CN217717036U - 一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，属于取样装置技术领域。该锚固取样装置，包括设置于仿生机械鱼的鱼头下方的锚固取样装置本体；锚固取样装置本体包括取样桶、设置于取样桶外部的锚固器和设置于取样桶内部并与取样桶内壁滑动连接的取样器；取样桶内设置有用于驱动取样器上下滑动的伺服电机；设置于取样器底端的钻杆内部开设有空腔，空腔的顶部开设有斜楔，钻杆内壁设置有倾斜的软钢丝。本实用新型通过取样器内的斜楔使岩石样芯断裂，取样器内的空腔设置的倾斜的软钢丝防止岩石样芯的掉落，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及取样装置技术领域，尤其涉及一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置。
背景技术
仿生机器鱼，以用于探测海底石油管道是否漏油，并绘制海底的3D形貌图，机械鱼身上装备有探测传感器与视觉识别，可以发现海底的石油污染物以及完成用于海底科学的勘探采用任务。
随着海洋资源研究调查要求的提高，尤其是为了研究近海区域海底环境变化情况，需要越来越准确的采集海底表层的沉积物，需要尽可能保持采集样品的原始状态，确保采集海底表层的沉积物不会在采集过程中受到干扰影响。
现有技术中通常采用抓斗式的采集器对海底表层的沉积物进行采样。如公开号为CN107314908A的发明专利，公开了一种可拆分式沉积物采样装置，包括提杆组件、锁扣组件、负重箱、采样箱、连杆及两个抓斗，其利用两个抓斗的开合动作抓取海底表层的沉积物，抓斗中的淤泥样品容易滑脱，采样效率较低，且其不适用于海底岩石样芯的采集。
实用新型内容
有鉴于此，为解决现有技术中的采集器不适用于采集海底岩石样芯的采集的技术问题，本实用新型提供了一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，通过取样器内的斜楔使岩石样芯断裂，取样器内的空腔设置的倾斜的软钢丝防止岩石样芯的掉落，提高了工作效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，包括设置于所述仿生机械鱼的鱼头下方的锚固取样装置本体；
所述锚固取样装置本体包括取样桶、设置于所述取样桶外部的锚固器和设置于所述取样桶内部并与所述取样桶内壁滑动连接的取样器；
所述取样桶内设置有用于驱动所述取样器上下滑动的伺服电机；
设置于所述取样器底端的钻杆内部开设有空腔，所述空腔的顶部开设有斜楔，所述钻杆内壁设置有倾斜的软钢丝。
优选地，所述伺服电机的输出端连接有绞盘，所述绞盘上的钢丝绳与所述取样器相连接，所述取样器上设置有预压弹簧。
优选地，设置于所述取样桶内且位于所述取样器上端设置有用于调整所述锚固器的角度的角度调节装置。
优选地，所述角度调节装置包括槽凸轮、一端与所述槽凸轮上的滑槽滑动连接的推杆；
所述推杆的另一端与连杆的一端铰接，所述连杆的一端与所述锚固器铰接，所述锚固器与锚固支架的一端固定连接，所述锚固支架的另一端与所述取样桶铰接。
优选地，所述取样器与设置于所述取样桶内壁的直线导轨滑动连接。
优选地，所述取样器为超声波钻探器。
优选地，所述锚固器的数量为三个。
本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：
1.本实用新型提供的用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，通过取样器内的斜楔使岩石样芯断裂，取样器内的空腔设置的倾斜的软钢丝防止岩石样芯的掉落，提高了工作效率。
2.本实用新型提供的用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，通过角度调节装置上设置的槽凸轮和推杆滑动连接，实时调整锚固器与海底岩石的角度，保证取样过程中，锚固器始终与海底岩石接触，保证锚固取样装置工作的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为取样器与取样桶连接的结构示意图；
图3为角度调节装置结构示意图；
图4为超声波钻探器的结构示意图；
图5为取样器采集岩石样芯的结构示意图；
图6为锚固取样装置本体装配于仿生机械鱼上的结构示意图；
图中，1.锚固取样装置本体，11.取样桶，12.锚固器，13.取样器，131.伺服电机,132.绞盘，133.预压弹簧，134.钻杆，135.空腔，136.软钢丝，137.斜楔，14. 直线导轨，2.角度调节装置，21.槽凸轮，22.滑槽，23.推杆，24.连杆，25.锚固支架，4.超声换能器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-6所示，本实用新型一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，包括设置于所述仿生机械鱼的鱼头下方的锚固取样装置本体1；
所述锚固取样装置本体1包括取样桶11、设置于所述取样桶11外部的锚固器12和设置于所述取样桶11内部并与所述取样桶11内壁滑动连接的取样器13；
所述取样桶11内设置有用于驱动所述取样器13上下滑动的伺服电机131；
设置于所述取样器13底端的钻杆134内部开设有空腔135，所述空腔135 的顶部开设有斜楔137，所述钻杆134内壁设置有倾斜的软钢丝136。
本实用新型提供的上述用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，通过伺服电机 131驱动取样器13采集岩石样芯，锚固器12末端作用在岩石表面，在冲击循环载荷作用下，岩石内部会产生裂纹，裂纹逐渐发育扩大最终导致岩石破碎，钻杆134实现冲击钻进。钻杆134的空腔135的顶部有一斜楔137，当钻杆134钻进岩石至一定深度时，岩心与斜楔137接触使岩心产生弯矩，岩心根部的应力达到其抗拉(压)强度时，岩心发生断裂。同时，钻杆134内壁均布有一定长度和倾角的软钢丝136，以便将破碎的岩心保存在钻杆134内，最终岩石样芯由机械鱼带回水面。
在本实用新型中，所述伺服电机131的输出端连接有绞盘132，所述绞盘 132上的钢丝绳与所述取样器13相连接，所述取样器13上设置有预压弹簧133，在预压弹簧133的作用下使取样器13沿取样桶11内壁向下滑动，在伺服电机 131的驱动下使取样器13沿取样桶11内壁向上滑动。
在本实用新型中，设置于所述取样桶11内且位于所述取样器13上端设置有用于调整所述锚固器12的角度的角度调节装置2。
在本实用新型中，所述角度调节装置2包括槽凸轮21、一端与所述槽凸轮 21上的滑槽22滑动连接的推杆23；
所述推杆23的另一端与连杆24的一端铰接，所述连杆24的一端与所述锚固器12铰接，所述锚固器12与锚固支架25的一端固定连接，所述锚固支架25 的另一端与所述取样桶11铰接。
锚固取样装置本体1的运动状态：锚固取样装置本体1设置于仿生机械鱼的鱼头下方，搭载三个锚固器12和一个取样器13，锚固钻探装置本体在游动时处于收起状态，当仿生机械鱼到达海底岩床后，位于取样桶11内部的角度调节装置 2调整锚固器12的工作角度，使其呈三角支撑状态，锚固器12刺入海底岩床，使机械鱼整体锚固于海底，之后取样器13在预压弹簧133的推动下于下方伸出接近岩床，开展采样工作；其中锚固器优选为三爪锚固钉。
在本实用新型中，所述取样器13与设置于所述取样桶11内壁的直线导轨 14滑动连接。
在本实用新型中，所述取样器13为超声波钻探器，超声波钻探器内包括超声换能器4，其下部连接钻杆134。
在本实用新型中，所述锚固器12的数量为三个，呈三角形布置，提高装置的稳定性。
本实用新型的工作原理如下：
锚固取样装置本体1在游动时处于收起状态，当仿生机械鱼到达海底岩床后，锚固装置本体1外侧的锚固器12呈三角支撑状态，锚固器12刺入海底岩床，将整体锚固于海底。
超声波钻探器是基于压电超声振动的高频率低功耗原理设计的。在工作状态下，用高频正弦电压激励超声换能器，电压被转换为相应频率的超声振动。超声振动传导至钻杆134，钻杆134末端作用在岩石表面，在冲击循环载荷作用下，岩石内部会产生裂纹，裂纹逐渐发育扩大最终导致岩石破碎，钻杆134实现冲击钻进。钻杆134的空腔135的顶部有一斜楔137，当钻杆134钻进岩石至一定深度时，岩心与斜楔137接触使岩心产生弯矩，岩心根部的应力达到其抗拉(压)强度时，岩心发生断裂。同时，钻杆134内壁均布有一定长度和倾角的软钢丝136，以便将破碎的岩心保存在钻杆内。最终岩石样芯由机械鱼带回水面。
本实用新型中提到的仿生机械鱼包括鱼头和鱼尾，二者通过万向节相连接，该仿生机械鱼由驱动机构进行驱动，驱动机构设置于鱼头内部，驱动机构包括曲柄摇杆机构、电机、双槽板、转动机构、绳索、防水接口和密封塞，双槽板安装于仿生鱼头内部中段面，且双槽板前侧鱼头内底部锁合有电机，电机顶部输出轴相连接于曲柄，曲柄与摇杆配合，摇杆与转动机构配合，转动机构带动绳索前后拉动，绳索相连接于鱼尾部定滑轮处，带动鱼尾摆动，驱动装置向前，仿生机械鱼外密封设置有透明罩，无线传输储存器安装于透明罩内侧顶部，防水接口设置于透明罩外侧，且防水接口内侧设置有密封塞；
另外，该仿生机械鱼可以通过电机的转速变化进行转向，使摆杆的摆动幅度改变，使转动的杆转动速度变化。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，包括设置于所述仿生机械鱼的鱼头下方的锚固取样装置本体；
所述锚固取样装置本体包括取样桶、设置于所述取样桶外部的锚固器和设置于所述取样桶内部并与所述取样桶内壁滑动连接的取样器；
所述取样桶内设置有用于驱动所述取样器上下滑动的伺服电机；
设置于所述取样器底端的钻杆内部开设有空腔，所述空腔的顶部开设有斜楔，所述钻杆内壁设置有倾斜的软钢丝。
2.根据权利要求1所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，所述伺服电机的输出端连接有绞盘，所述绞盘上的钢丝绳与所述取样器相连接，所述取样器上设置有预压弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，设置于所述取样桶内且位于所述取样器上端设置有用于调整所述锚固器的角度的角度调节装置。
4.根据权利要求3所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，所述角度调节装置包括槽凸轮、一端与所述槽凸轮上的滑槽滑动连接的推杆；
所述推杆的另一端与连杆的一端铰接，所述连杆的一端与所述锚固器铰接，所述锚固器与锚固支架的一端固定连接，所述锚固支架的另一端与所述取样桶铰接。
5.根据权利要求1所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，所述取样器与设置于所述取样桶内壁的直线导轨滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，所述取样器为超声波钻探器。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于仿生机械鱼上的锚固取样装置，其特征在于，所述锚固器的数量为三个。
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Cited By (1)
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| CN116147968A (zh) * | 2023-01-02 | 2023-05-23 | 山东佰通建设工程有限公司 | 一种土地资源规划用土壤取样器 |
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2022
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| CN116147968B (zh) * | 2023-01-02 | 2024-04-12 | 山东佰通建设工程有限公司 | 一种土地资源规划用土壤取样器 |
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