；水样采集装置2；抗压外壳21；外层防水外壳211；内层防水外壳212；进水口22；储水仓23；控制内核24；固定小球25；ROV线缆3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-3所示，包括水下机器人1、水样采集装置2，水下机器人1设有防水壳体13，水下机器人1设有第一连接卡口11，水样采集装置2设有第二连接卡口，ROV线缆3的一端连接到第一连接卡口11，ROV线缆3的另一端连接到第二连接卡口，第一连接卡口处带有内螺纹结构12，拧紧后即可实现水下机器人1和水样采集装置2之间的信号传输。
水下机器人1设有第一主控制器，水样采集装置2设有第二主控制器，ROV线缆3中的引线穿过内层防水壳212与第二主控制器相连，水样采集装置2包括抗压外壳21、进水口22、储水圆盘和控制内核24，抗压外壳由3D打印材料制作而成，呈胶囊状，用于承载较大的水压。抗压外壳21包括外层防水外壳211和内层防水外壳212，外层防水外壳212和内层防水外壳211之间的空隙存放电路连接线。
储水圆盘内设有储水仓23，水样通过进水口22流入储水仓23中，控制内核24位于水样采集装置2的最内层，该控制内核24负责电路的保护、水样采集装置2运动的控制以及和水下机器人1之间的交互。控制内核23为一空心轴式结构，第二主控制器位于控制内核24内，第二主控制器接收到来自水下机器人1的第一主控制器发出的信号后，第二主控制器启动工作，发出信号控制进水口22打开，进水口22为一电动控制小门，进水口22打开后水样可自动流入对储水仓23内。
储水圆盘内设有六个储水仓，呈瓣状排列，水样通过进水口22流入各储水仓中。当一个储水仓装满水样后，进水口22关闭，控制内核24通过两固定小球来固定储水仓，在进水口22关闭后两固定小球25收回，储水圆环在微型电机作用下旋转过60°，固定小球25再次伸出并固定下一个储水仓，使得该储水仓正对进水口22，进水口22打开时可将水样引入到新的储水仓。
六个储水仓全部储满水后，水样采集装置2的第二主控制器向水下机器人1发送信号，水样采集装置2进入待机状态不再工作。水下机器人1与水样采集装置2被打捞上岸后，拆下抗压外壳21，手动旋转各储水仓，将采样的水样倒出以完成取样。水下机器人1通过GPS卫星定位模块、深度计，在到达相应位置时，悬停在该位置，控制水下机器人1推进器装置保持位置稳定不再变化，以保持深度、经纬度位置不变，此时水下机器人1第一主控制器发送信号给水样采集装置2，使水样采集装置2开始工作。水样采集装置2带有两层防水外壳，外层防水外壳和内层防水外壳，耐压性好，可以实现全水深的工作，最大工作深度200m以上，两层防水外壳中间为电路连接层，ROV线缆3从进水口接入后，在两防水外壳中间连接至控制内核，以实现水下机器人1和水样采集装置2之间的信息交互。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，包括水下机器人、水样采集装置，所述水下机器人设有防水壳体，所述水下机器人设有第一连接卡口，所述水样采集装置设有第二连接卡口，所述ROV线缆的一端连接到第一连接卡口，所述ROV线缆的另一端连接到第二连接卡口，所述第一连接卡口处带有内螺纹结构，拧紧后即可实现水下机器人和水样采集装置之间的信号传输，所述水下机器人设有第一主控制器，所述水样采集装置设有第二主控制器，所述ROV线缆中的引线穿过所述内层防水壳与所述第二主控制器相连，所述水样采集装置包括抗压外壳、进水口、储水圆盘和控制内核，所述抗压外壳包括外层防水外壳和内层防水外壳，所述外层防水外壳和内层防水外壳之间的空隙存放电路连接线，所述储水圆盘内设有储水仓，水样通过所述进水口流入储水仓中，所述控制内核位于所述水样采集装置的最内层，所述控制内核为一空心轴式结构，所述第二主控制器位于所述控制内核内，所述第二主控制器接收到来自水下机器人的第一主控制器发出的信号后，所述第二主控制器启动工作，发出信号控制所述进水口打开，所述进水口为一电动控制小门，所述进水口打开后水样可自动流入对储水仓内。
2.根据权利要求1所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，所述抗压外壳由3D打印材料制作而成，呈胶囊状，用于承载较大的水压。
3.根据权利要求1所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，所述储水圆盘内设有六个储水仓，呈瓣状排列，水样通过所述进水口流入各储水仓中。
4.根据权利要求3所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，当一个储水仓装满水样后，所述进水口关闭，所述控制内核通过两固定小球来固定储水仓，在进水口关闭后两固定小球收回，储水圆环在微型电机作用下旋转过60°，固定小球再次伸出并固定下一个储水仓，使得该储水仓正对所述进水口，所述进水口打开时可将水样引入到新的储水仓。
5.根据权利要求3所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，所述六个储水仓全部储满水后，水样采集装置的第二主控制器向水下机器人发送信号，水样采集装置进入待机状态不再工作。水下机器人与水样采集装置被打捞上岸后，拆下抗压外壳，手动旋转各储水仓，将采样的水样倒出以完成取样。
6.根据权利要求1所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，所述水下机器人通过GPS卫星定位模块、深度计，在到达相应位置时，悬停在该位置，控制水下机器人推进器装置保持位置稳定不再变化，以保持深度、经纬度位置不变，此时水下机器人第一主控制器发送信号给水样采集装置，使水样采集装置开始工作。
7.根据权利要求1所述的一种协同水下机器人的水样采集装置，其特征在于，所述水样采集装置带有两层防水外壳，外层防水外壳和内层防水外壳，耐压性好，可以实现全水深的工作，最大工作深度200m以上，两层防水外壳中间为电路连接层，ROV线缆从进水口接入后，在两防水外壳中间连接至控制内核，以实现水下机器人和水样采集装置之间的信息交互。
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