CN110361216B - 一种传送装置、自动底质采样系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传送装置，包括：两个转动盘，其中每个转动盘均设有支撑杆和驱动机构，所述驱动机构适于通过支撑杆驱动相应的转动盘转动；两个导向板，分别与两个转动盘的外边缘形成采样器的两个转动通道，并在第一转动通道的出口端形成转出通道、第二转动通道的入口端形成转入通道；配重件，其内部设有采样器的中转通道，该中转通道位于转出通道和转入通道之间，且所述中转通道上部设有适于固定取样器的弹性销轴件；以及分别从两个转动盘的支撑杆中分散出来的多个拨叉，所述拨叉适于推动其前方的采样器转动。本发明还公开了一种包括该传送装置的自动底质采样系统，以及相应的自动底质采样方法。

Description

一种传送装置、自动底质采样系统和方法

技术领域

本发明涉及水底采样技术领域，尤其涉及一种传送装置、自动底质采样系统和方法。

背景技术

底质采样是海洋沉积环境调查工作的重要内容。通常，在水深较大的区域，通常由带有地质绞车的调查船，携柱状采样器、箱式采样器、拖网式采样器、活塞式采样器、蚌式采样器、锚式采样器等，航行至采样站位，停船并通过绞车下放采样器，触底后回收，从而获得水底沉积物样品，然后调查人员对样品进行编录、保存。

而在极浅水区域，尤其是在10m以内的浅区域，由于大船通过性较差，通常由调查人员乘小型工作艇，携带缆绳、蚌式采样器或锚式采样器，航行至采样站位后，人工抛投采样器和缆绳，然后拉起缆绳回收采样器，获取水底样品，然后对样品进行编录、保存。但这样无疑会加大极浅水区域底质采样的劳动强度和作业风险，因此需要提供一种更有效更安全的底质采样方法。

发明内容

本发明提供一种传送装置、自动底质采样系统和方法，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种传送装置，包括：两个转动盘，其中每个转动盘均设有支撑杆和驱动机构，驱动机构适于通过支撑杆驱动相应的转动盘转动；两个导向板，分别与两个转动盘的外边缘形成采样器的两个转动通道，并在第一转动通道的出口端形成转出通道、第二转动通道的入口端形成转入通道；配重件，其内部设有采样器的中转通道，该中转通道位于转出通道和转入通道之间，且中转通道上部设有适于固定取样器的弹性销轴件；以及分别从两个转动盘的支撑杆中分散出来的多个拨叉，拨叉适于推动其前方的采样器转动。

可选地，在根据本发明的传送装置中，配重件顶部设有吊环，吊环被吊绳吊住，当配重件固定住采样器后，吊绳在收放机构的控制下带动配重器和采样器进行下放或回收。

可选地，在根据本发明的传送装置中，还包括：两个托盘，分别与两个转动盘平行设置，适于支撑采样器；以及导向定位装置，设置在两个转动盘中间，适于为配重件的下放或回收过程进行导向定位。

可选地，在根据本发明的传送装置中，两个转动盘的边缘处均设置有多个用于安置采样器的凹槽，以便采样器卡在凹槽和导向板之间的空间内。

可选地，在根据本发明的传送装置中，采样器包括：桶体，其底座为斜刃状，且桶体底部由多个单向弹性部件向上聚拢成近似密封结构；以及位于桶体顶端的第一密封盖，和位于第一密封盖上端的第二密封盖，其中两个密封盖的中间均设有通孔，且第一密封盖的通孔上还设置一个单向阀。

可选地，在根据本发明的传送装置中，采样器还包括：位于桶体外部的两个支撑板，两个支撑板形成环形槽结构，该环形槽结构与配重件的弹性销轴件相配合，以便弹性销轴件通过卡住该环形凹槽结构来固定采样器。

可选地，在根据本发明的传送装置中，驱动机构为同步电机，收放机构为自动绞车。

根据本发明又一个方面，提供一种自动底质采样系统，包括：如上所述的传送装置；以及收放机构、吊绳和至少一个采样器，其中，收放机构通过吊绳吊住传送装置的配重器，以带动采样器进行下放或回收。

根据本发明又一个方面，提供一种自动底质采样方法，适于由如上所述的自动底质采样系统执行，该方法包括步骤：采样器在第一转动盘的拨叉的推动下由第一转动通道的转出通道进入到配重件的中转通道；配重件通过弹性销轴件来固定采样器，并在吊绳的作用下带动所述采样器下沉至目标位置；当完成目标位置的采样后，配重件在吊绳的作用下带动采样器提升，直至配重件的中转通道与所述转出通道和转入通道在同一直线上；采样器在第二转动盘的拨叉的推动下由配重件的中转通道进入到第二转动通道的转出通道，以完成该采样器的采样过程。

根据本发明的技术方案，首先在第一转动盘中放置多个采样器，然后随着拨叉的转动，某个采样器从第一转动通道的转出通道进入到配重件的中转通道。之后，配重件通过弹性销轴件来固定该采样器，并在吊绳的作用下带动一起采样器下沉至目标位置进行采样。当采样器完成目标位置的采样后，配重件在吊绳的作用下带动采样器提升，直至配重件的中转通道与转出通道和转入通道在同一直线上。随后，采样器在第二转动盘的拨叉的推动下由配重件的中转通道进入到第二转动通道的转出通道，从而完成该采样器的采样过程。之后，第一转动盘的其他采样器也陆续进行该采样过程，并在采样完成后转移到第二转动盘中存储。这样，该底质采样系统即可对多个采样点进行自动采样，从而有效提高了采样效率，降低了工作强度。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一些实施例的自动底质采样系统100的结构示意图；

图2A和2B分示出了根据本发明一个实施例的传送装置200的结构示意图，图2C示出了传送装置200的俯视图；

图3示出了根据本发明一个实施例的配重件250部分的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的配重件250固定采样器110时的示意图；

图5A和图5B分别示出了根据本发明一个实施例的采样器110的外部结构示意图和内部结构示意图；以及

图6示出了根据本发明一个实施例的自动底质采样方法600的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种能够实现高效采样的自动底质采样系统100，该系统通常可以安装在船体或水上平台上，如可安装在船体两舷外侧、月池内、多体船内侧、船体连杆上等，或者安装在浮排、固定监测架等其他水面平台上。进一步地，该系统可以安装在无人船上。图1示出了根据本发明一个实施例的自动底质采样系统100的结构示意图，图2A和2B分示出了根据本发明一个实施例的传送装置200的结构示意图，图2C示出了传送装置200的俯视图，图3示出了配重件250部分的结构示意图，图4示出了配重件250固定采样器110时的示意图。

如图中所示，自动底质采样系统100包括至少一个采样器110，以及传送装置200、收放机构120和吊绳130，其中收放机构120还可以包括滑轮140。吊绳130的一端缠绕在收放机构120上，另一端吊住传送装置200的配重件，当采样器110被固定在配重件内部时，收放机构就可通过收放吊绳来带动配重件和采样器进行下放或回收。根据一个实施例，收放机构120可以是自动绞车。

传送装置200包括两个转动盘(如第一转动盘210和第二转动盘220)、两个导向板(如第一导向板230和第二导向板240)、配重件250、以及分别从两个转动盘的支撑杆中分散出来的多个拨叉280。

这里，每个转动盘均设有支撑杆260和驱动机构270，支撑杆260上端支撑转动盘，下端连接驱动结构270，这样驱动机构270就可通过支撑杆260驱动相应的转动盘转动。根据一个实施例，驱动机构270为同步电机，这样每个转动盘都配置有同步电机，从而实现两个转动盘的同步转动。此外，每个转动盘的外边缘均设置有多个用于安置采样器110的凹槽，以便采样器110卡在凹槽和导向板之间的空间内。如图2A-2C所示，每个转动盘共设置6个凹槽，这样就可同时放入6个采样器110。相应地，就可设置6个从支撑杆260中分散出来的拨叉280，每个拨叉280都可推动位于其前方的采样器110向前转动。

两个导向板分别与两个转动盘的外边缘形成采样器100的两个转动通道，如第一转动盘210和第一导向板230之间形成的第一转动通道231，第二转动盘220和第二导向板240之间形成的第二转动通道241。而且，第一转动通道231在其通道出口端形成采样器110转出第一转动盘210的转出通道232，第二转动通道241在其通道入口端形成采样器110转入第二转动盘220的转入通道242。应当理解，导向板可以是一个整体板，并在其末端进行弯折以形成相应的转出通道232和转入通道242；当然也可以是由几块板共同组成，如由一段圆弧形板和几段直线板拼接组成，本发明对此不作限制。

配重件250的内部设有采样器110的中转通道251，该中转通道251位于转出通道232和转入通道242之间，初始状态下中转通道251、转出通道232和转入通道242可位于同一水平直线上，以形成采样器的直线运转通道，即采样器可从第一转动盘210的转入通道320进入到配重件250的中转通道251，当完成采样后再从中转通道251进入到第二转动盘220的转入通道242。此外，中转通道251的上部可以设置适于固定采样器110的弹性销轴件252，如可设置四个弹性销轴件252，每个弹性销轴件252可由一个销轴一个弹簧组成，弹簧弹力可以方便销轴被推开或回位。另外，配重件250顶端还可以设置吊环253，用于穿设吊绳。

一般地，当某个采样器110位于转出通道232中时，位于其后方的拨叉280将其向配重件250的中转通道251推动，采样器110在前进过程中推开前两个弹性销轴件进入到四个弹性销轴件共同组成的空间内，并被这四个弹性销轴件卡住。之后，配重件250和采样器110一起下沉采样并回放到图2A-2C所示的初始位置。此时，第二转动盘220中的某个拨叉280推动采样器110向转入通道242方向前进，使得采样器110推开后两个弹性销轴件进入到第二转动盘220。通过该方法，第一转动盘210中的空采样器完成采样后暂时存储在了第二转动盘220中，这样每次就可完成六个采样器110的采样后再统一回收系统100，提高工作效率。

此外，传送装置200还可以包括两个托盘290，分别与两个转动盘平行设置，适于支撑采样器110。如图中所示，支撑杆260可以穿过该托盘，并在支撑杆260底端连接驱动机构270。此外，托盘外也可以围设一圈导向板，该导向板可完全按照其上方转动盘所对应的导向板设置，从而形成采样器110上下两端的双重通道，提高结构稳定性。

此外，根据本发明的自动底质采样系统100还可以包括导向定位装置150，设置在传送装置200的两个转动盘中间，适于为配重件250的下放或回收过程进行导向定位。该导向定位装置150的下开口向外扩展呈喇叭状，方便吊绳在回拉配重件250时引导配重件250快速回到初始位置。导向定位装置150可以近似理解为一口大钟，其可将配重件250和采样器110罩在里面，而导向定位装置150也与配重件250一样在需要开口的地方进行敞口设置，如在采样器的进出通道方向进行敞口设置，避免阻碍采样器的进出过程。此外，导向定位装置150相对两个转动盘的位置可以设置为固定高度，在高度下，当配重件250被回拉至导向定位装置150内的最高位置(极限位置)时，配重件250的中转通道恰好与转入通道232和转出通道242在同一直线上。或者，在导向定位装置150内部专门设置限位结构，当配重件250被回拉至导向定位装置150内的最高位置时，该限位结构限制配重件250的中转通道恰好与转入通道232和转出通道242在同一直线上。

图5A和图5B分别示出了根据本发明另一个实施例的采样器110的外部结构示意图和内部结构示意图。如图中所示，采样器110包括桶体111、位于桶体111顶端的第一密封盖112、和位于第一密封盖上端的第二密封盖113。

桶体111的底座114为斜刃状，且桶体底部由多个单向弹性部件向上聚拢成近似密封结构115。通常，当采样器110被配重件的弹性销轴件252固定住后，收放机构120可以突然松开吊绳130，使配重件250和采样器110一起下砸至底泥深处。其中，配重件250可加重采样器110的下砸力度，斜刃状底座可方便采样器快速且高效进入底泥深处，这两方面均可提高桶体111的入泥深度，进而提高采样量。该单向弹性部件可以为片状或条状，其可以是金属材料也可以是塑胶材料，只要是弹性材料即可。该单向弹性部件一端固定在桶体内壁上，一端向上聚拢，当有很多个单向弹性部件(弹片)互相叠加时，在拢合状态下就可组成类似菊花状的密封结构。而其为单向弹性部件，即从小往上挤压时可以打开，但从上往下挤压时就无法打开。因此，当底泥斜刃状底座插入底泥中后，其包住的底泥可以从下往上溅入到桶体内部，但进入桶体后不会再向下漏出。

第一密封盖112和第二密封盖113的中间均设有通孔116，主要用于采样器110下沉过程的排水功能。在第一密封盖111的通孔116上还设置一个单向阀117，保证水体不会从上往下流入桶体内部。此外，在采样器110的桶体外部，还可以设置两个支撑板(如支撑板118和119)，这两个支撑板形成环形槽结构，该环形槽结构与配重件250的弹性销轴件252相配合，以便弹性销轴件252通过卡住该环形槽结构来固定采样器110。应当理解，桶外的支撑板和桶内的密封盖可以设置在同一高度，也可以设置在不同高度；进一步地，这两个结构还可以设置为一个整体结构，即每个密封盖向外延伸出桶外形成支撑板，其只要能实现环形槽功能即可，本发明对此不作限制。

图6示出了根据本发明一个实施例的自动底质采样方法600的流程图。如图6所示，方法600始于步骤S620。

在步骤S620中，采样器在第一转动盘的拨叉的推动下由第一转动通道的转出通道进入到配重件的中转通道。

随后，在步骤S640中，配重件通过弹性销轴件来固定所述采样器，并在吊绳的作用下带动所述采样器下沉至目标位置。

随后，在步骤S660中，当完成目标位置的采样后，配重件在吊绳的作用下带动所述采样器提升，直至配重件的中转通道与所述转出通道和转入通道在同一直线上。

随后，在步骤S680中，采样器在第二转动盘的拨叉的推动下由配重件的中转通道进入到第二转动通道的转出通道，以完成该采样器的采样过程。

根据本发明的一个实施例，方法600还包括步骤：按照步骤S620至步骤S680依次完成第一转动盘上其他采样器的采样过程，直至所有采样器均被存储到第二转动盘中。本方法通过程序控制机构配合联动，实现了采样器的自动下放、回收、引导、更换和存储，结构简单易于操作。而且，每下放一次该底质采样系统，即可对多个采样器进行采样，从而有效提高了采样效率，降低了工作强度。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种传送装置，包括：

两个转动盘，其中每个转动盘均设有支撑杆和驱动机构，所述驱动机构适于通过支撑杆驱动相应的转动盘转动；

两个导向板，分别与两个转动盘的外边缘形成采样器的两个转动通道，并在第一转动通道的出口端形成转出通道、第二转动通道的入口端形成转入通道；

配重件，其内部设有采样器的中转通道，该中转通道位于转出通道和转入通道之间，且所述中转通道上部设有适于固定取样器的弹性销轴件，并适于在吊绳的作用下带动所述采样器下沉至目标位置和/或带动所述采样器提升至所述中转通道与所述转出通道和装入通道的同一直线上；以及

分别从两个转动盘的支撑杆中分散出来的多个拨叉，所述拨叉适于推动其前方的采样器转动；

其中，所述采样器包括桶体和位于桶体外部的两个支撑板，所述两个支撑板形成环形槽结构，该环形槽结构与所述配重件的弹性销轴件相配合，以便通过弹性销轴件卡住该环形凹槽结构来固定采样器；当采样器被配重件的弹性销轴件固定住后，可以突然松开吊绳，使配重件和采样器一起下砸至底泥深处。

2.如权利要求1所述的传送装置，其中，所述配重件顶部设有吊环，所述吊环被吊绳吊住，当所述配重件固定住采样器后，所述吊绳在收放机构的控制下带动配重器和采样器进行下放或回收。

3.如权利要求1所述的传送装置，还包括：

两个托盘，分别与两个转动盘平行设置，适于支撑采样器；以及

导向定位装置，设置在两个转动盘中间，适于为配重件的下放或回收过程进行导向定位。

4.如权利要求1所述的传送装置，其中，两个转动盘的边缘处均设置有多个用于安置采样器的凹槽，以便采样器卡在凹槽和导向板之间的空间内。

5.如权利要求1所述的传送装置，其中，所述采样器包括：

桶体，其底座为斜刃状，且桶体底部由多个单向弹性部件向上聚拢成近似密封结构；以及

位于桶体顶端的第一密封盖，和位于第一密封盖上端的第二密封盖，其中两个密封盖的中间均设有通孔，且第一密封盖的通孔上还设置一个单向阀。

6.如权利要求2所述的传送装置，其中，所述驱动机构为同步电机，所述收放机构为自动绞车。

7.一种自动底质采样系统，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的传送装置；以及

收放机构、吊绳和至少一个采样器，其中，所述收放机构通过吊绳吊住所述传送装置的配重件，以带动采样器进行下放或回收。

8.一种自动底质采样方法，适于由如权利要求7所述的自动底质采样系统执行，该方法包括步骤：

采样器在第一转动盘的拨叉的推动下由第一转动通道的转出通道进入到配重件的中转通道；

配重件通过弹性销轴件固定所述采样器，并在吊绳的作用下带动所述采样器下沉至目标位置；

当完成目标位置的采样后，配重件在吊绳的作用下带动所述采样器提升，直至配重件的中转通道与所述转出通道和转入通道在同一直线上；

采样器在第二转动盘的拨叉的推动下由配重件的中转通道进入到第二转动通道的转出通道，以完成该采样器的采样过程。

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