[發明專利]一種深?？梢暡蓸悠鞯姆蛛x式執行機構

在審

• 申請號: 201810505526.3
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108489755A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 宋士吉;葛彤;胡航愷;張瓊芳;倪凱;王曉浩;顧臨怡
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;B63C11/52
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出的一種深?？梢暡蓸悠鞯姆蛛x式執行機構，屬于深海熱液區調查探測和采樣設備技術領域，包括外圍非承力框架，以及位于該框架內的承力結構、抓斗和抓斗液壓缸；抓斗頂部通過所述承力結構與所述外圍非承力框架的上部固定，該抓斗的兩個斗狀顎板分別由一個所述抓斗液壓缸驅動，該抓斗液壓缸的活塞桿頂端與所述承力結構的底端中部轉動連接；承力結構的頂部通過沿垂直于所述抓斗液壓缸軸向布設的兩個分離式吊點連接機構與該執行機構的控制系統進行可分離連接，該承力結構內部安裝有攝像機和照明燈。本發明使得深?？梢暡蓸悠髟趫绦凶鳂I任務時能夠根據目標對象靈活地改變作業工具，拓展功能，作業效率高。

技術領域

本發明屬于深海熱液區調查探測和采樣設備技術領域，特別涉及一種深?？梢暡蓸悠?(DCVS)的分離式執行機構。

背景技術

近年來，深海熱液區勘查是國際上大洋調查的一個熱點領域，且高度依賴勘查裝備的性能。目前深海熱液區調查采用的主要探測與采樣裝備包括：潛水器、深海拖曳系統(簡稱為“深拖系統”)、電視抓斗等。其中，潛水器是一種可在水下移動、具有視覺和感知系統、通過遙控或自主操作方式使用機械手等工具代替或輔助人去完成某些水下作業的裝置。潛水器的種類很多，其中載人潛水器、無人遙控潛水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)、自治式無人潛水器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是三類最重要的潛水器。深海拖曳系統在海洋學研究、海底資源開發、海洋打撈救助以及水下目標探測等方面具有廣泛的應用。深海拖曳系統安裝在拖船上，由拖體、拖纜和收放拖曳裝置組成。有些深海拖曳系統采用一級拖曳裝置，并在纜繩上使用導流裝置以減少纜繩受海流的影響；有些深海拖曳系統則采用二級拖曳裝置，使用“拖船-重纜-一級拖體-輕纜-二級拖體”的組合方式來進一步提升深拖系統的穩定性與安全性；拖纜將動力送至拖體內部的水下設備，并將需要的信息通過拖纜傳回到水面拖船上。

在常規的深海作業中ROV和AUV這兩種潛水器的使用較為普遍，而ROV和AUV 在深海熱液區勘查作業任務中均存在各自的優勢和局限性。ROV通過與水面相連的電纜向 ROV提供能源，作業時間不受能源的限制，操作者在船上通過人機交互方式控制和操作 ROV實現復雜環境的水下作業，ROV主體及臍帶纜均采用了浮體材料，使得其在水中處于懸浮狀態，進而能在水中自由移動。然而ROV也存在著一定的局限性：ROV操作復雜，需要由經過專門培訓的人員進行操作、維護，通常一個完整的ROV操作維護團隊至少需要4～8人；ROV的下潛和回收均需要專門的設備配合，時間周期長，效率低；ROV的設計采用了浮體材料以達到在海底自由行動的目的，ROV不能隨意更換或加載其他模塊，否則會出現浮力與重力不匹配的情況，ROV不具備大重量運載能力，對采集樣本的體積、重量有一定限制；ROV的工作環境極為復雜多變，容易被深海一些探測不到的障礙物所阻擋、碰撞甚至卡住，進而發生損壞、遺失，造成重大損失。AUV雖然不受臍帶纜的限制，機動靈活，但是持續工作時間受攜帶電池的限制，作業能力相對薄弱。熱液拖曳系統是目前大洋調查中應用最為廣泛的設備，與ROV等設備相比，具有價格低廉、操作簡便的優點，但功能單一且不具備小范圍精細化智能搜索能力。電視抓斗的突出特點是既可直接進行海底觀察和記錄，同時又可在船載控制中心遙控下針對目標準確地進行取樣，且單次取樣容量大(有時可達1噸以上)。