一种船舶压舱水样采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种船舶压舱水样采集装置，包括电动推进模块、水样储存单元、控制中心和线缆，电动推进模块用于推动水样采集装置在水下运动；控制中心通过线缆发送指令给电动推进模块和活塞电机；水样储存单元包括水样采集槽、活塞、活塞架、活塞电机、螺杆和双向阀，活塞电机固定在水样采集槽的外侧壁上，螺杆固定在活塞电机的旋转轴上，可由活塞电机带动旋转；活塞位于水样采集槽内部，活塞边缘紧贴内壁、并可沿内壁滑动，活塞与水样采集槽的五个侧壁形成存放水样的密闭空间，与活塞相对的侧壁上安装有双向阀。本装置实现了自动搜索水生物，遥控水下前进、自动采集水样、自动巡航等功能，有效解决了现有技术压舱水采集困难，采集数据不准确等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶压舱水样采集装置
本专利技术涉及水样采集装置，特别是一种船舶压舱水样采集装置。
技术介绍
船舶压舱水是为了保持船舶平衡，而专门注入的水。压舱水是船舶安全航行的重要保证，特别是对没有装载适量货物的船舶。适量压舱水可保证船舶的螺旋桨吃水充分，将船舶尾波引发的船体震动降低到最低限度，并维持推进效率。船舶压载水中含有大量生物，包括浮游生物、微生物、细菌甚至是小型鱼类以及各种物种的卵、幼体或孢子，这些生物在跟随船舶航行的过程中有的因为无法适应温度、盐度等因素的变化而死亡，但有的能够生存下来，并最终随着船舶压载水排入新的环境中。由此导致一个水域的生物或种类繁多的生物组随着压载水传送到另一个地理性隔离水域，如果这些生物因为缺乏天敌或其他原因能够在自然或半自然的生态系统或环境中生长繁殖、建立种群，就可能威胁到这些海湾、河口或内陆水域的生态系统结构及其物种多样性，成为外来入侵种，而且压载水还会传播有害的寄生虫和病原体，甚至可能导致当地物种的灭绝。随着国际航运产业不断壮大，以及人们对海洋环境保护意识的不断增强，船舶压载水的排放所带来的外来海洋生物入侵问题引起了社会各界的广泛关注。认识到船舶压载水中有害水生物和病原体的跨区域转移已经对全球海洋生态环境造成了不可忽视的影响，全球环境基金组织(GEF)已经将其列为危害海洋的四大威胁之一。我国的港口众多，每年都会有大量的压舱水排入到我国境内海域，造成海域出现各种污染和物种的侵入。资料显示，中国确认的外来入侵物种已达500余种，其中大面积发生、危害严重的达100余种，每年造成上千亿的经济损失。为保护海洋生态，抵御海洋生物“移民”，压舱水监测显得尤为重要。目前，压舱水的监测还处在人工收集样本，然后提取样本检测的阶段。由于收集的范围有局限，不能准确的检测不同水深的水质，可能会造成压舱水中还存在未被采集的水生物。而且这种收集方式既浪费人力又浪费财力，整个环节也很复杂，收集效率十分低下。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供了一种船舶压舱水样采集装置，实现了自动搜索水生物，遥控水下前进、自动采集水样、自动巡航等功能，有效解决了现有技术压舱水采集困难，采集数据不准确等问题。本专利技术的技术方案为：一种船舶压舱水样采集装置，包括电动推进模块、水样储存单元、控制中心和线缆，所述电动推进模块用于接收控制中心指令，推动水样采集装置在水下运动；所述控制中心通过线缆连接水样采集装置，并发送指令给电动推进模块和活塞电机；所述水样储存单元包括水样采集槽、活塞、活塞架、活塞电机、螺杆和双向阀，所述活塞电机固定在水样采集槽的外侧壁上，所述螺杆固定在活塞电机的旋转轴上，可由活塞电机带动旋转；所述活塞位于水样采集槽内部，活塞边缘紧贴水样采集槽内壁、并可沿内壁滑动，活塞与水样采集槽的五个侧壁形成存放水样的密闭空间，所述密闭空间的、与活塞相对的侧壁上安装有双向阀；所述活塞架为U形架，其端部与活塞固定连接，活塞架的两个侧壁穿过水样采集槽的侧壁，部分位于水样采集槽以外；活塞架的底壁开设有螺孔，所述螺孔的内壁上具有与螺杆的外螺纹相配合的内螺纹，所述螺杆穿过螺孔，所述活塞电机转动通过螺杆、活塞架带动活塞在水样采集槽内壁滑动，将水通过双向阀吸入密闭空间、或从密闭空间排出。所述电动推进模块包括两个纵向推进器和两个水平推进器，所述两个纵向推进器分别设置于水样采集装置的两侧，提供垂直方向的推力，用于控制水样采集装置的上下位移；所述两个水平推进器均设置于水样采集装置的顶部，提供水平方向的推力，用于控制水样采集装置的水平位移。还包括声纳探测模块，所述声纳探测模块通过线缆与控制中心相连，用于探测水生生物和压舱水的边界，并将探测结果传递到控制中心。还包括摄像头，所述摄像头通过线缆与控制中心相连，用于观测水下动态和拍摄照片，并将观测和拍摄结果传递到控制中心。所述摄像头安装在水样采集装置的前部，外部安装有透明防水罩体。所述摄像头两边设有LED灯。还包括水质检测模块，所述水质检测模块包括PH值检测模块和温度监测模块，所述PH值检测模块和温度监测模块通过线缆与控制中心相连，将检测结果传递到控制中心。所述线缆通过固定装置固定在水样采集装置的顶部。一种船舶压舱水样采集方法，包括以下步骤：步骤一：初始化，将水样采集装置放入船舶压舱水中；步骤二：人工选择是否进入自动巡航模式，若选择自动巡航模式则进入步骤七，否则进入步骤三；步骤三：人工控制电动推进模块，通过纵向推进器和水平推进器实现水样采集装置向设定方向前进，到达目标深度和区域后进入步骤四；步骤四：控制中心是否发出采集水样指令，如是，进入步骤五，如否，进入步骤二；步骤五：控制中心自动开启活塞电机，活塞电机带动螺杆逆时针转动，螺杆转动带动活塞架和活塞向远离双向阀的方向运动，水样采集槽的密闭空间内压力减小，双向阀在外界压力作用下打开，压舱水进入水样采集槽的密闭空间，水样采集完成，然后进行步骤六；步骤六：水样采集装置返航至基站；步骤七：启动自动巡航模式，控制中心自动开启声纳探测模块探测和摄像头观测，LED灯打开，然后进入步骤八；步骤八：声纳探测模块是否探测到水生物，如是，将水生物的方位传递到控制中心，然后进入步骤九；如否，进入步骤十一；步骤九：控制中心发送指令给电动推进模块，通过纵向推进器和水平推进器控制水样采集装置不断靠近水生物，同时，声纳探测模块不断探测水生物方位信息，并将此信息传递到控制中心，用于调整水样采集装置的前进方向，然后进入步骤十；步骤十：当水样采集装置接近水生物时，控制中心发送指令给电动推进模块，不断调整水样采集装置的姿态，使水生物处于摄像头的视野范围内，进入步骤四；步骤十一：持续自动巡航，进入步骤八。所述步骤九还包括以下步骤：当声纳探测模块到压舱水的边界信息时，将此信息传递到控制中心，用于调整水样采集装置的前进方向。本专利技术通过在水样采集装置的两侧和顶部设置推进器，推进水样采集装置在水下行进，向目标采集区域前进；水样采集装置中由活塞电机带动螺杆转动，螺杆带动活塞在水样采集槽中滑动，体积变化造成密闭空间内的压力变化，使密闭空间内外形成压差，双向阀在压差的作用下打开，使压舱水被吸入密闭空间、或从密闭空间挤出至水样采集槽以外，实现压舱水的收集和排出。水样采集装置所配置的声纳探测模块和摄像头能实现对水中生物的探测和动态拍摄，PH值检测模块和温度监测模块能实现对水质的检测，从而全方位替代了人工收集提取压舱水的模式，实现了对不同深度压舱水进行信息采集和数据监控，并可将监控数据实时传输，有效保证压舱水中的外来生物物种能够被全方位地采集和检测，御防外来生物入侵。附图说明图1为本专利技术船舶压舱水样采集装置的立体图；图2为本专利技术水样储存单元的剖视立体图；图3为本专利技术船舶压舱水样采集方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。参考图1，本专利技术的一种船舶压舱水样采集装置，包括电动推进模块、水样储存单元200、控制中心和线缆40，电动推进模块用于接收控制中心指令，推动水样采集装置在水下运动；控制中心通过线缆40连接水样采集装置，并发送指令给电动推进模块和活塞电机24；线缆40通过固定装置401密封固定在水样采集装置的顶部，用于将控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶压舱水样采集装置，其特征在于，包括电动推进模块、水样储存单元(200)、控制中心和线缆(40)，所述电动推进模块用于接收控制中心指令，推动水样采集装置在水下运动；所述控制中心通过线缆(40)连接水样采集装置，并发送指令给电动推进模块和活塞电机(24)；所述水样储存单元(200)包括水样采集槽(21)、活塞(22)、活塞架(23)、活塞电机(24)、螺杆(25)和双向阀(26)，所述活塞电机(24)固定在水样采集槽(21)的外侧壁上，所述螺杆(25)固定在活塞电机(24)的旋转轴上，可由活塞电机(24)带动旋转；所述活塞(22)位于水样采集槽(21)内部，活塞(22)边缘紧贴水样采集槽(21)内壁、并可沿内壁滑动，活塞(22)与水样采集槽(21)的五个侧壁形成存放水样的密闭空间(27)，所述密闭空间(27)的、与活塞(22)相对的侧壁上安装有双向阀(26)；所述活塞架(23)为U形架，其端部与活塞(22)固定连接，活塞架(23)的两个侧壁穿过水样采集槽(21)的侧壁，部分位于水样采集槽(21)以外；活塞架(23)的底壁开设有螺孔(231)，所述螺孔(231)的内壁上具有与螺杆(25)的外螺纹相配合的内螺纹，所述螺杆(25)穿过螺孔(231)，所述活塞电机(24)转动通过螺杆(25)、活塞架(23)带动活塞(22)在水样采集槽(21)内壁滑动，将水通过双向阀(26)吸入密闭空间(27)、或从密闭空间(27)排出。...

【技术特征摘要】
1.一种船舶压舱水样采集装置，其特征在于，包括电动推进模块、水样储存单元(200)、控制中心和线缆(40)，所述电动推进模块用于接收控制中心指令，推动水样采集装置在水下运动；所述控制中心通过线缆(40)连接水样采集装置，并发送指令给电动推进模块和活塞电机(24)；所述水样储存单元(200)包括水样采集槽(21)、活塞(22)、活塞架(23)、活塞电机(24)、螺杆(25)和双向阀(26)，所述活塞电机(24)固定在水样采集槽(21)的外侧壁上，所述螺杆(25)固定在活塞电机(24)的旋转轴上，可由活塞电机(24)带动旋转；所述活塞(22)位于水样采集槽(21)内部，活塞(22)边缘紧贴水样采集槽(21)内壁、并可沿内壁滑动，活塞(22)与水样采集槽(21)的五个侧壁形成存放水样的密闭空间(27)，所述密闭空间(27)的、与活塞(22)相对的侧壁上安装有双向阀(26)；所述活塞架(23)为U形架，其端部与活塞(22)固定连接，活塞架(23)的两个侧壁穿过水样采集槽(21)的侧壁，部分位于水样采集槽(21)以外；活塞架(23)的底壁开设有螺孔(231)，所述螺孔(231)的内壁上具有与螺杆(25)的外螺纹相配合的内螺纹，所述螺杆(25)穿过螺孔(231)，所述活塞电机(24)转动通过螺杆(25)、活塞架(23)带动活塞(22)在水样采集槽(21)内壁滑动，将水通过双向阀(26)吸入密闭空间(27)、或从密闭空间(27)排出。2.根据权利要求1所述的船舶压舱水样采集装置，其特征在于，所述电动推进模块包括两个纵向推进器(11)和两个水平推进器(12)，所述两个纵向推进器(11)分别设置于水样采集装置的两侧，提供垂直方向的推力，用于控制水样采集装置的上下位移；所述两个水平推进器(12)均设置于水样采集装置的顶部，提供水平方向的推力，用于控制水样采集装置的水平位移。3.根据权利要求1所述的船舶压舱水样采集装置，其特征在于，还包括声纳探测模块(31)，所述声纳探测模块(31)通过线缆(40)与控制中心相连，用于探测水生生物和压舱水的边界，并将探测结果传递到控制中心。4.根据权利要求1所述的船舶压舱水样采集装置，其特征在于，还包括摄像头(32)，所述摄像头(32)通过线缆(40)与控制中心相连，用于观测水下动态和拍摄照片，并将观测和拍摄结果传递到控制中心。5.根据权利要求4所述的船舶压舱水样采集装置，其特征在于，所述摄像头(32)安装在水样采集装置的前部，外部安装有透明防水...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢博闻，姜亚锋，袁立，刘斐，曹守启，刘雨青，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31