一种海洋生态用的水下取样机器人的制作方法

本发明涉及水下作业设备，具体涉及一种海洋生态用的水下取样机器人。

背景技术：

1、海洋生态包括海洋生物之间、及海洋生物与其海洋环境之间的相互关系，海洋是生命的发源地，其中孕育着种类繁多的海洋生物，每年为人类提供大量资源，因此海洋生态的维护和修复非常重要，而在维护和修复海洋生态时，为了避免维护和修复的方法存在错误而对海洋带来二次伤害，通常会在维护时对海洋环境进行取样检测，来在准确了解完海洋环境状态之后在进行对应的维护或修复；

2、对海底泥沙进行取样时，通常采用海底取样机器人代替人工进行取样，将海底取样机器人放在海底，并远程控制机器人，机器人在海洋内进行下沉，并抓取泥沙，以此来获取海底泥沙样本；

3、但是现有的取样机器人存在一些缺陷，例如，取样时通常只能获取单一位置的泥沙样本，需要多处位置的泥沙样本时需要多次放下机器人，机器人本身在海底行走困难，导致整个取样过程非常麻烦。

4、因此，本发明提供一种海洋生态用的水下取样机器人，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种海洋生态用的水下取样机器人，以解决上述中的机器人在海底行走不便而导致不能一次性获取多个位置的海底泥沙样品的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种海洋生态用的水下取样机器人，包括有样品储存箱、划桨、插地柱和外壳；

4、外壳：所述外壳的上端固定有壳盖，所述外壳内安装有第二动力组件和第一动力组件，所述第二动力组件的第一输出端安装有第一动力传递组件；

5、划桨：所述划桨有四个且分别转动在四个第二齿轮内，所述划桨在竖直面上转动，所述第一动力组件的输出端带动划桨转动，所述第二齿轮转动在内框内，所述第二齿轮在水平面上转动，四个内框分别固定在外壳的四角，所述第二动力组件带动第二齿轮转动；

6、插地柱：所述插地柱固定在第一动力传递组件的输出端，所述第一动力传递组件带动插地柱上下移动；

7、样品储存箱：所述样品储存箱固定在外壳内，所述样品储存箱内部上下直线阵列有储存室，所述样品储存箱的两端上侧均通过转轴转动有卷膜辊，所述卷膜辊外卷绕有密封膜，两张密封膜分别密封储存室的两端，所述密封膜的下端固定有取样组件和拉绳，所述取样组件的取样端伸出外壳，所述取样组件的出样端对准储存室，所述拉绳的另一端卷绕在卷绳轮外，所述第一动力组件通过单向卡接组件带动卷绳轮单向转动；

8、通过上述技术方案，第一动力组件循环往复拨动划桨，同时第二动力组件带动第二齿轮转动，第二齿轮带动划桨转动，来调整划桨的朝向，当需要本装置移动时划桨的平面拨动海水，划桨产生推力来推动本装置移动，当需要本装置静止时划桨的肋划过海水，划桨不产生推力，并且第二动力组件通过第一动力传递组件带动插地柱上下移动，使得在本装置移动时插地柱上移，避免阻碍本装置移动，在本装置静止时插地柱下移来插入海底，保证本装置固定；

9、取样组件吸取海底的泥沙并将泥沙样本输送到样品储存箱的储存室内进行储存，在储存完成后，第一动力组件通过单向卡接组件带动卷绳轮转动，卷绳轮卷绕拉绳，使得拉绳向下拉开密封膜，使得密封膜密封储存室，并且拉绳向下拉取样组件，使得取样组件对准下面一个储存室，开始下一次取样；

10、综上，本装置利用第一动力组件一边带动划桨循环摆动来进行划水，另一边间接带动密封膜和取样组件下移，来对上一层储存室密封的同时使取样组件将下一份样品排入下一层储存室内，利用第二动力组件一边带动划桨转动来调整划桨的转向，另一边带动插地柱上下移动来使得装置固定在海底或者本装置自由移动，通过上述运动操作，使得本装置能够在海底划移，并在移动一段距离后自动进行取样，依次来获取海底的不同位置的泥沙样品。

11、优选的，所述第一动力组件包括有第一电机、贯穿轴、传动带、带扇轮和十字叶，所述贯穿轴有两根且分别转动在外壳的两端内，两个贯穿轴之间套有传动带并通过传动带同步转动，其中一个贯穿轴的端部固定在第一电机的输出端，所述第一电机固定在外壳内，所述贯穿轴外转动套有卷绳轮，所述贯穿轴与卷绳轮之间安装单向卡接组件来带动卷绳轮单向转动；

12、所述贯穿轴的两端均固定有带扇轮，所述带扇轮的侧面圆形阵列有扇叶，所述十字叶呈十字形且下侧中心固定在划桨的上端，所述十字叶位于带扇轮的下方，所述带扇轮转动时其扇叶推动十字叶转动；

13、通过上述技术方案，第一电机带动其中一个贯穿轴转动，两个贯穿轴通过传动带同步转动，贯穿轴带动带扇轮转动，带扇轮的扇叶推动十字叶摆动，十字叶推动划桨摆动，以此来通过第一动力组件带动划桨摆动，同时，贯穿轴带动卷绳轮转动，以此来通过第一动力组件带动卷绳轮转动。

14、优选的，所述单向卡接组件包括有卡板、第三弹簧和卡块，所述贯穿轴的侧面设有凹槽，且凹槽内活动穿插有卡板，所述卡板与凹槽底侧之间固定有第三弹簧，所述卡板位于凹槽外的一端设置斜面，所述卷绳轮的内侧圆形阵列有卡块，所述卡板的端部活动卡入相邻两个卡块之间，所述贯穿轴朝一个方向转动时通过卡块和卡板带动卷绳轮转动，所述贯穿轴朝相反方向转动时卡块划过卡板的斜面，所述外壳内安装有临时固定组件，所述贯穿轴朝相反方向转动时卷绳轮通过临时固定组件进行固定；

15、通过上述技术方案，贯穿轴带动卡板正向周转时，第三弹簧向外推动卡板，卡板通过推动卡块来推动卷绳轮转动，卷绳轮卷绕拉绳，拉绳向下拉密封膜，来时密封膜由上向下展开，而在贯穿轴带动卡板反向周转时，卡块接触卡板的斜面，且临时固定组件固定卷绳轮，来使得卡板压制第三弹簧而缩回凹槽内，卡块划过卡板，即可使得贯穿轴不再带动卷绳轮转动，即可避免密封膜由下向上移动，避免取样好的泥沙样本从储存室落出。

16、优选的，所述临时固定组件包括有第一弹簧、外管和内管，所述外管固定在外壳内，所述外管内横向活动穿插有内管，所述内管与外壳之间固定有第一弹簧，所述第一弹簧推动内管使得内管的端部抵触卷绳轮，所述贯穿轴位于第一弹簧、外管和内管的中心内；

17、通过上述技术方案，第一弹簧推动内管，来使得内管抵触卷绳轮，即可柔性固定卷绳轮，在贯穿轴带动卡板正向周转时，会单向卡接组件会强行带动卷绳轮转动，在贯穿轴带动卡板反向周转时，内管压制卷绳轮，来避免卷绳轮转动。

18、优选的，所述第二动力组件包括有第一齿轮、齿带和第二电机，所述第一齿轮有两个且均转动在外壳内，其中一个第一齿轮的转动中心固定在第二电机的输出端，所述第二电机固定在外壳内，两个第一齿轮和四个第二齿轮外套有齿带且通过齿带同步转动；

19、通过上述技术方案，第二电机带动其中一个第一齿轮转动，该第一齿轮带动齿带移动，齿带带动所有的第一齿轮和第二齿轮转动，第二齿轮带动划桨周转，来调节划桨的朝向，以此通过第二动力组件控制划桨的朝向。

20、优选的，所述第一动力传递组件包括有传动轮、转框、方形柱和螺杆，所述转框有四个且每个转框的上端均固定有传动轮，每两个传动轮分别位于第一齿轮的两侧，所述传动轮抵触齿带；

21、所述转框的下端上下活动穿插有方形柱，所述方形柱的下端固定有螺杆，所述螺杆的下端螺纹穿过外壳的下侧，所述螺杆的下端固定插地柱；

22、通过上述技术方案，齿带带动传动轮转动，传动轮带动转框转动，转框带动方形柱转动，方形柱带动螺杆转动，螺杆在转动的同时下移，使得方形柱、螺杆和插地柱全部下移，使得插地柱插入海底来固定本装置，以此通过第一动力传递组件控制插地柱的上下移动；

23、第一齿轮位于两个传动轮中间，且齿带绕过传动轮，可增加齿带与第一齿轮的啮合角度，保证齿带与第一齿轮啮合的稳定性，避免齿带过于柔软而与第一齿轮脱开。

24、优选的，所述取样组件包括有吸污管、进污管、喷污管和推水扇，所述吸污管有两个，所述吸污管固定在两个插地柱之间，所述吸污管的上端固定有进污管，所述进污管的中端穿过外壳的下侧，所述进污管的上端固定有喷污管，所述喷污管固定在密封膜的下端，其中一个喷污管的侧面固定有推水扇，所述推水扇的扇叶位于喷污管内，所述样品储存箱位于两个喷污管中间，且喷污管朝向储存室，所述拉绳的端部通过固定在喷污管的下侧而与密封膜固定；

25、通过上述技术方案，推水扇通电工作后推动海底水流流动，水流依次经过其中一侧的吸污管、进污管、喷污管、储存室、另一侧的喷污管、进污管和吸污管，而吸污管跟随插地柱的下移而下移，使得吸污管插入海底，来吸取海底泥沙样品，使得样品能够存留在储存室内，以此进行取样，拉绳向下拉动喷污管，可使得喷污管对准不同的储存室内，使得泥沙样品存入不同的储存室内，且喷污管带动密封膜下移，来使密封膜对上层的含有泥沙样品的储存室进行密封。

26、优选的，所述喷污管的上侧穿过有泄压管；

27、通过上述技术方案，喷污管、进污管和吸污管内的空气可从泄压管排出，避免气压较大而使得海水无法被吸入。

28、优选的，所述样品储存箱的两端均安装有压膜组件，所述压膜组件包括有第二弹簧和压膜块，所述压膜块横向活动穿插在样品储存箱的端部内，所述压膜块上下直线阵列在样品储存箱的端部内，所述压膜块的一端与样品储存箱的端部之间固定有第二弹簧，所述压膜块的另一端将密封膜按压在样品储存箱的端部；

29、通过上述技术方案，第二弹簧推动压膜块，压膜块压制密封膜，使得密封膜紧贴在样品储存箱的端部，提高密封膜对储存室的密封性。

30、优选的，所述样品储存箱的下侧两端均通过转轴转动有减摩擦轮，所述拉绳绕在减摩擦轮外；

31、通过上述技术方案，拉绳绕过减摩擦轮后，保证拉绳是竖直向下拉密封膜和喷污管的，避免卷绳轮的高度高于密封膜和喷污管时密封膜和喷污管不能顺利下移。

32、本发明的有益效果为：

33、1、本装置利用第一动力组件一边带动划桨循环摆动来进行划水，另一边间接带动密封膜和取样组件下移，来对上一层储存室密封的同时使取样组件将下一份样品排入下一层储存室内，利用第二动力组件一边带动划桨转动来调整划桨的转向，另一边带动插地柱上下移动来使得装置固定在海底或者本装置自由移动，通过上述运动操作，使得划桨可转向也可循环摆动，使得本装置能够在海底划移，并在移动一段距离后自动进行取样，依次来获取海底的不同位置的泥沙样品。

34、2、本装置一方面可在海底进行划移行走，另一方面可在行走后进行取样，以此来使本装置可在海底的不同位置进行取样，一次即可获取多个位置的泥沙样品，取样过程方便快捷，并且采用第一动力组件和第二动力组件这两个动力组件即可完成划桨的划移、划桨的变向、插地柱的升降、密封膜和取样组件的升降等动作步骤，操作指令更少，更容易控制。