CN109163925A - 一种海洋工程用海底沉积物取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋工程技术领域，尤其是一种海洋工程用海底沉积物取样装置，针对装置稳定性较差、无法同时进行大量取样、不能驱离海底生物、不能保证取样的沉积物再次坠落海中的问题，现提出以下方案，包括浮力板，所述浮力板的底部一侧外壁设置有固定外圈，且固定外圈的一侧底部外壁设置有电机防水外壳，所述电机防水外壳的内部设置有电机，所述固定外圈的一侧底部外壁设置有支架，且支架的形状为“L”型。本发明提高取样装置的稳定性，再利用电机的振动作用和球体与弧形滑块的碰撞作用，驱除海底动物，避免干扰取样过程，将取样沉积物与海底平面分离，便于取样，利用抽拉板的向上拉动，使夹块将钻出的海底沉积物进行夹取。

Description

一种海洋工程用海底沉积物取样装置

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种海洋工程用海底沉积物取样装置。

背景技术

海底沉积物的取样方式多为重力活塞取样和震动活塞取样等，现有技术中的海底沉积物取样装置，无法特定的对浅层水域的海底沉积物进行取样，利用单独设置的位于取样器上方悬垂的浮体球保持取样管在水下的垂向平衡，虽然减小缩小装置的体积，但是无法完全保持取样管的垂直状态，而且海水的水流波动程度较大，也会使装置很难平衡状态，对于取样的沉积物很难保证在取出的瞬间不落入海水中，就会造成取样失败，最重要的是海底环境复杂，在取样过程中海底生物会渐渐靠近或进入取样装置，影响取样操作的过程。

经检索，中国专利授权号为CN101592562B的专利，公开了一种海底沉积物取样器，包括导向尾翼、配重组合，带有取样刀口的取样管，配重组合上部装有空气储存室，气流通道连接空气储存室和气振动器，气振动器的出气孔与垂直调节器连通；阀门操控系统控制气流通道上的阀门。上述专利中存在以下不足：装置稳定性较差、无法同时进行大量取样、不能驱离海底生物、不能保证取样的沉积物再次坠落海中。而上述专利不能解决此类问题，因此，亟需一种海洋工程用海底沉积物取样装置装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点：装置稳定性较差、无法同时进行大量取样、不能驱离海底生物、不能保证取样的沉积物再次坠落海中，而提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种海洋工程用海底沉积物取样装置，包括浮力板，所述浮力板的底部一侧外壁设置有固定外圈，且固定外圈的一侧底部外壁设置有电机防水外壳，所述电机防水外壳的内部设置有电机，所述固定外圈的一侧底部外壁设置有支架，且支架的形状为“L”型，所述浮力板顶部外壁的中间位置设置有拉杆，且浮力板的顶部一侧外壁设置有第一穿孔，所述浮力板的顶部一侧外壁设置有固定座，且固定座的顶部外壁设置有立杆，所述立杆的一侧外壁设置有活动孔，且活动孔的内壁设置有转轴，所述立杆的一侧外壁设置有插销，且插销由支撑座和限位杆构成，所述浮力板的底部外壁设置有固定内圈和取样筒，且固定内圈和取样筒相对一侧的底部外壁设置有限位块，所述取样筒的内壁设置第一支撑圈和第二支撑圈，且第一支撑圈的中间位置设置有滑动孔，所述滑动孔的内壁设置有升降杆，且升降杆的顶部外壁设置有连接板，所述连接板的顶部外壁设置有抽拉板，且抽拉板的外壁与浮力板的中间位置滑动连接，所述升降杆的底部外壁设置有第一连接座，且第一连接座底部外壁的中间位置设置有限位槽，所述第二支撑圈的中间位置设置有第一通孔和第二通孔，且第一通孔的内壁设置有固定杆，所述第一连接座的两侧外壁均设置有第一活动杆，且第一活动杆的外壁与第二通孔的内壁滑动连接，所述固定杆的一侧外壁设置有第二连接座，且第二连接座的一侧外壁设置有第二活动杆，所述第一活动杆的底部外壁与第二活动杆的顶部外壁转动连接。

进一步的，所述支架的底部外壁设置有缓冲杆，且缓冲杆的底部外壁设置有缓冲套筒，缓冲套筒的底部外壁设置有半球形底座。

进一步的，所述固定外圈的一侧外壁设置有支撑架，且支撑架的顶部一侧外壁设置有第二穿孔，第二穿孔的内壁与第一穿孔的内壁设置有重锤绳，重锤绳的底部外壁设置有重锤。

进一步的，所述转轴的外壁设置有牵引绳，且牵引绳的底部外壁设置有滑动块，滑动块的底部外壁设置有半圆形切刀，滑动块的两侧外壁均与固定内圈的一侧外壁和取样筒的一侧外壁滑动连接。

进一步的，所述第二活动杆的底部外壁设置有夹板，且夹板的一侧外壁设置有取样槽，取样槽的一侧外壁设置有等距离分布的夹块，取样槽的一侧外壁设置有防水膜。

进一步的，所述电机的输出轴设置有转动杆，且转动杆的一侧外壁设置有螺纹套筒，螺纹套筒的外壁设置有辅助钻片。

进一步的，所述螺纹套筒的内壁设置有螺纹杆，且螺纹杆的一侧外壁设置有钻头，钻头的外壁设置有等距离分布的钻片。

进一步的，所述转动杆的外壁设置有转杆，且转杆的数量为两个，转杆的中间位置设置有等距离分布的通水孔，转杆的底部外壁设置有球体。

进一步的，所述固定外圈的一侧底部外壁设置有弹簧，且弹簧的一侧外壁设置有波动板，波动板的顶部外壁设置有弧形滑块。

进一步的，所述电机通过导线连接有开关，且开关通过导线连接有电源。

本发明的有益效果为：

1.通过设置的浮力板、支架、缓冲套筒、半球形底座、重锤和重锤绳，浮力板不仅能够保证装置的平衡，也能减轻装置在水上的晃动程度，L型支架能够保证装置支撑装置与取样装置的表面不接触，半球形底座能够适应不同海底的地面凹凸状况，在下落的一瞬间，第一时间对装置起到稳定作用，而且对于取样过程起到缓冲作用，利用重锤的作用，可以提高取样装置的稳定性，再利用电机的振动作用，驱离海底生物，避免对取样装置造成干扰性影响。

2.通过设置的转杆、通水孔、球体、弹簧、波动板和弧形滑块，在取样过程中，转动杆带动转杆和球体转动，转杆上的通水孔可用于减轻转杆在海水中转动的阻力，球体在转动过程中，会触碰波动板上的弧形滑块，设置的弧形滑块和球体均为响铜材质，球体碰触弧形滑块时，不仅能够带动弧形波动板转动，也能发出类似于敲打锣鼓的声响，便于扩大声波对海水的振动频率，增大水纹波动率，再利用弹簧完成波动板的复位操作，进一步驱离海底生物。

3.通过设置的钻片、辅助钻片、牵引绳和半圆形切刀，半圆形切刀能够对特定取样的海底沉积物进行切断，使得取样沉积物外壁与海底平面分离，从而进行定性取样，再利用斜式的钻头，能够将切断的沉积物底部彻底与海底分离，将浅层海底沉积物进行钻出，便于后续取样操作。

4.通过设置的抽拉板、升降杆、固定杆、活动杆、夹板、夹块和防水膜，利用抽拉板的向上拉动，带动升降杆上下移动，从而使活动杆收缩，使转动杆收缩，利用夹板上夹块将钻出的海底沉积物进行夹取，并裹覆，防止取样完成后，造成沉积物在取出的瞬间落入海水中，代替传统的筒式取样设备，便于提取数量较多的沉积物。

附图说明

图1为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的A处局部放大图；

图3为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的波动板和转杆结构示意图；

图4为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的钻头的钻片结构示意图；

图5为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的固定座和转轴结构示意图；

图6为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的固定内圈和取样筒俯视结构示意图；

图7为本发明提出的一种海洋工程用海底沉积物取样装置的活动杆和夹块结构示意图。

图中：1-浮力板、2-抽拉板、3-拉杆、4-固定座、5-取样筒、6-滑动块、7-半圆形切刀、8-固定外圈、9-支撑架、10-重锤绳、11-重锤、12-固定内圈、13-限位块、14-第一连接座、15-升降杆、16-牵引绳、17-第一支撑圈、18-支架、19-半球形底座、20-缓冲套筒、21-电机、22-弹簧、23-波动板、24转杆、25球体、26转动杆、27-螺纹套筒、28-钻头、29-钻片、30-辅助钻片、31-转轴、32插销、33-限位槽、34-固定杆、35-第一活动杆、36-第二连接座、37-第二活动杆、38-夹板、39-夹块、40-防水膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种海洋工程用海底沉积物取样装置，包括浮力板1，浮力板1的底部一侧外壁焊接有固定外圈8，且固定外圈8的一侧底部外壁通过螺栓连接有电机防水外壳，电机防水外壳的内部通过螺栓连接有电机21，固定外圈8的一侧底部外壁焊接有支架18，且支架18的形状为“L”型，浮力板1顶部外壁的中间位置焊接有拉杆3，且浮力板1的顶部一侧外壁设开有第一穿孔，浮力板1的顶部一侧外壁焊接有固定座4，且固定座4的顶部外壁焊接有立杆，立杆的一侧外壁开有活动孔，且活动孔的内壁转动连接有转轴31，立杆的一侧外壁通过螺栓连接有插销32，且插销32由支撑座和限位杆构成，支撑座焊接在立杆的一侧外壁，且限位杆焊接在支撑座的内部，浮力板1的底部外壁焊接有固定内圈12和取样筒5，且固定内圈12和取样筒5相对一侧的底部外壁焊接有限位块13，取样筒5的内壁焊接第一支撑圈17和第二支撑圈，且第一支撑圈17的中间位置开有滑动孔，滑动孔的内壁滑动连接有升降杆15，且升降杆15的顶部外壁焊接有连接板，连接板的顶部外壁焊接置有抽拉板2，且抽拉板2的外壁与浮力板1的中间位置滑动连接，升降杆15的底部外壁焊接有第一连接座14，且第一连接座14底部外壁的中间位置开有限位槽33，第二支撑圈的中间位置开有第一通孔和第二通孔，且第一通孔的内壁焊接有固定杆34，第一连接座14的两侧外壁均转动连接有第一活动杆35，且第一活动杆35的外壁与第二通孔的内壁滑动连接，固定杆34的一侧外壁通过螺栓连接有第二连接座36，且第二连接座36的一侧外壁通过螺栓连接有第二活动杆37，第一活动杆35的底部外壁与第二活动杆37的顶部外壁转动连接。

本发明中，支架18的底部外壁焊接有缓冲杆，且缓冲杆的底部外壁套接有缓冲套筒20，缓冲套筒20的底部外壁焊接有半球形底座19，半球形底座19能够适应不同海底的地面凹凸状况，在下落的一瞬间，第一时间对装置起到稳定作用。

固定外圈8的一侧外壁焊接有支撑架9，且支撑架9的顶部一侧外壁开有第二穿孔，第二穿孔的内壁与第一穿孔的内壁插接有重锤绳10，重锤绳10的底部外壁栓接有重锤11，利用重锤11的作用，可以进一步提高取样装置的稳定性。

转轴31的外壁转动连接有牵引绳16，且牵引绳16的底部外壁栓接有滑动块6，滑动块6的底部外壁焊接有半圆形切刀7，滑动块6的两侧外壁均与固定内圈12的一侧外壁和取样筒5的一侧外壁滑动连接，通过半圆形切刀7能够对特定取样的海底沉积物进行切断，使得取样沉积物外壁与海底平面分离。

第二活动杆37的底部外壁焊接有夹板38，且夹板38的一侧外壁焊接有取样槽，取样槽的一侧外壁焊接有等距离分布的夹块39，取样槽的一侧外壁黏贴有防水膜40，利用夹板38上夹块39将钻出的海底沉积物进行夹取，通过防水膜40阻止水被同时取出。

电机21的输出轴焊接有转动杆26，且转动杆26的一侧外壁焊接有螺纹套筒27，螺纹套筒27的外壁焊接有辅助钻片30，起到配合作用，对取样沉积物的底部进行钻通。

螺纹套筒27的内壁螺纹连接有螺纹杆，且螺纹杆的一侧外壁焊接有钻头28，钻头28的外壁焊接有等距离分布的钻片29，钻头28设置成倾斜状，将切断的沉积物底部彻底与海底分离，将浅层海底沉积物进行钻出。

转动杆26的外壁焊接有转杆24，且转杆24的数量为两个，转杆24的中间位置开有等距离分布的通水孔，转杆24的底部外壁焊接有球体25，利用转杆24搅动海水的波动程度，利用通水孔减轻转杆24对电机21转速造成的影响。

固定外圈8的一侧底部外壁焊接有弹簧22，且弹簧22的一侧外壁焊接有波动板23，波动板23的顶部外壁焊接有弧形滑块，弧形滑块和球体25均为响铜材质，通过球体25碰触弧形滑块，带动波动板23波动，利用弹簧22在完成复位，不仅提高声响，也可以提高海水的波动率，驱离海底生物。

电机21通过导线连接有开关，且开关通过导线连接有电源。

使用时，使用者将整个装置放置在探测完成后的浅层海域，在下放的瞬间，半球形底座19首先感应海底的凹凸状况，通过缓冲套筒20对装置起到初步稳定的作用，使用者放下重锤绳10，将重锤11放下，通过浮力板1、半球形底座19和重力锤11共同作用，保持装置不受海水波动而晃动，使用者拿掉插销32，滑动块6会顺着固定内圈12和取样筒5的外壁快速下滑，通过半圆形切刀7对取样的海底沉积物进行切断而定性取样，使用者启动电机21，电机21转动，带动转动杆26和钻头28转动，利用钻片29和辅助钻片30对切断后的海底比沉积物底部进行完全粉碎，使得取样海底沉积物与海底脱离，在取样过程中，电机21本身会产生声波，用于驱离附近海底生物，转动杆26带动转杆24转动和球体25转动，转杆24上的通水孔可用于减轻转杆24在海水中转动的阻力，球体25在转动过程中，会触碰波动板23上的弧形滑块，不仅能够带动弧形波动板23转动，也能发出类似于敲打锣鼓的声响，便于扩大声波对海水的震动频率，增大水纹波动率，进一步驱离海底生物，使用者抽动抽拉板2，带动升降杆15上移，带动第一活动杆35顶部向两侧移动，使第一活动杆35底部向内移动，使得第二活动杆37的底部向内转动，从而带动夹板38转动，利用取样槽内的夹块39进行夹取海底沉积物，从而实现提取的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋工程用海底沉积物取样装置，包括浮力板（1），其特征在于，所述浮力板（1）的底部一侧外壁设置有固定外圈（8），且固定外圈（8）的一侧底部外壁设置有电机防水外壳，所述电机防水外壳的内部设置有电机（21），所述固定外圈（8）的一侧底部外壁设置有支架（18），且支架（18）的形状为“L”型，所述浮力板（1）顶部外壁的中间位置设置有拉杆（3），且浮力板（1）的顶部一侧外壁设置有第一穿孔，所述浮力板（1）的顶部一侧外壁设置有固定座（4），且固定座（4）的顶部外壁设置有立杆，所述立杆的一侧外壁设置有活动孔，且活动孔的内壁设置有转轴（31），所述立杆的一侧外壁设置有插销（32），且插销（32）由支撑座和限位杆构成，所述浮力板（1）的底部外壁设置有固定内圈（12）和取样筒（5），且固定内圈（12）和取样筒（5）相对一侧的底部外壁设置有限位块（13），所述取样筒（5）的内壁设置第一支撑圈（17）和第二支撑圈，且第一支撑圈（17）的中间位置设置有滑动孔，所述滑动孔的内壁设置有升降杆（15），且升降杆（15）的顶部外壁设置有连接板，所述连接板的顶部外壁设置有抽拉板（2），且抽拉板（2）的外壁与浮力板（1）的中间位置滑动连接，所述升降杆（15）的底部外壁设置有第一连接座（14），且第一连接座（14）底部外壁的中间位置设置有限位槽（33），所述第二支撑圈的中间位置设置有第一通孔和第二通孔，且第一通孔的内壁设置有固定杆（34），所述第一连接座（14）的两侧外壁均设置有第一活动杆（35），且第一活动杆（35）的外壁与第二通孔的内壁滑动连接，所述固定杆（34）的一侧外壁设置有第二连接座（36），且第二连接座（36）的一侧外壁设置有第二活动杆（37），所述第一活动杆（35）的底部外壁与第二活动杆（37）的顶部外壁转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述支架（18）的底部外壁设置有缓冲杆，且缓冲杆的底部外壁设置有缓冲套筒（20），缓冲套筒（20）的底部外壁设置有半球形底座（19）。

3.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述固定外圈（8）的一侧外壁设置有支撑架（9），且支撑架（9）的顶部一侧外壁设置有第二穿孔，第二穿孔的内壁与第一穿孔的内壁设置有重锤绳（10），重锤绳（10）的底部外壁设置有重锤（11）。

4.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述转轴（31）的外壁设置有牵引绳（16），且牵引绳（16）的底部外壁设置有滑动块（6），滑动块（6）的底部外壁设置有半圆形切刀（7），滑动块（6）的两侧外壁均与固定内圈（12）的一侧外壁和取样筒（5）的一侧外壁滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述第二活动杆（37）的底部外壁设置有夹板（38），且夹板（38）的一侧外壁设置有取样槽，取样槽的一侧外壁设置有等距离分布的夹块（39），取样槽的一侧外壁设置有防水膜（40）。

6.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述电机（21）的输出轴设置有转动杆（26），且转动杆（26）的一侧外壁设置有螺纹套筒（27），螺纹套筒（27）的外壁设置有辅助钻片（30）。

7.根据权利要求6所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述螺纹套筒（27）的内壁设置有螺纹杆，且螺纹杆的一侧外壁设置有钻头（28），钻头（28）的外壁设置有等距离分布的钻片（29）。

8.根据权利要求6所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述转动杆（26）的外壁设置有转杆（24），且转杆（24）的数量为两个，转杆（24）的中间位置设置有等距离分布的通水孔，转杆（24）的底部外壁设置有球体（25）。

9.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述固定外圈（8）的一侧底部外壁设置有弹簧（22），且弹簧（22）的一侧外壁设置有波动板（23），波动板（23）的顶部外壁设置有弧形滑块。

10.根据权利要求1所述的一种海洋工程用海底沉积物取样装置，其特征在于，所述电机（21）通过导线连接有开关，且开关通过导线连接有电源。