[发明专利]一种仿水母泳动型海底超声波钻探取样机器人

说明书

本发明公开了仿水母泳动型海底超声波钻探取样机器人，包括仿水母泳动装置、中央动力舱、锚固钻探装置；仿水母泳动装置外形与水母相似，中央动力舱固定于仿水母泳动装置中部，锚固钻探装置固定于仿水母泳动装置下方。中央动力舱内部两个电动推杆驱动仿水母泳动装置外侧柔性触手摆动，以实现钻探取样机器人的游动。锚固钻探装置在游动时处于收起状态，当钻探取样机器人到达海底岩床后，锚固装置外侧直线电机调整锚固机构，使其呈三角支撑状态，锚固超声波钻刺入海底岩床，使整体锚固于海底。钻探超声波钻于下方伸出接近海床开展采样工作。本发明具有平稳灵活拟生物形态结构和高效、强适应能力的钻探取样机构，能够灵活适应复杂的海底地形环境。

技术领域

本发明属于海洋勘探设备技术领域，具体涉及一种仿水母泳动型海底超声波钻探取样机器人。

背景技术

随着海洋资源开发范围不断扩展，深海矿产资源勘探开发已提升至关乎人类可持续发展的战略地位。常见的海底钻探取样机器人采用螺旋桨推进方式，通过机械手进行探测。在探测机器人的下潜过程中，由于深海洋流状况复杂，常有下潜稳定性不足、续航能力较差等问题；到达海底岩床后，探测机器人由于岩床复杂以及机构整体体积较大且效率较低，不能很好地适应海底岩床环境，大大限制了深海矿产勘探工作的开展。

在下潜过程中为了追求更高的运动性能，开发出多种形式的仿生机器人，水下仿生机器人的模仿对象通常是鱼、水母、鲸豚、海龟、鲼等水生生物，其中仿生水母以其超低噪音、超强隐蔽性及稳定运动性能，在探测侦查中有显著优势。到达海底岩床后，岩心取样工作通常采用冲击、射入、钻进等方式，其中钻机由于高效取样、造价便宜、易于操作等优点已获得了广泛的应用和发展。

发明内容

发明目的：提出一种仿水母泳动型海底超声波钻探取样机器人，解决现有仿生水母机器人下潜稳定性差，以及适应岩床能力较差的问题。

技术方案：一种仿水母泳动型海底超声波钻探取样机器人，包括仿水母泳动装置、中央动力舱、锚固钻探装置；所述仿水母泳动装置连接所述中央动力舱，所述中央动力舱驱动所述仿水母泳动装置来产生升力；

所述锚固钻探装置设置于底部，包括锚固支架、三个锚固组件、锚固组件角度调整机构、采样超声波钻；

所述三个锚固组件沿圆周均匀分布于所述锚固支架的周围，所述锚固组件包括锚固超声波钻以及三角形支撑结构；所述三角形支撑结构的底端固定在所述锚固支架外立面上，所述三角形支撑结构的顶端与所述锚固超声波钻的侧面铰接；

所述锚固组件角度调整机构包括第一直线电机、滑块连接件，以及与每个所述锚固组件分别对应的轨道支座、圆柱轨道、角度调节滑块、角度调节连杆；所述圆柱轨道竖直固定在所述锚固支架外立面上的轨道支座上，所述角度调节滑块与圆柱轨道之间通过直线副配合，所述角度调节滑块通过铰链与角度调节连杆一端连接，所述角度调节连杆的另一端通过铰链与锚固超声波钻上部连接；所述第一直线电机固定在所述锚固支架的外立面上，所述第一直线电机驱动所述滑块连接件沿竖直方向运动，所述滑块连接件同时与每个角度调节滑块固定连接；

所述采样超声波钻位于所述锚固支架的内侧，并处于竖直中心轴线上，在所述锚固支架的内立面上相对竖直固定有第二直线电机和第三直线电机，所述采样超声波钻两侧分别与第二直线电机和第三直线电机的动子上固定连接。