CN113418747A - 一种用于水下样品转运的对接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水下样品转运的对接装置，包括被ROV机械手夹持的采样管、以及安装在水下平台上的作动器，ROV与水下平台对接时，采样管伸入作动器中，并固定；本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采样管和作动器两部分配合工作，利用水流负压特性使采样管跟随海水流动自动完成对接动作，降低了ROV机械手的操作难度；在不需要ROV与水下平台对接的前提下即可实现采样管的转运，避免了ROV与水下平台发生碰撞，提高了作业安全性；由于水流没有方向性的限制问题，所以在ROV与水下平台处于相对浮动状态时，本装置仍能够实现对采样管的对接功能。

Description

一种用于水下样品转运的对接装置
技术领域
本发明涉及水下转运设备技术领域，尤其是一种用于水下样品转运的对接装置。
背景技术
ROV，即遥控无人潜水器，是用于水下观察、检查和施工的水下机器人。
在水下样品采集任务完成后，ROV需要返航并将样品转运至水下平台，从而开展下一个作业任务。
由于ROV与水下平台在水下环境中难以保持稳定的相对位置，所以样品在两者间的转运存在很大困难。为了解决该问题，现有技术中，通常在样品转运之前应完成ROV与水下平台的对接动作，以保证ROV与水下平台的相对位置，从而降低样品转运难度。但是，ROV与水下平台的对接同样相当困难，若对接失误不仅增加了作业时长，而且ROV与水下平台可能发生碰撞从而导致严重的后果。因此，这种水下样品转运方案不仅作业效率较低，而且存在着一定的安全隐患。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于水下样品转运的对接装置，从而通过采样管和作动器两部分配合工作，其中采样管由ROV机械手夹持、作动器安装在水下平台上，两者共同协作进而完成水下样品转运任务，工作灵敏，工作可靠性好。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于水下样品转运的对接装置，包括被ROV机械手夹持的采样管、以及安装在水下平台上的作动器，ROV与水下平台对接时，采样管伸入作动器中，并固定；
所述采样管的结构为：包括薄壁圆柱体结构的管体，所述管体的顶面配合安装有管盖，管体底部外壁面设置有对接槽，所述管体的底面通过柔性绳安装有牵引球；
所述作动器的结构为：包括基座，所述基座的中心部位开有孔，所述孔从上至下依次为：圆锥孔、定位孔、导向通孔和阀芯导向孔，所述基座的两侧对称开有流水孔，所述流水孔的底部与中心部位的孔连通，所述流水孔的顶部设置有活塞孔；
还包括水管，水管的一端经过渡接头与阀芯导向孔相连，水管的另一端与水泵相连；
还包括安装在阀芯导向孔内阀芯本体，所述阀芯本体上设置有轴向孔和径向孔，且阀芯本体的台阶面与导向通孔底面之间安装圆柱弹簧；
还包括安装在活塞孔内部的活塞，锁扣通过第一销轴铰接在基座上，连杆一端通过第二销轴与锁扣底部铰接，另一端与活塞顶部铰接。
其进一步技术方案在于：
所述导向通孔的内径大于牵引球的外径。
所述对接槽呈矩形凹槽。
所述管盖的外径与管体的外径相同。
所述锁扣呈“7”字型结构，所述锁扣与对接槽对应。
所述阀芯本体的截面为“T”字型结构。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采样管和作动器两部分配合工作，利用水流负压特性使采样管跟随海水流动自动完成对接动作，降低了ROV机械手的操作难度；在不需要ROV与水下平台对接的前提下即可实现采样管的转运，避免了ROV与水下平台发生碰撞，提高了作业安全性；由于水流没有方向性的限制问题，所以在ROV与水下平台处于相对浮动状态时，本装置仍能够实现对采样管的对接功能。
附图说明
图1为本发明采样管的结构示意图。
图2为本发明作动器的结构示意图。
图3为本发明使用过程中对接预定位置的状态图。
图4为本发明使用过程中对接过程的状态图。
图5为本发明使用过程中对接完成的状态图。
其中：1、采样管；2、作动器；
101、管盖；102、管体；103、柔性绳；104、牵引球；105、对接槽；
201、基座；202、过渡接头；203、水管；204、水泵；205、阀芯本体；206、圆柱弹簧；207、活塞；208、连杆；209、锁扣；210、圆锥孔；211、定位孔；212、导向通孔；213、第一销轴；214、第二销轴；215、活塞孔；216、流水孔；217、轴向孔；218、径向孔；219、阀芯导向孔。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图5所示，本实施例的用于水下样品转运的对接装置，包括被ROV机械手夹持的采样管1、以及安装在水下平台上的作动器2，ROV与水下平台对接时，采样管1伸入作动器2中，并固定；
采样管1的结构为：包括薄壁圆柱体结构的管体102，管体102的顶面配合安装有管盖101，管体102底部外壁面设置有对接槽105，管体102的底面通过柔性绳103安装有牵引球104；
作动器2的结构为：包括基座201，基座201的中心部位开有孔，孔从上至下依次为：圆锥孔210、定位孔211、导向通孔212和阀芯导向孔219，基座201的两侧对称开有流水孔216，流水孔216的底部与中心部位的孔连通，流水孔216的顶部设置有活塞孔215；
还包括水管203，水管203的一端经过渡接头202与阀芯导向孔219相连，水管203的另一端与水泵204相连；
还包括安装在阀芯导向孔219内阀芯本体205，阀芯本体205上设置有轴向孔217和径向孔218，且阀芯本体205的台阶面与导向通孔212底面之间安装圆柱弹簧206；
还包括安装在活塞孔215内部的活塞207，锁扣209通过第一销轴213铰接在基座201上，连杆208一端通过第二销轴214与锁扣209底部铰接，另一端与活塞207顶部铰接。
导向通孔212的内径大于牵引球104的外径。
对接槽105呈矩形凹槽。
管盖101的外径与管体102的外径相同。
锁扣209呈“7”字型结构，锁扣209与对接槽105对应。
阀芯本体205的截面为“T”字型结构。
本发明的具体结构和功能如下：
主要包括采样管1和作动器2两部分，其中采样管1由ROV机械手夹持、作动器2安装在水下平台上。
如图1所示，采样管1主要由管盖101、管体102、柔性绳103和牵引球104组成，并且在管体102的底部具有对接槽105。
管盖101安装在管体102的顶部，管体102的内部空间用于存储水下样品；柔性绳103一端与管体102底部相连，另一端与牵引球104相连。
如图2所示，作动器2主要由基座201、过渡接头202、水管203、水泵204、阀芯本体205、圆柱弹簧206、活塞207、连杆208和锁扣209组成。
其中基座201中心部位开孔，从上向下依次为圆锥孔210、定位孔211、导向通孔212和阀芯导向孔219；两侧对称开流水孔216，流水孔216的顶部为活塞孔215、底部与阀芯导向孔219相连。水管203的一端经过渡接头202与阀芯导向孔219相连，另一端与水泵204相连。
阀芯本体205内部具有轴向孔217和径向孔218，且阀芯本体205安装在阀芯导向孔219内，阀芯本体205台阶面与导向通孔212底面之间安装圆柱弹簧206。阀芯本体205可在阀芯导向孔219内上下移动，当阀芯本体205移动至阀芯导向孔219底面时，径向孔218与流水孔216对齐。
活塞207安装在活塞孔215内部，锁扣209通过第一销轴213铰接安装于基座201上，连杆208一端通过第二销轴214与锁扣209铰接，另一端与活塞207顶部铰接。活塞207、连杆208和锁扣209组成曲柄滑块机构，通过活塞207上下移动可实现锁扣209左右摆动。
实际使用过程中：
如图3所示，在ROV接近水下平台后，操控ROV机械手夹持管体102使采样管1达到作动器2顶部预定对接位置。开启水泵204形成水流，使海水从基座201的导向通孔212流入，依次经过阀芯本体205、过渡接头202、水管203，从水泵204流出。
如图4所示，操控ROV使其机械手转换为随动状态，在水流的作用下牵引球104被吸入导向通孔212中；由于柔性绳103的存在，管体102跟随牵引球104移动，并在圆锥孔210导向作用下管体102进入定位孔211内部。
如图5所示，随着采样管1进一步向下移动，管体102与定位孔211底面接触，牵引球104与阀芯本体205顶部接触，并且圆柱弹簧206被压缩从而使径向孔218与流水孔216对齐并连通。在水流吸力的作用下活塞207向下移动，由于曲柄滑块机构的相互作用，锁扣209向内摆动并卡入对接槽105内，从而达到固定采样管1的目的。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：包括被ROV机械手夹持的采样管(1)、以及安装在水下平台上的作动器(2)，ROV与水下平台对接时，采样管(1)伸入作动器(2)中，并固定；
所述采样管(1)的结构为：包括薄壁圆柱体结构的管体(102)，所述管体(102)的顶面配合安装有管盖(101)，管体(102)底部外壁面设置有对接槽(105)，所述管体(102)的底面通过柔性绳(103)安装有牵引球(104)；所述作动器(2)的结构为：包括基座(201)，所述基座(201)的中心部位开有孔，所述孔从上至下依次为：圆锥孔(210)、定位孔(211)、导向通孔(212)和阀芯导向孔(219)，所述基座(201)的两侧对称开有流水孔(216)，所述流水孔(216)的底部与中心部位的孔连通，所述流水孔(216)的顶部设置有活塞孔(215)；
还包括水管(203)，水管(203)的一端经过渡接头(202)与阀芯导向孔(219)相连，水管(203)的另一端与水泵(204)相连；
还包括安装在阀芯导向孔(219)内阀芯本体(205)，所述阀芯本体(205)上设置有轴向孔(217)和径向孔(218)，且阀芯本体(205)的台阶面与导向通孔(212)底面之间安装圆柱弹簧(206)；
还包括安装在活塞孔(215)内部的活塞(207)，锁扣(209)通过第一销轴(213)铰接在基座(201)上，连杆(208)一端通过第二销轴(214)与锁扣(209)底部铰接，另一端与活塞(207)顶部铰接。
2.如权利要求1所述的一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：所述导向通孔(212)的内径大于牵引球(104)的外径。
3.如权利要求1所述的一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：所述对接槽(105)呈矩形凹槽。
4.如权利要求1所述的一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：所述管盖(101)的外径与管体(102)的外径相同。
5.如权利要求1所述的一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：所述锁扣(209)呈“7”字型结构，所述锁扣(209)与对接槽(105)对应。
6.如权利要求1所述的一种用于水下样品转运的对接装置，其特征在于：所述阀芯本体(205)的截面为“T”字型结构。
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