一种载人潜水器的取样装置

技术领域

本发明涉及一种海底取样装置，具体为一种载人潜水器的取样装置，属于取样装置技术领域。

背景技术

载人潜水器是指具有水下观察和作业能力的潜水装置。主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水人员水下活动的作业基地。载人潜水器，特别是深海载人潜水器，是海洋开发的前沿与制高点之一，其水平可以体现出一个国家材料、控制、海洋学等领域的综合科技实力。科考人员通过设备对海底样品进行取样处理。

现有取样通过虹吸的方式进行取样操作，但这样的取样无法最大限度保持样品的完整性，故现有通过机械手进行抓取后放入取样箱内部，但这样的取样存在以下问题：

1、单次只能保持单一的样品取样，无法使样品筒进行自动切换；

2、如果都是放置于同一个样品框内，需要多次打开样品筒，每次打开样品筒会导致之前放入的样品出现流失，无法达到样品的保真效果。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种载人潜水器的取样装置，以解决现有技术中单次只能保持单一的样品取样，无法使样品筒进行自动切换，如果都是放置于同一个样品框内，需要多次打开样品筒，每次打开样品筒会导致之前放入的样品出现流失，无法达到样品的保真效果的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种载人潜水器的取样装置，包括载人潜水器，所述载人潜水器底部固定连接有外安装壳，所述外安装壳底部安装有用于抓取的机械手，所述载人潜水器内部固定连接有固定板，所述固定板外侧开设有限位槽，所述固定板顶部转动连接有转动盘，所述转动盘底部固定连接有多个定位框，多个所述定位框外侧均设有保存筒，所述转动盘顶部设有用于对保存筒进行切换的转动组件，多个保存筒底部设有工形框，所述工形框与外安装壳固定连接，所述外安装壳内部底端固定连接有第四电动推杆，所述第四电动推杆底部固定连接有推动框，所述外安装壳内部设有推动保存筒的推动组件。

优选的，所述推动组件包括推动框，所述推动框固定连接于外安装壳内壁，所述推动框外侧固定连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆一端固定连接有工形框，所述工形框内部设有用于对保存筒进行夹持的固定组件，可以将保存筒从推动框中取出和送入。

优选的，所述固定组件包括两个夹板，两个所述夹板分别设置于工形框内部，两个所述夹板分别与工形框内壁之间固定连接有第三电动推杆，对保存筒进行夹持，使保存筒移动时保持稳定。

优选的，所述转动组件包括传动齿轮，所述传动齿轮固定连接于转动盘顶部，所述传动齿轮外侧啮合连接有第二齿轮，所述外安装壳内壁固定连接有支撑板，所述支撑板顶部固定连接有第二电机，所述第二电机输出轴与第二齿轮固定连接，可以对进行切换保存筒。

优选的，所述保存筒外侧开设有通槽，所述保存筒内部固定连接有固定框，所述固定框内部螺纹连接有磁铁盘，所述磁铁盘外侧固定连接有第一盖板，所述第一盖板覆盖保存筒外侧开设的通槽，通过第一盖板对将样品可以存放至保存筒内部，提高样品的完整性。

优选的，所述推动框内部外侧开设有放置槽，所述推动框内部固定连接有挡板，所述挡板两侧均设有夹持板，所述夹持板一侧固定连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆一侧固定连接有横板，所述横板与载人潜水器内部固定连接。

优选的，所述推动框内部设有第二盖板，所述第二盖板顶部固定连接有内齿圈，所述内齿圈与推动框内壁转动连接，所述内齿圈内部啮合连接有第一齿轮，所述推动框内部固定连接有第一电机，所述第一电机输出轴与第一齿轮固定连接，所述推动框内部安装有抽水泵，所述抽水泵出水管延伸至推动框外侧，可以将推动框中的海水抽出。

优选的，所述推动框底部转动连接有通电磁铁，所述通电磁铁底部固定连接有连接杆，所述连接杆外开设有螺状滑槽，所述载人潜水器内部底端固定连接有固定筒，所述固定筒内壁固定连接有限位杆，所述限位杆设置于连接杆外侧开设的螺状滑槽内部，并与连接杆滑动连接。

优选的，所述转动盘外侧开设有出料槽，所述转动盘外侧连接有连通筒，所述连通筒贯穿外安装壳并与载人潜水器固定连接，所述连通筒内部设有支撑盘，所述支撑盘与出料槽相适配，所述支撑盘外侧固定连接有固定杆，所述固定杆外侧固定连接有螺纹盘，所述螺纹盘与连通筒螺纹连接，便于人员通过将支撑盘取出，使连通筒与外安装壳相通，使保存筒从中滑出。

优选的，所述推动框依次贯穿转动盘和外安装壳并与转动盘和外安装壳滑动连接，所述推动框底部固定连接有密封垫，可以通过密封垫对外安装壳进行密封处理，使其海水不会流入外安装壳内部。

本发明提供了一种载人潜水器的取样装置，其具备的有益效果如下：

1、该载人潜水器的取样装置，操作人员通过控制机械手将海底的岩石或菌席进行抓取，当需要此时当需要对样品进行保存时，通过启动第二电动推杆，使第二电动推杆推动工形框进行移动，使工形框移动至其中一个保存筒外侧，此时通过启动工形框两侧的第三电动推杆，使第三电动推杆推动夹板，从而使两个夹板对保存筒进行夹持，并在此启动第二电动推杆，使第二电动推杆推动工形框上夹持的保存筒，使保存筒沿着限位槽被推入推动框内部，通过推动框内部的夹持板，使第一电动推杆推动夹持板，从而完成对保存筒的夹持固定，此时完成了对取样的前的准备的工作。

2、该载人潜水器的取样装置，当螺状滑槽随着推动框上升时，连接杆外侧开设有螺状滑槽，通过固定筒内壁固定连接的限位杆，使限位杆设置于连接杆开设的螺状滑槽内部，使连接杆上升时，受的限位杆的限制，使连接杆一边上升一边旋转，当连接杆旋转时带动固定连接的通电磁铁转动，使通电磁铁带动磁性固定连接的磁铁盘，在保存筒内部中的固定框内进行转动，从而使磁铁盘带动固定连接的第一盖板进行转动，使第一盖板将封堵的通槽打开，便于进行进料，当推动框装有保存筒移动至外安装壳外侧时，此时通过机械手将样品送入保存筒内部，从而完成了取样的工作。

3、该载人潜水器的取样装置，通过内齿圈带动固定连接的第二盖板将推动框外侧开设的放置槽进行封闭，使外界水流不会影响样品，并再次通过启动第四电动推杆，使第四电动推杆进行下降，当第四电动推杆下降，通过连接杆外侧开设的螺状滑槽，使通电磁铁带动磁铁盘进行转动，从而使磁铁盘带动固定连接的第一盖板进行转动，从而将保存筒外侧开设的通槽进行封闭，避免样品取样时泄漏，同时在推动框内部设有抽水泵，通过抽水泵将推动框内部的水进行抽出，减轻了推动框的重量，同时便于后期人员进行拿取，保证了样品的完整性，避免样品出现损坏。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的外安装壳示意图；

图3为本发明的外安装壳剖视结构图；

图4为本发明转动盘结构示意图；

图5为本发明工形框结构示意图；

图6为本发明推动框结构示意图；

图7为本发明固定筒结构示意图；

图8为本发明推动框剖视结构示意图；

图9为本发明第四电动推杆结构示意图；

图10为本发明传动齿轮结构示意图；

图11为本发明第一盖板结构示意图；

图12为本发明保存筒剖视结构示意图；

图13为本发明支撑盘结构示意图；

图14为本发明图10的A部示意图。

图中：1、载人潜水器；2、外安装壳；3、机械手；4、转动盘；5、固定板；6、限位槽；7、保存筒；701、磁铁盘；702、第一盖板；703、固定框；8、推动框；801、挡板；802、夹持板；803、第一电动推杆；804、横板；805、内齿圈；806、第一齿轮；807、第一电机；808、抽水泵；809、第二盖板；9、工形框；10、第二电动推杆；11、夹板；12、第三电动推杆；13、定位框；14、第四电动推杆；15、固定筒；16、连接杆；17、限位杆；19、螺状滑槽；20、传动齿轮；21、第二齿轮；22、第二电机；23、支撑板；24、连通筒；25、固定杆；26、支撑盘；27、螺纹盘；30、通电磁铁。

具体实施方式

本发明提供一种载人潜水器的取样装置。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14，包括载人潜水器1，载人潜水器1底部固定连接有外安装壳2，外安装壳2底部安装有用于抓取的机械手3，载人潜水器1内部固定连接有固定板5，固定板5外侧开设有限位槽6，固定板5顶部转动连接有转动盘4，转动盘4底部固定连接有多个定位框13，多个定位框13外侧均设有保存筒7，转动盘4顶部设有用于对保存筒7进行切换的转动组件，多个保存筒7底部设有工形框9，工形框9与外安装壳2固定连接，外安装壳2内部底端固定连接有第四电动推杆14，第四电动推杆14底部固定连接有推动框8，外安装壳2内部设有推动保存筒7的推动组件。

推动组件包括推动框8，推动框8固定连接于外安装壳2内壁，推动框8外侧固定连接有第二电动推杆10，第二电动推杆10一端固定连接有工形框9，工形框9内部设有用于对保存筒7进行夹持的固定组件，可以将保存筒7从推动框8中取出和送入。

固定组件包括两个夹板11，两个夹板11分别设置于工形框9内部，两个夹板11分别与工形框9内壁之间固定连接有第三电动推杆12，对保存筒7进行夹持，使保存筒7移动时保持稳定。

保存筒7外侧开设有通槽，保存筒7内部固定连接有固定框703，固定框703内部螺纹连接有磁铁盘701，磁铁盘701外侧固定连接有第一盖板702，第一盖板702覆盖保存筒7外侧开设的通槽，通过第一盖板702将样品存放至保存筒7内部，提高样品的完整性，推动框8内部外侧开设有放置槽，推动框8内部固定连接有挡板801，挡板801两侧均设有夹持板802，夹持板802一侧固定连接有第一电动推杆803，第一电动推杆803一侧固定连接有横板804，横板804与载人潜水器1内部固定连接。转动组件包括传动齿轮20，传动齿轮20固定连接于转动盘4顶部，传动齿轮20外侧啮合连接有第二齿轮21，外安装壳2内壁固定连接有支撑板23，支撑板23顶部固定连接有第二电机22，第二电机22输出轴与第二齿轮21固定连接，可以对进行切换保存筒7。

具体的，载人潜水器1进行深海下降（载人潜水器是指具有水下观察和作业能力的潜水装置。主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水人员水下活动的作业基地。载人潜水器，特别是深海载人潜水器，是海洋开发的前沿与制高点之一，其水平可以体现出一个国家材料、控制、海洋学等领域的综合科技实力。它可以完成多种复杂任务，包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等），当载人潜水器1下潜至深海时，操作人员通过控制机械手3将海底的岩石或菌席类似青苔，将其抓取，当需要此时当需要对样品进行保存时，通过启动第二电动推杆10，使第二电动推杆10推动工形框9进行移动，使工形框9移动至其中一个保存筒7外侧，此时通过启动工形框9两侧的第三电动推杆12，使第三电动推杆12推动夹板11，从而使两个夹板11对保存筒7进行夹持，并在此启动第二电动推杆10，使第二电动推杆10推动工形框9上夹持的保存筒7，使保存筒7沿着限位槽6被推入推动框8内部，通过推动框8内部的夹持板802，使第一电动推杆803推动夹持板802，从而完成对保存筒7的夹持固定，此时完成了对取样的前的准备的工作。

此时在推动框8底部转动连接有通电磁铁30，通过向通电磁铁30通电，使通电磁铁30产生磁性（电磁铁定义及工作原理：线圈通电产生的磁场吸引或排斥导磁零件而对外做机械功的装置叫电磁铁），在保存筒7内部设有固定连接有固定框703，在固定框703内部的螺纹连接有磁铁盘701，磁铁盘701与连接杆16磁性吸附，当第四电动推杆14进行启动，使第四电动推杆14推动装有保存筒7的推动框8缓慢从外安装壳2内部进行伸出，将推动框8对外安装壳2进行密封，避免水进入外安装壳2内部，当推动框8上升时，在推动框8底部的通电磁铁30外侧固定连接有螺状滑槽19，当螺状滑槽19随着推动框8上升时，连接杆16外侧开设有螺状滑槽19，通过固定筒15内壁固定连接的限位杆17，使限位杆17设置于连接杆16开设的螺状滑槽19内部，使连接杆16上升时，受的限位杆17的限制，使连接杆16一边上升一边旋转，当连接杆16旋转时带动固定连接的通电磁铁30转动，使通电磁铁30带动磁性固定连接的磁铁盘701，在保存筒7内部中的固定框703内进行转动，从而使磁铁盘701带动固定连接的第一盖板702进行转动，使第一盖板702将封堵的通槽打开，便于进行进料，当推动框8装有保存筒7移动至外安装壳2外侧时，此时通过机械手3将样品送入保存筒7内部，从而完成了取样的工作。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、和图14，推动框8内部设有第二盖板809，第二盖板809顶部固定连接有内齿圈805，内齿圈805与推动框8内壁转动连接，内齿圈805内部啮合连接有第一齿轮806，推动框8内部固定连接有第一电机807，第一电机807输出轴与第一齿轮806固定连接，推动框8内部安装有抽水泵808，抽水泵808出水管延伸至推动框8外侧，可以将推动框8中的海水抽出。

推动框8底部转动连接有通电磁铁30，通电磁铁30底部固定连接有连接杆16，连接杆16外开设有螺状滑槽19，载人潜水器1内部底端固定连接有固定筒15，固定筒15内壁固定连接有限位杆17，限位杆17设置于连接杆16外侧开设的螺状滑槽19内部，并与连接杆16滑动连接。

具体的，此时通过启动推动框8内部的第一电机807，使第一电机807带动固定连接的第一齿轮806转动，当第一齿轮806转动带动啮合连接的内齿圈805转动，从而使内齿圈805带动固定连接的第二盖板809将推动框8外侧开设的放置槽进行封闭，使外界水流不会影响样品，并再次通过启动第四电动推杆14，使第四电动推杆14进行下降，当第四电动推杆14下降，通过连接杆16外侧开设的螺状滑槽19，使通电磁铁30带动磁铁盘701进行转动，从而使磁铁盘701带动固定连接的第一盖板702进行转动，从而将保存筒7外侧开设的通槽进行封闭，避免样品取样时泄漏，同时在推动框8内部设有抽水泵808，通过抽水泵808将推动框8内部的水进行抽出，减轻了推动框8的重量，同时便于后期人员进行拿取，保证了样品的完整性，避免样品出现损坏。

当推动框8回到外安装壳2内部后，通过打开第二盖板809，在此启动第二电动推杆10，使第二电动推杆10带动工形框9，通过工形框9上的夹板11将保存筒7从推动框8中取出，并移动至定位框13外侧，需要说明的是转动盘4和工形框9对多个保存筒7两端进行简单的夹持，不影响保存筒7的移动，当需要进行其他取样时，通过启动第二电机22，使第二电机22带动第二齿轮21转动，当第二齿轮21带动啮合连接的第二电机22转动，使传动齿轮20带动固定连接的转动盘4转动，从而使转动盘4底部固定连接的定位框13推动多个保存筒7进行切换，完成对不同样品的保存切换。

请参阅图1、图2、图3、图11、图12、图13和图14，转动盘4外侧开设有出料槽，转动盘4外侧连接有连通筒24，连通筒24贯穿外安装壳2并与载人潜水器1固定连接，连通筒24内部设有支撑盘26，支撑盘26与出料槽相适配，支撑盘26外侧固定连接有固定杆25，固定杆25外侧固定连接有螺纹盘27，螺纹盘27与连通筒24螺纹连接，便于人员通过将支撑盘26取出，使连通筒24与外安装壳2相通，使保存筒7从中滑出，推动框8依次贯穿转动盘4和外安装壳2并与转动盘4和外安装壳2滑动连接，推动框8底部固定连接有密封垫。

具体的，当取样全部完成后上岸后，需要将多个保存筒7进行取出时，通过在工形框9外侧开设有出料槽，当保存筒7移动至出料槽时，通过转动螺纹盘27，使螺纹盘27脱离于连通筒24的螺纹连接状态，将支撑盘26从连通筒24中拔出，此时使保存筒7通过连通筒24受重力滑出，通过转动盘4转动，使多个保存筒7进行依次出料，结构简单。

工作原理：操作人员通过控制机械手3将海底的岩石或菌席（由微生物形成的错综复杂的网状结构，主要是细菌和古菌，一般生长在不同种物质的交界面处），通过启动第二电动推杆10，使第二电动推杆10推动工形框9进行移动，使工形框9移动至其中一个保存筒7外侧，此时通过启动工形框9两侧的第三电动推杆12，使第三电动推杆12推动夹板11，从而使两个夹板11对保存筒7进行夹持，并在此启动第二电动推杆10，使第二电动推杆10推动工形框9上夹持的保存筒7，使保存筒7沿着限位槽6被推入推动框8内部，通过推动框8内部的夹持板802，使第一电动推杆803推动夹持板802，从而完成对保存筒7的夹持固定。

当螺状滑槽19随着推动框8上升时，连接杆16外侧开设有螺状滑槽19，通过固定筒15内壁固定连接的限位杆17，使限位杆17设置于连接杆16开设的螺状滑槽19内部，使连接杆16上升时，受的限位杆17的限制，使连接杆16一边上升一边旋转，当连接杆16旋转时带动固定连接的通电磁铁30转动，使通电磁铁30带动磁性固定连接的磁铁盘701，在保存筒7内部中的固定框703内进行转动，从而使磁铁盘701带动固定连接的第一盖板702进行转动，使第一盖板702将封堵的通槽打开，便于进行进料，当推动框8装有保存筒7移动至外安装壳2外侧时，此时通过机械手3将样品送入保存筒7内部，从而完成了取样的工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。