CN109682633B - 一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，该剖样方法包括以下步骤：(1)根据待剖岩心样塑料管的直径，调整第三驱动电机使岩心放置槽的第一半槽体和第二半槽体之间保持合理间距，将装填有岩样的待剖样塑料管放置在岩心放置槽中；(2)通过转动第一升降手柄和第二升降手柄分别微调第一电锯和第二电锯的竖直高度；(3)调整完成后，分别通过第一驱动电机和第二驱动电机调整第一电锯和第二电锯的横向位置至合适切割位置处，启动第一电锯和第二电锯，对装填有岩样的塑料管两侧进行切割；(4)切割的同时，岩心放置槽通过第四驱动电机驱动纵向移动，完成自动岩心剖样。本发明可实现海洋沉积物岩心试样的自动切割，而且可控性好，不损伤岩样。

Description

一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法

技术领域

本发明涉及海底取样领域，具体地说是涉及一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法。

背景技术

海底取样是用采样器具采集海底沉积物和岩石样品的工作，是进行海洋研究工作的一种手段，用于采样的工具有拖网、抓斗、柱状取样器和海底浅钻等。海底取样后，一般在船上及时对样品的物质成分、结构、构造及颜色进行初步观测和描述，并进行湿度、可塑性、抗压强度等的简易试验，进行孔隙水抽取；并保留部分样品编号封存(为保证室内分析研究，最好保存在冷冻样品库,以免发生变化)。根据船上初步观察，亦可绘制海洋地质草图，供室内研究参考。

目前，采用如PVC塑料管等对海底钻探取样是常用的方式，在实验室对海底沉积物进行研究时，需先将PVC塑料管两侧沿中间线纵向平均剖开，并将PVC塑料管剥开，然后将海底沉积物柱状岩样取出进行后续研究工作。现有剖开取样方式是由工人手持电锯进行操作，耗时费力，而且由于工人的操作熟练程度不同，剖开塑料管材时对力度及管材剖面深度等掌控不好，容易损伤岩样，影响后续岩心沉积构造、沉积环境判断等研究结果，或直接导致岩样失去实验研究价值。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，该剖样方法采用自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样系统，所述剖样系统包括第一电锯和第二电锯，第一电锯和第二电锯均设置在操作台上，且呈相对峙布置，在第一电锯和第二电锯之间设置有岩心放置槽；

所述岩心放置槽呈长条形，岩心放置槽在操作台上纵向布置，所述第一电锯和第二电锯在操作台上横向布置；

所述第一电锯的主体固定在第一横向滑动板上，在第一横向滑动板的下方设置有第一台面板，第一横向滑动板与用于驱动其沿第一台面板横向移动的第一驱动电机传动连接，第一驱动电机安装在第一台面板上；

所述第二电锯的主体固定在第二横向滑动板上，在第二横向滑动板的下方设置有第二台面板，第二横向滑动板与用于驱动其沿第二台面板横向移动的第二驱动电机传动连接，第二驱动电机安装在第二台面板上；

在第一台面板上设置有第一固定架，第一固定架与用于带动其竖直升降的第一升降手柄连接，在第二台面板上设置有第二固定架，第二固定架与用于带动其竖直升降的第二升降手柄连接，第一升降手柄和第二升降手柄均安装在调节架上，调节架与操作台固定连接；

所述岩心放置槽包括第一半槽体和第二半槽体，第一半槽体和第二半槽体均安装在第三台面板上，第一半槽体与用于驱动其沿第三台面板横向移动的第三驱动电机传动连接，第二半槽体与第三台面板固定连接；

第三台面板与用于驱动其沿操作台纵向移动的第四驱动电机传动连接，第四驱动电机安装在操作台上；

在岩心放置槽的上方设置有用于对放置于岩心放置槽内的岩心进行竖直方向限位的弧形限位块，弧形限位块与用于带动其竖直升降的第三升降手柄连接，第三升降手柄也安装在调节架上；

在操作台的底部设置有支撑架；

该剖样方法具体包括以下步骤：

(1)根据待剖岩心样塑料管的直径，调整第三驱动电机使岩心放置槽的第一半槽体和第二半槽体之间保持合理间距，将装填有岩样的待剖样塑料管放置在岩心放置槽中，并通过第三升降手柄调节弧形限位块至合适高度，以对待剖样塑料管进行竖直方向限位；

(2)通过转动第一升降手柄微调第一电锯的竖直高度，通过转动第二升降手柄微调第二电锯的竖直高度，使其在同一水平面，并与岩心管直径截面重合；

(3)步骤(2)调整完成后，通过第一驱动电机调整第一电锯的横向位置至合适切割位置处，通过第二驱动电机调整第二电锯的横向位置至合适切割位置处，满足切割岩心管壁厚度最小距离，启动第一电锯和第二电锯，对装填有岩样的塑料管两侧进行切割；

(4)切割的同时，岩心放置槽通过第四驱动电机驱动纵向移动，岩心放置槽携带待剖样塑料管向前自动传送，完成自动岩心剖样。

优选的，在操作台的一端且位于岩心放置槽的延长线上设置有延长槽，延长槽的一端与操作台铰接，在操作台上还连接有用于支撑延长槽处于水平位置的支撑杆；

当进行较长塑料管剖样加工时，通过支撑杆将延长槽支撑至水平位置，通过延长槽辅助支撑待剖样塑料管。

优选的，所述第一电锯、第二电锯、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机分别与遥控器无线连接；

通过遥控器一键遥控第一电锯、第二电锯、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机，以控制其启停以及进行转速调节，实现海洋沉积物岩心剖样过程的自动控制。

本发明的有益技术效果是：

本发明可实现海洋沉积物岩心试样的自动切割，操作简单方便，省时省力，取样迅速，而且可控性好，不容易损伤岩样，极大地方便了海洋沉积物取样的实验工作。

本发明中第一电锯和第二电锯的横向位置可通过电机进行自动调整，纵向位置可通过升降手柄微调，操作简单方便，控制精度高。岩心放置槽可通过电机带动纵向移动，实现自动传送切割，而且岩心放置槽是由两块半槽体组成，两块半槽体之间的距离可通过电机自动调整，从而可适用于不同直径的取样管剖样加工，而且可通过岩心放置槽上方的弧形限位块进行竖直方向限位，防止岩心放置槽中的岩心在传送切割时与岩心放置槽相脱离。

本发明在岩心放置槽的延长线上设置有延长槽，当进行一些长度较长取样管剖样加工时，可将延长槽支撑至水平位置，通过延长槽起到辅助支撑取样管的作用，提高取样管加工时的稳固性。延长槽不使用时可垂放在操作台的一边，尽可能少的占用空间。

本发明中电锯、各个电机的启停和转速控制均可通过遥控器一键遥控，实现了海洋沉积物岩心剖样的自动控制，使剖样操作更为简易。

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为本发明方法所涉及岩心剖样系统的正视结构原理示意图；

图2为本发明方法所涉及岩心剖样系统的侧视结构原理示意图，主要示出岩心放置槽的纵向移动原理；

图3为本发明方法所涉及岩心剖样系统中遥控器与各个电机无线连接的结构简图。

具体实施方式

一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，该剖样方法采用自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样系统，如图1-3所示，所述剖样系统包括第一电锯1和第二电锯2，第一电锯1和第二电锯2均设置在操作台3上，且呈相对峙布置，在第一电锯1和第二电锯2之间设置有岩心放置槽4。所述岩心放置槽4呈长条形，岩心放置槽4在操作台上纵向布置，所述第一电锯1和第二电锯2在操作台上横向布置。

所述第一电锯和第二电锯均包括主体和切割圆盘，所述第一电锯的主体固定在第一横向滑动板5上，在第一横向滑动板5的下方设置有第一台面板6，第一横向滑动板5与用于驱动其沿第一台面板横向移动的第一驱动电机7传动连接，第一驱动电机7安装在第一台面板6上。所述第二电锯的主体固定在第二横向滑动板8上，在第二横向滑动板8的下方设置有第二台面板9，第二横向滑动板8与用于驱动其沿第二台面板9横向移动的第二驱动电机10传动连接，第二驱动电机10安装在第二台面板9上。

在第一台面板上设置有第一固定架11，第一固定架与用于带动其竖直升降的第一升降手柄12连接，在第二台面板上设置有第二固定架13，第二固定架与用于带动其竖直升降的第二升降手柄14连接，第一升降手柄和第二升降手柄均安装在调节架15上，调节架15与操作台3固定连接。

所述岩心放置槽4包括第一半槽体401和第二半槽体402，第一半槽体401和第二半槽体402均安装在第三台面板16上，第一半槽体401与用于驱动其沿第三台面板横向移动的第三驱动电机17传动连接，第二半槽体402与第三台面板16固定连接。第三台面板16与用于驱动其沿操作台纵向移动的第四驱动电机31传动连接，第四驱动电机31安装在操作台3上。

在岩心放置槽的上方设置有用于对放置于岩心放置槽内的岩心进行竖直方向限位的弧形限位块35，弧形限位块35与用于带动其竖直升降的第三升降手柄36连接，第三升降手柄36也安装在调节架上。

在操作台的底部设置有支撑架18。

该剖样方法具体包括以下步骤：

(1)根据待剖岩心样塑料管的直径，调整第三驱动电机使岩心放置槽的第一半槽体和第二半槽体之间保持合理间距，将装填有岩样的待剖样塑料管放置在岩心放置槽中，并通过第三升降手柄调节弧形限位块至合适高度，以对待剖样塑料管进行竖直方向限位；

(2)通过转动第一升降手柄微调第一电锯的竖直高度，通过转动第二升降手柄微调第二电锯的竖直高度，使其在同一水平面，并与岩心管直径截面重合；

(3)步骤(2)调整完成后，通过第一驱动电机调整第一电锯的横向位置至合适切割位置处，通过第二驱动电机调整第二电锯的横向位置至合适切割位置处，满足切割岩心管壁厚度最小距离，启动第一电锯和第二电锯，对装填有岩样的塑料管两侧进行切割；

(4)切割的同时，岩心放置槽通过第四驱动电机驱动纵向移动，岩心放置槽携带待剖样塑料管向前自动传送，完成自动岩心剖样。

作为对本发明的进一步设计，在第一横向滑动板5的底部设置有第一滑块19，在第一台面板上横向布置有与第一滑块相配合的第一滑轨，第一驱动电机与第一传动丝杠20的一端连接，第一传动丝杠上设置有第一丝母21，第一丝母21与第一横向滑动板5连接。在第二横向滑动板的底部设置有第二滑块35，在第二台面板9上横向布置有与第二滑块相配合的第二滑轨，第二驱动电机与第二传动丝杠22的一端连接，第二传动丝杠上设置有第二丝母23，第二丝母与第二横向滑动板8连接。

更进一步的，所述第一升降手柄的一端与第一固定架连接，第一升降手柄的另一端为握持端，所述第二升降手柄的一端与第二固定架连接，第二升降手柄的另一端为握持端。第一升降手柄和第二升降手柄均从调节架上穿过，在调节架上设置有内螺纹孔，在第一升降手柄的主体段和第二升降手柄的主体段上均设置有外螺纹。

进一步的，在第一半槽体的底部设置有第三滑块24，在第三台面板上设置有与第三滑块相配合的第三滑轨，第三驱动电机与第三传动丝杠25的一端连接，第三传动丝杠上设置有第三丝母26，第三丝母26与第一半槽体固定连接。通过第三驱动电机可带动第三传动丝杠25转动，进而带动第一半槽体来回移动，以调节第一半槽体401与第二半槽体402之间的距离，从而可适合放置不同直径尺寸的柱状岩样。

更进一步的，所述第四驱动电机与第四传动丝杠27的一端连接，第四传动丝杠上设置有第四丝母28，第四丝母与第三台面板固定连接。

以上岩心剖样系统的结构设置中，电机通过带动传动丝杠转动，进而带动传动丝杠上的丝母沿传动丝杠平移，丝母带动与其相连的台面板等移动，具体如可通过第一驱动电机7带动第一电锯1横向移动，通过第二驱动电机10带动第二电锯2横向移动等。

本发明可实现海洋沉积物岩心试样的自动切割，操作简单方便，省时省力，取样迅速，而且可控性好，不容易损伤岩样，极大地方便了海洋沉积物取样的实验研究。

本发明中第一电锯和第二电锯的横向位置可通过电机进行自动调整，纵向位置可通过升降手柄微调，操作简单方便，控制精度高。岩心放置槽可通过电机带动纵向移动，实现自动传送切割，而且岩心放置槽是由两块半槽体组成，两块半槽体之间的距离可通过电机自动调整，从而可适用于不同直径的取样管剖样加工，而且均能实现夹紧操作。

进一步的，所述第一半槽体的内侧面和第二半槽体的内侧面均呈弧形，以与柱状岩样的外侧较好地贴合。

更进一步的，在操作台的一端且位于岩心放置槽的延长线上设置有延长槽29，延长槽的一端与操作台铰接，在操作台上还连接有用于支撑延长槽处于水平位置的支撑杆30。所述支撑杆的一端与操作台铰接，支撑杆的另一端设置有卡接头，在延长槽的底部相应位置处设置有与卡接头相配合的凹槽。

本发明在岩心放置槽的延长线上设置有延长槽，当进行一些长度较长取样管剖样加工时，可通过支撑杆30将延长槽支撑至水平位置，通过延长槽起到辅助支撑取样管的作用，提高取样管加工时的稳固性。延长槽不使用时可垂放在操作台的一边，尽可能少的占用空间。

进一步的，所述第一电锯1、第二电锯2、第一驱动电机7、第二驱动电机10、第三驱动电机17和第四驱动电机31分别与用于控制其启停以及转速调节的遥控器32无线连接。本发明中电锯、各个电机的启停和转速控制均可通过遥控器32一键遥控，实现了海洋沉积物岩心剖样的自动控制，使剖样操作更为简易。

进一步的，在操作台的周边设置有防尘罩33，可起到切割加工时的防尘效果。

更进一步的，在支撑架的底端边角处安装有滚轮34，以便于岩心剖样系统的整体移动，能够较好地满足加工需求。

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，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，其特征在于：该剖样方法采用自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样系统，所述剖样系统包括第一电锯和第二电锯，第一电锯和第二电锯均设置在操作台上，且呈相对峙布置，在第一电锯和第二电锯之间设置有岩心放置槽；

所述岩心放置槽呈长条形，岩心放置槽在操作台上纵向布置，所述第一电锯和第二电锯在操作台上横向布置；

所述第一电锯的主体固定在第一横向滑动板上，在第一横向滑动板的下方设置有第一台面板，第一横向滑动板与用于驱动其沿第一台面板横向移动的第一驱动电机传动连接，第一驱动电机安装在第一台面板上；

所述第二电锯的主体固定在第二横向滑动板上，在第二横向滑动板的下方设置有第二台面板，第二横向滑动板与用于驱动其沿第二台面板横向移动的第二驱动电机传动连接，第二驱动电机安装在第二台面板上；

在第一台面板上设置有第一固定架，第一固定架与用于带动其竖直升降的第一升降手柄连接，在第二台面板上设置有第二固定架，第二固定架与用于带动其竖直升降的第二升降手柄连接，第一升降手柄和第二升降手柄均安装在调节架上，调节架与操作台固定连接；

所述岩心放置槽包括第一半槽体和第二半槽体，第一半槽体和第二半槽体均安装在第三台面板上，第一半槽体与用于驱动其沿第三台面板横向移动的第三驱动电机传动连接，第二半槽体与第三台面板固定连接；

第三台面板与用于驱动其沿操作台纵向移动的第四驱动电机传动连接，第四驱动电机安装在操作台上；

在岩心放置槽的上方设置有用于对放置于岩心放置槽内的岩心进行竖直方向限位的弧形限位块，弧形限位块与用于带动其竖直升降的第三升降手柄连接，第三升降手柄也安装在调节架上；

在操作台的底部设置有支撑架；

该剖样方法具体包括以下步骤：

(1)根据待剖岩心样塑料管的直径，调整第三驱动电机使岩心放置槽的第一半槽体和第二半槽体之间保持合理间距，将装填有岩样的待剖样塑料管放置在岩心放置槽中，并通过第三升降手柄调节弧形限位块至合适高度，以对待剖样塑料管进行竖直方向限位；

(2)通过转动第一升降手柄微调第一电锯的竖直高度，通过转动第二升降手柄微调第二电锯的竖直高度，使其在同一水平面，并与岩心管直径截面重合；

(3)步骤(2)调整完成后，通过第一驱动电机调整第一电锯的横向位置至合适切割位置处，通过第二驱动电机调整第二电锯的横向位置至合适切割位置处，满足切割岩心管壁厚度最小距离，启动第一电锯和第二电锯，对装填有岩样的塑料管两侧进行切割；

(4)切割的同时，岩心放置槽通过第四驱动电机驱动纵向移动，岩心放置槽携带待剖样塑料管向前自动传送，完成自动岩心剖样；

在操作台的一端且位于岩心放置槽的延长线上设置有延长槽，延长槽的一端与操作台铰接，在操作台上还连接有用于支撑延长槽处于水平位置的支撑杆；

当进行较长塑料管剖样加工时，通过支撑杆将延长槽支撑至水平位置，通过延长槽辅助支撑待剖样塑料管。

2.根据权利要求1所述的一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，其特征在于：所述第一电锯、第二电锯、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机分别与遥控器无线连接；

通过遥控器一键遥控第一电锯、第二电锯、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机，以控制其启停以及进行转速调节，实现海洋沉积物岩心剖样过程的自动控制。

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