一種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器,其特征在于：包括均布有小孔的箱體、箱門，還包括檢測(cè)生物是否進(jìn)入箱體的生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)、關(guān)門機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述關(guān)門機(jī)構(gòu)及生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)與控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接收到生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)后控制關(guān)門機(jī)構(gòu)關(guān)閉箱門。本實(shí)用新型有益效果在于主動(dòng)感應(yīng)生物進(jìn)入誘捕箱內(nèi)進(jìn)行捕捉，大幅提高采樣成功率；鎖定箱門避免海流沖開生物逃逸；全海深使用。本實(shí)用新型適用于誘捕活動(dòng)能力強(qiáng)的大型深海近底層魚類，為深?？茖W(xué)研究提供技術(shù)支撐。
【專利說(shuō)明】
一種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于深海生物采樣領(lǐng)域，尤其涉及一種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器，適用于萬(wàn)米水深。
【背景技術(shù)】
[0002]獲取生物樣品是進(jìn)行深海研究的必要手段。深海魚類非集群分布，網(wǎng)式捕魚效率極低，目前除了使用深海底棲拖網(wǎng)偶爾網(wǎng)到一兩條大型魚類外，幾乎沒(méi)有手段進(jìn)行活動(dòng)能力強(qiáng)的大型魚類的捕捉作業(yè)，這成為深海生物學(xué)研究的瓶頸。淺海中使用的誘捕式網(wǎng)籠只能捕捉活動(dòng)能力較弱的蝦蟹類和小型的魚類，且容易逃逸。公告號(hào)為CN 103921915 B的專利也是僅僅對(duì)此類誘捕網(wǎng)籠進(jìn)行了改進(jìn)，只是在回收前將籠門關(guān)閉，以防止捕獲樣品的逃逸和其他水層樣品的混入。針對(duì)深海近底層具有較強(qiáng)活動(dòng)能力的大型游泳生物進(jìn)行捕捉，需在生物進(jìn)入誘捕籠時(shí)進(jìn)行判斷，一旦有效進(jìn)入須立即關(guān)閉籠門才能實(shí)現(xiàn)捕獲，目前沒(méi)有此類設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種深海大型生物誘捕器，適于萬(wàn)米深海環(huán)境生物捕獲。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
[0005]—種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器，包括均布有小孔的箱體、箱門，還包括檢測(cè)生物是否進(jìn)入箱體的生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)、關(guān)門機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述關(guān)門機(jī)構(gòu)及生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)與控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，所述控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接收到生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)后驅(qū)動(dòng)關(guān)門機(jī)構(gòu)關(guān)閉箱門。
[0006]進(jìn)一步的，所述生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)回歸反射型紅外傳感器，所述回歸反射型紅外傳感器設(shè)于耐高壓密封艙內(nèi)，所述耐高壓密封艙側(cè)面設(shè)有2個(gè)耐高壓光學(xué)窗口，中心間距10至15cm，所述耐高壓光學(xué)窗口朝向箱體，所述耐高壓密封艙設(shè)于箱體上。
[0007]進(jìn)一步的，所述關(guān)門機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸桿電機(jī)、設(shè)于箱門與箱體之間使箱門關(guān)閉的拉簧，所述渦輪軸上設(shè)有傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有用來(lái)釋放拉簧的箱門擋塊和閉鎖箱門的壓板，所述渦輪蝸桿減速電機(jī)設(shè)于充油活塞式壓力平衡密封艙內(nèi)，所述充油活塞式壓力平衡密封艙設(shè)于箱體上。
[0008]作為優(yōu)選，所述箱門為對(duì)開門，所述傳動(dòng)軸由設(shè)于渦輪軸兩端的第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸組成，所述箱門擋塊分別設(shè)于第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸的另一端，所述壓板設(shè)于第二傳動(dòng)軸對(duì)應(yīng)對(duì)開門中部位置處。
[0009]更進(jìn)一步的，所述第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸與渦輪軸之間用相反旋向的螺紋連接。
[0010]更進(jìn)一步的，所述箱門擋塊與傳動(dòng)軸之間設(shè)有可調(diào)整箱門擋塊與箱門之間距離的安裝套筒。[0011 ]更進(jìn)一步的，充油活塞式壓力平衡密封艙包括艙體和活塞，所述艙體和活塞之間通過(guò)若干活塞密封圈密封。
[0012]進(jìn)一步的，所述控制驅(qū)動(dòng)內(nèi)部有低損耗電源模塊和控制電路，所述控制電路的主控芯片為MSP430F149控制芯片。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果有以下幾點(diǎn):
[0014]1、插上電纜后將誘捕器沉入海底，利用生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)檢測(cè)是否有大型生物進(jìn)入箱內(nèi)，當(dāng)有判斷有生物進(jìn)入時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)釋放箱門，關(guān)閉箱門進(jìn)行捕捉，避免生物逃逸，大幅提高采樣效率；
[0015]2、生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)采用至少2個(gè)回歸反射型紅外傳感器檢測(cè)生物，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接收到多個(gè)傳感器同時(shí)發(fā)出信號(hào)后控制關(guān)門機(jī)構(gòu)關(guān)閉箱門，適用于捕獲大型生物，避免小型生物及環(huán)境的影響造成誤捕；
[0016]3、生物進(jìn)入箱體后，關(guān)門機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)箱門擋塊轉(zhuǎn)動(dòng)釋放拉簧關(guān)閉箱門，同時(shí)帶動(dòng)壓板壓住箱門，并利用其自鎖性質(zhì)將箱門鎖住，防止生物逃出或上提出水面時(shí)海流將箱門沖開，適于捕捉大型生物；
[0017]4、關(guān)門機(jī)構(gòu)中的電機(jī)設(shè)于充油活塞式壓力平衡密封艙內(nèi)，通過(guò)自由移動(dòng)的活塞來(lái)平衡內(nèi)外的壓力差，保證電機(jī)在全海深工作。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型關(guān)門機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型關(guān)門機(jī)構(gòu)的局部放大示意圖；
[0022]圖5是箱門關(guān)閉控制的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型箱門關(guān)閉控制的原理流程圖；
[0024]其中I為箱體、2為關(guān)門機(jī)構(gòu)、3為第一折彎板、4為生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、5為第二折彎板、6為水密插接電纜、7為壓板、9為反射板、10為拉簧、11為箱門、12為充油活塞式壓力平衡密封艙艙體、13為渦輪蝸桿減速電機(jī)、14為充油活塞式壓力平衡密封艙艙體蓋、15為第一傳動(dòng)軸、16為鎖緊螺母、17為套筒、18為箱門擋塊、19為唇形密封圈、20為渦輪軸、21為唇形密封固定塊、22為第二傳動(dòng)軸、23為渦輪蝸桿減速電機(jī)固定塊、25為活塞、26為活塞密封圈、27為活塞水密座、29為耐高壓密封艙前端蓋、30為耐高壓密封艙艙體、31為耐高壓光學(xué)鏡片、32為耐高壓光學(xué)鏡片壓蓋、33為第一紅外傳感器、34為耐高壓密封艙水密座、35為耐高壓密封艙后端蓋、36為端蓋密封圈、37為第二紅外傳感器、38為渦輪蝸桿減速電機(jī)電源、39為箱門關(guān)閉控制電路板。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]如圖1所示的渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器，包括箱體1、對(duì)開的箱門U、關(guān)門機(jī)構(gòu)2、生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，箱體I和箱門11上開有均勻小孔，小孔直徑小于5mm，關(guān)門機(jī)構(gòu)2通過(guò)第一折彎板3固定在箱體I上，生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4通過(guò)第二折彎板5固定在箱體上，生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4與關(guān)門機(jī)構(gòu)2通過(guò)水密插接電纜6連接。
[0027]如圖1、2、4所示，關(guān)門機(jī)構(gòu)2包括渦輪蝸桿減速電機(jī)13、設(shè)于箱門與箱體之間使箱門關(guān)閉的拉簧10。禍輪軸20兩邊分別與第一傳動(dòng)軸15、第二傳動(dòng)軸22連接，兩個(gè)傳動(dòng)軸端部各有不同旋向的螺紋孔，其中第一傳動(dòng)軸15與渦輪軸為右旋螺紋配合連接，第二傳動(dòng)軸22與渦輪軸20為左旋螺紋配合，兩傳動(dòng)軸的另一端安裝套筒17和釋放拉簧的箱門擋塊18，并用鎖緊螺母16鎖緊固定，其中套筒17用于調(diào)整箱門擋塊18與箱體I之間的距離。第二傳動(dòng)軸22對(duì)應(yīng)對(duì)開門中部位置處焊接有壓板7，用于閉鎖箱門。渦輪蝸桿減速電機(jī)13安裝在充油活塞式壓力平衡密封艙艙體蓋14中，并用電機(jī)固定塊23固定。第一傳動(dòng)軸15和第二傳動(dòng)軸22與充油活塞式壓力平衡密封艙艙體蓋14之間通過(guò)唇形密封圈19密封，并用唇形密封圈固定塊21壓住唇形密封圈19，充油活塞式壓力平衡密封艙艙體蓋14與充油活塞式壓力平衡密封艙艙體12之間通過(guò)密封圈密封，并用螺栓連接固定。充油活塞式壓力平衡密封艙艙體12與充油活塞式壓力平衡密封艙活塞25之間通過(guò)3個(gè)活塞密封圈26密封，充油活塞式壓力平衡密封艙艙體12與活塞25配合處粗糙度為Ral.6，充油活塞式壓力平衡密封艙艙體12內(nèi)部充油，可以移動(dòng)的活塞25可以平衡水下環(huán)境艙體內(nèi)外的壓力差，活塞25上安裝有活塞水密座27。
[0028]如圖1、3所示，生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括第一回歸反射型紅外傳感器33和第二回歸反射型紅外傳感器37，兩個(gè)歸反射型紅外傳感器設(shè)于耐高壓密封艙內(nèi)，采用鋰電池為其供電。耐高壓密封艙由耐高壓密封艙艙體30、耐高壓密封艙前端蓋29、耐高壓密封艙后端蓋35、端蓋密封圈36組成，耐高壓密封艙體30與前后端蓋之間通過(guò)端蓋圈36密封，并通過(guò)螺栓固定，在耐高壓密封艙后端蓋35上安裝有耐高壓密封艙水密座34。耐高壓密封艙體30側(cè)面為四個(gè)平面，其中一面的兩端安裝有兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口，兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口朝向箱體內(nèi)底面，耐高壓密封艙材料為沉淀硬化不銹鋼，艙體長(zhǎng)度240mm，內(nèi)孔直徑50mm，壁厚不小于10mm，側(cè)面開孔直徑不大于16_，兩孔之間的距離在1cm左右，其設(shè)計(jì)能夠承受全海深的壓力。耐高壓光學(xué)窗口由耐高壓光學(xué)鏡片31、耐高壓光學(xué)鏡片壓蓋32組成，耐高壓光學(xué)鏡片31由耐高壓光學(xué)鏡片壓蓋32通過(guò)螺栓固定在耐高壓密封艙體30外表面，并通過(guò)密封圈密封，兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口之間的距離約在1cm左右。兩個(gè)反射板9安裝在箱體內(nèi)底面，并與兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口位置相對(duì)應(yīng)?？刂乞?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括箱門關(guān)閉控制電路板39，也設(shè)于耐高壓密封艙內(nèi)，由為回歸反射型紅外傳感器供電的鋰電池供電?？刂齐娐钒?9與渦輪蝸桿減速電機(jī)電源38連接。
[0029]控制原理如圖5所示，控制電路板39與控制渦輪蝸桿減速電機(jī)以及回歸反射型紅外傳感器電連接?？刂齐娐钒?9選用MSP430F149控制芯片。
[0030]箱門關(guān)閉控制的原理流程如圖6所示。打開箱門8，將關(guān)門機(jī)構(gòu)2中的兩個(gè)箱門擋塊18轉(zhuǎn)到初始位置將箱門擋住，在箱體I內(nèi)放上誘餌，插上電纜后整個(gè)系統(tǒng)上電，誘捕器隨下潛設(shè)備沉入海底，到達(dá)控制電路設(shè)置時(shí)間后兩個(gè)紅外感應(yīng)器開始處于工作狀態(tài)，當(dāng)有大型生物進(jìn)入箱內(nèi)同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)紅外感應(yīng)器，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制渦輪蝸桿減速電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，第一傳動(dòng)軸15和第二傳動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)箱門擋塊18不再阻擋箱門8，箱門8在拉簧10拉力的作用下關(guān)閉，隨著渦輪蝸桿減速電機(jī)13的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，第二傳動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)壓板7將箱門8壓住，由于渦輪蝸桿減速電機(jī)13過(guò)載，控制電路將整個(gè)系統(tǒng)斷電，工作結(jié)束。[0031 ]本誘捕器可在全海深范圍內(nèi)進(jìn)行生物捕捉。
[0032]箱體和箱門上均勻開孔可以減小裝置在下落過(guò)程中的阻力，海水可通過(guò)箱體上的開孔進(jìn)行導(dǎo)流，采用方形箱體設(shè)計(jì)可以方便生物感知裝置、關(guān)門機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝，方便誘捕器在水下設(shè)備上的安裝固定。
[0033]關(guān)門機(jī)構(gòu)中的渦輪蝸桿減速電機(jī)的密封采用充油活塞式壓力平衡密封，艙體采用絎磨管與活塞配合并使用O型圈密封，通過(guò)自由移動(dòng)的活塞來(lái)平衡內(nèi)外的壓力差，這種密封方式可以保證電機(jī)在全海深工作。
[0034]生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)密封艙采用側(cè)面設(shè)兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口，兩個(gè)耐高壓光學(xué)窗口可根據(jù)需求生物的大小來(lái)定，用于兩個(gè)紅外傳感器發(fā)射和回收光線，兩個(gè)紅外傳感器需要在同時(shí)被觸發(fā)的條件下才有效的設(shè)計(jì)能夠克服環(huán)境的干擾和小型生物的誤觸發(fā)，保證其捕捉大型生物的要求。
[0035]渦輪軸的兩側(cè)分別有相反旋向的外螺紋，分別與兩個(gè)傳動(dòng)軸上對(duì)應(yīng)旋向的螺紋孔連接，保證在電機(jī)帶動(dòng)渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)。
[0036]兩扇箱門由箱門與箱體連接的彈簧提供關(guān)門的動(dòng)力，在打開狀態(tài)時(shí)，箱門擋塊阻止箱門關(guān)閉，通過(guò)渦輪蝸桿減速電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)箱門擋塊迅速地釋放箱門，箱門在拉簧拉力作用下關(guān)閉籠門；
[0037]箱門關(guān)閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿減速電機(jī)由生物感知控制裝置中的控制電路控制，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)釋放箱門機(jī)關(guān)從而關(guān)閉箱門，生物被捕捉后利用關(guān)門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中渦輪蝸桿減速電機(jī)的自鎖性質(zhì)，通過(guò)第二傳動(dòng)軸上的壓板將箱門鎖住，可防止生物逃出或是海流將其沖開。
[0038]整套裝置內(nèi)部自帶電源，不需外部供電，并可在回收后進(jìn)行充電，重復(fù)多次使用，能夠在水下獨(dú)立工作，控制電路在上電后有4小時(shí)的定時(shí)功能，期間系統(tǒng)處于低功率待機(jī)狀
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[0039]總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪蝸桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)門的深海生物誘捕器，其特征在于:包括均布有小孔的箱體、箱門，還包括檢測(cè)生物是否進(jìn)入箱體的生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)、關(guān)門機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述關(guān)門機(jī)構(gòu)及生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)與控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，所述控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接收到生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)后控制關(guān)門機(jī)構(gòu)關(guān)閉箱門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述生物感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)回歸反射型紅外傳感器，所述回歸反射型紅外傳感器設(shè)于耐高壓密封艙內(nèi)，所述耐高壓密封艙側(cè)面設(shè)有耐高壓光學(xué)窗口，所述耐高壓光學(xué)窗口朝向箱體，所述耐高壓密封艙設(shè)于箱體上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述關(guān)門機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸桿電機(jī)、設(shè)于箱門與箱體之間使箱門關(guān)閉的拉簧，渦輪軸上設(shè)有傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有用來(lái)釋放拉簧的箱門擋塊和閉鎖箱門的壓板，所述渦輪蝸桿減速電機(jī)設(shè)于充油活塞式壓力平衡密封艙內(nèi)，所述充油活塞式壓力平衡密封艙設(shè)于箱體上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述箱門為對(duì)開門，所述傳動(dòng)軸由設(shè)于渦輪軸兩端的第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸組成，所述箱門擋塊分別設(shè)于第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸的另一端，所述壓板設(shè)于第二傳動(dòng)軸對(duì)應(yīng)對(duì)開門中部位置處。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸與渦輪軸之間用相反旋向的螺紋連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述箱門擋塊與傳動(dòng)軸之間設(shè)有可調(diào)整箱門擋塊與箱門之間距離的安裝套筒。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述充油活塞式壓力平衡密封艙包括艙體和活塞，所述艙體和活塞之間通過(guò)若干活塞密封圈密封。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海生物誘捕器，其特征在于:所述控制驅(qū)動(dòng)內(nèi)部有低損耗電源模塊和控制電路，所述控制電路的主控芯片為MSP430F149控制芯片。
【文檔編號(hào)】A01K75/00GK205596934SQ201620294438
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】鄭旻輝, 楊俊毅, 張培培, 王春生
【申請(qǐng)人】國(guó)家海洋局第二海洋研究所