CN108953893A - 一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架、用于调整岩心水平位置的自动运行观察槽和用于控制自动运行观察槽内岩心移动速率及拍摄相机自动拍摄的遥控器；观察槽的移动内槽可用于固定海洋沉积物岩心，且移动内槽可随电机带动的水平恒速传送带运动，并携带岩心在长方形槽体内恒速移动；遥控器可以通过红外/蓝牙等方式与电机、拍摄相机形成无线连接。该系统通过设定放置沉积物岩心的移动内槽传送速率、相机拍摄时间，自动拍摄记录沉积物岩心照片，极大地方便了海洋沉积物岩心的观察拍摄，即操作简单，又便于不同海域沉积物岩心的对比，为海洋沉积物岩心的实验研究提供了便利性。
Description
技术领域
本发明涉及海洋沉积物岩心特征及沉积相判断研究领域，具体地说是涉及一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统。
背景技术
海洋沉积物是指各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称。海洋沉积物是地质历史的良好记录，运用"将今论古"原则对它加以研究，对认识海洋的形成和沉积环境演变具有重要意义。另外，海洋沉积物及其土力学性质的研究可为海底电缆和输油管道的铺设、石油钻井平台的设计和施工等海洋开发前期工程提供重要科学依据。
在对海洋沉积物岩心进行研究时，需要通过观察沉积物的沉积结构、沉积构造、颜色和粒度变化等，并同步利用相机进行拍摄记录，进行沉积相的分析，进而获知其沉积环境。但由于岩心样品通常具有一定的长度(通常1m以上)，因此需要连续拍摄，而鉴于目前常用相机的焦距、景深和广角的限制，并不能将整段岩心一次性拍摄。目前常用的拍摄方法均为工作人员手持相机进行自由拍摄，其拍摄焦距、环境光强度、拍摄角度均不统一，导致后期沉积相分析无法基于准确的岩心特征开展。而目前市场上出现的可以进行连续拍摄的设备Geotek岩芯综合测试系统(型号：MSCL-S)，则由于昂贵的价格(几十万元以上)，且需固定场所安置，造成较大的浪费，并不适用于简单的沉积物岩心分析，也满足不了野外或现场记录和分析。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架、用于调整岩心水平位置的自动运行观察槽和用于控制自动运行观察槽内岩心移动速率及拍摄相机自动拍摄的遥控器；
所述调节角架包括多节可调水平支架、多节可调竖直支架和固定架板，所述多节可调竖直支架的底端与固定架板连接，多节可调竖直支架的顶端与多节可调水平支架的一端转动连接，多节可调水平支架的另一端连接相机固定架，拍摄相机安装在相机固定架上；
所述观察槽包括长方形槽体，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与电机传动连接；在水平恒速传送带的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽，移动内槽位于长方形槽体内；
所述拍摄相机为具有无线遥控功能的单反相机；
所述遥控器分别与电机和拍摄相机无线连接，通过遥控器可控制电机启停，并可调节电机的转速，通过遥控器还可控制拍摄相机的拍摄快门，进行无线遥控拍摄。
优选的，所述多节可调竖直支架包括第一竖直套管、第二竖直套管和竖直支撑杆，第二竖直套管插入第一竖直套管中，并通过第一紧固旋钮连接，竖直支撑杆插入第二竖直套管中，并通过第二紧固旋钮连接，在竖直支撑杆的顶端设置有周向布置的凹槽；所述多节可调水平支架包括第一水平套管、第二水平套管和水平支撑杆，第二水平套管插入第一水平套管中，并通过第三紧固旋钮连接，水平支撑杆插入第二水平套管中，并通过第四紧固旋钮连接，在水平支撑杆的末端设置有转环，所述转环套设在竖直支撑杆的凹槽内，在凹槽的上方设置有用于固定转环的紧固螺母；所述相机固定架连接转动插杆，转动插杆插入第一水平套管的末端，在第一水平套管上设置有固定孔，在固定孔中插入有用于将转动插杆固定的紧固螺栓。
优选的，所述长方形槽体的长度为移动内槽长度的2倍。
优选的，所述长方形槽体的长度为3米，宽度为15cm，高度为4cm，壁厚为2mm；所述移动内槽的长度为150cm，宽度为14cm，高度为1cm。
优选的，所述多节可调水平支架完全伸展开后的长度为50cm，多节可调竖直支架完全伸展开后的长度为100cm，所述固定架板为长方形，长度为20cm，宽度为30cm，多节可调竖直支架连接在固定架板的中心。
一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架和用于调整岩心水平位置的观察槽；
所述调节角架包括底板，在底板上设置有第一液压缸，第一液压缸的缸杆竖直向上伸出，在第一液压缸的缸杆末端连接水平转动块，在水平转动块上连接有第二液压缸，第二液压缸的缸杆水平伸出，在第二液压缸的缸杆末端连接固定块，在固定块上连接第一电机，第一电机的转轴水平伸出，在第一电机的转轴末端连接相机固定架，拍摄相机安装在相机固定架上；
所述观察槽包括长方形槽体，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与第二电机传动连接；在水平恒速传送带的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽，移动内槽位于长方形槽体内；在长方形槽体的外侧边缘处顺沿其长度方向设置有刻度尺；
所述拍摄相机为配备有红外线无线自拍器的单反相机；
所述拍摄相机、第一液压缸、第二液压缸、第一电机和第二电机均通过总控制装置集中控制。
优选的，所述长方形槽体的长度为3米，宽度为15cm，高度为4cm，壁厚为2mm；所述移动内槽的长度为150cm，宽度为14cm，高度为1cm。
优选的，在水平转动块上配置有定位孔，在定位孔中插入有定位螺栓。
优选的，该系统还包括用于岩心取样的海洋沉积物岩心刮刀，其包括不锈钢刀片和橡胶手柄，不锈钢刀片可拆卸连接在橡胶手柄上；所述不锈钢刀片包括梯形片体，梯形片体的前端设置有长方形刀头，梯形片体与长方形刀头为一体式连接，在长方形刀头的前端设置有刃口，在橡胶手柄的连接端头设置有插口，梯形片体的尾端插入插口中，并通过两个六角螺丝固定；所述梯形片体的一端宽度为2cm，另一端宽度为5cm，长度为9cm，所述长方形刀头的长度为5cm，宽度为1cm，所述橡胶手柄的长度为7cm；所述长方形刀头的表面顺沿其长度方向设置有刻度尺，所述橡胶手柄的顶端设置有防滑纹，在橡胶手柄上还设置有线孔。
本发明的有益技术效果是：
本发明中拍摄相机固定在调节角架上，并可根据岩心拍摄需要，通过多节可调竖直支架来调整拍摄相机的竖直高度，通过多节可调水平支架来调整拍摄相机的水平位置，同时可控制拍摄相机在水平面和竖直平面内自由转动；观察槽的移动内槽可用于固定海洋沉积物岩心，且移动内槽可随电机带动的水平恒速传送带运动，并携带岩心在长方形槽体内恒速移动；遥控器可以通过红外/蓝牙等方式与电机、拍摄相机形成无线连接，通过遥控器设置自动观察槽移动速率和相机快门进行自动拍摄。该系统中观察槽与调节角架配合使用，通过设定放置沉积物岩心的移动内槽传送速率、相机拍摄时间，自动拍摄记录沉积物岩心照片，极大地方便了海洋沉积物岩心的观察拍摄，即操作简单，又便于不同海域沉积物岩心的对比，为海洋沉积物岩心的实验研究提供了便利性。
进一步的，本发明另一实现方案通过液压缸、电机和总控制装置的连接控制，可实现相机拍摄角度、距离、拍摄范围等的自动调整，使得自动化程度得以进一步提升，更加便于操作控制，拍摄稳定度更好。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种实施方式的结构原理示意图；
图2为本发明另一种实施方式的结构原理示意图；
图3为图2中各部件的连接关系图；
图4为本发明中所涉及海洋沉积物岩心刮刀的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，包括用于拍摄岩心的拍摄相机3、用于固定拍摄相机的调节角架1、用于调整岩心水平位置的自动运行观察槽2和用于控制自动运行观察槽内岩心移动速率及拍摄相机自动拍摄的遥控器4。
所述调节角架1包括多节可调水平支架11、多节可调竖直支架12和固定架板13，所述多节可调竖直支架12的底端与固定架板13连接，多节可调竖直支架12的顶端与多节可调水平支架11的一端转动连接，多节可调水平支架11的另一端连接相机固定架14，拍摄相机3安装在相机固定架14上。所述多节可调竖直支架12包括第一竖直套管1201、第二竖直套管1202和竖直支撑杆1203，第二竖直套管1202插入第一竖直套管1201中，并通过第一紧固旋钮1204连接，竖直支撑杆1203插入第二竖直套管1202中，并通过第二紧固旋钮1205连接，在竖直支撑杆1203的顶端设置有周向布置的凹槽。所述多节可调水平支架11包括第一水平套管1101、第二水平套管1102和水平支撑杆1103，第二水平套管1102插入第一水平套管1101中，并通过第三紧固旋钮1104连接，水平支撑杆1103插入第二水平套管1102中，并通过第四紧固旋钮1105连接。在水平支撑杆1103的末端设置有转环15，所述转环15套设在竖直支撑杆的凹槽内，在凹槽的上方设置有用于固定转环15的紧固螺母16。所述相机固定架14连接转动插杆17，转动插杆17插入第一水平套管1101的末端，在第一水平套管1101上设置有固定孔，在固定孔中插入有用于将转动插杆17固定的紧固螺栓18。通过调节角架1可实现拍摄相机空间位置的自由调整，并可以对比相机焦距、光圈设置形成固定设置。
所述观察槽2包括长方形槽体21，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带22，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与电机23传动连接。在水平恒速传送带22的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽24，移动内槽24位于长方形槽体21内。在长方形槽体21的外侧边缘处顺沿其长度方向标注有刻度25。所述长方形槽体21的长度为移动内槽24长度的2倍。
所述拍摄相机3为具有无线遥控功能的单反相机。
所述遥控器4分别与电机23和拍摄相机3无线连接，通过遥控器4可控制电机23启停，并可调节电机的转速，通过遥控器4还可控制拍摄相机3的拍摄快门，进行无线遥控拍摄。
上述遥控器可以通过红外/蓝牙等方式与电机、拍摄相机形成无线连接，通过遥控器可设置自动观察槽移动速率和相机快门进行自动拍摄。
所述多节可调水平支架11完全伸展开后的长度为50cm，多节可调竖直支架12完全伸展开后的长度为100cm，所述固定架板13为长方形，长度为20cm，宽度为30cm，重3千克，多节可调竖直支架12连接在固定架板13的中心。
所述长方形槽体21的长度为3米，宽度为15cm，高度为4cm，壁厚为2mm；所述移动内槽24的长度为150cm，宽度为14cm，高度为1cm。
该岩心观察系统的工作过程大致如下：
需要进行海洋沉积物岩心观察拍摄时，将柱状岩心27放置于移动内槽24中，拍摄相机处于长方形槽体21的正上方处，用手操控遥控器4，控制电机23启停，并可调节电机的转速，使岩心随移动内槽24沿长方形槽体21移动。移动时可通过刻度尺25辅助读取移动距离。在岩心移动过程中，相机位置固定不动，并通过遥控器4控制拍摄相机3的拍摄快门，进行无线遥控拍摄。
拍摄相机的三维空间位置可通过调节角架1进行调整。拍摄相机3固定在相机固定架14上，通过拧松第一紧固旋钮1204和第二紧固旋钮1205，可自由控制第二竖直套管1202相对于第一竖直套管1201伸出或插入，以及竖直支撑杆1203相对于第二竖直套管1202伸出或插入，进而将多节可调竖直支架调整到合适高度，然后将第一紧固旋钮1204和第二紧固旋钮1205拧紧。同样可通过拧松与拧紧第三紧固旋钮1104和第四紧固旋钮1105以调整多节可调水平支架的长度。进而实现了拍摄相机的竖直高度和水平位置调整。同时，可通过多节可调水平支架相对于多节可调竖直支架转动，来控制拍摄相机在水平面内转动，当转动至所需位置后通过拧紧紧固螺母16以进行角度固定。同样，可通过调节转动插杆17，以控制拍摄相机在竖直平面内转动，当转动至所需位置后通过拧紧紧固螺栓18以进行角度固定。
该系统中观察槽与调节角架配合使用，通过设定放置沉积物岩心的移动内槽传送速率、相机拍摄时间，自动拍摄记录沉积物岩心照片，极大地方便了海洋沉积物岩心的观察拍摄，即操作简单，又便于不同海域沉积物岩心的对比，为海洋沉积物岩心的实验研究提供了便利性。
实施例2
如图2-3所示，一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架和用于调整岩心水平位置的观察槽。
所述调节角架4包括底板41，在底板上41设置有第一液压缸42，第一液压缸的缸杆竖直向上伸出，在第一液压缸的缸杆末端连接水平转动块43，在水平转动块上连接有第二液压缸44，第二液压缸的缸杆水平伸出，在第二液压缸的缸杆末端连接固定块45。在固定块45上连接第一电机46，第一电机46的转轴水平伸出，在第一电机的转轴末端连接相机固定架47，拍摄相机6安装在相机固定架47上。
所述观察槽5包括长方形槽体51，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带52，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与第二电机53传动连接。在水平恒速传送带的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽54，移动内槽54位于长方形槽体51内。在长方形槽体的外侧边缘处顺沿其长度方向设置有刻度尺55。
所述拍摄相机6为配备有红外线无线自拍器的单反相机。所述拍摄相机6、第一液压缸42、第二液压缸44、第一电机46和第二电机53均与总控制装置7连接，通过总控制装置7集中控制。
在水平转动块上配置有定位孔，在定位孔中插入有定位螺栓48。
本发明可通过第一液压缸42调节拍摄相机6的竖直位置，通过第二液压缸44调节拍摄相机6的水平位置，同时可通过水平转动块43调节拍摄相机在水平面内转动，通过第一电机46带动拍摄相机6在竖直面内转动。另外，柱状岩心放置于移动内槽54中，随着水平恒速传送带52移动，水平恒速传送带52由第二电机53带动运转。上述第一液压缸42、第二液压缸44、第一电机46、第二电机53以及拍摄相机6的自动拍摄均由总控制装置7进行集中控制。
如可控制水平恒速传送带运移50cm，需要5秒，停1秒，此时相机自动拍摄(即快门间隔为5秒)，此时相机设定焦距可以正好拍摄范围为50cm。
上述实施例1和实施例2中记载的基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，还包括用于岩心取样的海洋沉积物岩心刮刀，如图4所示，其包括不锈钢刀片81和橡胶手柄82，不锈钢刀片81可拆卸连接在橡胶手柄82上。所述不锈钢刀片包括梯形片体，梯形片体的前端设置有长方形刀头83，梯形片体与长方形刀头为一体式连接，在长方形刀头的前端设置有刃口，在橡胶手柄的连接端头设置有插口，梯形片体的尾端插入插口中，并通过两个六角螺丝84固定。所述梯形片体的一端宽度为2cm，另一端宽度为5cm，长度为9cm，所述长方形刀头的长度为5cm，宽度为1cm，所述橡胶手柄的长度为7cm。所述长方形刀头的表面顺沿其长度方向设置有刻度尺85，所述橡胶手柄的顶端设置有防滑纹86，在橡胶手柄上还设置有线孔87。所述梯形片体的厚度为0.05cm，橡胶手柄的厚度为1cm，所述线孔的半径为0.5cm。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，上述实施例只是为了说明本发明的技术思路及特点，其目的是让本领域技术人员能够了解本发明的内容和方法并能够顺利实施，并不限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容做出的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架、用于调整岩心水平位置的自动运行观察槽和用于控制自动运行观察槽内岩心移动速率及拍摄相机自动拍摄的遥控器；
所述调节角架包括多节可调水平支架、多节可调竖直支架和固定架板，所述多节可调竖直支架的底端与固定架板连接，多节可调竖直支架的顶端与多节可调水平支架的一端转动连接，多节可调水平支架的另一端连接相机固定架，拍摄相机安装在相机固定架上；
所述观察槽包括长方形槽体，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与电机传动连接；在水平恒速传送带的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽，移动内槽位于长方形槽体内；
所述拍摄相机为具有无线遥控功能的单反相机；
所述遥控器分别与电机和拍摄相机无线连接，通过遥控器可控制电机启停，并可调节电机的转速，通过遥控器还可控制拍摄相机的拍摄快门，进行无线遥控拍摄。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：所述多节可调竖直支架包括第一竖直套管、第二竖直套管和竖直支撑杆，第二竖直套管插入第一竖直套管中，并通过第一紧固旋钮连接，竖直支撑杆插入第二竖直套管中，并通过第二紧固旋钮连接，在竖直支撑杆的顶端设置有周向布置的凹槽；所述多节可调水平支架包括第一水平套管、第二水平套管和水平支撑杆，第二水平套管插入第一水平套管中，并通过第三紧固旋钮连接，水平支撑杆插入第二水平套管中，并通过第四紧固旋钮连接，在水平支撑杆的末端设置有转环，所述转环套设在竖直支撑杆的凹槽内，在凹槽的上方设置有用于固定转环的紧固螺母；所述相机固定架连接转动插杆，转动插杆插入第一水平套管的末端，在第一水平套管上设置有固定孔，在固定孔中插入有用于将转动插杆固定的紧固螺栓。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：所述长方形槽体的长度为移动内槽长度的2倍。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：所述长方形槽体的长度为3米，宽度为15cm，高度为4cm，壁厚为2mm；所述移动内槽的长度为150cm，宽度为14cm，高度为1cm。
5.根据权利要求1所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：所述多节可调水平支架完全伸展开后的长度为50cm，多节可调竖直支架完全伸展开后的长度为100cm，所述固定架板为长方形，长度为20cm，宽度为30cm，多节可调竖直支架连接在固定架板的中心。
6.一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：包括用于拍摄岩心的拍摄相机、用于固定拍摄相机的调节角架和用于调整岩心水平位置的观察槽；
所述调节角架包括底板，在底板上设置有第一液压缸，第一液压缸的缸杆竖直向上伸出，在第一液压缸的缸杆末端连接水平转动块，在水平转动块上连接有第二液压缸，第二液压缸的缸杆水平伸出，在第二液压缸的缸杆末端连接固定块，在固定块上连接第一电机，第一电机的转轴水平伸出，在第一电机的转轴末端连接相机固定架，拍摄相机安装在相机固定架上；
所述观察槽包括长方形槽体，长方形槽体的顶部开口，在长方形槽体的底部顺沿其长度方向设置有水平恒速传送带，在水平恒速传送带的一端设置有主动轴，另一端设置有从动轴，主动轴与第二电机传动连接；在水平恒速传送带的上方固定有用于盛放岩心的移动内槽，移动内槽位于长方形槽体内；在长方形槽体的外侧边缘处顺沿其长度方向设置有刻度尺；
所述拍摄相机为配备有红外线无线自拍器的单反相机；
所述拍摄相机、第一液压缸、第二液压缸、第一电机和第二电机均通过总控制装置集中控制。
7.根据权利要求6所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：所述长方形槽体的长度为3米，宽度为15cm，高度为4cm，壁厚为2mm；所述移动内槽的长度为150cm，宽度为14cm，高度为1cm。
8.根据权利要求6所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：在水平转动块上配置有定位孔，在定位孔中插入有定位螺栓。
9.根据权利要求6所述的一种基于自动拍摄的海洋沉积物岩心观察系统，其特征在于：该系统还包括用于岩心取样的海洋沉积物岩心刮刀，其包括不锈钢刀片和橡胶手柄，不锈钢刀片可拆卸连接在橡胶手柄上；所述不锈钢刀片包括梯形片体，梯形片体的前端设置有长方形刀头，梯形片体与长方形刀头为一体式连接，在长方形刀头的前端设置有刃口，在橡胶手柄的连接端头设置有插口，梯形片体的尾端插入插口中，并通过两个六角螺丝固定；所述梯形片体的一端宽度为2cm，另一端宽度为5cm，长度为9cm，所述长方形刀头的长度为5cm，宽度为1cm，所述橡胶手柄的长度为7cm；所述长方形刀头的表面顺沿其长度方向设置有刻度尺，所述橡胶手柄的顶端设置有防滑纹，在橡胶手柄上还设置有线孔。
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