一种水下切冰取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水下切冰取样装置，属于激光切割技术领域，其特征在于，包括：切割冰块用的N个激光器；控制激光器发射功率的激光控制器；带动激光器实现三维运动的传动机构；带动传动机构进入水下的潜艇；传动机构包括电机，电机的输出轴竖直朝上，在所述电机的输出轴上安装有转盘，在转盘的上表面开设有安装激光器的多个卡槽；所述电机、转盘外设置有密封外壳；所述密封外壳的上表面为透光板；所述密封外壳的下表面与升降气缸的气缸杆上端部固定连接；气缸杆位于竖直方向；所述升降气缸的外壳安装于潜艇的上表面。本实用新型专利技术利用激光进行水下切冰取样，切冰过程不会对冰层本身产生较大的破坏，获取的冰层具有较高的科学研究价值。研究价值。研究价值。

【技术实现步骤摘要】
一种水下切冰取样装置


[0001]本技术属于激光切割
，具体涉及一种水下切冰取样装置。

技术介绍

[0002]众所周知，地球上海洋总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71％，在地球的南北极地区，由于温度较低，因此该地区的海水经常处于结冰状态，同时这些地区与其他地区相比较，人类活动频率比较低，因此冰水处于原始状态，这些冰层的结构和组份具有非常高的研究价值。
[0003]目前，为了获取南北极地区的冰块，研究人员一般采用的是冰上取样，比如冰上的机械切割、高压水切割和聚能爆炸切割，但是实践发现，冰上取样时，首先是工作人员或者机器人携带切割工具到达冰层表面，然后自上而下进行切割，在切割之前，冰层本身承受工作人员或者机器人的重量会影响其内部参数，同时，机械切割、高压水切割和聚能爆炸切割在切割的过程中，由于机械振动或者噪声传播，会破坏冰层内部的结构，因此，设计开发一种水下切冰取样装置具有深远的意义。

技术实现思路

[0004]本技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种水下切冰取样装置，利用激光从水下对冰层进行切割，减少对冰层的破坏，获取更具科研价值的冰层样品。
[0005]本技术的目的是提供一种水下切冰取样装置，包括：
[0006]切割冰块用的N个激光器；N为大于0的自然数；
[0007]控制激光器发射功率的激光控制器；
[0008]带动激光器实现三维运动的传动机构；
[0009]带动传动机构进入水下的潜艇；其中：
[0010]所述传动机构包括电机，所述电机的输出轴竖直朝上，在所述电机的输出轴上安装有转盘，在所述转盘的上表面开设有安装激光器的多个卡槽；所述电机、转盘外设置有密封外壳；所述密封外壳的上表面为透光板；所述密封外壳的下表面与升降气缸的气缸杆上端部固定连接；所述气缸杆位于竖直方向；所述升降气缸的外壳安装于潜艇的上表面。
[0011]优选的，所述激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部位于潜艇内；所述激光控制器通过数据线与激光器连接；电机控制器通过数据线与电机连接，控制部通过数据线与气压管路上的电磁阀连接。
[0012]优选的，还包括与激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部进行无线通信的远程终端；所述远程终端通过WiFi模块、蓝牙模块、GPRS模块中的一种与激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部进行数据通信。
[0013]优选的，在所述透光板上表面安装有竖直方向运动的电控升降杆，所述电控升降杆的上端部安装有激光器。
[0014]优选的，所述电控升降杆上端部的侧壁安装有可伸缩抓杆。
[0015]优选的，在所述电控升降杆上端部的侧壁开设有多个水平槽，在水平槽内设置电磁材料制成的可伸缩抓杆，所述可伸缩抓杆通过复位弹簧与水平槽连接；在所述电控升降杆内设置有电磁铁；所述电磁铁和可伸缩抓杆位于同一水平高度。
[0016]优选的，所述电控升降杆的控制器位于潜艇内。
[0017]优选的，所述升降气缸为三个。
[0018]优选的，还包括安装于密封外壳上用于获取冰层温度的温度传感器、激光测距仪、流速传感器和海水水质分析仪。
[0019]优选的，还包括具有多个样品容纳腔的采样储存盒，在所述采样储存盒内设有样品固定器。
[0020]本技术具有的优点和积极效果是：
[0021]本技术利用激光从水下对冰层进行切割，能够最大限度减少对冰层的破坏，获取更具科研价值的冰层样品；具体为：
[0022]本技术利用激光进行水下切冰，与传统机械切冰或者是爆炸破冰相比较，避免了机械振动和能量波传输导致冰层内部破裂，切冰过程不会对冰层本身产生较大的破坏，能够保证样品的原生态性；
[0023]本技术利用激光进行水下切冰，能够获取到比较完整的冰层样品，获取的冰层具有更高的科学研究价值；
[0024]本技术利用激光进行水下切冰，与传统冰面取样相比较，避免了冰面重物对冰层的破坏；
[0025]本技术利用激光进行水下切冰，破冰过程噪声较小，几乎为零，避免了惊扰海洋生物。
附图说明
[0026]图1是本技术第一优选实施例的结构图；
[0027]图2是本技术第二优选实施例的结构图；
[0028]图3是本技术第二优选实施例中可伸缩抓杆的安装结构图；
[0029]图4是本技术第二优选实施例中可伸缩抓杆收缩后的结构图；
[0030]图5是本技术优选实施例的有线信号通信图；
[0031]图6是本技术优选实施例的无线信号通信图；
[0032]图7是本技术优选实施例中采样储存盒的结构图。
具体实施方式
[0033]为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0034]如图1、图5和图6所示，本技术的技术方案为：
[0035]一种水下切冰取样装置，主要包括：
[0036]切割冰块用的N个激光器3
‑
5；N为大于0的自然数；
[0037]控制激光器发射功率的激光控制器3
‑
6；
[0038]带动激光器实现三维运动的传动机构3；
[0039]带动传动机构进入水下的潜艇1；其中：
[0040]所述传动机构3包括电机3
‑
1，所述电机的输出轴竖直朝上，在所述电机的输出轴上安装有转盘3
‑
2，在所述转盘的上表面开设有安装激光器的多个卡槽3
‑
3；所述电机、转盘外设置有密封外壳3
‑
4；所述密封外壳的上表面为透光板；所述密封外壳的下表面与升降气缸2的气缸杆上端部固定连接；所述气缸杆位于竖直方向；所述升降气缸的外壳安装于潜艇的上表面。
[0041]本优选实施例的工作原理为：首先将激光器3
‑
5安装于卡槽3
‑
3中，使得激光器的激光出射光束竖直向上；控制潜艇1下潜至取样冰层的下方，通过升降气缸2调整激光器与冰层下表面之间的距离，该距离保持在100mm至300mm之间；开启电机和激光器，激光器的开启数量可以根据实际需求而定，比如切割大尺寸的冰块，开启外侧的激光器，切割小尺寸的冰块，开启内侧的激光器即可；激光器在电机的带动下，自下而上对冰层进行切割。
[0042]在上面的控制过程中，控制信号的传输可以采用有线的通信方式，比如图5，也可以采用无线的通信方式，比如图6；
[0043]如图5所示，所述激光控制器3
‑
6、电机控制器3
‑
7和升降气缸的控制部3
‑
8位于潜艇1内；所述激光控制器通过数据线与激光器连接；电机控制器通过数据线与电机连接，控制部通过数据线与气压管路上的电磁阀连接；密封外壳和潜艇之间连接有数据线管路4，数据线管路4为柔性的，进而减少升降气缸2顶起或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下切冰取样装置，其特征在于，至少包括：切割冰块用的N个激光器；N为大于0的自然数；控制激光器发射功率的激光控制器；带动激光器实现三维运动的传动机构；带动传动机构进入水下的潜艇；其中：所述传动机构包括电机，所述电机的输出轴竖直朝上，在所述电机的输出轴上安装有转盘，在所述转盘的上表面开设有安装激光器的多个卡槽；所述电机、转盘外设置有密封外壳；所述密封外壳的上表面为透光板；所述密封外壳的下表面与升降气缸的气缸杆上端部固定连接；所述气缸杆位于竖直方向；所述升降气缸的外壳安装于潜艇的上表面。2.根据权利要求1所述的水下切冰取样装置，其特征在于，所述激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部位于潜艇内；所述激光控制器通过数据线与激光器连接；电机控制器通过数据线与电机连接，控制部通过数据线与气压管路上的电磁阀连接。3.根据权利要求1所述的水下切冰取样装置，其特征在于，还包括与激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部进行无线通信的远程终端；所述远程终端通过WiFi模块、蓝牙模块、GPRS模块中的一种与激光控制器、电机控制器和升降气缸的控制部进行数据通信。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，许钊，张庆河，何小松，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：