可移动式沉积物捕获设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种可移动式沉积物捕获设备及方法，所述可移动式沉积物捕获设备，包括采集机构与运动机构，所述采集机构安装在所述运动机构上；所述采集机构用于采集沉积物，所述运动机构能够带动所述采集机构运动。所述采集机构包括偏心式漏斗、防水舵机、固定片、换瓶组件、第一支座以及第一支撑板；所述防水舵机能够驱动所述换瓶组件沿所述换瓶组件的轴线旋转；所述运动机构包括密封耐压壳体(16)、端盖(9)、第一垂直驱动模块(12)、水平驱动模块(14)、第二垂直驱动模块(15)、支架(17)、传感器组件(13)、控制机构以及电源；本发明专利技术具备垂直方向准确定深的功能，且在水平方向上既可以被动漂流，也可以主动航行。也可以主动航行。也可以主动航行。

【技术实现步骤摘要】
可移动式沉积物捕获设备及方法


[0001]本专利技术涉及海洋机器人
，具体地，涉及一种可移动式沉积物捕获设备及方法，尤其的，涉计一种水下沉积物捕获器及方法，特别的，涉及一种可兼具自适应姿态调整，节能、快速、精准定深及水平面航行控制的移动式时空序列沉积物捕获器及方法。

技术介绍

[0002]目前主流的沉积物捕获器主要包括定点式沉积物捕获器和中性浮力沉积物捕获器(NBST)。其中定点式沉积物捕获器由于需要系有缆绳的特点，限制了其水下移动范围，决定了其采集样本的单一性；NBST由于其细长圆柱体的外观，能保证较小的迎流面积，其随波漂流的功能，虽能采集到时间序列与空间序列的沉积物样本，但是其无法调控采样深度，也无法在水平面上自主航行，无法实现对目标区域的准确采集。
[0003]专利文献CN112461605A公开了一种海流方向与水流通道方向相同的时序海底沉积物捕获器及其使用方法，包括基座、捕获装置与转盘；基座上设有捕获装置和转盘，转盘通过转向轴承设置在基座上；转盘上设有捕获装置和转向装置；所述的捕获装置包括捕获管和沉积管，所述捕获管内部中空，其前端开有水平进水口，后端设有竖直向下的出水口，捕获管内部设有内切于捕获管内腔且倾斜设置的滤网；所述沉积管设置在捕获管下方，滤网将流经捕获管内大于滤网孔径的物质拦截，沉积物堆积到沉积管内；沉积管的底端设置在转盘上。该现有技术的不足之处在于带有缆绳，限制了其水下移动范围。专利文献CN210487347U公开了一种小型沉积物捕获器，涉及海洋仪器设备行业领域，包括安装环、支撑柱、捕获斗、采样瓶转换驱动电机、安装隔板、转盘、采样瓶、平衡支撑机构，所述平衡支撑机构包括连接块、电机、减速器、螺杆、螺纹滑块、滑动支撑杆、螺杆安装座、固定支撑杆、底板。该现有技术的不足之处在于无法在水平方向上移动，难以实现区域性沉积物采集。
[0004]专利文献CN205024659U沉潜油捕获器的平衡装置及沉潜油捕获器。所述沉潜油捕获器的平衡装置包括一组浮球组件，所述浮球组件包括两个浮球，所述两个浮球分别通过一根连接绳连接沉潜油捕获器，两根所述连接绳相对设置在牵引沉潜油捕获器的牵引绳的两侧。但该方案仍然带有缆绳，限制了其水下移动范围。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可移动式沉积物捕获设备及方法。
[0006]根据本专利技术提供的一种可移动式沉积物捕获设备，包括采集机构与运动机构，所述采集机构安装在所述运动机构上；
[0007]所述采集机构用于采集沉积物，所述运动机构能够带动所述采集机构运动。
[0008]优选的，所述采集机构包括偏心式漏斗、防水舵机、固定片、换瓶组件、第一支座以及第一支撑板；
[0009]所述固定片与所述偏心式漏斗通过第一连接件紧固连接，且固定片位于所述偏心
式漏斗的底端；所述固定片上设置有第一通孔，所述第一通孔的位置与所述偏心式漏斗的底端位置相对应；
[0010]所述换瓶组件可转动的安装在所述固定片的底部；所述防水舵机紧固安装在所述固定片上；所述第一支座与所述换瓶组件可转动连接，所述第一支撑板紧固安装在所述第一支座的底端；所述固定片与所述第一支撑板通过第二连接件紧固连接。
[0011]所述防水舵机能够驱动所述换瓶组件沿所述换瓶组件的轴线旋转；
[0012]优选的，所述第一连接件的数量为多个，所述第二连接件的数量为多个，且所述第一连接件与所述第二连接件均为铜柱；
[0013]多个所述第一连接件沿所述固定片的周向分布，所述第一连接件的一端与所述固定片的顶端紧固连接，所述第一连接件的另一端与所述偏心式漏斗紧固连接；
[0014]多个所述第二连接件沿所述第一支撑板的周向分布，所述第二连接件的一端与所述第一支撑板紧固连接，所述第二连接件的另一端与所述固定片的底端紧固连接。
[0015]优选的，所述防水舵机通过卡扣与所述固定片连接。
[0016]优选的，所述换瓶组件包括采集盘与多个采集瓶，所述采集盘上设置有多个第二通孔，所述多个第二通孔分别对应相同数量的所述采集瓶，所述采集瓶通过所述第二通孔安装在所述采集盘的底端；
[0017]所述采集盘可转动的安装在所述固定片的底部，且所述采集盘与所述第一支座可转动连接；
[0018]所述防水舵机能够驱动所述采集盘沿所述采集盘的轴线旋转；
[0019]当所述采集盘旋转时，所述第二通孔的位置能够与所述第一通孔位置相对应。
[0020]优选的，所述采集盘与底座采用滚珠连接；
[0021]优选的，所述运动机构包括密封耐压壳体、端盖、第一垂直驱动模块、水平驱动模块、第二垂直驱动模块、支架、传感器组件、控制机构以及电源；
[0022]所述防水舵机与所述控制机构电连接；
[0023]所述端盖的顶端与所述第一支撑板紧固连接，且所述端盖可拆卸的安装在所述密封耐压壳体的顶端；所述密封耐压壳体具有中空腔室，所述第一垂直驱动模块、支架、传感器组件、控制机构以及电源均设置在所述中空腔室内，且所述第一垂直驱动模块、传感器组件、控制机构以及电源均安装在所述支架上；
[0024]所述水平驱动模块、第二垂直驱动模块均安装在所述密封耐压壳体的外壁上，且所述第二垂直驱动模块与所述水平驱动模块均沿所述密封耐压壳体周向布置。
[0025]所述传感器组件包括深度传感器、姿态传感器以及GPS传感器；
[0026]所述控制机构包括单片机；所述电源包括电池。
[0027]优选的，还包括应急机构，所述应急机构安装在所述密封耐压壳体外，且位于所述密封耐压壳体的底部；所述应急机构与所述控制机构电连接。
[0028]优选的，所述第一垂直驱动模块包括泵、油囊以及管道，所述密封耐压壳体的底部设置有开孔，所述管道的一端连接所述开孔，所述管道的另一端与所述泵的一端连接，所述泵的另一端连接所述油囊；
[0029]所述第二垂直驱动模块包括第一扇叶、第二支座以及第一防水电机，所述第一扇叶与所述第一防水电机连接，且所述第一扇叶与所述第一防水电机均安装在所述第二支座
上；所述第一防水电机与所述控制机构电连接；
[0030]所述水平驱动模块包括第二扇叶、第三支座以及第二防水电机，所述第二扇叶与所述第二防水电机均安装在所述第三支座上；所述第二防水电机与所述控制机构电连接；
[0031]根据本专利技术提供的一种可移动式沉积物捕获方法，采用所述的可移动式沉积物捕获设备，包括以下步骤：
[0032]S1：所述可移动式沉积物捕获设备在水中沿深度方向运动；
[0033]S2：水平驱动模块启动，第一垂直驱动模块以及第二垂直驱动模块保持静止，以将所述可移动式沉积物捕获设备调整至预设水平位置；
[0034]S3：第一垂直驱动模块、第二垂直驱动模块以及水平驱动模块保持静止；所述可移动式沉积物捕获设备在预设区域在水流的作用下被动漂流；
[0035]S4：当经过预设的时间间隔以后，防水舵机带动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，包括采集机构与运动机构，所述采集机构安装在所述运动机构上；所述采集机构用于采集沉积物，所述运动机构能够带动所述采集机构运动。2.根据权利要求1所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述采集机构包括偏心式漏斗(1)、防水舵机(2)、固定片(3)、换瓶组件、第一支座(6)以及第一支撑板(7)；所述固定片(3)与所述偏心式漏斗(1)通过第一连接件紧固连接，且固定片(3)位于所述偏心式漏斗(1)的底端；所述固定片(3)上设置有第一通孔，所述第一通孔的位置与所述偏心式漏斗(1)的底端位置相对应；所述换瓶组件可转动的安装在所述固定片(3)的底部；所述防水舵机(2)紧固安装在所述固定片(3)上；所述第一支座(6)与所述换瓶组件可转动连接，所述第一支撑板(7)紧固安装在所述第一支座(6)的底端；所述固定片(3)与所述第一支撑板(7)通过第二连接件紧固连接；所述防水舵机(2)能够驱动所述换瓶组件沿所述换瓶组件的轴线旋转。3.根据权利要求2所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述第一连接件的数量为多个，所述第二连接件的数量为多个，且所述第一连接件与所述第二连接件均为铜柱(8)；多个所述第一连接件沿所述固定片(3)的周向分布，所述第一连接件的一端与所述固定片(3)的顶端紧固连接，所述第一连接件的另一端与所述偏心式漏斗(1)紧固连接；多个所述第二连接件沿所述第一支撑板(7)的周向分布，所述第二连接件的一端与所述第一支撑板(7)紧固连接，所述第二连接件的另一端与所述固定片(3)的底端紧固连接。4.根据权利要求2所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述防水舵机(2)通过卡扣与所述固定片(3)连接。5.根据权利要求2所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述换瓶组件包括采集盘(4)与多个采集瓶(5)，所述采集盘(4)上设置有多个第二通孔，所述多个第二通孔分别对应相同数量的所述采集瓶(5)，所述采集瓶(5)通过所述第二通孔安装在所述采集盘(4)的底端；所述采集盘(4)可转动的安装在所述固定片(3)的底部，且所述采集盘(4)与所述第一支座(6)可转动连接；所述防水舵机(2)能够驱动所述采集盘(4)沿所述采集盘(4)的轴线旋转；当所述采集盘(4)旋转时，所述第二通孔的位置能够与所述第一通孔位置相对应。6.根据权利要求5所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述采集盘(4)与底座(6)采用滚珠连接。7.根据权利要求2所述的可移动式沉积物捕获设备，其特征在于，所述运动机构包括密封耐压壳体(16)、端盖(9)、第一垂直驱动模块(12)、水平驱动模块(14)、第二垂直驱动模块(15)、支架(17)、传感器组件(13)、控制机构以及电源；所述防水舵机(2)与所述控制机构电连接；所述端盖(9)的顶端与所述第一支撑板(7)紧固连接，且所述端盖(9)可拆卸的安装在所述密封耐压壳体(16)的顶端；所述密封耐压壳体(16)具有中空腔室，所述第一垂直驱动模块(12)、支架(17)、传感器组件(13)、控制机构以及电源均设置在所述中空腔室内，且所
述第一垂直驱动模块(12)、传感器组件(13)、控制机构以及电源均安装在所述支架(17)上；所述水平驱动模块(14)、第二垂直驱动模块(15)均...

【专利技术属性】
技术研发人员：于曹阳，连琏，王瑞，钟一鸣，曹军军，曾铮，魏照宇，姚宝恒，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：