CN106323672A - 一种用于水下的可视化取样设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于水下的可视化取样设备，其包括取样架、振动取样马达、取样管和安装在取样架底架上的摄像单元。摄像单元和底架之间设置两级减振组件来保护摄像头。本发明所提供的取样设备可以实现在水下对取样设备的工作情况进行监视，并根据情况采取调整措施，方便控制振动时间和取样深度，获取理想的样品。本发明中采用了多组一级减振组件和多组二级减振组件，可以减少取样设备底架的振动，对摄像头起到保护作用，保证摄像头能正常工作。

Description

一种用于水下的可视化取样设备

技术领域

本发明涉及水下取样设备领域，具体涉及一种用于水下的振动活塞取样设备，其包括取样架和振动取样马达。

背景技术

由于施工或者研究等需要，常常需要对水底物质采取样品，这就需要使用水下取样器。比如，中国实用新型专利CN202903518U就公开了一种新型振动活塞取样器，但现有技术中的水下取样器不能让操作人员了解水下的状态。取样器触底后是否直立，是否倾斜；取样过程中振动取样马达是否一直正常工作；振动取样马达下落是否到底，取样是否应该结束；取样设备在从海底拉起时，是否直立拉起脱离海底。对于上述这些情况，现有技术中，操作人员只能通过绞车上的钢丝绳下放长度间接判断取样深度；通过钢丝绳的垂直程度判断取样设备是否垂直脱离海底。总的说来，取样设备在海底什么情况，甲板上的操作人员是无法确切知道的，只能是依靠平时取样的经验来判断。这样的解决判断往往是很不准确的，取出的样品不理想，甚至需要多次重复操作才能取到样品。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的问题是提供一种能直观了解水下状况的取样设备，便于操作人员掌握水下状况，便于取样操作。

为了解决上述问题，本发明采用如下方案：

一种用于水下的可视化取样设备，其包括取样架和振动取样马达；所述取样架包括导向柱和底架；其特征是，所述底架上设有多组一级减振组件；在一级减振组件上面设有一安装平台；在安装平台上面设有多组二级减振组件；在二级减振组件上面设有一安装座，安装座上安装有摄像头。

进一步地，所述一级减振组件包括一级弹性单元、一级压紧螺母、一级导杆；所述一级导杆下端与底架固定连接，一级弹性单元套装在一级导杆上，一级导杆上端设置有螺纹并穿过安装平台上的通孔；一级压紧螺母拧在一级导杆上端，一级弹性单元位于安装平台和底架之间。

优选地，所述一级弹性单元包括一级弹簧和橡胶垫块；一级弹簧的上端面抵接在安装平台下表面，一级弹簧的下端面抵接在橡胶垫块的上表面，橡胶垫块的下表面与底架抵接。

进一步地，所述二级减振组件包括二级压紧螺母、二级导杆、上弹性部件和下弹性部件；所述安装座上设置有安装板；所述二级导杆下端安装在安装平台上，二级导杆穿过安装板上的通孔，二级导杆的上端设置有螺纹并与二级压紧螺母相配合，上弹性部件和下弹性部件套装在二级导杆上，下弹性部件位于安装平台与安装板之间，上弹性部件位于安装板与二级压紧螺母之间。

优选地，所述的上弹性部件和下弹性部件均为弹簧。

进一步地，所述安装座中包括配重块。

优选地，所述摄像头与底架底部之间的距离为50-80cm。

由于本发明提供的取样设备包括摄像单元，在将取样设备下放至水底时，通过导线控制摄像头，可以实现在水下对取样设备的工作情况进行监视，并根据情况采取调整措施，方便控制振动时间和取样深度，获取理想的样品。本发明中采用了多组一级减振组件和多组二级减振组件，可以减少取样设备底架的振动，对摄像头起到保护作用。多组二级减振组件采用了V形对称布置的方式，既可以减少垂直于底架方向的振动，还可以减少平行于底架方向的振动，可以更有效地保护摄像头。

附图说明

图1为可视化取样设备的整体结构示意图。

图2为一级减振组件与安装平台、底架的安装放大示意图。

图3为二级弹性组件与安装座、安装平台的安装放大示意图。

附图标记如下：取样架1；底架11；导向柱12；振动取样马达13；取样管14；安装平台2；连接板21；支撑板22；加强板23；摄像单元3；安装座31；摄像头32；安装板33；二级减振组件4；上弹性部件41；下弹性部件42；二级导杆43；二级压紧螺母44；一级减振组件5；橡胶垫块51；一级导杆52；一级弹簧53；一级压紧螺母54；马达电缆6；导线7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所涉及的用于水下的可视化取样设备包括取样架1、振动取样马达13、取样管14和摄像单元3；取样架1的上端与钢缆连接，取样架1包括底架11和导向柱12，导向柱12固定安装在底架11上，振动取样马达13安装在导向柱12上，振动取样马达13被牵引钢缆牵引并且通过马达电缆6与水面上连接，振动取样马达13可以在重力或钢缆的牵引作用下作用下沿着导向柱12滑动，振动取样马达13和取样管14连接，通过开通振动取样马达13可以带动取样管14进行取样工作，摄像单元3用于监视水下状况，其包括摄像头32、安装座31，摄像头32安装在安装座31上；可以在安装座31上设置一个椭圆的凹槽，摄像头32安装在凹槽内部，用不锈钢制成的圆环形卡环扣在摄像头32的上部，保证摄像头32不会脱落，卡环两端用螺栓固定在安装座31上，方便拆卸。

在底架11上设置有多组一级减振组件5，一级减振组件5上端与安装平台2连接，连接位置在安装平台2上基本上呈对称布置，其下端与底架11连接，安装平台2和底架11之间有可压缩的空间。在本实施例中，一级减振组件5包括一级弹性单元、一级导杆52和一级压紧螺母54，一级导杆52下端与底架11固定连接，一级弹性单元套装在一级导杆52上，一级弹性单元下表面抵接在底架11上表面上，一级弹性单元上表面与安装平台2下表面抵接，在安装平台2上设置有对称布置的可供一级导杆52穿过的通孔；一级导杆52上端穿过安装平台2上的通孔，一级导杆52上端设置有螺纹，一级压紧螺母54拧在一级导杆52上端，一级压紧螺母54下表面压在安装平台2上表面上，并对通过安装平台2对一级弹性单元进行一定的压缩，产生预压缩力。在本实施例中，一级弹性单元包括一级弹簧53和橡胶垫块51；一级弹簧53的上端面抵接在安装平台2下表面上，一级弹簧53的下端面抵接在橡胶垫块51的上表面上，橡胶垫块51的下表面与底架11上表面抵接。一级弹性单元也可以是由其他弹性件组成，也可以是一体的弹性件，如弹性橡胶筒等。当振动取样马达13振动时，底架11产生的振动传递给安装平台2，安装平台2可以压缩一级弹性单元起到减振缓冲作用。

在安装座31与安装平台2之间设置有多组二级减振组件4；二级减振组件4下端固定安装在安装平台2上，摄像单元3的安装座31上设置有安装板33，安装座31通过安装板33安装在二级减振组件4上。二级减振组件4包括二级压紧螺母44、二级导杆43、上弹性部件41和下弹性部件42；二级导杆43下端固定安装在安装平台2上，安装板33上有可供二级导杆43穿过的通孔，二级导杆43穿过安装板33上的通孔；上弹性部件41和下弹性部件42套装在二级导向杆43上；下弹性部件42位于安装平台2与安装板33之间，上弹性部件41位于安装板33与二级压紧螺母44之间；二级导杆43的上端设置有螺纹，二级压紧螺母44拧在二级导杆43上端并压在上弹性部件41的上端面上，对上弹性部件41和下弹性部件42产生一定的预压缩力。在本实施例中，上弹性部件41和下弹性部件42均为弹簧，上弹性部件41和下弹性部件42也可以选择其他类型的弹性件，如弹性橡胶筒等。由于安装板33处于上弹性部件41和下弹性部件42之间，在底架11振动时，安装座31向上运动时，上弹性部件41会起到缓冲减振作用；安装座31向下运动时，下弹性部件42会起到缓冲减振作用。在本实施例中，安装板33对称设置在安装座31的两侧，并向上倾斜成V形对称布置在安装座31侧面，安装平台2上安装一个连接板21，安装平台2与连接板21之间用螺栓固定连接，连接板21上设置有支撑板22，支撑板22与安装板33平行设置，支撑板22与连接板21之间焊接有加强板23对支撑板22进行加强固定；二级导杆43固定在支撑板22上表面并与支撑板22垂直，这样，上弹性部件41和下弹性部件42相对于安装平台2都倾斜一定角度，并且合力方向垂直于安装平台2。安装座31的底部与连接板21之间留有间隙，当安装平台2在竖直方向振动时，上弹性部件41和下弹性部件42产生弹力的合力垂直于安装平台2，可以对竖直方向的振动起到缓冲减振的作用；当安装平台2在水平方向振动时，上弹性部件41和下弹性部件42产生弹力的水平分力也会对水平方向的振动起到一定的减振缓冲作用。为了使减振缓冲的作用更加平稳，取得良好的缓冲效果，可以在安装座31上设置配重块来调整。

为了避免取样管14取样时搅起的泥沙等浑浊物影响摄像头的视野，需要将摄像头32设置在距离底架11底部有一定距离L处，通过研究试验，将摄像头32设置在距离底架11底部L取值为50-80cm处，既能获得对取样设备较好地进行观察的视野，还能避免泥沙混浊物的影响。

下面结合附图阐述一下本取样设备的用法：首先通过钢缆将取样架1下放至水底，通过远程终端控制摄像头32观察水下情况，若支架位置不理想，通过钢缆牵引调节取样架1至达到理想位置；然后通过与振动取样马达13连接的钢缆将振动取样马达13下放，通过摄像头32观察振动取样马达13是否到达理想位置，若振动取样马达13位置不理想，则通过钢缆牵引调整，直至达到理想位置。在远程终端通过马达电缆6启动振动取样马达13进行取样即可，完成取样后将取样架1拉起回收。

本发明具有如下有益效果：由于本发明提供的取样设备包括摄像单元3，在将取样设备下放至水底时，通过导线7连接摄像头32，可以实现在水下对取样设备的工作情况进行监视，并根据情况采取调整措施，方便控制振动时间和取样深度，获取理想的样品。本发明中采用了多组一级减振组件5和多组二级减振组件4，可以减少取样设备底架11的振动，对摄像头32起到保护作用。多组二级减振组件4中采用了V形对称布置的方式，既可以减少垂直于底架11方向的振动，还可以减少平行于底架11方向的振动，可以更有效地保护摄像头32。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于水下的可视化取样设备，其包括取样架(1)和振动取样马达(13)；所述取样架(1)包括导向柱(12)和底架(11)；其特征是，所述底架(11)上设有多组一级减振组件(5)；在一级减振组件(5)上面设有一安装平台(2)；在安装平台(2)上面设有多组二级减振组件(4)；在二级减振组件(4)上面设有一安装座(31)，安装座(31)上安装有摄像头(32)。

2.如权利要求1所述的取样设备，其特征是，所述一级减振组件(5)包括一级弹性单元、一级压紧螺母(54)、一级导杆(52)；所述一级导杆(52)下端与底架(11)固定连接，一级弹性单元套装在一级导杆(52)上，一级导杆(52)上端设置有螺纹并穿过安装平台(2)上的通孔；一级压紧螺母(54)拧在一级导杆(52)上端，一级弹性单元位于安装平台(2)和底架(11)之间。

3.如权利要求2所述的取样设备，其特征是，所述一级弹性单元包括一级弹簧(53)和橡胶垫块(51)；一级弹簧(53)的上端面抵接在安装平台(2)下表面，一级弹簧(53)的下端面抵接在橡胶垫块(51)的上表面，橡胶垫块(51)的下表面与底架(11)抵接。

4.如权利要求1所述的取样设备，其特征是，所述二级减振组件(4)包括二级压紧螺母(44)、二级导杆(43)、上弹性部件(41)和下弹性部件(42)；所述安装座(31)上设置有安装板(33)；所述二级导杆(43)下端安装在安装平台(2)上，二级导杆(43)穿过安装板(33)上的通孔，二级导杆(43)的上端设置有螺纹并与二级压紧螺母(44)相配合，上弹性部件(41)和下弹性部件(42)套装在二级导杆(43)上，下弹性部件(42)位于安装平台(2)与安装板(33)之间，上弹性部件(41)位于安装板(33)与二级压紧螺母(44)之间。

5.如权利要求4所述的取样设备，其特征是，所述的上弹性部件(41)和下弹性部件(42)均为弹簧。

6.如权利要求1所述的取样设备，其特征是，所述安装座(31)中包括配重块。

7.如权利要求1所述的取样设备，其特征是，所述摄像头(32)与底架(11)底部之间的距离为50-80cm。