CN112781929A - 一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，包括可漂浮在湖面的无人船，且所述无人船上还设置有能驱动自身在水面行驶的驱动装置；所述湖面的无人船的正下方设置有潜水器，潜水器完全浸没于水中，所述潜水器与无人船通过硬质的连接杆固定连接成一体结构；所述无人船在水面的行驶会同步带动潜水器同步水平位移；本发明的结构简单，没有牵引绳结构，无人船行驶到预定地点后可以在推进器的作用下自动下沉到预定高度，自动采样，然后还能顺利返回，实现采样过程完全无人化。

Description

一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统

技术领域

本发明属于水质采样领域。

背景技术

现有的深水采样往往需要在岸边或者在轮船上，工作人员用牵引绳引导的基础上投 放采样装置下沉到预定高度进行采样，然后人工将采样装置从深水中通过牵引绳拉上来，这种采样方式必须是有人才能实施。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无人化的一种用于湖 底无人船舶系统的水质采样系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统， 包括可漂浮在湖面的无人船，且所述无人船上还设置有能驱动自身在水面行驶的驱动装 置；

所述湖面的无人船的正下方设置有潜水器，潜水器完全浸没于水中，所述潜水器与 无人船通过硬质的连接杆固定连接成一体结构；所述无人船在水面的行驶会同步带动潜 水器同步水平位移；

所述潜水器的下潜运动会向下拉动无人船，使无人船克服自身所受浮力跟着潜水器 一体下沉到湖面下方；所述潜水器上还安装有湖水采样单元，湖水采样单元到达预定深度会自动取样。

进一步的，潜水器与无人船通过硬质的连接杆固定连接成的一体结构的综合密度小 于水的密度；在潜水器静默关机状态下，无人船自身至少五分之四的体积浸入水中；所述无人船上还设置有GPS定位装置。

进一步的，所述潜水器包括潜水横梁，所述潜水横梁的中部固定连接所述连接杆的 下端；所述潜水横梁的中部下侧固定安装有配重；所述配重的四周呈矩形阵列分布有四个水下推进器，四个水下推进器分别通过四个支架固定连接在潜水横梁上；四所述水下 推进器的轴线均为竖向；四所述水下推进器同步运行时能对潜水器整体形成一个向下的 推进力，且所述推进力能克服无人船的浮力，进而使潜水器与无人船通过硬质的连接杆 固定连接成的一体结构保持稳定的姿态缓慢下沉；四所述水下推进器关机静默后，潜水 器与无人船通过硬质的连接杆固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上浮。

进一步的，所述湖水采样单元包括倾斜的一号直线管体，所述一号直线管体通过两 连接柱固定连接于所述潜水横梁下方；所述一号直线管体的下方设置有倾斜的二号直线 管体，所述一号直线管体的倾斜低端与二号直线管体的倾斜高端之间设置有转轴，还包括一号摇臂和二号摇臂，所述一号摇臂的一端固定在所述二号直线管体的外壁上，所述 二号摇臂的一端固定在一号直线管体的外壁上；所述一号摇臂另一端的轴承孔和二号摇 臂的另一端轴承孔分别通过轴承与转轴两端转动配合；所述二号直线管体与一号直线管 体所成的夹角大小为a；所述潜水器的逐渐下沉会使所述二号直线管体在一号摇臂的约 束下沿转轴轴线处的轴心H逐渐向上摆动，进而使二号直线管体与一号直线管体所成的 夹角逐渐变小；

还包括一组水下对射式光电开关，所述水下对射式光电开关包括相互对应且保持间 距的光束发射器和光束接收器，光束发射器和光束接收器设置在二号直线管体与一号直 线管体之间的两侧，所述光束接收器能接收到光束发射器发出的光束；当光束发射器与光束接收器之间存在遮挡物时，所述光束接收器不能接收到光束发射器发出的光束；二 号直线管体与一号直线管体所成的夹角的数值由a变小到b时，二号直线管体刚好遮挡 光束发射器射出的光束，进而使光束接收器无法接收到光束发射器发出的光束。

进一步的，所述光束发射器和光束接收器分别通过一号支架和二号支架固定连接在 所述潜水横梁上。

进一步的，所述转轴的中部同轴心一体化连接有滑轮，在一号摇臂和二号摇臂的约 束下，所述二号直线管体的轴线延伸线和一号直线管体的轴线延伸线均始终与所述滑轮 相切。

进一步的，一号直线管体的两端均封堵设置封堵端盖，一号直线管体的中段位置的 管内一体化设置有限位内缘，限位内缘的两侧为直线活塞通道和液压油柱腔，直线活塞通道与液压油柱腔在限位内缘处连通；直线活塞通道内设置有一号活塞，直线活塞通道 内还设置有弹簧，弹簧的一端弹性顶压一号活塞，从而使一号活塞接触并顶压限位内缘； 还包括圆弧形活塞管，圆弧形活塞管的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧形活塞管的圆弧逆 时针端与一号直线管体远离滑轮的一端一体化连接，圆弧形活塞管的管内为弧形活塞通 道，弧形活塞通道的逆时针端连通液压油柱腔远离限位内缘的一端；

弧形活塞通道和液压油柱腔内填充有液压油；活塞通道中为密闭的气体腔室；圆弧 形活塞管内活塞设置有二号活塞；还包括圆弧半径与圆弧形活塞管一致的圆弧活塞拉杆，圆弧活塞拉杆的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧活塞拉杆的顺时针端固定连接二号直 线管体远离滑轮的一端，圆弧活塞拉杆的逆时针端固定连接二号活塞；二号直线管体的 两端贯通，二号直线管体内间距设置有三号活塞和四号活塞，三号活塞位于二号直线管 体远离滑轮的一端；三号活塞与四号活塞通过硬质的同步棒连接；三号活塞与四号活塞 之间形成负压采样柱腔，二号直线管体的中部侧壁设置有抽气接头，抽气接头上设置有 手动阀门，抽气接头的进气端连通负压采样柱腔，外部的抽气装置能通过抽气接头将负 压采样柱腔内原来的空气抽走，使负压采样柱腔内呈真空负压状态；还包括拉线，拉线 跨过滑轮，跨过滑轮的拉线的一端固定连接一号直线管体靠近滑轮的一端，拉线的另一 端固定连接四号活塞；拉线与四号活塞的连接处记为节点A，拉线与一号直线管体的连 接处记为节点D，拉线与滑轮的两个相切处分别记为节点B和节点C；节点A与节点B 之间的拉线记为拉线一号段，节点B与节点C之间的拉线记为拉线二号段，节点C与 节点D之间的拉线记为拉线三号段；

二号直线管体靠近滑轮一端的侧壁设置有采样嘴；

二号直线管体与一号直线管体所成的夹角的数值为a时，采样嘴不连通负压采样柱 腔；

二号直线管体与一号直线管体所成的夹角的数值为b时，采样嘴连通负压采样柱腔。

进一步的，弧形活塞通道内靠近一号直线管体的一端设置有活塞行程限位桩，采样 嘴内设置有防止负压采样柱腔内的液体流出的单向阀。

进一步的，无人船水质采样监测装置的工作方法：

粗略的整体操作过程如下：

无人船处于漂浮状态时，潜水器这时刚好浸没在水中，这时潜水器上的四个水下推 进器均处于静默关机状态；无人船在水面的行驶会同步带动下方的潜水器同步水平位移；

让无人船静默关机；然后同时启动四个水下推进器，四个水下推进器同步运行时对 潜水器整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船的浮力，进而使潜水器与无人船通过硬质的连接杆固定连接成的一体结构保持稳定的姿态缓慢下沉；进而使整个潜水器以稳定姿态下沉到预定深度；

四个水下推进器关机静默，潜水器与无人船通过硬质的连接杆固定连接成的一体结 构在浮力作用下自动上浮到初始状态时的无人船漂浮状态；这时控制无人船行驶到岸边。

有益效果：本发明的结构简单，没有牵引绳结构，无人船行驶到预定地点后可以在推进器的作用下自动下沉到预定高度，自动采样，然后还能顺利返回，实现采样过程完 全无人化。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为本发明的整体立体示意图；

附图3为潜水器结构第一示意图；

附图4为潜水器结构第二示意图；

附图5为二号直线管体与一号直线管体所成的夹角大小为a时的示意图；

附图6为二号直线管体与一号直线管体所成的夹角大小为b时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明，本申请文件的所有电子部件都使用的防 水部件，确保下潜过程不会发生损坏的现象。

如附图1至6所示的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，包括可漂浮在湖面111的无人船100，且所述无人船100上还设置有能驱动自身在水面行驶的驱动装置；

所述湖面的无人船100的正下方设置有潜水器112，潜水器112完全浸没于水中，所述潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成一体结构；所述无人船 100在水面的行驶会同步带动潜水器112同步水平位移；

所述潜水器112的下潜运动会向下拉动无人船100，使无人船100克服自身所受浮力跟着潜水器112一体下沉到湖面111下方；所述潜水器112上还安装有湖水采样单元， 湖水采样单元到达预定深度会自动取样。

潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构的综合密度小于水的密度；在潜水器112静默关机状态下，无人船100自身至少五分之四的体积浸 入水中；所述无人船100上还设置有GPS定位装置。

所述潜水器112包括潜水横梁110，所述潜水横梁110的中部固定连接所述连接杆101的下端；所述潜水横梁110的中部下侧固定安装有配重109；所述配重的四周呈矩 形阵列分布有四个水下推进器102，四个水下推进器102分别通过四个支架103固定连 接在潜水横梁110上；四所述水下推进器102的轴线均为竖向；四所述水下推进器102 同步运行时能对潜水器112整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船 100的浮力，进而使潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体 结构保持稳定的姿态缓慢下沉；四所述水下推进器102关机静默后，潜水器112与无人 船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上浮。

所述湖水采样单元包括倾斜的一号直线管体15，所述一号直线管体15通过两连接柱104固定连接于所述潜水横梁110下方；所述一号直线管体15的下方设置有倾斜的 二号直线管体11，所述一号直线管体15的倾斜低端与二号直线管体11的倾斜高端之间 设置有转轴113，还包括一号摇臂13和二号摇臂14，所述一号摇臂13的一端固定在所 述二号直线管体11的外壁上，所述二号摇臂14的一端固定在一号直线管体15的外壁 上；所述一号摇臂13另一端的轴承孔和二号摇臂14的另一端轴承孔分别通过轴承与转 轴113两端转动配合；所述二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角大小为a； 所述潜水器112的逐渐下沉会使所述二号直线管体11在一号摇臂13的约束下沿转轴113 轴线处的轴心H逐渐向上摆动，进而使二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角 逐渐变小；

还包括一组水下对射式光电开关，所述水下对射式光电开关包括相互对应且保持间 距的光束发射器105和光束接收器106，光束发射器105和光束接收器106设置在二号 直线管体11与一号直线管体15之间的两侧，所述光束接收器106能接收到光束发射器 105发出的光束；当光束发射器105与光束接收器106之间存在遮挡物时，所述光束接 收器106不能接收到光束发射器105发出的光束；二号直线管体11与一号直线管体15 所成的夹角的数值由a变小到b时(如图5和6)，二号直线管体11刚好遮挡光束发射 器105射出的光束，进而使光束接收器106无法接收到光束发射器105发出的光束。

所述光束发射器105和光束接收器106分别通过一号支架107和二号支架108固定连接在所述潜水横梁110上。

所述转轴113的中部同轴心一体化连接有滑轮16，在一号摇臂13和二号摇臂14 的约束下，所述二号直线管体11的轴线延伸线和一号直线管体15的轴线延伸线均始终 与所述滑轮16相切。

一号直线管体15的两端均封堵设置封堵端盖91，一号直线管体15的中段位置的管内一体化设置有限位内缘33，限位内缘33的两侧为直线活塞通道35和液压油柱腔32， 直线活塞通道35与液压油柱腔32在限位内缘33处连通；直线活塞通道35内设置有一 号活塞34，直线活塞通道35内还设置有弹簧36，弹簧36的一端弹性顶压一号活塞34， 从而使一号活塞34接触并顶压限位内缘33；还包括圆弧形活塞管45，圆弧形活塞管45 的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧形活塞管45的圆弧逆时针端与一号直线管体15远离滑 轮16的一端一体化连接，圆弧形活塞管45的管内为弧形活塞通道31，弧形活塞通道 31的逆时针端连通液压油柱腔32远离限位内缘33的一端；

弧形活塞通道31和液压油柱腔32内填充有液压油；活塞通道35中为密闭的气体腔室；圆弧形活塞管45内活塞设置有二号活塞30；还包括圆弧半径与圆弧形活塞管45 一致的圆弧活塞拉杆29，圆弧活塞拉杆29的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧活塞拉杆29 的顺时针端固定连接二号直线管体11远离滑轮16的一端，圆弧活塞拉杆29的逆时针 端固定连接二号活塞30；二号直线管体11的两端贯通，二号直线管体11内间距设置有 三号活塞28和四号活塞25，三号活塞28位于二号直线管体11远离滑轮16的一端；三 号活塞28与四号活塞25通过硬质的同步棒27连接；三号活塞28与四号活塞25之间 形成负压采样柱腔26，二号直线管体11的中部侧壁设置有抽气接头9，抽气接头9上 设置有手动阀门，抽气接头9的进气端连通负压采样柱腔26，外部的抽气装置能通过抽 气接头9将负压采样柱腔26内原来的空气抽走，使负压采样柱腔26内呈真空负压状态； 还包括拉线1，拉线1跨过滑轮16，跨过滑轮16的拉线1的一端固定连接一号直线管 体15靠近滑轮16的一端，拉线1的另一端固定连接四号活塞25；拉线1与四号活塞 25的连接处记为节点A，拉线1与一号直线管体15的连接处记为节点D，拉线1与滑 轮16的两个相切处分别记为节点B和节点C；节点A与节点B之间的拉线1记为拉线 一号段1.1，节点B与节点C之间的拉线1记为拉线二号段1.2，节点C与节点D之间的拉线1记为拉线三号段1.3；

二号直线管体11靠近滑轮16一端的侧壁设置有采样嘴12；

(如图5)二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角的数值为a时，采样嘴 12不连通负压采样柱腔26；

(如图6)二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角的数值为b时，采样嘴 12连通负压采样柱腔26。

弧形活塞通道31内靠近一号直线管体15的一端设置有活塞行程限位桩01，采样嘴12内设置有防止负压采样柱腔26内的液体流出的单向阀。

无人船水质采样监测装置的工作方法：

粗略的整体操作过程如下：

无人船100处于漂浮状态时，潜水器112这时刚好浸没在水中，这时潜水器112上的四个水下推进器102均处于静默关机状态；无人船100在水面的行驶会同步带动下方 的潜水器112同步水平位移；

让无人船静默关机；然后同时启动四个水下推进器102，四个水下推进器102同步运行时对潜水器112整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船100的浮 力，进而使潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构保持 稳定的姿态缓慢下沉；进而使整个潜水器112以稳定姿态下沉到预定深度；

四个水下推进器102关机静默，潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上浮到初始状态时的无人船100漂浮状态；这时 控制无人船100行驶到岸边。

本装置的详细工作过程、工作原理以及技术进步整理如下：

准备工作：潜水器112下水前外部的抽气装置已经通过抽气接头9将负压采样柱腔26内原来的空气抽走，使负压采样柱腔26内呈真空负压状态，并且通过手动阀门将抽 气接头9封堵，从而使潜水器112下水前负压采样柱腔26内已经为真空负压状态；

无人船100处于漂浮状态时，潜水器112这时刚好浸没在水中，这时潜水器112上的四个水下推进器102均处于静默关机状态；无人船100在水面的行驶会同步带动下方 的潜水器112同步水平位移；此状态下各个潜水器112的二号直线管体11与一号直线 管体15所成的夹角大小为a，这时采样嘴12不连通负压采样柱腔26，拉线1为绷直不 受力状态，这时一号活塞34在弹簧36的弹性顶压约束下接触并顶压限位内缘33；由于 弧形活塞通道31和液压油柱腔32内填充有液压油，一号活塞34与二号活塞30为联动 状态，一号活塞34的位置被弹簧36弹性顶压约束时，二号活塞30在弧形活塞通道31 中的位置也被跟着被约束，二号活塞30在弧形活塞通道31中的位置被约束时，潜水器 112的二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角大小a为相对稳定的状态；这时 将三号活塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件的组合记为组合件；

特殊说明：在后续的下潜过程中，由于二号直线管体11的两端是贯通的，潜水器112在目标采集深度位置下，二号直线管体11两端都连通大致同一深度的水，因此三号 活塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件的两端所受到的水压大致 是相等的由于目标采集深度一般都超过了20m，而整个二号直线管体11的实际长度也 大致只有20cm，三号活塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件两 端的高度差产生的水压差相对于目标采集深度的绝对水压来说可以忽略不计，使三号活 塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件的轴线方向的力平衡，而且 三号活塞28和四号活塞25本身与二号直线管体11内壁的静摩擦足够维持没有外力干 预情况下的稳定性三号活塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件两 端的高度差所形成的轴向推力不足以克服三号活塞28和四号活塞25本身与二号直线管 体11内壁的静摩擦力，使在二号直线管体11与一号直线管体15所成的夹角大小为a 的前提下，三号活塞28、四号活塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件不会发生 沿轴线方向的位移；

当无人船100在GPS的引导下行驶到指定的采样区域时，开始采样，采样过程如下：

让无人船静默关机；然后同时启动四个水下推进器102，四个水下推进器102同步运行时对潜水器112整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船100的浮 力，进而使潜水器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构保持 稳定的姿态缓慢下沉；进而使整个潜水器112以稳定姿态下沉到预定深度；

潜水器112下沉的过程中，二号活塞30所受到的水压会增大，当潜水器112到达 一定深度时，进而使二号活塞30在水压作用下沿逆时针方向推动弧形活塞通道31内的 液压油的力足够克服直线活塞通道35内弹簧36的顶压力，进而使二号活塞30在弧形 活塞通道31中做逆时针方向的位移，在液压油的联动下，一号活塞34在直线活塞通道 35中向靠近滑轮16的方向进给，进而使一号活塞34进一步的压缩弹簧36和直线活塞 通道35中的空气，与此同时二号活塞30在弧形活塞通道31中做逆时针方向的位移会 带动圆弧活塞拉杆29使二号直线管体11沿轴心H向上摆动，进而使二号直线管体11 与一号直线管体15之间所成的夹角逐渐变小；随着潜水器112的继续下沉，弹簧36和 直线活塞通道35中的空气会被一号活塞34进一步压缩，直至二号直线管体11与一号 直线管体15之间所成的夹角大小由a变为b时，说明已经到达预定的深度，这时活塞 行程限位桩01限制二号活塞30继续逆时针位移；二号直线管体11与一号直线管体15 之间所成的夹角大小由a变为b的过程中，根据几何关系的变化，拉线三号段1.3的长 度不会发生变化，拉线二号段1.2会变长，由于拉线1的总长度是不变的，因此拉线一 号段1.1会变短；因此二号直线管体11与一号直线管体15之间所成的夹角大小由a变 为b的过程中，由于拉线一号段1.1会变短，拉线一号段1.1对将三号活塞28、四号活 塞25和同步棒27这三个部件所构成的组合件沿轴线方向做靠近滑轮16方向拉动并位 移一段距离，从而使采样嘴12开始连通负压采样柱腔26，这时外部的水在水压作用下 通过采样嘴12迅速涌入负压采样柱腔26中；至此完成了潜水器112的样本采集过程；

由于采样嘴12内有单向阀，涌入负压采样柱腔26中的样本不会流出；

与此同时，直至二号直线管体11与一号直线管体15之间所成的夹角大小由a变为b时，二号直线管体11刚好遮挡光束发射器105射出的光束，进而使光束接收器106 无法接收到光束发射器105发出的光束，进而以此判定潜水器112已经到达了预定的采 样深度，而且采样完毕；这时延迟1到2秒后控制四个水下推进器102关机静默，潜水 器112与无人船100通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上 浮到初始状态时的无人船100漂浮状态；

这时控制无人船100行驶到岸边，工作人员拆卸潜水器112；最后打开手动阀门10将样本水通过抽气接头9抽出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：包括可漂浮在湖面(111)的无人船(100)，且所述无人船(100)上还设置有能驱动自身在水面行驶的驱动装置；

其特征在于：所述湖面的无人船(100)的正下方设置有潜水器(112)，潜水器(112)完全浸没于水中，所述潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆(101)固定连接成一体结构；所述无人船(100)在水面的行驶会同步带动潜水器(112)同步水平位移；

所述潜水器(112)的下潜运动会向下拉动无人船(100)，使无人船(100)克服自身所受浮力跟着潜水器(112)一体下沉到湖面(111)下方；所述潜水器(112)上还安装有湖水采样单元，湖水采样单元到达预定深度会自动取样。

2.根据权利要求1所述的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆(101)固定连接成的一体结构的综合密度小于水的密度；在潜水器(112)静默关机状态下，无人船(100)自身至少五分之四的体积浸入水中；所述无人船(100)上还设置有GPS定位装置。

3.根据权利要求2所述的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：所述潜水器(112)包括潜水横梁(110)，所述潜水横梁(110)的中部固定连接所述连接杆(101)的下端；所述潜水横梁(110)的中部下侧固定安装有配重(109)；所述配重的四周呈矩形阵列分布有四个水下推进器(102)，四个水下推进器(102)分别通过四个支架(103)固定连接在潜水横梁(110)上；四所述水下推进器(102)的轴线均为竖向；四所述水下推进器(102)同步运行时能对潜水器(112)整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船(100)的浮力，进而使潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆(101)固定连接成的一体结构保持稳定的姿态缓慢下沉；四所述水下推进器(102)关机静默后，潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆(101)固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上浮。

4.权利要求3所述的无人船(100)和潜水器(112)的工作方法，其特征在于：

无人船100处于漂浮状态时，潜水器112这时刚好浸没在水中，这时潜水器112上的四个水下推进器(102)均处于静默关机状态；无人船(100)在水面的行驶会同步带动下方的潜水器(112)同步水平位移；

让无人船静默关机；然后同时启动四个水下推进器(102)，四个水下推进器(102)同步运行时对潜水器(112)整体形成一个向下的推进力，且所述推进力能克服无人船(100)的浮力，进而使潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆(101)固定连接成的一体结构保持稳定的姿态缓慢下沉；进而使整个潜水器(112)以稳定姿态下沉到预定深度；

四个水下推进器(102)关机静默，潜水器(112)与无人船(100)通过硬质的连接杆101固定连接成的一体结构在浮力作用下自动上浮到初始状态时的无人船(100)漂浮状态；这时控制无人船(100)行驶到岸边。

5.根据权利要求4所述的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：所述湖水采样单元包括倾斜的一号直线管体(15)，所述一号直线管体(15)通过两连接柱(104)固定连接于所述潜水横梁(110)下方；所述一号直线管体(15)的下方设置有倾斜的二号直线管体(11)，所述一号直线管体(15)的倾斜低端与二号直线管体(11)的倾斜高端之间设置有转轴(113)，还包括一号摇臂(13)和二号摇臂(14)，所述一号摇臂(13)的一端固定在所述二号直线管体(11)的外壁上，所述二号摇臂(14)的一端固定在一号直线管体(15)的外壁上；所述一号摇臂(13)另一端的轴承孔和二号摇臂(14)的另一端轴承孔分别通过轴承与转轴(113)两端转动配合；所述二号直线管体(11)与一号直线管体(15)所成的夹角大小为a；所述潜水器(112)的逐渐下沉会使所述二号直线管体(11)在一号摇臂(13)的约束下沿转轴(113)轴线处的轴心H逐渐向上摆动，进而使二号直线管体(11)与一号直线管体(15)所成的夹角逐渐变小；

还包括一组水下对射式光电开关，所述水下对射式光电开关包括相互对应且保持间距的光束发射器(105)和光束接收器(106)，光束发射器(105)和光束接收器(106)设置在二号直线管体(11)与一号直线管体(15)之间的两侧，所述光束接收器(106)能接收到光束发射器(105)发出的光束；当光束发射器(105)与光束接收器(106)之间存在遮挡物时，所述光束接收器(106)不能接收到光束发射器(105)发出的光束；二号直线管体(11)与一号直线管体(15)所成的夹角的数值由a变小到b时，二号直线管体(11)刚好遮挡光束发射器(105)射出的光束，进而使光束接收器(106)无法接收到光束发射器(105)发出的光束。

6.根据权利要求5所述的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：所述光束发射器(105)和光束接收器(106)分别通过一号支架(107)和二号支架(108)固定连接在所述潜水横梁(110)上。

7.根据权利要求6所述的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：所述转轴(113)的中部同轴心一体化连接有滑轮(16)，在一号摇臂(13)和二号摇臂(14)的约束下，所述二号直线管体(11)的轴线延伸线和一号直线管体(15)的轴线延伸线均始终与所述滑轮(16)相切。

8.根据权利要求7的一种用于湖底无人船舶系统的水质采样系统，其特征在于：一号直线管体(15)的两端均封堵设置封堵端盖(91)，一号直线管体(15)的中段位置的管内一体化设置有限位内缘(33)，限位内缘(33)的两侧为直线活塞通道(35)和液压油柱腔(32)，直线活塞通道(35)与液压油柱腔(32)在限位内缘(33)处连通；直线活塞通道(35)内设置有一号活塞(34)，直线活塞通道(35)内还设置有弹簧(36)，弹簧(36)的一端弹性顶压一号活塞(34)，从而使一号活塞(34)接触并顶压限位内缘(33)；还包括圆弧形活塞管(45)，圆弧形活塞管(45)的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧形活塞管(45)的圆弧逆时针端与一号直线管体(15)远离滑轮(16)的一端一体化连接，圆弧形活塞管(45)的管内为弧形活塞通道(31)，弧形活塞通道(31)的逆时针端连通液压油柱腔(32)远离限位内缘(33)的一端；

弧形活塞通道(31)和液压油柱腔(32)内填充有液压油；活塞通道(35)中为密闭的气体腔室；圆弧形活塞管(45)内活塞设置有二号活塞(30)；还包括圆弧半径与圆弧形活塞管(45)一致的圆弧活塞拉杆(29)，圆弧活塞拉杆(29)的圆弧圆心与轴心H重合，圆弧活塞拉杆(29)的顺时针端固定连接二号直线管体(11)远离滑轮(16)的一端，圆弧活塞拉杆(29)的逆时针端固定连接二号活塞(30)；二号直线管体(11)的两端贯通，二号直线管体(11)内间距设置有三号活塞(28)和四号活塞(25)，三号活塞(28)位于二号直线管体(11)远离滑轮(16)的一端；三号活塞(28)与四号活塞(25)通过硬质的同步棒(27)连接；三号活塞(28)与四号活塞(25)之间形成负压采样柱腔(26)，二号直线管体(11)的中部侧壁设置有抽气接头(9)，抽气接头(9)上设置有手动阀门，抽气接头(9)的进气端连通负压采样柱腔(26)，外部的抽气装置能通过抽气接头(9)将负压采样柱腔(26)内原来的空气抽走，使负压采样柱腔(26)内呈真空负压状态；还包括拉线(1)，拉线(1)跨过滑轮(16)，跨过滑轮(16)的拉线(1)的一端固定连接一号直线管体(15)靠近滑轮(16)的一端，拉线(1)的另一端固定连接四号活塞(25)；拉线(1)与四号活塞(25)的连接处记为节点A，拉线(1)与一号直线管体(15)的连接处记为节点D，拉线(1)与滑轮(16)的两个相切处分别记为节点B和节点C；节点A与节点B之间的拉线(1)记为拉线一号段(1.1)，节点B与节点C之间的拉线(1)记为拉线二号段(1.2)，节点C与节点D之间的拉线(1)记为拉线三号段(1.3)；

二号直线管体(11)靠近滑轮(16)一端的侧壁设置有采样嘴(12)；

二号直线管体(11)与一号直线管体(15)所成的夹角的数值为a时，采样嘴(12)不连通负压采样柱腔(26)；

二号直线管体(11)与一号直线管体(15)所成的夹角的数值为b时，采样嘴(12)连通负压采样柱腔(26)。

9.根据权利要求8的无人船水质采样监测装置，其特征在于：弧形活塞通道(31)内靠近一号直线管体(15)的一端设置有活塞行程限位桩(01)，采样嘴(12)内设置有防止负压采样柱腔(26)内的液体流出的单向阀。

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