CN118107757B - 一种海洋生态用的水下取样机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下作业设备技术领域，具体涉及一种海洋生态用的水下取样机器人，解决机器人在海底行走不便而导致不能一次性获取多个位置的海底泥沙样品的问题，包括海洋生态用的水下取样机器人，包括有样品储存箱、划桨、插地柱和外壳，所述外壳的上端固定有壳盖，所述外壳内安装有第二动力组件和第一动力组件，所述第二动力组件的第一输出端安装有第一动力传递组件，所述划桨有四个且分别转动在四个第二齿轮内，所述划桨在竖直面上转动，所述第一动力组件的输出端带动划桨转动。本发明能够在海底划移，并在移动一段距离后自动进行取样，依次来获取海底的不同位置的泥沙样品。

Description

一种海洋生态用的水下取样机器人

技术领域

本发明涉及水下作业设备技术领域，具体涉及一种海洋生态用的水下取样机器人。

背景技术

海洋生态包括海洋生物之间、及海洋生物与其海洋环境之间的相互关系，海洋是生命的发源地，其中孕育着种类繁多的海洋生物，每年为人类提供大量资源，因此海洋生态的维护和修复非常重要，而在维护和修复海洋生态时，为了避免维护和修复的方法存在错误而对海洋带来二次伤害，通常会在维护时对海洋环境进行取样检测，来在准确了解完海洋环境状态之后在进行对应的维护或修复；

对海底泥沙进行取样时，通常采用海底取样机器人代替人工进行取样，将海底取样机器人放在海底，并远程控制机器人，机器人在海洋内进行下沉，并抓取泥沙，以此来获取海底泥沙样本；

但是现有的取样机器人存在一些缺陷，例如，取样时通常只能获取单一位置的泥沙样本，需要多处位置的泥沙样本时需要多次放下机器人，机器人本身在海底行走困难，导致整个取样过程非常麻烦。

因此，本发明提供一种海洋生态用的水下取样机器人，以解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种海洋生态用的水下取样机器人，以解决上述中的机器人在海底行走不便而导致不能一次性获取多个位置的海底泥沙样品的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种海洋生态用的水下取样机器人，包括有样品储存箱、划桨、插地柱和外壳；

外壳：所述外壳的上端固定有壳盖，所述外壳内安装有第二动力组件和第一动力组件，所述第二动力组件的第一输出端安装有第一动力传递组件；

划桨：所述划桨有四个且分别转动在四个第二齿轮内，所述划桨在竖直面上转动，所述第一动力组件的输出端带动划桨转动，所述第二齿轮转动在内框内，所述第二齿轮在水平面上转动，四个内框分别固定在外壳的四角，所述第二动力组件带动第二齿轮转动；

插地柱：所述插地柱固定在第一动力传递组件的输出端，所述第一动力传递组件带动插地柱上下移动；

样品储存箱：所述样品储存箱固定在外壳内，所述样品储存箱内部上下直线阵列有储存室，所述样品储存箱的两端上侧均通过转轴转动有卷膜辊，所述卷膜辊外卷绕有密封膜，两张密封膜分别密封储存室的两端，所述密封膜的下端固定有取样组件和拉绳，所述取样组件的取样端伸出外壳，所述取样组件的出样端对准储存室，所述拉绳的另一端卷绕在卷绳轮外，所述第一动力组件通过单向卡接组件带动卷绳轮单向转动；

通过上述技术方案，第一动力组件循环往复拨动划桨，同时第二动力组件带动第二齿轮转动，第二齿轮带动划桨转动，来调整划桨的朝向，当需要本装置移动时划桨的平面拨动海水，划桨产生推力来推动本装置移动，当需要本装置静止时划桨的肋划过海水，划桨不产生推力，并且第二动力组件通过第一动力传递组件带动插地柱上下移动，使得在本装置移动时插地柱上移，避免阻碍本装置移动，在本装置静止时插地柱下移来插入海底，保证本装置固定；

取样组件吸取海底的泥沙并将泥沙样本输送到样品储存箱的储存室内进行储存，在储存完成后，第一动力组件通过单向卡接组件带动卷绳轮转动，卷绳轮卷绕拉绳，使得拉绳向下拉开密封膜，使得密封膜密封储存室，并且拉绳向下拉取样组件，使得取样组件对准下面一个储存室，开始下一次取样；

综上，本装置利用第一动力组件一边带动划桨循环摆动来进行划水，另一边间接带动密封膜和取样组件下移，来对上一层储存室密封的同时使取样组件将下一份样品排入下一层储存室内，利用第二动力组件一边带动划桨转动来调整划桨的转向，另一边带动插地柱上下移动来使得装置固定在海底或者本装置自由移动，通过上述运动操作，使得本装置能够在海底划移，并在移动一段距离后自动进行取样，依次来获取海底的不同位置的泥沙样品。

优选的，所述第一动力组件包括有第一电机、贯穿轴、传动带、带扇轮和十字叶，所述贯穿轴有两根且分别转动在外壳的两端内，两个贯穿轴之间套有传动带并通过传动带同步转动，其中一个贯穿轴的端部固定在第一电机的输出端，所述第一电机固定在外壳内，所述贯穿轴外转动套有卷绳轮，所述贯穿轴与卷绳轮之间安装单向卡接组件来带动卷绳轮单向转动；

所述贯穿轴的两端均固定有带扇轮，所述带扇轮的侧面圆形阵列有扇叶，所述十字叶呈十字形且下侧中心固定在划桨的上端，所述十字叶位于带扇轮的下方，所述带扇轮转动时其扇叶推动十字叶转动；

通过上述技术方案，第一电机带动其中一个贯穿轴转动，两个贯穿轴通过传动带同步转动，贯穿轴带动带扇轮转动，带扇轮的扇叶推动十字叶摆动，十字叶推动划桨摆动，以此来通过第一动力组件带动划桨摆动，同时，贯穿轴带动卷绳轮转动，以此来通过第一动力组件带动卷绳轮转动。

优选的，所述单向卡接组件包括有卡板、第三弹簧和卡块，所述贯穿轴的侧面设有凹槽，且凹槽内活动穿插有卡板，所述卡板与凹槽底侧之间固定有第三弹簧，所述卡板位于凹槽外的一端设置斜面，所述卷绳轮的内侧圆形阵列有卡块，所述卡板的端部活动卡入相邻两个卡块之间，所述贯穿轴朝一个方向转动时通过卡块和卡板带动卷绳轮转动，所述贯穿轴朝相反方向转动时卡块划过卡板的斜面，所述外壳内安装有临时固定组件，所述贯穿轴朝相反方向转动时卷绳轮通过临时固定组件进行固定；

通过上述技术方案，贯穿轴带动卡板正向周转时，第三弹簧向外推动卡板，卡板通过推动卡块来推动卷绳轮转动，卷绳轮卷绕拉绳，拉绳向下拉密封膜，来时密封膜由上向下展开，而在贯穿轴带动卡板反向周转时，卡块接触卡板的斜面，且临时固定组件固定卷绳轮，来使得卡板压制第三弹簧而缩回凹槽内，卡块划过卡板，即可使得贯穿轴不再带动卷绳轮转动，即可避免密封膜由下向上移动，避免取样好的泥沙样本从储存室落出。

优选的，所述临时固定组件包括有第一弹簧、外管和内管，所述外管固定在外壳内，所述外管内横向活动穿插有内管，所述内管与外壳之间固定有第一弹簧，所述第一弹簧推动内管使得内管的端部抵触卷绳轮，所述贯穿轴位于第一弹簧、外管和内管的中心内；

通过上述技术方案，第一弹簧推动内管，来使得内管抵触卷绳轮，即可柔性固定卷绳轮，在贯穿轴带动卡板正向周转时，会单向卡接组件会强行带动卷绳轮转动，在贯穿轴带动卡板反向周转时，内管压制卷绳轮，来避免卷绳轮转动。

优选的，所述第二动力组件包括有第一齿轮、齿带和第二电机，所述第一齿轮有两个且均转动在外壳内，其中一个第一齿轮的转动中心固定在第二电机的输出端，所述第二电机固定在外壳内，两个第一齿轮和四个第二齿轮外套有齿带且通过齿带同步转动；

通过上述技术方案，第二电机带动其中一个第一齿轮转动，该第一齿轮带动齿带移动，齿带带动所有的第一齿轮和第二齿轮转动，第二齿轮带动划桨周转，来调节划桨的朝向，以此通过第二动力组件控制划桨的朝向。

优选的，所述第一动力传递组件包括有传动轮、转框、方形柱和螺杆，所述转框有四个且每个转框的上端均固定有传动轮，每两个传动轮分别位于第一齿轮的两侧，所述传动轮抵触齿带；

所述转框的下端上下活动穿插有方形柱，所述方形柱的下端固定有螺杆，所述螺杆的下端螺纹穿过外壳的下侧，所述螺杆的下端固定插地柱；

通过上述技术方案，齿带带动传动轮转动，传动轮带动转框转动，转框带动方形柱转动，方形柱带动螺杆转动，螺杆在转动的同时下移，使得方形柱、螺杆和插地柱全部下移，使得插地柱插入海底来固定本装置，以此通过第一动力传递组件控制插地柱的上下移动；

第一齿轮位于两个传动轮中间，且齿带绕过传动轮，可增加齿带与第一齿轮的啮合角度，保证齿带与第一齿轮啮合的稳定性，避免齿带过于柔软而与第一齿轮脱开。

优选的，所述取样组件包括有吸污管、进污管、喷污管和推水扇，所述吸污管有两个，所述吸污管固定在两个插地柱之间，所述吸污管的上端固定有进污管，所述进污管的中端穿过外壳的下侧，所述进污管的上端固定有喷污管，所述喷污管固定在密封膜的下端，其中一个喷污管的侧面固定有推水扇，所述推水扇的扇叶位于喷污管内，所述样品储存箱位于两个喷污管中间，且喷污管朝向储存室，所述拉绳的端部通过固定在喷污管的下侧而与密封膜固定；

通过上述技术方案，推水扇通电工作后推动海底水流流动，水流依次经过其中一侧的吸污管、进污管、喷污管、储存室、另一侧的喷污管、进污管和吸污管，而吸污管跟随插地柱的下移而下移，使得吸污管插入海底，来吸取海底泥沙样品，使得样品能够存留在储存室内，以此进行取样，拉绳向下拉动喷污管，可使得喷污管对准不同的储存室内，使得泥沙样品存入不同的储存室内，且喷污管带动密封膜下移，来使密封膜对上层的含有泥沙样品的储存室进行密封。

优选的，所述喷污管的上侧穿过有泄压管；

通过上述技术方案，喷污管、进污管和吸污管内的空气可从泄压管排出，避免气压较大而使得海水无法被吸入。

优选的，所述样品储存箱的两端均安装有压膜组件，所述压膜组件包括有第二弹簧和压膜块，所述压膜块横向活动穿插在样品储存箱的端部内，所述压膜块上下直线阵列在样品储存箱的端部内，所述压膜块的一端与样品储存箱的端部之间固定有第二弹簧，所述压膜块的另一端将密封膜按压在样品储存箱的端部；

通过上述技术方案，第二弹簧推动压膜块，压膜块压制密封膜，使得密封膜紧贴在样品储存箱的端部，提高密封膜对储存室的密封性。

优选的，所述样品储存箱的下侧两端均通过转轴转动有减摩擦轮，所述拉绳绕在减摩擦轮外；

通过上述技术方案，拉绳绕过减摩擦轮后，保证拉绳是竖直向下拉密封膜和喷污管的，避免卷绳轮的高度高于密封膜和喷污管时密封膜和喷污管不能顺利下移。

本发明的有益效果为：

1、本装置利用第一动力组件一边带动划桨循环摆动来进行划水，另一边间接带动密封膜和取样组件下移，来对上一层储存室密封的同时使取样组件将下一份样品排入下一层储存室内，利用第二动力组件一边带动划桨转动来调整划桨的转向，另一边带动插地柱上下移动来使得装置固定在海底或者本装置自由移动，通过上述运动操作，使得划桨可转向也可循环摆动，使得本装置能够在海底划移，并在移动一段距离后自动进行取样，依次来获取海底的不同位置的泥沙样品。

2、本装置一方面可在海底进行划移行走，另一方面可在行走后进行取样，以此来使本装置可在海底的不同位置进行取样，一次即可获取多个位置的泥沙样品，取样过程方便快捷，并且采用第一动力组件和第二动力组件这两个动力组件即可完成划桨的划移、划桨的变向、插地柱的升降、密封膜和取样组件的升降等动作步骤，操作指令更少，更容易控制。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2的A-A处截面结构示意图；

图4为图2的B-B处截面结构示意图；

图5为图2的C-C处截面结构示意图；

图6为图5的D部局部放大结构示意图；

图7为图2的E-E处截面结构示意图；

图8为图7的F部局部放大结构示意图；

图9为本发明中盖上壳盖后的立体示意图；

图10为本发明中零件方形柱与转框配合时的结构示意图。

图中：1、卷膜辊；2、样品存储箱；3、泄压管；4、卷绳轮；5、拉绳；6、第一动力组件；61、第一电机；62、贯穿轴；63、传动带；64、带扇轮；65、十字叶；7、内框；8、划桨；9、第一动力传递组件；91、传动轮；92、转框；93、方形柱；94、螺杆；10、第一齿轮；11、齿带；12、吸污管；13、插地柱；14、外壳；15、进污管；16、喷污管；17、第二电机；18、临时固定组件；181、第一弹簧；182、外管；183、内管；19、第二齿轮；20、压膜组件；201、第二弹簧；202、压膜块；21、密封膜；22、推水扇；23、减摩擦轮；24、单向卡接组件；241、卡板；242、第三弹簧；243、卡块；25、壳盖。

具体实施方式

下面将参照参考附图1至图10对本发明的各实施例进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

一种海洋生态用的水下取样机器人，如附图1所示，包括有样品储存箱2、划桨8、插地柱13和外壳14；

外壳14：外壳14的上端固定有壳盖25，具体结构可参阅图9，外壳14和壳盖25的材质均采用不锈钢金属材料，来保证本装置整体能够沉到海底，之后参阅图1，外壳14内安装有第二动力组件和第一动力组件6，第二动力组件的第一输出端安装有第一动力传递组件9；

划桨8：参阅图1、图4、图7和图8，划桨8有四个，四个划桨8的上端分别转动在四个第二齿轮19内，划桨8在竖直面上转动，即划桨8的下端绕上端进行左右摆动，第一动力组件6的输出端带动划桨8转动，而第二齿轮19转动在内框7内，划桨8活动穿出内框7，第二齿轮19在水平面上转动，第二齿轮19的转动会带动划桨8周转，来调节划桨8的朝向，四个内框7分别固定在外壳14的四角，第二动力组件带动第二齿轮19转动，另外，在本装置足够重的前提下，也可在内框7与划桨8之间安装波纹套，来对划桨8与内框7之间的缝隙进行密封，避免海水进入本装置内部；

插地柱13：具体参阅图1和图7，插地柱13的下端设置为尖锥状，来更方便插入海底，插地柱13的上端固定在第一动力传递组件9的输出端，第一动力传递组件9带动插地柱13上下移动；

样品储存箱2：样品储存箱2可选用透明亚克力材质，以便直观的观察泥沙，具体参阅图1和图5，样品储存箱2固定在外壳14内，样品储存箱2内部上下直线阵列有储存室，储存室横向贯穿样品储存箱2，即储存室有两个开口，一个用于向储存室内灌输泥沙和海水，另一个用于将储存室内的海水和泥沙倒出，样品储存箱2的两端上侧均通过转轴转动有卷膜辊1，卷膜辊1外卷绕有密封膜21，两张密封膜21分别密封储存室的两端，密封膜21的下端固定有取样组件和拉绳5，取样组件的取样端伸出外壳14，取样组件的出样端对准储存室，拉绳5的另一端卷绕在卷绳轮4外，在样品储存箱2的下侧两端均通过转轴转动有减摩擦轮23，拉绳5的中端绕在减摩擦轮23外，使得拉绳5竖直向下拉动取样组件和密封膜21，第一动力组件6通过单向卡接组件24带动卷绳轮4单向转动。

在本实施例中，第一动力组件6包括有第一电机61、贯穿轴62、传动带63、带扇轮64和十字叶65，第一动力组件6的结构详见图1和图4，贯穿轴62有两根且分别转动在外壳14的两端内，两个贯穿轴62的前端之间和后端之间均套有传动带63，两个贯穿轴62通过传动带63同步转动，其中一个贯穿轴62的端部固定在第一电机61的输出端，第一电机61固定在外壳14内，第一电机61采用防水电机，第一电机61的输入端电连接外部控制中心的输出端，贯穿轴62外转动套有卷绳轮4，贯穿轴62与卷绳轮4之间安装单向卡接组件24来带动卷绳轮4单向转动；

贯穿轴62的两端均固定有带扇轮64，带扇轮64的侧面圆形阵列有扇叶，扇叶有两个，十字叶65呈十字形，即十字叶65有四个叶片且相邻两个叶片相互垂直，十字叶65的下侧中心固定在划桨8的上端，十字叶65位于带扇轮64的下方，带扇轮64转动时其扇叶对推动十字叶65的叶片来推动十字叶65跟随划桨8摆动；

第一动力组件6的运动步骤为：第一电机61通电后带动其中一个贯穿轴62转动，贯穿轴62带动传动带63运动，使得两个贯穿轴62同时转动，一方面贯穿轴62带动卷绳轮4单向转动，另一方面贯穿轴62带动带扇轮64转动，带扇轮64的扇叶推动十字叶65摆动，十字叶65带动划桨8摆动。

在本实施例中，单向卡接组件24包括有卡板241、第三弹簧242和卡块243，单向卡接组件24的结构可参阅图4、图5和图6，贯穿轴62的侧面设有凹槽，且凹槽内活动穿插有卡板241，即卡板241伸出或缩入凹槽，卡板241与凹槽底侧之间固定有第三弹簧242，第三弹簧242的弹力向外推动卡板241，卡板241位于凹槽外的一端设置斜面，卷绳轮4的内侧圆形阵列有卡块243，卡板241的端部活动卡入相邻两个卡块243之间，贯穿轴62朝一个方向转动时通过卡块243和卡板241带动卷绳轮4转动，贯穿轴62朝相反方向转动时卡块243划过卡板241的斜面，外壳14内安装有临时固定组件18，贯穿轴62朝相反方向转动时卷绳轮4通过临时固定组件18进行固定；

单向卡接组件24的运动步骤为：以图6所示为基准，贯穿轴62顺时针转动时，卡板241推动卡块243，卡块243带动卷绳轮4转动，卷绳轮4收卷拉绳，贯穿轴62逆时针转动时，卷绳轮4被临时固定组件18压制，卡板241不能推动卡块243，卡板241缩回凹槽内，第三弹簧242被压缩，使得卷绳轮4静止不动。

在本实施例中，临时固定组件18包括有第一弹簧181、外管182和内管183，临时固定组件18的结构详见图4，外管182固定在外壳14内，外管182内横向活动穿插有内管183，内管183与外壳14之间固定有第一弹簧181，第一弹簧181推动内管183使得内管183的端部抵触卷绳轮4，贯穿轴62位于第一弹簧181、外管182和内管183的中心内；

临时固定组件18的运动步骤为：第一弹簧181推动内管183，使得内管183的端部抵触卷绳轮4，利用内管183和卷绳轮4的摩擦来固定卷绳轮4，只有当强行转动卷绳轮4且转动卷绳轮4的力度克服内管183和卷绳轮4的摩擦时，卷绳轮4才能转动。

在本实施例中，第二动力组件包括有第一齿轮10、齿带11和第二电机17，第二动力组件的结构参阅图1、图2、图3和图8，第一齿轮10有两个且均转动在外壳14内，其中一个第一齿轮10的转动中心固定在第二电机17的输出端，第二电机17固定在外壳14内，第二电机17采用防水电机，第二电机17的输入端电连接外部控制中心的输出端，两个第一齿轮10和四个第二齿轮19外套有齿带11且通过齿带11同步转动；

第二动力组件的运动步骤为：第二电机17通电后带动其中一个第一齿轮10转动，该第一齿轮10带动齿带11移动，齿带带动两个第一齿轮10和四个第二齿轮19同步转动，使得第二齿轮19带动划桨8周转，调整划桨8的方向。

在本实施例中，第一动力传递组件9包括有传动轮91、转框92、方形柱93和螺杆94，第一动力传递组件9的结构参阅图1、图3和图7，转框92有四个且每个转框92的上端均固定有传动轮91，传动轮91的侧面圆形阵列有增摩擦槽，传动轮91抵触齿带11，每两个传动轮91分别位于第一齿轮10的两侧，使得齿带11稳定啮合第一齿轮10；

转框92的下端上下活动穿插有方形柱93，方形柱93的形状、方形柱93与转框92的安装方式见图10，方形柱93的下端固定有螺杆94，螺杆94的下端螺纹穿过外壳14的下侧，螺杆94的下端固定插地柱13；

第一动力传递组件9的运动步骤为：齿带11带动传动轮91转动，传动轮91带动转框92转动，转框92带动方形柱93转动，方形柱93带动螺杆94转动，螺杆94在旋转的同时上下移动，方形柱93上下移动，插地柱13上下移动。

在本实施例中，取样组件包括有吸污管12、进污管15、喷污管16和推水扇22，取样组件的结构参阅图5，吸污管12有两个，每个吸污管12固定在两个插地柱13之间，吸污管12的上端固定有进污管15，吸污管12和进污管15连通，进污管15的中端穿过外壳14的下侧，即进污管15的中端固定，进污管15的上下端各自上下移动，互不影响，进污管15的上端固定有喷污管16，进污管15与喷污管16连通，喷污管16的上侧穿过有泄压管3，泄压管3的上端伸出海平面，喷污管16固定在密封膜21的下端，其中一个喷污管16的侧面固定有推水扇22，推水扇22的扇叶位于喷污管16内，推水扇22的输入端电连接外部控制中心的输出端，样品储存箱2位于两个喷污管16中间，且喷污管16朝向储存室，拉绳5的端部通过固定在喷污管16的下侧而间接与密封膜21固定；

取样组件的运动步骤为：推水扇22通电工作而推动喷污管16内的海水，使得外部海水经过其中一个吸污管12、其中一个进污管15、其中一个喷污管16、储存室、另一个喷污管16、另一个进污管15和另一个吸污管12，当吸污管12跟随插地柱13插入海底泥沙内时，吸污管12吸取海底泥沙，在海底泥沙进入储存室内后，推水扇22停止工作。

另外，也可将第一电机61的电线、第二电机17的电线和推水扇22的电线与泄压管3绑在一起，并一起送到海平面外，外部控制中心为电器控制手柄，电气控制手柄电连接电源，使得第一电机61的电线、第二电机17的电线和推水扇22的电线一起电连接电器控制手柄，来实时控制第一电机61、第二电机17和推水扇22。

在本实施例中，样品储存箱2的两端均安装有压膜组件20，压膜组件20包括有第二弹簧201和压膜块202，压膜组件20的结构可参阅图5，压膜块202横向活动穿插在样品储存箱2的端部内，压膜块202上下直线阵列在样品储存箱2的端部内，压膜块202的一端与样品储存箱2的端部之间固定有第二弹簧201，压膜块202的另一端将密封膜21按压在样品储存箱2的端部；

压膜组件20的运动步骤为：第二弹簧201推动压膜块202，在密封膜21向下插入压膜块202和样品储存箱2之间时，压膜块202将密封膜21按压在储存室的开口，对储存室进行密封。

本发明的总运动步骤为：

在使用时，将本装置沉入海洋内，第一动力组件6带动划桨8摆动，划桨8拨动水流或泥沙来使本装置向前划动，同时，第二动力组件通过第一动力传递组件9带动插地柱13上移，使得本装置顺利向前划，划桨8进行一次划动后，第二动力组件带动第二齿轮19转动90°，调整划桨8的朝向且方向调整90°，此时第一动力组件6带动划桨8反向摆动，划桨8刺破水流或泥沙而不会使得本装置向后移动，此过程是为了让划桨8回到原位，同时，第二动力组件通过第一动力传递组件9带动插地柱13下移，使得插地柱13插入海底，来固定本装置，划桨8回到原位后，第二动力组件带动第二齿轮19反向旋转90°，即划桨8反向旋转90°而回到初始状态，开始下一个行程；

之后循环进行上述步骤，来使本装置以间歇移动和停止的方式向前移动；

上述步骤中，在插地柱13插入海底时，取样组件进行取样，在划桨8划水来带动本装置移动时，贯穿轴60通过单向卡接组件24带动卷绳轮4收卷拉绳5，拉绳5向下拉拽喷污管16和密封膜21，来使密封膜21堵住上层中已经装有泥沙样本的储存室的两端，在划桨8反向回位时，也就是插地柱13插入海底来进行取样时，贯穿轴60并不会通过单向卡接组件24带动卷绳轮4反向转动，因此此时密封膜21和喷污管16是不会下落的，此时取样组件对该层储存室进行泥沙灌装。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，包括有样品储存箱（2）、划桨（8）、插地柱（13）和外壳（14）；

外壳（14）：所述外壳（14）的上端固定有壳盖（25），所述外壳（14）内安装有第二动力组件和第一动力组件（6），所述第二动力组件的第一输出端安装有第一动力传递组件（9）；

第二动力组件：所述第二动力组件包括有第一齿轮（10）、齿带（11）和第二电机（17），所述第一齿轮（10）有两个且均转动在外壳（14）内，其中一个第一齿轮（10）的转动中心固定在第二电机（17）的输出端，所述第二电机（17）固定在外壳（14）内，两个第一齿轮（10）外套有齿带（11）且通过齿带（11）同步转动；

划桨（8）：所述划桨（8）有四个且分别转动在四个第二齿轮（19）内，所述划桨（8）在竖直面上转动，所述第一动力组件（6）的输出端带动划桨（8）转动，所述第二齿轮（19）转动在内框（7）内，所述第二齿轮（19）在水平面上转动，四个内框（7）分别固定在外壳（14）的四角，所述齿带（11）套在四个第二齿轮（19）外且通过齿带（11）同步转动，使得所述第二动力组件带动第二齿轮（19）转动；

所述第一动力传递组件（9）包括有传动轮（91）、转框（92）、方形柱（93）和螺杆（94），所述转框（92）有四个且每个转框（92）的上端均固定有传动轮（91），每两个传动轮（91）分别位于第一齿轮（10）的两侧，所述传动轮（91）抵触第二动力组件中的齿带（11），所述转框（92）的下端上下活动穿插有方形柱（93），所述方形柱（93）的下端固定有螺杆（94），所述螺杆（94）的下端螺纹穿过外壳（14）的下侧，所述螺杆（94）的下端固定插地柱（13），使得所述第一动力传递组件（9）带动插地柱（13）上下移动；

样品储存箱（2）：所述样品储存箱（2）固定在外壳（14）内，所述样品储存箱（2）内部上下直线阵列有储存室，所述样品储存箱（2）的两端上侧均通过转轴转动有卷膜辊（1），所述卷膜辊（1）外卷绕有密封膜（21），两张密封膜（21）分别密封储存室的两端，所述密封膜（21）的下端固定有取样组件和拉绳（5）；

所述取样组件包括有吸污管（12）、进污管（15）、喷污管（16）和推水扇（22），所述吸污管（12）有两个，所述吸污管（12）固定在两个插地柱（13）之间，所述吸污管（12）的上端固定有进污管（15），所述进污管（15）的中端穿过外壳（14）的下侧，所述进污管（15）的上端固定有喷污管（16），所述喷污管（16）固定在密封膜（21）的下端，其中一个喷污管（16）的侧面固定有推水扇（22），所述推水扇（22）的扇叶位于喷污管（16）内，所述样品储存箱（2）位于两个喷污管（16）中间，且喷污管（16）朝向储存室，所述拉绳（5）的端部通过固定在喷污管（16）的下侧而与密封膜（21）固定；

所述拉绳（5）的另一端卷绕在卷绳轮（4）外，所述第一动力组件（6）通过单向卡接组件（24）带动卷绳轮（4）单向转动；

所述第一动力组件（6）包括有第一电机（61）、贯穿轴（62）、传动带（63）、带扇轮（64）和十字叶（65），所述贯穿轴（62）有两根且分别转动在外壳（14）的两端内，两个贯穿轴（62）之间套有传动带（63）并通过传动带（63）同步转动，其中一个贯穿轴（62）的端部固定在第一电机（61）的输出端，所述第一电机（61）固定在外壳（14）内，所述贯穿轴（62）外转动套有卷绳轮（4），所述贯穿轴（62）与卷绳轮（4）之间安装单向卡接组件（24）来带动卷绳轮（4）单向转动；

所述贯穿轴（62）的两端均固定有带扇轮（64），所述带扇轮（64）的侧面圆形阵列有扇叶，所述十字叶（65）呈十字形且下侧中心固定在划桨（8）的上端，所述十字叶（65）位于带扇轮（64）的下方，所述带扇轮（64）转动时其扇叶推动十字叶（65）转动。

2.根据权利要求1所述的一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，所述单向卡接组件（24）包括有卡板（241）、第三弹簧（242）和卡块（243），所述贯穿轴（62）的侧面设有凹槽，且凹槽内活动穿插有卡板（241），所述卡板（241）与凹槽底侧之间固定有第三弹簧（242），所述卡板（241）位于凹槽外的一端设置斜面，所述卷绳轮（4）的内侧圆形阵列有卡块（243），所述卡板（241）的端部活动卡入相邻两个卡块（243）之间，所述贯穿轴（62）朝一个方向转动时通过卡块（243）和卡板（241）带动卷绳轮（4）转动，所述贯穿轴（62）朝相反方向转动时卡块（243）划过卡板（241）的斜面，所述外壳（14）内安装有临时固定组件（18），所述贯穿轴（62）朝相反方向转动时卷绳轮（4）通过临时固定组件（18）进行固定。

3.根据权利要求2所述的一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，所述临时固定组件（18）包括有第一弹簧（181）、外管（182）和内管（183），所述外管（182）固定在外壳（14）内，所述外管（182）内横向活动穿插有内管（183），所述内管（183）与外壳（14）之间固定有第一弹簧（181），所述第一弹簧（181）推动内管（183）使得内管（183）的端部抵触卷绳轮（4），所述贯穿轴（62）位于第一弹簧（181）、外管（182）和内管（183）的中心内。

4.根据权利要求1所述的一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，所述喷污管（16）的上侧穿过有泄压管（3）。

5.根据权利要求1所述的一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，所述样品储存箱（2）的两端均安装有压膜组件（20），所述压膜组件（20）包括有第二弹簧（201）和压膜块（202），所述压膜块（202）横向活动穿插在样品储存箱（2）的端部内，所述压膜块（202）上下直线阵列在样品储存箱（2）的端部内，所述压膜块（202）的一端与样品储存箱（2）的端部之间固定有第二弹簧（201），所述压膜块（202）的另一端将密封膜（21）按压在样品储存箱（2）的端部。

6.根据权利要求1所述的一种海洋生态用的水下取样机器人，其特征在于，所述样品储存箱（2）的下侧两端均通过转轴转动有减摩擦轮（23），所述拉绳（5）绕在减摩擦轮（23）外。