本发明专利技术提出了用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置，以解决现有装置采用线缆布放水质采样设备易受到海浪影响造成设备位置偏离，及设备不易装配至无人艇上的问题；包括驱动装置，用于驱动钢带部件伸缩，多连杆组件，用于悬吊水质取样装置，壳型结构钢带，用于操控多连杆组件的伸缩，水质取样装置，用于采集水样；多连杆组件一端固定连接在壳体上，多连杆组件另一端连接有水质取样装置；V字型连杆单元包括两个长连杆和一个短连杆，两个长连杆的靠近端分别铰接在短连杆的两端，两个长连杆的远离端分别铰接有连接板；壳型结构钢带一端与钢带卷绕辊连接，壳型结构钢带另一端贯穿壳体且插接在连接套筒内并与多连杆组件的末端固定连接。定连接。定连接。
【技术实现步骤摘要】
用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置
[0001]本专利技术涉及工业机器人领域，特别是用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置。
技术介绍
[0002]随着智能无人系统的快速发展，无人艇已在军事、科学考察和海事救援等领域被广泛应用，例如边境海域的巡逻监视、复杂海况下的海事救援、海洋环境勘探和标本采集等。例如2018年发生在我国东海海域的桑吉轮事件中，由上海大学设计制造的精海系列无人艇便被用来对船只倾覆海域的水质受污染状况进行采样分析。
[0003]水体的采样工作关乎水质监测数据的精确性与完整性，为了取得更具有代表性的水样，采样无人艇通常需要在目标水域多个不同空间位置的采样点进行重复采样，例如近岸处浅水水域、离岸处深水水域或特定深度水域。这要求水质取样设备具有精确、可控的水下运动能力。
[0004]虽然目前用于科考的无人艇技术已趋于成熟，但受限于其航程与载荷能力，与之相配套的水质采样设备仍有较大的改进空间。目前已有的大型水体采样设备受其重量与体积的影响，通常需要配备绞车、卷扬机等额外装备辅助进行布放回收工作，现存在以下技术问题：
[0005](1)额外装备不适宜在如无人艇等中小型工作平台；
[0006](2)小型水质采样设备常通过线缆与配重块等进行布放回收，易受到海面波浪、船体水流与水下湍流等因素影响，易使采样设备的位置偏离，影响水体采样工作的进行。
[0007]因此，小型水质取样设备布放于水中时应与无人艇间具有一定的刚性连接。
技术实现思路
[0008]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置，以解决现有装置采用线缆布放水质采样设备易受到海浪影响造成设备位置偏离，及设备不易装配至无人艇上的问题。
[0009]其解决的技术方案是，本专利技术包括驱动装置，用于驱动钢带部件伸缩；所述驱动装置安装在无人艇或浮标等工作平台上；
[0010]所述驱动装置包括壳体、步进电机和钢带卷绕辊；所述步进电机和所述钢带卷绕辊位于壳体内，所述步进电机通过蜗轮蜗杆机构与钢带卷绕辊传动连接；
[0011]多连杆组件，用于承载工作载荷，并增强装置整体刚度；所述多连杆组件一端固定连接在所述壳体上，所述多连杆组件另一端连接有水质取样装置，所述水质取样装置用于采集水样；
[0012]所述多连杆组件包括多个V字型连杆单元；所述V字型连杆单元包括两个长连杆和一个短连杆，两个所述长连杆的靠近端分别铰接在所述短连杆的两端，两个所述长连杆的远离端分别铰接有连接板；
[0013]两个相邻所述V字型连杆单元中的连接板共同铰接有同一个方形的连接套筒，实现多个V字型连杆单元的相互串联，所述连杆呈U型，所述连杆中部形成一条与连接套筒内部连通的通道；
[0014]壳型结构钢带，所述壳型结构钢带一端与所述钢带卷绕辊连接，所述壳型结构钢带另一端贯穿壳体且插接在所述连接套筒内并与所述多连杆组件的末端固定连接；
[0015]所述钢带卷绕辊的正向或反向转动带动所述壳型结构钢带放卷或收卷，所述壳型结构钢带放卷时将所述多连杆组件推开，所述壳型结构钢带收卷时将所述多连杆组件折叠；
[0016]所述V字型连杆单元中的连杆摆动平面与壳型结构钢带的外壳切面平行，壳型结构钢带插接在V字型连杆单元中时，壳型结构钢带无法卷曲，连杆无法摆动。
[0017]优选地，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗轮轴、蜗杆轴、所述涡轮轴与所述钢带卷绕辊同轴固定连接，所述蜗杆轴通过联轴器与所述步进电机的输出端传动连接，所述涡轮轴、所述蜗杆轴的一端分别通过轴承、端盖转动连接在壳体内壁上；所述蜗轮轴的另一端呈悬臂安装，悬臂端穿过透盖伸入钢带卷绕辊内部。
[0018]优选地，所述驱动装置还包括电机驱动板，所述电机驱动板固定连接在所述壳体内部，所述电机驱动板与所述步进电机电连接，用于控制步进电机正反转。
[0019]优选地，所述V字型连杆单元还包括片状弹簧，所述片状弹簧居中设置于所述短连杆的凹槽内，所述片状弹簧通过固定销轴19分别与长连杆、短连杆连接，所述片状弹簧助力V字型连杆单元中的两个长连杆折叠回收。
[0020]优选地，所述壳型结构钢带在不受外力作用下为具有一定刚性的立体壳型结构，在外力作用下可被压平。
[0021]优选地，所述壳体下端设有固定底座，所述固定底座上开设有通孔，所述最上端的V字型连杆单元中的一个连接板与所述固定底座铰接。
[0022]优选地，所述壳体下端开设有与通孔对应的出口，所述出口处对称设置有两个辊子，所述壳型结构钢带经出口处伸出壳体外，两个所述辊子分别挤压在壳型结构钢带的两侧切面上。
[0023]优选地，所述电机驱动板上还设有通讯模块，用于远程操控步进电机工作。
[0024]优选地，所述连接套筒侧边对撑设置有两个辅助辊，两个所述辅助辊作用在壳型结构钢带外侧的切面上。
[0025]优选地，所述壳体内部设有两个十字交叉的隔板，所述壳体内部分割成四个空腔，所述步进电机、所述电机驱动板、所述蜗轮蜗杆机构、所述钢带卷绕辊分别位于四个所述空腔内。
[0026]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0027]1、采用空心的壳型结构钢带作为“筋”，采用V字型连杆单元作为“骨架”，壳型结构钢带的伸缩带动V字型连杆单元的伸展，V字型连杆单元中的连杆采用ABS材质，在实现轻量化的同时提高了装置的刚度；
[0028]V字型连杆单元作为支撑，保护壳型结构钢带，以免钢带发生弯折，壳型结构钢带用于拉伸V字型连杆单元伸展，实现筋骨配合作用；使得装置整体结构简单、质量轻，具有较高的稳定性与安全性，适用于无人艇工作平台。
[0029]2、V字型连杆单元中，连杆摆动平面垂直于壳型结构钢带宽面，壳型结构钢带插接在V字型连杆单元中时，壳型结构钢带无法卷曲，连杆无法摆动，二者配合，保证了多连杆组件展开后的稳定性，使得采样装置不受风浪的影响
[0030]3、采用高度集成的驱动装置驱动壳型结构钢带伸缩，从而带动多连杆组件进行同步伸缩，在安装方向上具有一个自由度；工作状态下，采样装置可完全展开，具有较大的采样深度；在待机时，装置整体可缩回、折叠成小体积收纳状态，便于装置在无人艇平台上运输与储存。
附图说明
[0031]图1是本专利技术整体的立体结构示意图。
[0032]图2是本专利技术中壳型结构钢带插接在连杆通道内的示意图。
[0033]图3是本专利技术中V字型连杆单元结构示意图。
[0034]图4是本专利技术中驱动装置结构示意图。
[0035]图5是本专利技术中蜗轮蜗杆机构的传动示意图。
[0036]图6是本专利技术中壳型结构钢带卷绕成卷的示意图。
[0037]示意图中的标号说明：
[0038]100、驱动装置；101、壳体；102、步进电机；103、钢带卷绕辊；104、蜗轮蜗杆机构；1041、蜗轮轴；1042、蜗杆轴；105、电机驱动板；106、固定底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置，其特征在于，包括：驱动装置；所述驱动装置安装在无人艇或浮标等工作平台上；所述驱动装置包括壳体、步进电机和钢带卷绕辊；所述步进电机和所述钢带卷绕辊位于壳体内，所述步进电机通过蜗轮蜗杆机构与钢带卷绕辊传动连接；多连杆组件，用于承载工作载荷；所述多连杆组件一端固定连接在所述壳体上，所述多连杆组件另一端连接有水质取样装置，所述水质取样装置用于采集水样；所述多连杆组件包括多个V字型连杆单元；所述V字型连杆单元包括两个长连杆和一个短连杆，两个所述长连杆的靠近端分别铰接在所述短连杆的两端，两个所述长连杆的远离端分别铰接有连接板；两个相邻所述V字型连杆单元中的连接板共同铰接有同一个方形的连接套筒，实现多个V字型连杆单元的相互串联，所述连杆呈U型，所述连杆中部形成一条与连接套筒内部连通的通道；壳型结构钢带，所述壳型结构钢带一端与所述钢带卷绕辊连接，所述壳型结构钢带另一端贯穿壳体且插接在所述连接套筒内并与所述多连杆组件的末端固定连接；所述钢带卷绕辊的正向或反向转动带动所述壳型结构钢带放卷或收卷，所述壳型结构钢带放卷时将所述多连杆组件推开，所述壳型结构钢带收卷时将所述多连杆组件折叠；所述V字型连杆单元中的连杆摆动平面与壳型结构钢带的外壳切面平行，壳型结构钢带插接在V字型连杆单元中时，壳型结构钢带无法卷曲，连杆无法摆动。2.根据权利要求1所述的用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗轮轴、蜗杆轴、所述涡轮轴与所述钢带卷绕辊同轴固定连接，所述蜗杆轴通过联轴器与所述步进电机的输出端传动连接，所述涡轮轴、所述蜗杆轴的一端分别通过轴承、端盖转动连接在壳体内壁上。3.根据权利要求1所述的用于水质取样的钢带驱动多连杆可伸缩装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，曹家淳，丁同欢，刘虎，钟宋义，邵文韫，杨扬，彭艳，罗均，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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