本发明专利技术涉及无人船装备技术领域，具体涉及一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置。包括：框架，所述框架上端连接有吊拉绳索，所述框架上转动设有挖爪，所述挖爪爪腔开口处设有密封盖，所述密封盖远离挖爪一端转动固定在框架上；所述框架上固定有密封箱，所述密封箱内设有驱动电机，所述密封箱上穿设有驱动轴，所述驱动电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴与挖爪传动连接；还包括弹簧，所述弹簧一端连接在密封盖远离转动中心一侧，另一端固定在框架上，所述密封盖被弹簧的弹力压合在挖爪开口处。本发明专利技术通过一个驱动装置，完成了取样、翻转和密封，控制系统简单，并且能够保证取样淤泥不被水流冲走，提高取样效率以及取样的成功率。成功率。成功率。
A high success rate rotary excavation sludge sampling device based on unmanned ship
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置
[0001]本专利技术涉及无人船装备
，具体涉及一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置。
技术介绍
[0002]无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，英文缩写为USV。通过无人船进行水质检测，水下淤泥的采样，是无人船应用技术中的一个重要领域。
[0003]如中国专利公开号为：CN208902462U，公开的一种基于无人船的双抓斗式分层淤泥采样装置，现有的淤泥取样抓斗，通常都是倒扣设置的，抓斗抓取淤泥后，仍然是倒扣并且开口腔不封口，由于水底情况复杂，可能出现暗流旋涡等，水流流动性较强，抓斗的抓取淤泥很容易被水流冲走，导致取样失败。
[0004]专利号为CN 110346176 A的中国专利技术专利公开了一种基于无人船的双抓斗式分层淤泥采样装置，提供了如下技术方案：包括缆线，所述缆线上固定连接有配重块，所述缆线上固定连接有第一连接耳，所述第一连接耳的底侧固定连接有密封箱，所述密封箱内固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底端通过传动机构连接有第一钻筒，所述螺纹杆上螺纹连接有螺纹块，所述螺纹块两侧对称固定连接有连接杆，所述连接杆通过限位机构与第一钻筒相连接，所述第一钻筒的底侧设有锯齿，所述配重块的一侧固定连接有固定块，所述固定块上转动连接有导向轮，所述密封箱的左侧固定连接有第二连接耳，所述第二连接耳上固定连接有连接钢绳。该专利技术中通过缆线将密封箱放入水里后，在配重块的作用下，保证缆线处于竖直状态，然后通过驱动电机带动螺纹杆进行转动，螺纹块在限位板的限位情况下向下滑动，从而在连接杆的连接作用下带动第一钻筒向下进给，使得矩形块在矩形槽内相对滑动，并且由于螺纹杆还会带动传动杆进行转动，同时在矩形块与矩形槽的矩形配合下带动套筒进行转动，从而让第一钻筒向下做进给运动的同时进行转动，从而实现对淤泥的钻取工作，淤泥钻取工作完成后，通过无人船上的驱动机构将连接钢绳收起，在导向轮的导向作用下拉动密封箱，从而使得第一钻筒逐渐旋转180度，让第一钻筒倒置，防止取样淤泥被水冲走，根据第一钻筒的深度就可以得到不同深度层的淤泥样本，使用方便。
[0005]该专利技术通过另设驱动机构使得第一钻筒倒置，防止取样淤泥被水冲走。具有的缺点如下：一方面，另设驱动机构，使得装置整体控制复杂程度高；另一方面，钻筒没有封口，取样淤泥还是会有流失的情况；此外，当该专利技术所述的采样装置下水后接触取样淤泥，难以保证装置是竖直插设在水下淤泥处的，当装置倾斜时，则无法保证取样的有效性。
技术实现思路
[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，控制系统简单，并且能够保证取样淤泥不被水流冲走，提高取样效率以及
取样的成功率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，包括：框架，所述框架上端连接有吊拉绳索，所述框架上转动设有挖爪，所述挖爪爪腔开口处设有密封盖，所述密封盖远离挖爪一端转动固定在框架上；所述框架上固定有密封箱，所述密封箱内设有驱动电机，所述密封箱上穿设有驱动轴，所述驱动电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴与挖爪传动连接；还包括弹簧，所述弹簧一端连接在密封盖远离转动中心一侧，另一端固定在框架上，所述密封盖被弹簧的弹力压合在挖爪开口处。
[0008]上述装置中，本专利技术所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，其工作步骤是：1、无人船上的吊拉绳索固定在框架上端，当无人船到达指定取样区域时，无人船上连接吊拉绳索的驱动装置将框架放下，框架自然下沉置于淤泥上；2、启动驱动电机，驱动电机驱动挖爪旋转一圈，期间挖爪顶开密封盖，完成淤泥取样，密封盖由于弹簧作用自动回弹复位，最终密封盖还是盖设在挖爪的爪腔开口处；3、无人船上的吊拉驱动装置，通过吊拉伸缩将框架吊起，完成回收。
[0009]优选的，可在吊拉绳索远离框架一端设置张力传感器，在框架下沉过程中检测吊拉绳索的张力，张力传感器测值减小，即表示，框架已经沉至淤泥之上，控制器即可反馈发出启动驱动电机的信号。本专利技术所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置通过一个驱动装置，完成了取样、翻转和密封，控制系统简单，并且能够保证取样淤泥不被水流冲走，提高取样效率以及取样的成功率。
[0010]优选的，所述密封盖上设有密封凸沿，所述密封凸沿与挖爪贴合面边缘形状相适应，能够保证挖爪和密封盖之间的密封性。
[0011]进一步的，所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，所述挖爪爪腔的截面形状，由大圆弧线、小圆弧线和直线段首尾相连围成，所述小圆弧线内切与大圆弧线，所述直线段与小圆弧线相切，所述大圆弧线过大圆弧线与直线段交点的切线，与直线段垂直；所述挖爪的转动中心与大圆弧线圆心重合；所述挖爪爪腔开口位置对应于直线段处。作为本专利技术的优选方案，所述挖爪外壁与爪腔形状相适应，挖爪对应大圆弧线部分用于插入并挖去淤泥，挖爪爪腔对应小圆弧线的区域主要用于存储淤泥。并且，所述挖爪的转动中心与大圆弧线圆心重合，保证挖爪插入淤泥的力的方向与其运动方向相同，并且能减少所述挖爪进行旋转抓取淤泥时受到的阻力。整体结构合理性好。
[0012]进一步的，所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，所述框架整体呈长方体形框架，包括长方形的底框和顶框，所述底框和顶框之间固定有一组支撑杆，所述支撑杆连接所述底框和顶框。作为本专利技术的优选方案，所述框架具有结构简单，质量轻的优点，所述底框能够保证当底框沉至淤泥上时，所述挖爪与淤泥的距离，从而保证挖爪转动抓取淤泥的有效性。优选的，所述密封箱固定在顶框上。所述密封盖的转动枢轴安装在一对支撑杆上，所述弹簧远离密封盖一端固定在顶框上。所述底框下方固定有一组插脚。设置插脚防止挖爪抓取淤泥的反作用力将框架整体顶动产生位移。
[0013]进一步的，所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，所述挖爪设置在底框上方，当所述挖爪向下转动至直线段垂直于底框时，所述挖爪爪腔开口在
底框下方。作为本专利技术的优选方案，保证抓取淤泥的有效性，防止无效爪取。
[0014]进一步的，所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，所述框架上转动设置有链轮轴，所述挖爪固定在链轮轴上，所述链轮轴上在挖爪两侧固定有一对第一链轮，对应所述第一链轮，所述驱动轴上固定有第二链轮，所述第二链轮和第一链轮通过链条传动连接。作为本专利技术的优选方案，采用链轮
‑
链条传动能够保证转动角度的精确性。
[0015]进一步的，所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，所述顶框上连接有一对导轮，所述链条的两边分别贴合在一对导轮上。作为本专利技术的优选方案，设置导轮改变链条的路径，防止链条与弹簧在空间上产生干涉。能够减小安装空间，提高本专利技术所述一种基于无人船本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，其特征在于：包括框架（1），所述框架（1）上端连接有吊拉绳索（9），所述框架（1）上转动设有挖爪（2），所述挖爪（2）爪腔开口处设有密封盖（3），所述密封盖（3）远离挖爪（2）一端转动固定在框架（1）上；所述框架（1）上固定有密封箱（4），所述密封箱（4）内设有驱动电机（41），所述密封箱（4）上穿设有驱动轴（42），所述驱动电机（41）与驱动轴（42）传动连接，所述驱动轴（42）与挖爪（2）传动连接；还包括弹簧（31），所述弹簧（31）一端连接在密封盖（3）远离转动中心一侧，另一端固定在框架（1）上，所述密封盖（3）被弹簧（31）的弹力压合在挖爪（2）开口处。2.根据权利要求1所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，其特征在于：所述挖爪（2）爪腔的截面形状，由大圆弧线（201）、小圆弧线（202）和直线段（203）首尾相连围成，所述小圆弧线（202）内切与大圆弧线（201），所述直线段（203）与小圆弧线（202）相切，所述大圆弧线（201）过大圆弧线（201）与直线段（203）交点的切线，与直线段（203）垂直；所述挖爪（2）的转动中心与大圆弧线（201）圆心重合；所述挖爪（2）爪腔开口位置对应于直线段（203）处。3.根据权利要求2所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，其特征在于：所述框架（1）整体呈长方体形框架，包括长方形的底框（11）和顶框（12），所述底框（11）和顶框（12）之间固定有一组支撑杆（13），所述支撑杆（13）连接所述底框（11）和顶框（12）。4.根据权利要求3所述的一种基于无人船的高成功率型回转挖掘式淤泥采样装置，其特征在于：所述挖爪（2）设置在底框（11）上方，当所述挖爪（2）向下转动至直线段（20...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨子恒，胡智焕，刘笑成，韩鹏，孙志坚，
申请(专利权)人：海之韵苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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