CN220751698U - 一种滩涂沉积物取样机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滩涂沉积物取样机器人，其包括履带机器人本体、取样器、支撑架、取样器升降单元和摄像机，支撑架固定在履带机器人本体上，取样器升降单元安装在支撑架上，取样器与取样器升降单元连接，取样器升降单元用于带动取样器上下移动，完成取样,摄像机安装在取样器前端，用于采集取样器取样过程的图像数据，所述取样器为管状取样器，通过履带机器人搭载取样器，可以进入滩涂深处，扩大取样范围；操作人员远程遥控，降低了取样的负担，没有被困在滩涂的风险。

Description

一种滩涂沉积物取样机器人

技术领域

本实用新型涉及水下设备技术领域，具体涉及一种滩涂沉积物取样机器人。

背景技术

蓝碳生态系统,如红树林、海草床及盐沼等，在保护生物多样性，保护海岸线免受侵蚀破坏等方面起到重要作用。二十世纪中期以来，蓝碳生态系统正在逐渐退化甚至消失，引起世界各国的重视。自然资源部办公厅印发实施6项技术规程，称为“蓝碳系列技术规程”，对红树林、盐沼和海草床三类蓝碳生态系统碳储量调查评估、碳汇计量监测的方法和技术要求做出规范，用于指导蓝碳生态系统调查监测业务工作。本实用新型即是针对这一应用场景提出，解决红树林、盐沼等滩涂的沉积物取样问题，提高调查效率，降低调查难度。

目前，滩涂沉积物取样的方法有手持式取样器、环刀取样等方式。手持式取样器方式是通过取样人员携带到勘探地点，手持设备进行取样，取样过程中人员需要扶持设备确保设备保持竖直，设备高频震动下降完成取样，取样人员将设备向上提出脱离滩涂底质；环刀取样是取样人在勘探地点通过铁锹挖掘达到一定深度，每隔一定深度通过环刀进行取样。

现有技术的缺点：

1)调查范围有限，因淤泥底质较软，徒步难以深入到滩涂深处；

2)取样器不便于携带，增加进入滩涂的负担和被困的风险；

3)环刀取样需要人力挖掘，且无法采集连续深度的样品。

为此，本实用新型通过设计一种取样器搭载传动机构，将原本需要手持操作的取样器改为可移动自动取样的功能。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种滩涂沉积物取样机器人，解决了传统人工滩涂取样受环境因素的影响，取样范围小，取样过程安全隐患较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型涉及的滩涂沉积物取样机器人，包括履带机器人本体、取样器、支撑架、取样器升降单元和摄像机，支撑架固定在履带机器人本体上，取样器升降单元安装在支撑架上，取样器与取样器升降单元连接，取样器升降单元用于带动取样器上下移动，完成取样,摄像机安装在取样器前端，用于采集取样器取样过程的图像数据，所述取样器为管状取样器。

作为一种实现方式，取样器升降单元包括控制盒、接近开关、电机、绞盘、吊绳和滑块，支撑架底部固定在履带机器人本体上，控制盒、接近开关、电机和绞盘均固定在取样器上方的支撑架上，控制盒分别与接近开关和电机连接，电机与绞盘同轴连接，绞盘上的吊绳自由端与取样器上部连接，取样器通过滑块与支撑架滑动连接并沿支撑架上下往复移动，当绞盘处于取样器的正上方时，吊绳直接与取样器上部连接；当绞盘处于取样器的斜上方时，取样器升降单元还包括定滑轮,定滑轮固定取样器正上方的支撑架上，绞盘上的吊绳自由端绕过定滑轮与取样器上部连接。

具体地，支撑架包括斜撑、横杆和导向柱，两竖直导向柱底部固定在履带机器人本体前侧，两竖直导向柱顶部均与横杆连接，斜撑一端固定在履带机器人本体后侧，另一端倾斜向上与导向柱上部连接，斜撑、导向柱和履带机器人本体上表面形成稳定的三角形结构，控制盒、电机和绞盘固定在斜撑上部，定滑轮固定在两导向柱之间的横杆中部，控制盒与电机连接，电机与绞盘同轴转动连接，绞盘上的吊绳自由端绕过定滑轮与取样器顶部连接，取样器两侧通过滑块分别与两侧的导向柱滑动连接。

进一步地，本实施例涉及的一种滩涂沉积物取样机器人，还包括取样器关闭单元，取样器关闭单元用于封堵完成取样后的取样器底部开口。

具体地，取样器关闭单元包括支撑柱、固定平板、活动挡板和弹性铰链，固定平板上部通过支撑柱固定在履带机器人本体上，固定平板中部开设能够让取样器通过的通孔，活动挡板通过弹性铰链固定平板中部通孔处，用于打开和封堵通孔,取样完成后，取样器的取样口恰好置于固定平板上方，通过活动挡板恰好也能封堵取样口。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：(1)通过履带机器人搭载取样器，可以进入滩涂深处，扩大取样范围；(2)操作人员远程遥控，降低了取样的负担，没有被困在滩涂的风险。

附图说明

图1为本实用新型涉及的一种滩涂沉积物取样机器人立体图。

图2为本实用新型涉及的一种滩涂沉积物取样机器人侧视图。

图3为本实用新型涉及的支撑架和取样器升降单元结构示意图。

图4为本实用新型涉及的取样器关闭单元打开状态主视图。

图5为本实用新型涉及的取样器关闭单元打开状态立体图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的内容，下面结合附图和具体的实施例对本实用新型再做进一步的说明：

实施例1

如图1-4所示，本实施例涉及的一种滩涂沉积物取样机器人，包括履带机器人本体1、取样器2、支撑架3、取样器升降单元4和摄像机5，支撑架3固定在履带机器人本体1上，取样器升降单元4安装在支撑架3上，取样器2与取样器升降单元4连接，取样器升降单元4用于带动取样器2上下移动，完成取样,摄像机5安装在取样器2前端，用于采集取样器2取样过程的图像数据。

具体地，取样器2为管状取样器，如，现有的手持电动高频震动沉积物取样钻机，或申请号为CN202222543233.9的专利公开的一种具有可视功能的高频震动取样装置。

作为一种实现方式，取样器升降单元4包括控制盒401、接近开关402、电机403、绞盘404、吊绳405和滑块407，支撑架3底部固定在履带机器人本体1上，控制盒401、接近开关402、电机403和绞盘404均固定在取样器上方的支撑架3上，控制盒401分别与接近开关402和电机403连接，取样器2上升靠近接近开关402时，接近开关402向控制盒401发送控制信号，控制盒401接收控制信号，控制电机403停止工作，电机403与绞盘404同轴连接，驱动绞盘404转动，绞盘404上的吊绳405自由端与取样器2上部连接，取样器2通过滑块407与支撑架3滑动连接并沿支撑架3上下往复移动。控制盒401控制电机403转动，带动绞盘404转动，通过吊绳405带动取样器2沿支撑架3上下滑动。

具体地，当绞盘404处于取样器2的正上方时，吊绳直接与取样器2上部连接；当绞盘404处于取样器2的斜上方时，取样器升降单元4还包括定滑轮406,定滑轮406固定取样器2正上方的支撑架3上，绞盘404上的吊绳405自由端绕过定滑轮406与取样器2上部连接。

除了上述方式，取样器升降单元4还可以采用带传动、链传动等方式实现。相比其他方式，本实施例涉及的绞盘传动结构简单，操作方便。

具体地，支撑架3包括斜撑301、横杆302和导向柱303，两竖直导向柱303底部固定在履带机器人本体1前侧，两竖直导向柱303顶部均与横杆302连接，斜撑301一端固定在履带机器人本体1后侧，另一端倾斜向上与导向柱303上部连接，斜撑301、导向柱303和履带机器人本体1上表面形成稳定的三角形结构，有效地保证取样器升降单元工作的稳定性。当然支撑架3也可以是其他可以实现的结构，再次不做赘述。

作为一种固定方式，控制盒401、电机403和绞盘404固定在斜撑301上部，防止水位上涨控制盒401和电机403等电器设备进水，定滑轮406固定在两导向柱303之间的横杆302中部，控制盒401与电机403连接，电机403与绞盘404同轴转动连接，绞盘404上的吊绳405自由端绕过定滑轮406与取样器2顶部连接，取样器2两侧通过滑块407分别与两侧的导向柱303滑动连接。当然控制盒401、电机403和绞盘404也可以固定在横杆302上部，此时,绞盘404处于取样器2正上方，故可省略定滑轮，但是相比固定在斜撑上，其稳定性差。

进一步地，本实施例涉及的一种滩涂沉积物取样机器人，还包括取样器关闭单元6，取样器关闭单元6用于封堵完成取样后的取样器底部开口。作为一种实现方式，取样器关闭单元6包括支撑柱601、固定平板602、活动挡板603和弹性铰链604，固定平板602上部通过支撑柱601固定在履带机器人本体1上，固定平板602中部开设能够让取样器2通过的通孔，活动挡板603通过弹性铰链固定平板602中部通孔处，用于打开和封堵通孔,取样完成后，取样器的取样口恰好置于固定平板602上方，通过活动挡板603恰好也能封堵取样口。弹性铰链604也可以是其他能够实现活动挡板603复位的结构。

本实施例涉及的履带机器人本体1为申请号为CN202223104421.8的专利公开的一种互花米草巡检探测装置，当然也可以是其他结构的履带式机器人。

本实施例涉及的滩涂沉积物取样机器人取样作业过程具体为：滩涂沉积物取样机器人达到采样点，控制盒401通过电机403控制绞盘404匀速转动，释放吊绳405，取样器2及滑块407受重力沿导向柱303竖直下降，取样器2底部取样口插入固定平板602中部通孔，同时活动挡板603受取样器2下落压力打开,如图4和5所示，取样器2底部插入污泥中开始取样，摄像机5实时采集取样器2取样过程的图像数据，取样完成后,关闭取样器2，控制电机403反转，将吊绳405向上拉紧并缠绕到绞盘404上，取样器2及滑块407沿导向柱303上升，当接近开关402检测到滑块407靠近后向控制盒401发出信号控制电机403停转，取样器2离开固定平板602后，活动挡板603受弹性铰链弹性作用恢复水平状态，将取样器2管口挡住，防止样品泄漏。

Claims (5)

1.一种滩涂沉积物取样机器人，其特征在于，包括履带机器人本体、取样器、支撑架、取样器升降单元和摄像机，支撑架固定在履带机器人本体上，取样器升降单元安装在支撑架上，取样器与取样器升降单元连接，取样器升降单元用于带动取样器上下移动，完成取样,摄像机安装在取样器前端，用于采集取样器取样过程的图像数据，所述取样器为管状取样器。

2.根据权利要求1所述的滩涂沉积物取样机器人，其特征在于，取样器升降单元包括控制盒、接近开关、电机、绞盘、吊绳和滑块，支撑架底部固定在履带机器人本体上，控制盒、接近开关、电机和绞盘均固定在取样器上方的支撑架上，控制盒分别与接近开关和电机连接，电机与绞盘同轴连接，绞盘上的吊绳自由端与取样器上部连接，取样器通过滑块与支撑架滑动连接并沿支撑架上下往复移动，当绞盘处于取样器的正上方时，吊绳直接与取样器上部连接；当绞盘处于取样器的斜上方时，取样器升降单元还包括定滑轮,定滑轮固定取样器正上方的支撑架上，绞盘上的吊绳自由端绕过定滑轮与取样器上部连接。

3.根据权利要求1所述的滩涂沉积物取样机器人，其特征在于，支撑架包括斜撑、横杆和导向柱，两竖直导向柱底部固定在履带机器人本体前侧，两竖直导向柱顶部均与横杆连接，斜撑一端固定在履带机器人本体后侧，另一端倾斜向上与导向柱上部连接，斜撑、导向柱和履带机器人本体上表面形成稳定的三角形结构，控制盒、电机和绞盘固定在斜撑上部，定滑轮固定在两导向柱之间的横杆中部，控制盒与电机连接，电机与绞盘同轴转动连接，绞盘上的吊绳自由端绕过定滑轮与取样器顶部连接，取样器两侧通过滑块分别与两侧的导向柱滑动连接。

4.根据权利要求1所述的滩涂沉积物取样机器人，其特征在于，还包括取样器关闭单元，取样器关闭单元用于封堵完成取样后的取样器底部开口。

5.根据权利要求4所述的滩涂沉积物取样机器人，其特征在于，取样器关闭单元包括支撑柱、固定平板、活动挡板和弹性铰链，固定平板上部通过支撑柱固定在履带机器人本体上，固定平板中部开设能够让取样器通过的通孔，活动挡板通过弹性铰链固定平板中部通孔处，用于打开和封堵通孔,取样完成后，取样器的取样口恰好置于固定平板上方，通过活动挡板恰好也能封堵取样口。