[发明专利]一种水环境监测用可自动夹装的取样装置及方法

权利要求书

1.一种水环境监测用可自动夹装的取样装置，包括无人船，所述无人船上设置有用于放置试管的第一支架、第二支架；其特征在于，所述无人船上设置有纵向布设的第一线性模组，所述第一线性模组包括第一电机，所述第一线性模组上滑动连接有一底座，所述底座上方连接有横向设置的第二线性模组，所述第二线性模组包括第二电机，所述第二线性模组上滑动连接有滑块，所述滑块连接有一升降气缸，所述升降气缸连接有用于抓取试管的夹具；所述夹具包括壳体，所述壳体两侧开设有槽口，每个所述槽口内通过销轴各转动连接有呈三角状的挡块，所述销轴上设有扭力弹簧；所述试管的顶部外壁上设置有卡台；所述卡台卡接在两个所述挡块上；所述第二支架顶部两侧设置有与所述挡块相适配的挡边，所述挡边的截面形状也呈三角状设置；还包括设置在无人船上的控制器，所述控制器分别与所述第一电机、第二电机、升降气缸相电连并实施控制，所述控制器还通过无线通讯模块连接有控制终端。

2.根据权利要求1所述的一种水环境监测用可自动夹装的取样装置，其特征在于，所述无人船包括两并列设置的船体，两船体通过连接板相连，所述第一支架、第二支架、第一线性模组均设置在所述连接板上；所述连接板上开设有用于取水样的通槽。

3.根据权利要求2所述的一种水环境监测用可自动夹装的取样装置，其特征在于，所述第二线性模组包括导轨，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述导轨的一端设置有所述第二电机，所述第二电机连接有丝杠，所述丝杠通过丝杠螺母与所述滑块相连；所述导轨上设置有第一挡停开关、第二挡停开关、光电开关，所述滑块上连接有用于和所述光电开关相配套的挡板，所述第一挡停开关、第二挡停开关、光感开关均与所述控制器相电连。

4.根据权利要求3所述的一种水环境监测用可自动夹装的取样装置，其特征在于，所述挡块外壁上设置有用于实现限位的档杆。

5.一种水环境监测用取样方法，其特征在于，采用权利要求3-4任一项所述的一种水环境监测用可自动夹装的取样装置，包括以下步骤：

S1:初始状态下，升降气缸与第二挡停开关相接触，此时夹具正好位于第二支架的正上方；且第二支架上放置有若干试管，第一支架上不放置试管；在取样时，将无人船放入水域中并控制前行到相应取样点；

S2:到达取样点时，通过控制终端远程向控制器发送命令，控制器控制升降气缸带动夹具下移，试管上的卡台与挡块相接触并挤压挡块，挡块受力旋转，扭力弹簧产生弹力，卡台前进到挡块上方，此时挡块在扭力弹簧的作用下反方向旋转，恢复到初始状态，此时卡台的底部承压在挡块的顶部，实现对试管的限位，从而完成夹具对试管的夹取；

S3:夹取完成后，控制器控制升降气缸上移，将试管从第二支架中取出,直至上移到初始位置，然后控制器控制第二线性模组带动滑块左移，进而带动升降气缸向左滑动，当挡板遮挡住光感开关时，此时夹具正位于通槽的正上方，光感开关产生信号并发送至控制器，控制器接收到信号时控制第二线性模组停止工作，同时，控制升降气缸带动被夹取的试管下移，直至穿过通槽进入水域中完成取水；取水完成后控制升降气缸带动试管上移至初始位置；

S4:然后控制器控制第二线性模组带动升降气缸继续左移，当滑块与第一挡停开关碰触时，第一挡停开关产生信号并传递给控制器，控制器接收到信号后控制第二线性模组停止工作；然后控制器控制升降气缸下移，当挡块与第一支架上的挡边相接触时，由于挡边具有斜面，挡块沿着挡边的斜面下滑，由于两挡边之间的距离由上而下逐渐变窄，挡块产生旋转，不再对卡台产生限位，试管落下进入到第一支架中，完成试管的放置；

S5:试管放置完成后，控制器控制升降气缸上移至初始位置；然后控制第二线性模组带动滑块右移，直至滑块与第二挡停开关接触，回到最初始状态位置，此时，第一次取样工作全部完成；

S6:然后控制器控制第一线性模组工作，带动底座移动，夹具跟随底座移动直至移动到下一个试管的上方；

S7:控制无人船移动到下一个取样地点，重复步骤S1-S6，完成第二次取样工作；

S8:重复上述步骤S1-S7，直至全部的取样点取样完成。