[发明专利]一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统和方法

权利要求书

1.一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统，其特征在于：包括有水下机器人、取芯钻具、水箱、锅炉和控制系统，其中取芯钻具装配在水下机器人上部的壳体上，水箱、锅炉和控制系统均设在水下机器人的内腔中，水箱与锅炉之间由输水管连通，锅炉用水由水箱进行输入，锅炉与取芯钻具之间也由输水管路进行连通，连通管路上设有高压泵，锅炉为取芯钻具提供钻进用热水，高压泵和锅炉的开关均与控制系统相连接，控制系统控制高压泵和锅炉的工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统，其特征在于：所述的取芯钻具与水下机器人上部壳体的连接处设置有旋转绞车，取芯钻具在旋转绞车的带动下能够进行0-180°的旋转。

3.根据权利要求1所述的一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统，其特征在于：所述的水箱的下部连接有进水管，进水管穿设在水下机器人下部的壳体上，进水管与水下机器人的外部相连通，进水管上设置有过滤器，水箱与锅炉之间的输水管为高压软管，高压软管上装配有阀门，该阀门与控制系统连接并由控制系统控制开合。

4.根据权利要求1所述的一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统，其特征在于：所述的锅炉内腔的中部和上部分别设有液位传感器，锅炉内腔的中部还设置有温度传感器，两个液位传感器和温度传感器均与控制系统相连接，两个液位传感器和温度传感器能够把采集的数据及时发送到控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯系统，其特征在于：所述的控制系统是由输入隔离板、信号接收模块、处理反应模块和输出隔离板组成，其中信号接收模块和处理反应模块相连接，输入隔离板连接在信号接收模块的一侧，输入隔离板还与锅炉内的两个液位传感器和温度传感器相连接，锅炉内的两个液位传感器和温度传感器采集的数据能够通过输入隔离板传输到控制系统内的信号接收模块，输出隔离板连接在处理反应模块的一侧，输出隔离板还与水箱和锅炉之间输水管上的阀门、锅炉的开关以及高压泵的开关相连接，输出隔离板能够把处理反应模块发出的指令及时传输到水箱和锅炉之间输水管上的阀门、锅炉的开关以及高压泵的开关。

6.一种基于水下机器人的冰架底部仰孔取芯方法，其特征在于：其方法如下所述：

步骤一、在冰架边缘岸端，将所有设备及零件连接，取芯钻具水平放置在水下机器人上部的外壳上，将水下机器人投入水中工作，海水经过滤后进入水下机器人内腔的水箱中，随后进入锅炉进行加热；

步骤二、控制水下机器人潜入深海，移动至冰架底部附近区域，操作旋转绞车将取芯钻具由水平状态移动至竖直状态，并且钻头贴近冰架底部，待锅炉将海水加热至60摄氏度时，开启高压泵将热水泵入取芯钻具，随即开始喷射热水融化冰层，同时水下机器人向上移动，进行自下而上仰孔钻进工作；

步骤三、取芯钻进完成后，控制水下机器人退回至初始位置，控制旋转绞车将携带冰芯的取芯钻具移动至原来水平位置，控制水下机器人返回海平面。