CN112314541B - 一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，包括诱捕笼及分别与诱捕笼连接的折叠门、关门机构、电源控制机构、多光谱引诱灯，折叠门顶部设有导柱，诱捕笼开口处顶部设有贯穿的U型槽，导柱穿过贯穿的U型槽与关门机构连接，关门机构包括凹型外壳、导向块、电机、凸轮，凹型外壳内顶部设有的导向柱，通过弹压装置与导向块上的导向孔配合设置，起到限位和压紧的作用，导向块底部设有限位柱和导柱限位柱，限位柱底部设置的凸轮与电机连接，电机与电源控制机构连接，导柱限位柱用于限位导柱，使折叠门保持开启状态，导向块与凹型外壳的接触面设置对开圆孔，凹型外壳的凸台设有螺栓，螺栓与导柱之间通过拉力装置连接。

Description

一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置
技术领域
本发明涉及海洋生物取样领域，尤其是涉及了一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置。
背景技术
深海生物样品的获取对于深海环境研究和深海生物资源的开发利用极为重要，目前缺乏定向捕获海底生物且获得完整样品的作业工具，阻碍深海生物学科学研究的进展。
发明专利ZL201610219850.X“涡轮蜗杆电机驱动关门的深海生物诱捕器”公布了一种涡轮蜗杆驱动关门的装置，并通过红外感应控制电机的启动，实现在深海诱捕的效果。此技术方案的缺点是：1）只能通过食物诱捕深海生物，无法捕获光敏捕食生物；2）合盖式诱捕笼体积大、重量重，不适于深海机器人搭载，应用范围小；3）蜗轮蜗杆的结构有两个输出端在高压环境下不能很好的密封，深海作业容易造成设备损坏。
发明内容
为解决现有技术的不足，实现高效定向诱捕海洋生物的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，包括诱捕笼及分别与诱捕笼连接的折叠门、关门机构、电源控制机构、多光谱引诱灯，所述折叠门顶部设有导柱，诱捕笼开口处顶部设有贯穿的U型槽，导柱穿过所述贯穿的U型槽与关门机构连接，所述关门机构包括凹型外壳、导向块、电机、凸轮，凹型外壳内顶部设有的导向柱，通过弹压装置与导向块上的导向孔配合设置，起到限位和压紧的作用，导向块底部设有限位柱和导柱限位柱，限位柱底部设置的凸轮与电机连接，电机与电源控制机构连接，导柱限位柱用于限位导柱，使折叠门保持开启状态，导向块与凹型外壳的接触面设置对开圆孔，凹型外壳的凸台设有螺栓，所述螺栓与导柱之间通过拉力装置连接。
折叠门打开后，当有生物进入诱捕笼内，通过远程控制，使电机轴通过电源控制机构控制凸轮转动驱动导向块上升，导向块带动其上的导柱限位柱上移，导柱限位柱与导柱脱离，导柱在拉力装置的作用力下，将折叠门关闭；通过对开圆孔手动抬起导向块，同时打开折叠门，将导柱与导柱限位柱对位后，松开导向块，在导向柱上弹压装置的压力下，导向块下压，使导柱限位柱下移，限位导柱，使折叠门还原为开门状态。
导柱限位柱底部设有竖直的开孔，开孔底部与导柱对应的一侧设有开口，导柱在水平方向穿过开口进入开孔，再竖直深入开孔，完成导柱限位柱的插接配合。开口使得导向块稍作抬起，便可使得导柱限位柱与导柱脱离，减小了电机驱动导向块的位移，降低了能耗，在手动开门后，也只需稍提起导向块，导柱便能通过开口进入开孔中，便于导柱限位柱与导柱的插接。
所述折叠门为左右对称的折叠门，其上对称的导柱、与导柱对应的对称的贯穿的U型槽、与导柱连接的对称的所述螺栓，均相互错位设置。使左右两扇折叠门通过拉力装置开启和关闭时互补影响。
所述折叠门的内侧板与外侧板通过合页连接，导柱固定在外侧板的顶部，移动球装在外侧板底部的凹槽与诱捕笼的底板上设有的U型槽之间，使折叠门沿U型槽左右移动，以防止折叠门在水流冲击下打开，导致生物逃逸，内侧板通过合页与诱捕笼的侧板相连。
所述多光谱引诱灯包括压盖、蓝宝石光学镜片、一组多波长引诱光源、定时电路、电池、防水耐压舱、后端盖，压盖为环形压盖，与防水耐压仓前端设有的台阶之间嵌有蓝宝石光学镜片，多波长引诱光源、定时电路、电池分别安装在防水耐压仓内，防水耐压仓底部设有后端盖。电池为多波长引诱光源供电，多波长引诱光源发射的光通过蓝宝石光学镜片发出。
所述定时电路包括MCU模块和MOS控制模块，MCU模块中的定时器对多波长引诱光源的点亮时间及工作间隔时间进行设定，MOS控制模块对多波长引诱光源的开关进行控制。定时电路对多波长引诱光源点亮时间和开关进行设定，当点亮的多波长引诱光源达到设定的工作间隔时间后，切换至设定的另外一个多波长引诱光源来对生物进行光引诱。
所述MOS控制模块由N-MOS管实现，且N-MOS管的漏极加装有用于降低能耗的限流电阻。
所述凹型外壳的凸台与诱捕笼之间设有支撑板，支撑板上设有的螺栓与导柱之间通过拉力装置连接，支撑板上设有的固定螺栓连接凹型外壳与诱捕笼。
所述关门机构配合设置有封盖。
所述诱捕笼包括上面板、后侧板、右侧板、底板、左侧板，各板之间通过楔形连接。减少螺栓连接带来的滑丝现象，减少装置的自身重量，增加连接强度。
本发明的优势和有益效果在于：
通过电机带动的凸轮驱动可通过偏心距一次性完成对开折叠门的关门动作，其设计可有效减小本装置的占用空间、以及关门时间，而且一个输出轴避免了密封带来的漏水风险。通过低密度材料组成的笼体在水下可产生正向浮力，有效抵消自身所带金属舱体的重量，其中的楔形连接避免了螺套连接时的滑丝现象，以及水下多余重量的产生，搭载于大型设备下水时可忽略其重量。通过多光谱引诱灯避免了食物诱捕与红外触发所带来的生物样品单一性和不确定性，此光源可引诱多种光敏感生物，获得多类生物样品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中折叠门结构示意图。
图3a为本发明中关门机构的正视图。
图3b为本发明中关门机构的剖视图。
图3c为本发明中关门机构的俯视图。
图4为本发明中多光谱引诱灯机构示意图。
图5为本发明中诱捕笼结构示意图。
图6为本发明中导向块部分结构示意图。
图中：1折叠门；1-1导柱；1-2外侧板；1-3合页；1-4内侧板；1-5移动球；2关门机构；2-1凹型外壳；2-2导向块；2-3导向柱；2-4支撑板；2-5电机；2-6封盖；2-7限位柱；导柱限位柱2-71；2-8凸轮；对开圆孔2-9；拉簧2-10；开孔2-11；3电源控制机构；4多光谱引诱灯；5诱捕笼；5-1上面板；5-2后侧板；5-3右侧板；5-4底板；5-5左侧板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，包括折叠门1、关门机构2、电源控制机构3、多光谱引诱灯4、诱捕笼5，主体结构采用PP材料以便减轻水中重量。
如图2所示，折叠门1的内侧板1-4与外侧板1-2通过合页1-3连接，导柱1-1由螺栓固定在外侧板1-2的上方，移动球1-5装在外侧板1-2下方的凹槽内并在诱捕笼5的底板5-4内的U型槽内左右移动，以防止折叠门在水流冲击下打开，导致生物逃逸，内侧板1-4通过合页与诱捕笼5的右侧板5-3以及左侧板5-5相连，导柱1-1在诱捕笼5的上面板5-1设有贯穿的U型槽作为导柱1-1的导向槽，使导柱1-1可在贯穿的U型槽内左右移动，左右折叠门镜像对称。
如图3、6所示，关门机构2包括凹型外壳2-1、导向块2-2、支撑板2-4、电机2-5、封盖2-6、凸轮2-8，凹型外壳2-1内顶部设有的导向柱2-3，通过压簧与导向块2-2上的导向孔配合设置，导向块2-2底部设有三根限位柱，限位柱分别是设置在导向块2-2底部中间的限位柱2-7和底部两侧的导柱限位柱2-71，导向块2-2与凹型外壳2-1的接触面设置对开圆孔2-9，电机2-5通过夹具固定在诱捕笼5上面板5-1的长方形孔内，并通过此孔降低电机2-5输出轴的中心位置，凸轮2-8通过D型面限位在电机轴上，电机轴通过电源控制机构3供电控制转动凸轮2-8，凸轮2-8与限位柱2-7线面接触，撑起导向块2-2，同时，导向柱2-3插入所述导向孔内，使导向块2-2通过导向孔限位与关门机构2的凹型外壳2-1内，并通过其上套设的压簧压紧导向块2-2，两侧支撑板2-4贴紧凹型外壳2-1的凸台，通过螺栓固定，所述螺栓包括两侧错位放置的带孔螺栓，左侧带孔螺栓的孔与右侧导柱1-1上的凹槽之间设有拉簧2-10，右侧带孔螺栓的孔与左侧导柱1-1上的凹槽之间也设有拉簧2-10，呈对象拉紧。
折叠门1打开后，当有生物进入诱捕笼5内，通过远程控制，使电机轴通过电源控制机构3控制凸轮2-8转动驱动导向块2-2上升，导向块2-2带动其上两侧的导柱限位柱2-71上移，导柱限位柱2-71与导柱1-1脱离，导柱1-1在对象拉簧2-10的作用力下，将折叠门关闭；通过对开圆孔2-9手动抬起导向块2-2，同时打开折叠门1，将导柱1-1与导柱限位柱2-71对位后，松开导向块，在导向柱2-3上压簧的压力下，导向块2-2下压，使导柱限位柱2-71下移，限位导柱1-1，使折叠门1还原为开门状态。导柱限位柱2-71底部设有开孔，通过与导柱1-1插接限位。
如图4所示，多光谱引诱灯4包括压盖4-1、蓝宝石光学镜片4-2、多波长引诱光源4-3、定时电路4-4、电池4-5、防水耐压舱4-6、后端盖4-7。防水耐压仓4-6为两个底面开口的圆柱体结构容器，前端设有台阶，压盖4-1、后端盖4-7分别安装在防水耐压仓4-6的两个底面，压盖4-1为环形压盖，压盖4-1与防水耐压舱4-6前端台阶之间嵌有蓝宝石光学镜片4-2，并设有蓝宝石光学镜片4-2与防水耐压舱4-6密封连接的O型防水圈，其中，防水耐压仓4-6、压盖4-1、后端盖4-7都使用钛合金材料制作；多波长引诱光源4-3、定时电路4-4、电池4-5分别安装在防水耐压仓4-6内，多波长引诱光源4-3发射的光通过蓝宝石光学镜片4-2发出，蓝宝石光学镜片4-2透光率不低于85%；多波长引诱光源4-3，采用五个能够发射特定不同波长光的LED灯实现，分别为红、黄、绿、蓝、紫五种颜色的LED灯，单颗LED灯的功率不大于30mW；电池4-5采用一节锂电池，用于为LED灯供电；定时电路4-4包括MCU模块和MOS控制模块，定时电路对各灯点亮时间和开关进行设定，当点亮的LED灯达到设定的工作间隔时间后，切换至设定的另外一个LED灯来对生物进行光引诱，MCU模块用于对多波长引诱光源4-3中各灯点亮时间进行设定，通过内置在MCU模块中的定时器实现，且定时器设定的LED灯工作间隔时间为1s～24h；MOS控制模块用于对多波长引诱光源4-3中各灯的开关进行控制，通过内置在MOS控制模块中的N-MOS管实现，且N-MOS管的漏极加装有用于降低能耗的限流电阻。
如图5所示，诱捕笼5包括上面板5-1、后侧板5-2、右侧板5-3、底板5-4、左侧板5-5，为了减少螺栓连接带来的滑丝现象以及自身重量，其各个侧边通过楔形连接增加连接强度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，包括诱捕笼（5）及分别与诱捕笼（5）连接的折叠门（1）、关门机构（2）、电源控制机构（3）、多光谱引诱灯（4），其特征在于所述折叠门（1）顶部设有导柱（1-1），诱捕笼（5）开口处顶部设有贯穿的U型槽，导柱（1-1）穿过所述贯穿的U型槽与关门机构（2）连接，所述关门机构（2）包括凹型外壳（2-1）、导向块（2-2）、电机（2-5）、凸轮（2-8），凹型外壳（2-1）内顶部设有的导向柱（2-3），通过弹压装置与导向块（2-2）上的导向孔配合设置，导向块（2-2）底部设有限位柱（2-7）和导柱限位柱（2-71），限位柱（2-7）底部设置的凸轮（2-8）与电机（2-5）连接，电机（2-5）与电源控制机构（3）连接，导柱限位柱（2-71）与导柱（1-1）插接限位，使折叠门（1）保持开启状态，导向块（2-2）与凹型外壳（2-1）的接触面设置对开圆孔（2-9），凹型外壳（2-1）的凸台设有螺栓，所述螺栓与导柱（1-1）之间通过拉力装置连接。
2.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于导柱限位柱（2-71）底部设有竖直的开孔（2-11），开孔（2-11）底部与导柱（1-1）对应的一侧设有开口，导柱（1-1）在水平方向穿过开口进入开孔（2-11），再竖直深入开孔（2-11），完成导柱限位柱（2-71）的插接配合。
3.如权利要求1或2所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述折叠门（1）为左右对称的折叠门（1），其上对称的导柱（1-1）、与导柱（1-1）对应的对称的贯穿的U型槽、与导柱（1-1）连接的对称的所述螺栓，均相互错位设置。
4.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述折叠门（1）的内侧板（1-4）与外侧板（1-2）通过合页（1-3）连接，导柱（1-1）固定在外侧板（1-2）的顶部，移动球（1-5）装在外侧板（1-2）底部的凹槽与诱捕笼（5）的底板（5-4）上设有的U型槽之间，内侧板（1-4）通过合页与诱捕笼（5）的侧板相连。
5.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述多光谱引诱灯（4）包括压盖（4-1）、蓝宝石光学镜片（4-2）、一组多波长引诱光源（4-3）、定时电路（4-4）、电池（4-5）、防水耐压舱（4-6）、后端盖（4-7），压盖（4-1）为环形压盖，与防水耐压仓（4-6）前端设有的台阶之间嵌有蓝宝石光学镜片（4-2），多波长引诱光源（4-3）、定时电路（4-4）、电池（4-5）分别安装在防水耐压仓（4-6）内，防水耐压仓（4-6）底部设有后端盖（4-7）。
6.如权利要求5所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述定时电路（4-4）包括MCU模块和MOS控制模块，MCU模块中的定时器对多波长引诱光源（4-3）的点亮时间及工作间隔时间进行设定，MOS控制模块对多波长引诱光源（4-3）的开关进行控制。
7.如权利要求6所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述MOS控制模块由N-MOS管实现，且N-MOS管的漏极加装有用于降低能耗的限流电阻。
8.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述凹型外壳（2-1）的凸台与诱捕笼（5）之间设有支撑板（2-4），支撑板（2-4）上设有的螺栓与导柱（1-1）之间通过拉力装置连接，支撑板（2-4）上设有的固定螺栓连接凹型外壳（2-1）与诱捕笼（5）。
9.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述关门机构配合设置有封盖（2-6）。
10.如权利要求1所述的一种基于凸轮驱动的轻便型深海生物光诱捕装置，其特征在于所述诱捕笼（5）包括上面板（5-1）、后侧板（5-2）、右侧板（5-3）、底板（5-4）、左侧板（5-5），各板之间通过楔形连接。
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