專利名稱：一種深水導航采樣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種深水導航采樣裝置，通過該裝置，采樣裝置可在水底移動，靈活地抓取理想的樣 品。
背景技術：
為了獲得水下礦樣、了解水下地質(zhì)情況及進行研究，需要將采樣裝置放置到水底， 抓取樣品后吊起至船甲板。但是，現(xiàn)有的采樣裝置具有抓取樣品的準確性差，難以控制等缺點，并且采樣裝置無法在水底靈活地移動，而在水上又難于對其進行精確控制，導致取樣效率低下。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提供一種深水導航采樣裝置。本實用新源型的深水導航采樣裝置包括水下部分、甲板部分和鎧裝通訊鋼纜，所述鎧裝通訊鋼纜用于連接水下部分和甲板部分；所述水下部分包括外框架、挖斗、挖斗驅(qū)動裝置、水下推進器、水下控制器、水下傳感器、水下電源，所述水下推進器安裝在外框架上部并與水下電源、水下控制器、水下傳感器相連接，所述的水下推進器在水下推動水下部分移動，以觀測并結合挖斗動作采集到所需的樣品；所述甲板部分包括監(jiān)控裝置、通訊裝置、 甲板電源。其中，所述外框架為長方體框架，由上下兩部分組成，上部分用來固定所述水下部分的各個裝置，下部分用來防止挖斗下陷和對沉積物的擾動。其中，所述挖斗為2瓣或多瓣挖斗。所述挖斗驅(qū)動裝置，包括電機和驅(qū)動機構，驅(qū)動機構可以是液壓傳動或機械機構傳動，用于驅(qū)動挖斗動作以采集樣品。所述水下控制器，通過控制所述挖斗驅(qū)動裝置的所述電機和驅(qū)動機構使所述挖斗
驅(qū)動裝置開合。所述水下傳感器，包括攝像機、燈、高度計、深度計。 所述水下電源為水下部分各裝置供電。所述甲板部分的通訊裝置將水下傳感器的水下狀態(tài)信號，例如視頻信號、圖像信號等等，通過鎧裝鋼纜傳輸至監(jiān)控裝置。所述甲板部分的監(jiān)控裝置將水下傳輸?shù)男盘栐陲@示器上顯示，并通過操作軟件控制水下控制器，以控制水下推進器使水下部分移動，并控制挖斗驅(qū)動裝置，驅(qū)動挖斗開合。通過本實用新型的深水導航采樣裝置進行采樣時，首先通過鎧裝通訊鋼纜連接甲板部分和水下部分，將水下部分放入水下；然后通過通訊裝置接收水下傳感器傳輸?shù)乃聽顟B(tài)信號，所述水下狀態(tài)信號包括視頻和圖片信號，以及水下部分的高度和深度信號；接著通過監(jiān)控裝置從通訊裝置獲取水下狀態(tài)信號并在顯示器上顯示；通過監(jiān)控裝置上操作軟件，控制水下部分移動、尋找理想的樣品并進行抓取作業(yè)；最后升起水下部分并獲取樣品。
參照如下附圖將更加易于理解本發(fā)明圖1為本實用新型的深水導航采樣裝置方框圖2所示為本實用新型的深水導航采樣裝置的采樣流程圖；圖3為水下部分示意圖；圖4為挖斗驅(qū)動裝置框圖。
具體實施方式
本實用新型是為更有效地進行深水采樣而開發(fā)的深水導航采樣裝置，集水上控制、視頻和圖像監(jiān)控、水下導航、采樣為一體，大大提高了深水作業(yè)的效率。如圖1所示，本實用新型的深水導航采樣裝置包括水下部分、甲板部分和鎧裝通訊鋼纜；所述水下部分包括外框架、挖斗、挖斗驅(qū)動裝置、水下推進器、水下控制器、水下傳感器、水下電源；所述甲板部分包括監(jiān)控裝置、通訊裝置、甲板電源。如圖3所示，1為框架，2為鎧裝通訊鋼纜，3為挖斗，4為挖斗驅(qū)動裝置，5為水下推進器，6為水下控制器，7為水下電源，8為水下傳感器。在圖3中，外框架1為長方體框架，由上下兩部分組成，用于固定水下部分的各個裝置，并保護這些裝置避免碰撞損壞；針對沉積物低擾動的采樣要求，為防止挖斗3下陷對沉積物的擾動，針對較軟沉積物的采樣，專門設計了長方體框架1，該框架1分為上下兩部分，上部分可以安裝和固定水下設備，并提供保護，下部分為輔助落底框架，以支撐挖斗 3。其中，所述挖斗3為2瓣或多瓣挖斗，用于挖掘采集海底樣品；挖斗采用高強度鋼板由專業(yè)公司定制生產(chǎn)，保證了加工精度、合攏密封性能和互換性和耐惡劣海況下的沖擊。如圖4，所述挖斗驅(qū)動裝置4，包括電機和驅(qū)動機構，驅(qū)動機構可以是液壓傳動或機械機構傳動，用于驅(qū)動挖斗動作以采集樣品；所述水下推進器在水下推動水下部分的移動，以觀測并結合挖斗動作采集到所需的樣品；挖斗驅(qū)動裝置4主要包括液壓驅(qū)動電機、 泵、閥組、蓄能器和油缸。挖斗開合是通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動2個油缸運動實現(xiàn)挖斗開合。經(jīng)過合理計算和適當設計液壓系統(tǒng)壓力和油缸規(guī)格，驅(qū)動電機最大工作功率小于4. 5kW，可以保持挖斗在任何水深環(huán)境下的合攏力> 30kN(3噸)、挖斗張開/合攏時間在60秒之內(nèi)；在挖斗合攏后電機即停止運轉(zhuǎn)，同時通過蓄能器可以保持合攏力大于10kN(l噸)。該部分所采用的液壓系統(tǒng)元器件均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，適應深水環(huán)境下可靠工作。借鑒現(xiàn)有產(chǎn)品的結構與傳動系統(tǒng)設計，在系統(tǒng)結構設計和安裝上充分考慮了系統(tǒng)在惡劣海況下抗沖擊振動能力。 在圖4中挖斗為2瓣，也可以是多瓣。所述水下控制器6，通過控制所述電機和驅(qū)動機構使所述挖斗驅(qū)動裝置開合。所述水下傳感器，包括攝像機、燈、高度計、深度計，用于觀察水底狀況，測量與水底距離；所述水下電源為水下部分供電。所述甲板部分的通訊裝置將水下傳感器的水下狀態(tài)信號通過鎧裝鋼纜傳輸至監(jiān)控裝置，便于觀測海底視頻、圖像和水下裝置的狀態(tài)；所述甲板部分的監(jiān)控裝置將水下傳輸?shù)男盘栐陲@示器上顯示，并通過操作軟件控制水下控制器，以控制水下推進器使水下部分移動，并控制挖斗驅(qū)動裝置，驅(qū)動挖斗開合。對與海水接觸需要耐腐蝕處理的裝置如耐壓艙、油箱、油缸等采用高強度鋁合金與不銹鋼材料制造。對需要高強度耐沖擊水下框架結構與斗體，采用高強度鋼板和耐海水腐蝕涂漆處理。水下部分的零部件、元器件為耐沖擊設計，對各個部分都采用了牢固的防松固定方式，對控制裝置采用了隔震聯(lián)接。針對運動機構的耐沖擊處理，對沖擊條件下的運動聯(lián)接與結構件進行了動力學分析和結構強度設計，在材料選擇、處理與緩沖方面進行了適當?shù)脑O計。并通過跌落沖擊性試驗，保證系統(tǒng)整機耐沖擊性能。通過本實用新型的深水導航采樣裝置進行采樣時，如圖2所示，首先通過鎧裝通訊鋼纜連接甲板部分和水下部分，將水下部分放入水下；然后通過通訊裝置接收水下傳感器傳輸?shù)乃聽顟B(tài)信號，所述水下狀態(tài)信號包括視頻和圖片信號，以及水下部分的高度和深度信號；接著通過監(jiān)控裝置從通訊裝置獲取水下狀態(tài)信號并在顯示器上顯示；通過監(jiān)控裝置上操作軟件，控制水下部分移動、尋找理想的樣品并進行抓取作業(yè)；最后升起水下部分并獲取樣品。本實用新型的深水導航采樣裝置，可在船上通過具有通訊功能的鎧裝鋼纜絞車將水下采樣裝置下放至海底，觀察記錄海底狀況。并通過甲板監(jiān)控裝置遙控該裝置進行海底挖掘采樣。由于該裝置中設置了水下推進器，與其它水底采樣裝置相比，具有可控制近海底移動功能，可以通過水下推進器移動挖斗移動至海底樣品上方，通過操作絞車下放纜繩，使挖斗下降落在樣品上方進行，控制挖斗合攏進行采集。而其它類似裝置由于缺少移動功能， 難以采集理想樣品。本裝置具有移動功能，可以采集更理想的樣品。本水下裝置設置了外框架，可以 在挖斗合攏時，起到支撐地面的作用，防止挖斗在較硬地面挖掘時，由于挖斗合攏時底部呈弧形、重心不穩(wěn)易于傾倒導致挖掘采樣失敗，同時起到保護水下設備的作用。
權利要求1.一種深水導航采樣裝置，包括水下部分、甲板部分和鎧裝通訊鋼纜，所述鎧裝通訊鋼纜用于連接水下部分和甲板部分，其特征在于，所述水下部分包括外框架、挖斗、挖斗驅(qū)動裝置、水下推進器、水下控制器、水下傳感器、水下電源，所述水下推進器安裝在外框架上部并與水下電源、水下控制器、水下傳感器相連接，所述的水下推進器在水下推動水下部分移動，以觀測并結合挖斗動作采集到所需的樣品；所述甲板部分包括監(jiān)控裝置、通訊裝置、甲板電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中，所述外框架為長方體框架，由上下兩部分組成，上部分用來固定所述水下部分的各個裝置，下部分用來防止挖斗下陷和對沉積物的擾動。
3.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中，所述挖斗為2瓣或多瓣挖斗。
4.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中，所述挖斗驅(qū)動裝置包括電機和驅(qū)動機構，驅(qū)動機構可以是液壓傳動或機械機構傳動，用于驅(qū)動挖斗動作以采集樣品。
5.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中，所述水下控制器通過控制所述挖斗驅(qū)動裝置的所述電機和驅(qū)動機構使所述挖斗驅(qū)動裝置開合。
6.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中所述水下傳感器包括攝像機、燈、高度計、深度計；所述水下電源為水下部分供電。
7.根據(jù)權利要求1所述的深水導航采樣裝置，其中所述甲板部分的所述通訊裝置將水下傳感器的水下狀態(tài)信號通過鎧裝鋼纜傳輸至監(jiān)控裝置，便于觀測海底圖像和水下裝置的狀態(tài)；所述甲板部分的所述監(jiān)控裝置將水下傳輸?shù)男盘栐陲@示器上顯示，控制水下控制器， 以控制水下推進器使水下部分移動，并控制挖斗驅(qū)動裝置，驅(qū)動挖斗開合。
專利摘要一種深水導航采樣裝置，包括水下部分、甲板部分和鎧裝通訊鋼纜，所述水下部分包括外框架、挖斗、挖斗驅(qū)動裝置、水下推進器、水下控制器、水下傳感器、水下電源；所述甲板部分包括監(jiān)控裝置、通訊裝置、甲板電源。所述外框架為長方體框架，由上下兩部分組成，上部分用來固定水所述下部分的各個裝置，并保護這些裝置避免碰撞損壞，下部分用來防止挖斗下陷和對沉積物的擾動；所述水下推進器在水下推動水下部分移動，以觀測并結合挖斗動作采集到所需的樣品。
文檔編號B63C11/52GK202101863SQ201020645380
公開日2012年1月4日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者周東輝 申請人:北京先驅(qū)高技術開發(fā)公司