[發明專利]一種極地浮冰下層熱熔式取樣器

有效

• 申請號: 202110388856.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113138095B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳家旺;朱海;阮東瑞;葛勇強;周朋;高峰;梁濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩;周世駿

1.一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：包括艙體，艙體內部具有密封的中空結構并在中空結構內設有冷熱源，艙體下表面安裝有用于使艙體在水平方向運動的水平推進器、和均勻分布在艙體四周并用于使艙體在豎直方向運動的豎直推進器；

艙體上表面設有底座，底座與豎直推進器同心設置并且底座一端與豎直推進器的動力輸出端固定連接，底座另一端轉動連接有可繞自身關節自轉的機械手臂，所述機械手臂自由端螺紋連接冷熱頭；

所述艙體上表面還密封安裝有直線電機，直線電機輸出端螺紋連接熱熔鉆頭；所述冷熱頭和熱熔鉆頭通過兩位三通閥與所述冷熱源連接，由冷熱源對冷熱頭和熱熔鉆頭進行制冷或制熱；

所述機械手臂自由端上設有快接電機，所述快接電機的輸出軸與冷熱頭上開設的冷熱頭螺紋孔螺紋連接；所述艙體上表面還安裝有存放箱，存放箱上設有機械抓手插棒和冷熱頭置放孔，所述機械抓手插棒用于存放機械抓手，所述機械抓手包括機械抓手主體、伸縮電機、弧形瓣和推進盤，弧形瓣端部與推進盤轉動連接，弧形瓣主體通過連桿與機械抓手主體轉動連接，伸縮電機安裝在機械抓手主體內并且其動力輸出端與推進盤連接，帶動推進盤上下伸縮，推進盤上下伸縮實現弧形瓣的閉合與開啟，所述機械抓手主體末端還開設有機械抓手螺紋孔，用于與機械手臂上的快接電機輸出軸進行螺紋連接。

2.根據權利要求1所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述冷熱源包括熱水通道、冷水通道、半導體制冷/制熱片，所述熱水通道設置在半導體制冷/制熱片的制熱端、冷水通道設置在半導體制冷/制熱片的制冷端，所述冷水通道和熱水通道的一端從艙體伸出，所述冷水通道和熱水通道的另一端分別通過泵與第一兩位三通閥的兩進口連接，第一兩位三通閥的出口與第二兩位三通閥的進口連接，第二兩位三通閥的兩個出口分別與冷熱頭和熱熔鉆頭連接，其中所述泵由電機控制工作。

3.根據權利要求2所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述冷熱頭包括冷熱頭外殼，所述冷熱頭外殼外表面設有卡環，冷熱頭外殼內設有冷熱頭銅管和隔熱棒，隔熱棒在冷熱頭中心設置，冷熱頭銅管環繞著隔熱棒并且冷熱頭銅管兩端伸出冷熱頭外殼，冷熱頭銅管的其中一端與第二兩位三通閥的第一出口連接。

4.根據權利要求2所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述熱熔鉆頭包括熱熔鉆外殼、冷熱源銅管、卡簧和安裝座，所述熱熔鉆頭為中空結構，熱熔鉆頭的中空結構壁面上設有卡簧，在熱熔鉆外殼內環繞有多圈冷熱源銅管且冷熱源銅管兩端從熱熔鉆外殼中伸出，冷熱源銅管的其中一端與第二兩位三通閥的第二出口連接，熱熔鉆外殼與安裝座螺紋連接，安裝座固定連接在直線電機的輸出端上。

5.根據權利要求4所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：在冷熱源銅管和熱熔鉆外殼之間填充有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層為氧化鎂粉末。

6.根據權利要求1所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述熱熔鉆頭至少設有一個，在艙體上表面安裝有保溫艙和保壓艙，保溫艙和保壓艙均包括筒體和封蓋，筒體和封蓋通過螺紋連接；所述艙體上表面開設有用于固定熱熔鉆頭和封蓋的淺槽，淺槽內開設有螺紋。

7.根據權利要求2所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述半導體制冷/制熱片兩面貼有水冷頭；所述冷熱源制熱時采用熱電阻代替半導體制冷/制熱片，提供冷熱頭和熱熔鉆頭工作所需要的熱源。

8.根據權利要求1所述的一種極地浮冰下層熱熔式取樣器，其特征在于：所述底座設有4個，豎直推進器以及機械手臂與底座相對應設置，所述底座采用柵格，所述機械手臂包括關節和關節臂，關節臂之間通過關節連接并可繞關節自轉，位于機械手臂端部的關節通過轉軸與軸承座轉動連接，軸承座固裝在底座上。