RU2726837C1 - Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams - Google Patents
Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726837C1 RU2726837C1 RU2019127169A RU2019127169A RU2726837C1 RU 2726837 C1 RU2726837 C1 RU 2726837C1 RU 2019127169 A RU2019127169 A RU 2019127169A RU 2019127169 A RU2019127169 A RU 2019127169A RU 2726837 C1 RU2726837 C1 RU 2726837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- sampling
- transport
- manipulator
- carriage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Для проведения экологического мониторинга территорий должен регулярно выполняться периодический отбор проб воды из водоемов и водотоков. Соответственно, актуальной является автоматизация процесса отбора проб из открытых водных объектов, для решения которой разработан мобильный робот - роботизированный комплекс технических средств, архитектура которого приведена на фиг. 1:To carry out environmental monitoring of territories, periodic sampling of water from reservoirs and streams should be carried out regularly. Accordingly, automation of the process of sampling from open water bodies is relevant, for the solution of which a mobile robot has been developed - a robotic complex of technical means, the architecture of which is shown in Fig. 1:
транспортное судно на воздушной подушке (СВП) 1 - носитель основного оборудования, перемещаемого по водоемам, водотокам 2 и береговым территориям;an air cushion transport ship (SVP) 1 - the carrier of the main equipment, moving through water bodies,
установленный на транспортном судне манипулятор отбора проб воды в заборную емкость на заданной глубине и перелива проб в транспортный контейнер 3;a manipulator installed on the transport vessel for taking water samples into the intake container at a given depth and overflowing the samples into the
установленный на транспортном судне манипулятор загрузки проб в перемещаемые транспортные контейнеры 4;a manipulator for loading samples into
информационно-управляющая система (ИУС) 5 в составе подсистем: транспортного судна, манипулятора отбора проб и манипулятора загрузки проб в контейнеры;information and control system (IMS) 5 as a part of subsystems: transport vessel, manipulator for sampling and manipulator for loading samples into containers;
система дистанционного контроля и управления (СДКУ) 6, установленная на внедорожном транспортном средстве 7, размещаемом на береговых позициях обследуемого объекта.remote monitoring and control system (SDKU) 6, installed on an off-road vehicle 7, located on the coastal positions of the surveyed object.
Транспортное судно применяется как беспилотное, дистанционно управляемое (из кабины внедорожного транспортного средства, с применением пульта управления СДКУ) или мануально управляемое (из каюты, с применением пульта управления ИУС). Манипуляторы применяются как автоматические, дистанционно управляемые или мануально управляемые.The transport vessel is used as unmanned, remotely controlled (from the cockpit of an off-road vehicle, using the SDKU control panel) or manually controlled (from the cabin, using the IMS control panel). Manipulators are used as automatic, remotely controlled or manually controlled.
На фиг. 1 выделены: каюта транспортного судна 8; ходовой модуль СВП 9 - двигательная установка, воздушный винт, рули управления курсом и тангажом; окно 10 в днище СВП для доступа пробоотборной емкости к водной поверхности; кабина внедорожного автомобиля 11.In FIG. 1 highlighted: the cabin of the
Дополнительно в состав комплекса вводится внедорожное транспортное средство - автомобиль с прицепом - трейлером для перевозки судна на воздушной подушке.In addition, an off-road vehicle is introduced into the complex - a car with a trailer - a trailer for transporting a hovercraft.
Информационная связь между ИУС и СДКУ обеспечивается по радиоканалам.Information communication between the IMS and the SDKU is provided via radio channels.
Манипулятор отбора проб 3 состоит из набора конструктивных модулей, представленных на фиг. 2 - вид сбоку:The
каретка вертикального перемещения заборной емкости 12, с направляющей трубкой 13;a carriage of vertical movement of the
пробоотборная емкость 14 со встроенной в верхнюю крышку открытой трубкой забора воды, со встроенным в нижнюю крышку краном выгрузки проб, оснащенным поворотной ручкой, выходящей за стенку емкости;
колонна вертикального перемещения каретки с пробоотборной емкостью 15, со встроенным программно управляемым линейным электроприводом: ходовой винт с гайкой 16, соединенной с кареткой, шаговый электродвигатель 17;a column of vertical movement of the carriage with a
основание колонны 18 со встроенным блоком вращения колонны вокруг вертикальной оси с программно управляемым шаговым электроприводом;the base of the
упор 19 для перемещения поворотной ручки крана выгрузки проб в исходное состояние;stop 19 for moving the rotary handle of the sample unloading valve to its original state;
контрольные концевые выключатели 20, 21 - датчики предельных положений каретки, верхнего и нижнего.
Работа манипулятора обеспечена наличием в днище транспортного судна окна доступа к поверхности водного объекта 10, показанного на фиг. 1 и фиг. 2.The operation of the manipulator is ensured by the presence in the bottom of the transport vessel of the access window to the surface of the
Разгрузка пробоотборной емкости производится в транспортные контейнеры, установленные в манипуляторе загрузки проб 4, показанного на фиг. 1 и фиг. 2.The sample container is unloaded into transport containers installed in the
Функционирование шаговых электроприводов производится с применением блоков связи электродвигателей и датчиков положения с подсистемой ИУС, управляющей манипулятором.The operation of stepper drives is carried out using communication units for electric motors and position sensors with an IMS subsystem that controls the manipulator.
Колонна 15, фиг. 2, манипулятора отбора проб показана на фиг. 3 - вид сверху.
Пробоотборная емкость 14, фиг. 2, показана на фиг. 3 с различными состояниями ручки крана, характерными для рабочих положений манипулятора: 22, 23, 24, 25.
Манипулятор в начале выполнения технологического процесса устанавливает пробоотборную емкость 14 в исходное состояние 22, с применением линейного и кругового электроприводов, упора для перемещения поворотной ручки крана, затем циклически выполняет операции, обеспечивающие, отбор проб через окно в днище судна, выгрузку проб в транспортные контейнеры, промывку емкости, возврат емкости в исходное положение. Манипулятор отбора проб, при выполнении приведенных выше операций:At the beginning of the technological process, the manipulator sets the
перемещает пробоотборную емкость с закрытым краном в положение 23 над окном для отбора проб в днище транспортного судна, с применением кругового электропривода;moves the sampling container with the valve closed to
опускает емкость на заданную для отбора пробы глубину, с заданной скоростью;lowers the container to the depth specified for sampling, at a specified speed;
выдерживает емкость на заданной для отбора пробы глубине, в течение заданного для заполнения пробой времени;maintains the container at the depth specified for sampling, for the time specified for filling with the sample;
извлекает емкость из окна для отбора проб, поднимает на высоту, требуемую для работы с манипулятором выгрузки проб в контейнеры;removes the container from the sampling window, raises it to the height required to work with the manipulator for unloading samples into containers;
перемещает емкость в положение 24 для выгрузки пробы в транспортный контейнер;moves the container to position 24 for unloading the sample into a transport container;
опускает пробоотборную емкость для ввода нижнего патрубка крана емкости в горловину транспортного контейнера и перемещения ручки крана в положение «открыт» упором в стенку транспортного кейса;lowers the sampling container to enter the lower branch pipe of the container valve into the neck of the transport container and move the valve handle to the "open" position with an emphasis on the wall of the transport case;
выдерживает емкость над транспортным контейнером в течение заданного для выгрузки пробы времени;withstands the container above the transport container for the time specified for unloading the sample;
поднимает емкость для вывода нижнего патрубка крана емкости из транспортного контейнера;lifts the container for withdrawing the lower branch pipe of the container tap from the transport container;
перемещает емкость из положения 24 в положение 22, затем обеспечивает закрытие крана, с применением упора 19, перемещением емкости вверх;moves the container from
перемещает емкость в положение 25, поднимает емкость для ввода в верхнюю трубку емкости штуцера соединения с блоком промывочной жидкости 26, на время заполнения емкости;moves the container to position 25, raises the container to enter into the upper tube of the container of the connection to the block of flushing
перемещает пробоотборную емкость в положение 23, затем обеспечивает открытие крана при опускании емкости с заданной скоростью в окно 10 - поворот ручки крана в положение «открыто» упором в край окна;moves the sampling container to
выдерживает емкость в положении, заданном для сброса в окно промывочной жидкости, в течение заданного времени, затем поднимает емкость вверх, извлекает из окна;maintains the container in the position set for dumping the flushing liquid into the window for a specified time, then lifts the container upward, removes it from the window;
возвращает емкость в исходное состояние, 22, с применением линейного и кругового электроприводов, упора для перемещения поворотной ручки крана.returns the container to its original state, 22, using linear and circular electric drives, a stop for moving the rotary handle of the crane.
Блок промывочной жидкости 26 манипулятора отбора проб, установленный на транспортном судне, содержит: бак с жидкостью, программно управляемый от ИУС насос, соединительный трубопровод со штуцером ввода жидкости в пробоотборную емкость.The block of flushing
Манипулятор загрузки проб в перемещаемые транспортные контейнеры 4, фиг. 1, состоит из модулей, показанных на фиг. 4 - вид сверху и фиг. 5 - вид сбоку: несущее основание каретки манипулятора 27;Manipulator for loading samples into
каретка 28 с транспортными контейнерами 29 (7 ед. на фиг. 4 и фиг. 5), установленными в транспортном кейсе 30; количество контейнеров и кейсов, устанавливаемых в каретку, определяется при рабочем проектировании манипулятора, при определении программы работ;
колонна горизонтального перемещения каретки 31, фиг. 5 (по оси Y, фиг. 2), со встроенным программно управляемым линейным электроприводом: ходовой винт с гайкой 32, соединенной с кареткой, и шаговый электродвигатель 33;column of horizontal movement of the
контрольные концевые выключатели 34, 35 - датчики предельных положений каретки;
рамка - фиксатор, применяемая для крепления транспортного кейса, 36, фиг. 4.frame - a latch used to fasten the transport case, 36, fig. 4.
Транспортный контейнер 30 для загрузки и доставки проб воды состоит из компонентов: цилиндрический модуль заданного объема 36; съемная нижняя крышка контейнера 37; съемная верхняя крышка контейнера 38; горловина верхней крышки с пружинным клапаном 39.The
Манипулятор отбора проб устанавливает пробоотборную емкость для выгрузки пробы в транспортный контейнер в положение 24, фиг. 3 и фиг. 4.The sampling manipulator sets the sampling vessel for unloading the sample into the transport container at
Манипулятор загрузки проб устанавливает очередной свободный транспортный контейнер в положение под пробоотборной емкостью. На фиг. 4 в положение загрузки установлен первый контейнер кейса. Загрузка контейнера выполняется манипулятором отбора проб по этапам:The sample loading manipulator places the next free shipping container in position under the sampling container. In FIG. 4, the first container of the case is installed in the loading position. The container is loaded with a sampling manipulator in stages:
ввод нижнего патрубка пробоотборной емкости в горловину контейнера, с одновременным открытием крана при повороте ручки с упором в стенку кейса; выдержка заданного времени для заполнения контейнера; вывод емкости вверх, из горловины контейнера.insertion of the lower branch pipe of the sampling container into the neck of the container, with the simultaneous opening of the valve by turning the handle with an emphasis on the wall of the case; delay for a given time to fill the container; output of the container upward, from the container neck.
Процесс циклически повторяется для каждого свободного контейнера. На циклах загрузки выполняется перемещение контейнеров манипулятором загрузки проб, до заполнения последнего; затем манипулятором производится возврат каретки в исходное положение.The process repeats cyclically for each free container. On loading cycles, containers are moved by the sample loading manipulator until the latter is filled; then the manipulator returns the carriage to its original position.
Установка свободных и извлечение заполненных контейнеров в кейсах выполняется оператором робототехнического комплекса на маршрутах перемещения или на береговых территориях.The installation of free and removal of filled containers in cases is performed by the operator of the robotic complex on the routes of movement or on coastal areas.
Claims (36)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127169A RU2726837C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127169A RU2726837C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2726837C1 true RU2726837C1 (en) | 2020-07-15 |
Family
ID=71616606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127169A RU2726837C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2726837C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1171689A1 (en) * | 1984-01-06 | 1985-08-07 | Дальневосточное Центральное Проектно-Конструкторское Бюро | Sampling apparatus |
SU1649356A1 (en) * | 1989-05-25 | 1991-05-15 | Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова | Method of sampling ground from water basin bottom |
RU2051355C1 (en) * | 1992-03-30 | 1995-12-27 | Авилова Светлана Давыдовна | Method and device for testing samples of aqueous medium |
KR101375354B1 (en) * | 2012-04-09 | 2014-03-19 | 마이클 명섭 리 | static and dynamic positioning system and method using real time tank monitering |
KR101469611B1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-12-05 | 한국해양과학기술원 | Water transportation type multiful apparatus for collecting sediment and sampling water using unmanned surface vehicle |
US9869613B2 (en) * | 2010-02-12 | 2018-01-16 | Fluidion Sas | Passive micro-vessel and sensor |
-
2019
- 2019-08-27 RU RU2019127169A patent/RU2726837C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1171689A1 (en) * | 1984-01-06 | 1985-08-07 | Дальневосточное Центральное Проектно-Конструкторское Бюро | Sampling apparatus |
SU1649356A1 (en) * | 1989-05-25 | 1991-05-15 | Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова | Method of sampling ground from water basin bottom |
RU2051355C1 (en) * | 1992-03-30 | 1995-12-27 | Авилова Светлана Давыдовна | Method and device for testing samples of aqueous medium |
US9869613B2 (en) * | 2010-02-12 | 2018-01-16 | Fluidion Sas | Passive micro-vessel and sensor |
KR101375354B1 (en) * | 2012-04-09 | 2014-03-19 | 마이클 명섭 리 | static and dynamic positioning system and method using real time tank monitering |
KR101469611B1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-12-05 | 한국해양과학기술원 | Water transportation type multiful apparatus for collecting sediment and sampling water using unmanned surface vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4311667A (en) | Delivering apparatus | |
US6402837B1 (en) | Apparatus and method of preparation for automated high output biopolymer crystallization via vapor diffusion sitting drop and micro-batch techniques | |
US8591832B2 (en) | Multi-channel wellplate filling system | |
US20200139360A1 (en) | Automatic pipetting device for transferring samples and/or reagents and method for transferring liquid samples and/or reagents | |
US5216926A (en) | Closed and open tube sampling apparatus | |
EP0452892B1 (en) | Closed and open tube sampling apparatus | |
RU2726837C1 (en) | Mobile robotic complex and method of application thereof for sampling at water reservoirs and streams | |
KR102110403B1 (en) | Apparatus for sampling chemical | |
US4512203A (en) | Liquid sampling device | |
CN112414743A (en) | Food detects quick sampling device | |
CN114894551A (en) | Automatic sampling system of raw milk tank car | |
RU2729230C1 (en) | Mobile robotic complex and method of application thereof for application of liquid preparations on water reservoirs and streams | |
CN209156202U (en) | A kind of glue spraying equipment | |
KR102151563B1 (en) | Apparatus for preventing outflow of chemical and chemical sampling apparatus having the same | |
RU2374706C1 (en) | Device for cementing liquid radioactive wastes | |
CN217200820U (en) | Sample bottle processing unit for sampling of raw milk tank truck | |
CN213051962U (en) | Automatic cleaning device for liquid phase sample injection vial | |
CN113552316B (en) | Transparent soil model test device for simulating loading and excavation and application method | |
CN113551956B (en) | Full-automatic transparent soil material preparation test device and application method thereof | |
CN210571540U (en) | Radioactive solution sampling device | |
KR102357647B1 (en) | Chemical sampling apparatus | |
CN212091729U (en) | Standard solution preparation instrument based on mass concentration | |
US6294028B1 (en) | Mercury process gold ballbond removal apparatus | |
CN108489765A (en) | A kind of water quality automatic sample retention machine | |
WO2021102100A1 (en) | Automated parallel autosampler system and method for drawing chromatography samples |