一种带有采样装置的水下机器人

本发明涉及水下机器人，具体为一种带有采样装置的水下机器人。

背景技术：

1、水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。现有的水下机器人能够代替人工在水底等地方进行取样操作，但现有的水下机器人上的取样装置较为简单，大多是在水下机器人上安装上取样管即可，这样虽然能够满足取样的需求，但仍存在很大的缺陷：

2、1、现有的取样装置每次只能对水底的淤泥进行单点取样，如果需要进行多点取样时，需要是水下机器人先将上次取得的样板向上送至工作人员手中，通过工作人员更换新的取样管，或者将取样管内的样板取下，这样才能进行再次取样，操作较为繁琐，大大降低了取样的效率；

3、2、在通过取样管进行取样操作时，通过伸缩气缸等方式直接将取样管向下插入，如果向淤泥内插入较深时所需的力度较大，直接向下插入的过程中容易导致水下机器人出现晃动或偏移，从而造成取样管发生倾斜晃动，影响取样的准确性和效率；

4、3、在上提取样管的时候，取样管内的污泥容易下滑落，从而导致取样管上升至水面以上时，取样管内的淤泥发生泄露，降低污泥的取样量，从而影响淤泥后续检测的精准度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带有采样装置的水下机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有采样装置的水下机器人，包括水下机器人本体，所述水下机器人本体的上端开设有圆形腔体，所述圆形腔体的内侧壁开设有升降槽，圆形腔体内腔的底部转动连接有旋转盘，所述旋转盘的上端呈环形阵列由上至下贯穿开设有多个圆形槽，旋转盘的上端固定连接有卡座，旋转盘的上端呈环形阵列安装有多个导向机构，所述导向机构安装在圆形槽的上方，所述卡座的上端插接有正多边形柱，所述旋转盘的上端呈环形阵列安装有多个取料机构，取料机构由上至下活动插接在导向机构内，所述升降槽内安装有升降驱动机构，所述升降驱动机构的侧面安装有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的下端安装有旋转传动机构，所述旋转传动机构用于带动取料机构旋转。

3、作为本发明再进一步的方案，所述圆形腔体的上端可拆卸连接有固定盖，所述固定盖的上端可拆卸连接有l型密封盖，所述正多边形柱的上端通过步进电机的输出轴与固定盖转动连接。

4、作为本发明再进一步的方案，所述导向机构包括有设置在圆形槽上方的导向套、呈环形阵列由上至下贯穿插接在导向套上的多个导向滑杆、挤压套设在导向滑杆上的复位弹簧，所述导向滑杆的上端固定连接有限位环，导向滑杆与导向套上下滑动连接，导向滑杆的下端与旋转盘的上端固定连接，多个导向滑杆呈环形阵列分布在圆形槽的周边。

5、作为本发明再进一步的方案，所述取料机构包括有由上至下贯穿插接在导向套内的取料管、螺纹安装在取料管上端的密封塞、固定安装在取料管下端的取料端头、开设与取料端头内腔上端的矩形槽、对称转动连接有在矩形槽内的两个挡泥板、固定连接在挡泥板侧面的挡块，所述取料管与导向套上下滑动连接，所述取料端头的下端与圆形槽的内侧壁活动接触，取料管的上端固定连接有凹型板，所述凹型板的上端固定连接有t型对接块，所述圆形腔体的底部开设有通孔，取料机构进行取料操作时取料管和取料端头沿着通孔上下滑动。

6、作为本发明再进一步的方案，所述升降槽对称的两个内侧壁均开设有滑槽，所述升降驱动机构包括有转动连接在升降槽内的升降螺柱、套设在升降螺柱上的升降螺套、对称固定连接在升降螺套侧面的两个滑块、固定连接在升降螺套侧面的连接块、固定连接在连接块侧面的f型支撑座、对称固定连接在f型支撑座下端的两个扇形块、开设在扇形块侧面的扇形槽。

7、作为本发明再进一步的方案，所述升降螺柱的上端通过电机轴与水下机器人本体转动连接，升降螺套与升降螺柱螺纹连接，所述滑块与滑槽上下滑动连接。

8、作为本发明再进一步的方案，所述旋转驱动机构包括有固定连接在升降槽内侧壁的齿条板、啮合连接在齿条板侧面的滚动齿轮、固定连接在滚动齿轮侧面的第一圆杆、固定连接在第一圆杆远离滚动齿轮一端的同步齿轮、啮合连接在同步齿轮下方的提速齿轮、固定连接在提速齿轮侧面的第二圆杆、固定连接在第二圆杆远离提速齿轮一端的传动伞齿轮。

9、作为本发明再进一步的方案，所述同步齿轮和提速齿轮设置在f型支撑座的两个侧板之间，所述第一圆杆和第二圆杆分别与f型支撑座的两个侧板转动连接。

10、作为本发明再进一步的方案，所述旋转传动机构包括有转动连接在f型支撑座下端的旋转座、开设在旋转座下端的t型对接槽、固定套设在旋转座外侧的环形板、固定连接在旋转座上端的第三圆杆、以及设置于第三圆杆上端的同步伞齿轮，所述第三圆杆与f型支撑座转动连接，第三圆杆的上端穿过f型支撑座与同步伞齿轮的下端固定连接。

11、作为本发明再进一步的方案，所述同步伞齿轮与传动伞齿轮啮合，所述t型对接槽与t型对接块卡接，所述f型支撑座下端的两个扇形块对称卡在环形板上，且环形板与扇形块侧面的扇形槽转动连接。

12、本发明的有益效果是：

13、1.当需要进行取样操作时，水下机器人本体移动到取样点的上方，通过步进电机的输出轴带动正多边形柱转动，正多边形柱通过卡座带动旋转盘转动，旋转盘通过导向机构带动多个取料机构依次旋转至旋转传动机构的下方，当需要使某一取料机构进行取料时，停止步进电机的输出轴转动，此时通过升降驱动机构带动旋转传动机构向下移动，同时通过旋转驱动机构带动旋转传动机构转动，从而使取料机构在向下移动的同时转动，进而使取料机构能够平稳的进行取料操作。

14、2.使取料管和取料端头穿过通孔向下插入淤泥内，淤泥沿着取料端头的内移动至取料管的内腔进行收集，当对淤泥收集好后，通过伺服电机的电机轴带动升降螺柱反向转动，升降螺柱带动升降螺套向上移动，使f型支撑座通过旋转座带动取料机构向上移动收入圆形腔体内，当取料机构向上移动时，使淤泥沿着取料管的内腔向下移动的趋势，此时淤泥推动挡泥板向下旋转，通过两个挡泥板配合对矩形槽的底部进行密封，防止淤泥沿着取料端头的内腔向下掉落，保证对淤泥的取样量。

15、3.当一个取料机构取料完成后，输出轴通过正多边形柱和卡座再次带动旋转盘转动，旋转盘将装有样本的取料机构从旋转传动机构的下发移走，将未装有样本的取样装置旋转至旋转传动机构的下方，从而能够进行再次取样操作，进而能够进行多点取样作业，使水下机器人本体能够一次进行多点取样，大大提高了取样的效率。

技术特征：

1.一种带有采样装置的水下机器人，包括水下机器人本体(1)，其特征在于：所述水下机器人本体(1)的上端开设有圆形腔体(11)，所述圆形腔体(11)的内侧壁开设有升降槽(12)，圆形腔体(11)内腔的底部转动连接有旋转盘(2)，所述旋转盘(2)的上端呈环形阵列由上至下贯穿开设有多个圆形槽(21)，旋转盘(2)的上端固定连接有卡座(22)，旋转盘(2)的上端呈环形阵列安装有多个导向机构，所述导向机构安装在圆形槽(21)的上方，所述卡座(22)的上端插接有正多边形柱(4)，所述旋转盘(2)的上端呈环形阵列安装有多个取料机构，取料机构由上至下活动插接在导向机构内，所述升降槽(12)内安装有升降驱动机构，所述升降驱动机构的侧面安装有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的下端安装有旋转传动机构，所述旋转传动机构用于带动取料机构旋转。

2.根据权利要求1所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述圆形腔体(11)的上端可拆卸连接有固定盖(15)，所述固定盖(15)的上端可拆卸连接有l型密封盖(16)，所述正多边形柱(4)的上端通过步进电机的输出轴与固定盖(15)转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述导向机构包括有设置在圆形槽(21)上方的导向套(3)、呈环形阵列由上至下贯穿插接在导向套(3)上的多个导向滑杆(31)、挤压套设在导向滑杆(31)上的复位弹簧(32)，所述导向滑杆(31)的上端固定连接有限位环，导向滑杆(31)与导向套(3)上下滑动连接，导向滑杆(31)的下端与旋转盘(2)的上端固定连接，多个导向滑杆(31)呈环形阵列分布在圆形槽(21)的周边。

4.根据权利要求3所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述取料机构包括有由上至下贯穿插接在导向套(3)内的取料管(5)、螺纹安装在取料管(5)上端的密封塞(51)、固定安装在取料管(5)下端的取料端头(52)、开设与取料端头(52)内腔上端的矩形槽(53)、对称转动连接有在矩形槽(53)内的两个挡泥板(54)、固定连接在挡泥板(54)侧面的挡块(55)，所述取料管(5)与导向套(3)上下滑动连接，所述取料端头(52)的下端与圆形槽(21)的内侧壁活动接触，取料管(5)的上端固定连接有凹型板(6)，所述凹型板(6)的上端固定连接有t型对接块(61)，所述圆形腔体(11)的底部开设有通孔(14)，取料机构进行取料操作时取料管(5)和取料端头(52)沿着通孔(14)上下滑动。

5.根据权利要求1所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述升降槽(12)对称的两个内侧壁均开设有滑槽(13)，所述升降驱动机构包括有转动连接在升降槽(12)内的升降螺柱(7)、套设在升降螺柱(7)上的升降螺套(71)、对称固定连接在升降螺套(71)侧面的两个滑块(72)、固定连接在升降螺套(71)侧面的连接块(73)、固定连接在连接块(73)侧面的f型支撑座(74)、对称固定连接在f型支撑座(74)下端的两个扇形块(75)、开设在扇形块(75)侧面的扇形槽(76)。

6.根据权利要求5所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述升降螺柱(7)的上端通过电机轴与水下机器人本体(1)转动连接，升降螺套(71)与升降螺柱(7)螺纹连接，所述滑块(72)与滑槽(13)上下滑动连接。

7.根据权利要求5所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述旋转驱动机构包括有固定连接在升降槽(12)内侧壁的齿条板(8)、啮合连接在齿条板(8)侧面的滚动齿轮(81)、固定连接在滚动齿轮(81)侧面的第一圆杆(82)、固定连接在第一圆杆(82)远离滚动齿轮(81)一端的同步齿轮(83)、啮合连接在同步齿轮(83)下方的提速齿轮(84)、固定连接在提速齿轮(84)侧面的第二圆杆(85)、固定连接在第二圆杆(85)远离提速齿轮(84)一端的传动伞齿轮(86)。

8.根据权利要求7所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述同步齿轮(83)和提速齿轮(84)设置在f型支撑座(74)的两个侧板之间，所述第一圆杆(82)和第二圆杆(85)分别与f型支撑座(74)的两个侧板转动连接。

9.根据权利要求7所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述旋转传动机构包括有转动连接在f型支撑座(74)下端的旋转座(9)、开设在旋转座(9)下端的t型对接槽(91)、固定套设在旋转座(9)外侧的环形板(92)、固定连接在旋转座(9)上端的第三圆杆(93)、以及设置于第三圆杆(93)上端的同步伞齿轮(94)，所述第三圆杆(93)与f型支撑座(74)转动连接，第三圆杆(93)的上端穿过f型支撑座(74)与同步伞齿轮(94)的下端固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种带有采样装置的水下机器人，其特征在于：所述同步伞齿轮(94)与传动伞齿轮(86)啮合，所述t型对接槽(91)与t型对接块(61)卡接，所述f型支撑座(74)下端的两个扇形块(75)对称卡在环形板(92)上，且环形板(92)与扇形块(75)侧面的扇形槽(76)转动连接。

技术总结本发明公开了涉及水下机器人技术领域，具体为一种带有采样装置的水下机器人，包括水下机器人本体，水下机器人本体的上端开设有圆形腔体，圆形腔体的内侧壁开设有升降槽，圆形腔体内腔的底部转动连接有旋转盘，旋转盘的上端呈环形阵列由上至下贯穿开设有多个圆形槽，旋转盘的上端固定连接有卡座，旋转盘的上端呈环形阵列安装有多个导向机构，导向机构安装在圆形槽的上方，卡座的上端插接有正多边形柱，本发明的有益效果是：当需要进行取样操作时，水下机器人本体移动到取样点的上方，通过步进电机的输出轴带动正多边形柱转动，正多边形柱通过卡座带动旋转盘转动，旋转盘通过导向机构带动多个取料机构依次旋转至旋转传动机构的下方。技术研发人员：蒋碧寒,张子衡,陈世伟,钱黎明,郭峰,戴言锐,崔炜轩受保护的技术使用者：南通理工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/18