[發明專利]一種仿水母泳動型海底超聲波鉆探取樣機器人

有效

• 申請號: 202011089492.8
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112193389B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李賀;孫偉;周宇地;王禹;李淵博
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H1/30;B63B21/50;G01N1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發明公開了仿水母泳動型海底超聲波鉆探取樣機器人，包括仿水母泳動裝置、中央動力艙、錨固鉆探裝置；仿水母泳動裝置外形與水母相似，中央動力艙固定于仿水母泳動裝置中部，錨固鉆探裝置固定于仿水母泳動裝置下方。中央動力艙內部兩個電動推桿驅動仿水母泳動裝置外側柔性觸手擺動，以實現鉆探取樣機器人的游動。錨固鉆探裝置在游動時處于收起狀態，當鉆探取樣機器人到達海底巖床后，錨固裝置外側直線電機調整錨固機構，使其呈三角支撐狀態，錨固超聲波鉆刺入海底巖床，使整體錨固于海底。鉆探超聲波鉆于下方伸出接近海床開展采樣工作。本發明具有平穩靈活擬生物形態結構和高效、強適應能力的鉆探取樣機構，能夠靈活適應復雜的海底地形環境。

技術領域

本發明屬于海洋勘探設備技術領域，具體涉及一種仿水母泳動型海底超聲波鉆探取樣機器人。

背景技術

隨著海洋資源開發范圍不斷擴展，深海礦產資源勘探開發已提升至關乎人類可持續發展的戰略地位。常見的海底鉆探取樣機器人采用螺旋槳推進方式，通過機械手進行探測。在探測機器人的下潛過程中，由于深海洋流狀況復雜，常有下潛穩定性不足、續航能力較差等問題；到達海底巖床后，探測機器人由于巖床復雜以及機構整體體積較大且效率較低，不能很好地適應海底巖床環境，大大限制了深海礦產勘探工作的開展。

在下潛過程中為了追求更高的運動性能，開發出多種形式的仿生機器人，水下仿生機器人的模仿對象通常是魚、水母、鯨豚、海龜、鲼等水生生物，其中仿生水母以其超低噪音、超強隱蔽性及穩定運動性能，在探測偵查中有顯著優勢。到達海底巖床后，巖心取樣工作通常采用沖擊、射入、鉆進等方式，其中鉆機由于高效取樣、造價便宜、易于操作等優點已獲得了廣泛的應用和發展。

發明內容

發明目的：提出一種仿水母泳動型海底超聲波鉆探取樣機器人，解決現有仿生水母機器人下潛穩定性差，以及適應巖床能力較差的問題。

技術方案：一種仿水母泳動型海底超聲波鉆探取樣機器人，包括仿水母泳動裝置、中央動力艙、錨固鉆探裝置；所述仿水母泳動裝置連接所述中央動力艙，所述中央動力艙驅動所述仿水母泳動裝置來產生升力；

所述錨固鉆探裝置設置于底部，包括錨固支架、三個錨固組件、錨固組件角度調整機構、采樣超聲波鉆；

所述三個錨固組件沿圓周均勻分布于所述錨固支架的周圍，所述錨固組件包括錨固超聲波鉆以及三角形支撐結構；所述三角形支撐結構的底端固定在所述錨固支架外立面上，所述三角形支撐結構的頂端與所述錨固超聲波鉆的側面鉸接；

所述錨固組件角度調整機構包括第一直線電機、滑塊連接件，以及與每個所述錨固組件分別對應的軌道支座、圓柱軌道、角度調節滑塊、角度調節連桿；所述圓柱軌道豎直固定在所述錨固支架外立面上的軌道支座上，所述角度調節滑塊與圓柱軌道之間通過直線副配合，所述角度調節滑塊通過鉸鏈與角度調節連桿一端連接，所述角度調節連桿的另一端通過鉸鏈與錨固超聲波鉆上部連接；所述第一直線電機固定在所述錨固支架的外立面上，所述第一直線電機驅動所述滑塊連接件沿豎直方向運動，所述滑塊連接件同時與每個角度調節滑塊固定連接；

所述采樣超聲波鉆位于所述錨固支架的內側，并處于豎直中心軸線上，在所述錨固支架的內立面上相對豎直固定有第二直線電機和第三直線電機，所述采樣超聲波鉆兩側分別與第二直線電機和第三直線電機的動子上固定連接。