[發明專利]一種無人艇采樣瓶的瓶蓋開合器

有效

• 申請號: 201810199029.5
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108529530B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 楊桂耿;丁衛;祝川;田亞平;邵文韞;楊毅
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B67B7/02
• 分類號: B67B7/02;B67B1/00;G01N1/10
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明涉及一種無人艇采樣瓶的瓶蓋開合器，包括力差器和機械手；所述力差器相對固定于無人艇甲板支架上，所述機械手與力差器連接，能夠相對力差器上下滑動。本發明的主要作用是為了實現無人艇采樣瓶的瓶塞開啟和關閉動作，達到自動采集水樣的目的。瓶蓋開合器選用一維運動機械手，主要實現上下運動與抓取運動。當采樣瓶置于淺層海水處時，機械手抓取瓶塞，使采樣瓶處于開啟狀態。通過控制開啟瓶塞時間來達到水樣定量采集。當時間到達后，機械手將瓶塞重新塞回瓶口完成水樣的采集。本發明具有敏捷、緊湊、輕量的特點，控制精度與路徑精度俱優，是物料搬運與裝配應用的理想選擇，且電動控制較為簡單，可實現高度的全自動化。

技術領域

本發明涉及環境監測領域，特別是一種無人艇采樣瓶的瓶蓋開合器。

背景技術

石油和天然氣在日常生活中的使用范圍增廣，對于石油和天然氣的運輸需求越來越頻繁，海洋運輸是最為主要的一種方式。在海洋運輸的過程中，石油和天然氣的泄露事故會污染近水水岸，由于石油對于人體的危害性和人類對于水資源的保護性，所以對水樣中的石油含量分析顯得尤為重要。然而我國島嶼地形復雜，傳統的人工采樣方式困難重重，因此無人艇成為最為便捷且高效的工具，實現水樣采集的自動化工作。近年來，隨著無人艇技術的發展，國內外已經研制出若干用于環境監測的無人艇型號，但是由于海上風浪涌流等環境復雜，導致無人艇在無人操作狀態下收集水樣和保存水樣的過程中遇到困難。

發明內容

本發明的目的在于無人艇在執行水質采樣過程中需要自動開閉采集瓶蓋，提出一種無人艇采樣瓶的瓶蓋開合器，能高效完成采集瓶蓋打開和關閉的任務。

本發明的主要作用是為了實現無人艇采樣瓶的瓶塞開啟和關閉動作，達到自動采集水樣的目的。瓶蓋開合器選用一維運動機械手，主要實現上下運動與抓取運動。當采樣瓶置于淺層海水處時，機械手抓取瓶塞，使采樣瓶處于開啟狀態。通過控制開啟瓶塞時間來達到水樣定量采集。當時間到達后，機械手將瓶塞重新塞回瓶口完成水樣的采集。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種無人艇采樣瓶的瓶蓋開合器，包括力差器和機械手；所述力差器相對固定于無人艇甲板支架上，所述機械手與力差器連接，能夠相對力差器上下滑動。

所述力差器包括力差器外體、力差器彈簧、調節螺釘；所述力差器外體相對固定于無人艇甲板支架上，所述力差器彈簧位于力差器外體的凹槽內，在力選擇滑塊的作用下收縮或伸長，產生反作用力，所述調節螺釘與力差器外體螺紋連接，通過松緊調節螺釘改變力差器彈簧的初始形變量，從而獲得不同的彈簧反作用力。

所述機械手包括力選擇滑塊、機械手箱體、梯形凸輪主動件、凸輪隨動輪、總長指定螺絲、夾持臂、機械手彈簧、鉸接螺栓；力差器彈簧套接在力選擇滑塊上，限制其在力差器外體的凹槽內上下滑動；所述機械手箱體與力選擇滑塊通過螺紋固定連接，所述梯形凸輪主動件安裝在機械手箱體上部的凹槽中，通過外部動力源進行直線運動；所述總長指定螺絲固定在機械手箱體上，并貫穿兩個夾持臂的上部，所述機械手彈簧串在總長指定螺絲上，位于機械手箱體內側和兩個夾持臂之間，壓縮的機械手彈簧為夾持臂的夾緊提供外力，兩個夾持臂中部通過鉸接螺栓鉸接在一起，兩個凸輪隨動輪分別安裝在兩個夾持臂的頂端，將梯形凸輪主動件的上下直線運動轉換成夾持臂的張開和夾緊。

本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的優點：

本發明用力差方式使用一個驅動器完成兩個動作，解決了機械設計當中比較難做到的動作分流。正流程（回程運動）中的夾緊工位和拔蓋工位通過力差來達到先夾緊后拔蓋。逆流程（推程運動）中的塞蓋工位和放松工位通過力差達到先塞蓋后放松夾持臂。本發明機械結構簡單，僅通過彈簧的壓縮力提供力差，彈簧采用Tc4(Tc6)具有良好的性能，可靠性得到了保證。

附圖說明

圖1是本發明的三維結構示意圖。

圖2是本發明的力差器示意圖。