CN110514471A - 一种海洋工程地质检测用的电动取样器及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋工程地质检测用的电动取样器及其取样方法，包括隔板，所述隔板上固定设有第一箱体，所述隔板下固定设有第二箱体，所述第二箱体的周围固定设有数量为三个的第三箱体；所述第三箱体内壁固定设有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端固定设有轴承，所述轴承下固定设有连接片，所述连接片远离所述轴承的一侧固定设有方形杆，所述方形杆贯穿所述第三箱体，且位于所述第三箱体外的一端固定设有钻头，所述方形杆位于所述第三箱体内的部位套设有第一皮带轮。发明的有益效果为：减少人工下水的几率，极大程度的保证了相关人员的安全性，并且，通过垂直取样，能够有效的取出柱状的样本，保证了取样的准确性和多样性。

Description

一种海洋工程地质检测用的电动取样器及其取样方法

技术领域

本发明涉及海洋地质取样领域，具体来说，涉及一种海洋工程地质检测用的电动取样器及其取样方法。

背景技术

深海地球与生命科学是目前国际重大前沿科学领域，其发展紧密地依靠于深海技术手段的突破性创新。获取海底沉积物是深海研究过程中最普遍也是最重要的手段之一，对研究沉积物中的地质、古气候与微生物信息具有重要意义。纵观整个海底沉积物研究史，不难发现，到目前为止，对海斗深渊等超深(水深大于7000米)海域的海底沉积物研究非常薄弱。全球有二十五个海沟的深度大于7000米，其中在太平洋的就有十八个，包括马里亚纳海沟。为数不多的深潜探测，发现在海斗深渊底下，不仅有丰富的地质沉积现象，如各种大洋红层沉积、蛇纹岩丘沉积、海底热液矿物沉积等，还孕育有各种极端生命形态，包括与海底热液、冷泉相伴生的生物群和与蛇纹岩伴随的微生物菌群(Fryer,1995,2012；Ohara etal.,2012)。

但是现有的海床上取样基本都是靠人工进行取样，人工取样不仅需要携带大量的器械下到水中，并且，还需要在水中进行操作，这对取样人员的人身安全造成极大的威胁。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种海洋工程地质检测用的电动取样器及其取样方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种海洋工程地质检测用的电动取样器，包括隔板，所述隔板上固定设有第一箱体，所述隔板下固定设有第二箱体，所述第二箱体的周围固定设有数量为三个的第三箱体；

所述第三箱体内壁固定设有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端固定设有轴承，所述轴承下固定设有连接片，所述连接片远离所述轴承的一侧固定设有方形杆，所述方形杆贯穿所述第三箱体，且位于所述第三箱体外的一端固定设有钻头，所述方形杆位于所述第三箱体内的部位套设有第一皮带轮，所述第一皮带轮的中部开设有方形孔，所述方形孔与所述方形杆相适配，所述第三箱体内壁固定设有电机，所述电机的输出端固定设有第二皮带轮，所述第二皮带轮与所述第一皮带轮之间通过皮带相连接；

所述第二箱体的中部固定开设有导向槽，所述导向槽内设有收集筒，所述收集筒靠近所述导向槽最深处固定设有承重块，所述收集筒下固定设有若干固定柱，所述固定柱之间通过活动轴活动设有三角板，所述三角板形成挡板，所述挡板的形状与所述收集筒的截面相适配，所述三角板的一侧固定设有第一连接板，所述收集筒的内部设有传动杆，所述传动杆上固定设有挡块，所述传动杆的一端周围固定设有若干第二连接板，所述第二连接板与所述第一连接板之间设有摆动杆，所述摆动杆的两端通过销轴与所述第一连接板和所述第二连接板相连接，所述第二箱体内固定设有水泵，所述水泵的输入端通过吸入管与第二箱体的外壁相连接，所述水泵的输出端设有六通电磁阀，所述六通电磁阀的输出端设有数量为五个的输出水管，所述输出水管之间相互垂直；

所述第一箱体内固定设有第二液压杆，所述第二液压杆贯穿所述隔板延伸至所述导向槽内，所述第二液压杆位于所述导向槽内的一端与所述传动杆固定连接，所述第一箱体内固定设有主电源和配重块，所述第一箱体内设有控制器、GPS定位器和第一无线传输天线，所述电机、第一液压杆、第二液压杆、控制器、GPS定位器和第一无线传输天线均与主电源电性连接，所述电机、第一液压杆、第二液压杆、GPS定位器和第一无线传输天线均与控制器相连接，所述第一无线传输天线通过无线连接设有远程遥控器，所述远程遥控器上设有第二无线传输天线，所述第二无线传输天线和所述第一无线传输天线相匹配。

可选的，所述第三箱体的内壁固定设有滚轮槽，所述第一皮带轮下固定设有若干滚轮，所述滚轮与所述滚轮槽相匹配。

可选的，所述摆动杆的截面为三角形。

可选的，所述第二箱体内壁固定设有若干备用电源，所述备用电源上设有电源继电器，所述电源继电器与所述控制器相连接，所述电机、第一液压杆、第二液压杆、控制器、GPS定位器和第一无线传输天线均通过电源继电器与所述备用电源相连接。

可选的，所述主电源和所述配重块下均通过底座与所述第一箱体的内壁相连接，所述底座上设有绑带，所述主电源和所述配重块通过所述绑带固定在所述底座上。

可选的，所述第一箱体上设有出气管，所述出气管上设有单向电磁阀，所述单向电磁阀与所述控制器和主电源。

可选的，所述第一箱体上固定设有第一连接环，所述第一连接环上套设有第二连接环，所述第二连接环上固定设有连接绳索。

可选的，所述隔板下固定设有摄像头，所述摄像头与所述主电源和控制器电性连接，所述远程遥控器上设有显示屏，所述摄像头通过所述第一无线传输天线和所述第二无线传输天线与所述显示屏相连接。

可选的，所述摄像头周围固定设有若干LED灯。

根据本发明的另一方面，提供了一种海洋工程地质检测用的电动取样器的取样方法。

包括以下步骤：

驾船将该取样器运输到达需要取样的海洋区域；

将该取样器放置到预定的取样区域的大致区域，通过远程遥控器控制水泵进行抽水，经过六通电磁阀控制不同的输出水管出水，进而能够控制该取样器的行进方向；

通过摄像头或者GPS定位器观察到该取样器到达相应的位置；

通过控制六通电磁阀控制朝向向上的输出水管出水令取样器下沉至底部；

通过控制器控制电机旋转，令钻头旋转，同时第一液压杆下压，使得钻头旋转进海床内部；

然后通过第二液压杆下压令取样筒伸入到海床内一定距离后，第二液压杆回收，使得传动杆先上移，进而能够拉扯三角板相互靠近形成挡板，然后在挡块的作用下，令收集筒上移；

然后此时电机反转，令钻头离开海床，同时控制六通电磁阀控制朝下的输出水管出水，进而令整个取样器上移，直至相关人员通过连接绳索进行回收取样器；

带取样器取到以后，控制第二液压杆伸出，令传动杆摆动令三角板打开，令其中收集的样本放出即可。

本发明的有益效果为：减少人工下水的几率，极大程度的保证了相关人员的安全性，并且，通过垂直取样，能够有效的取出柱状的样本，保证了取样的准确性和多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中第三箱体的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中第一皮带轮的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中第二箱体的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中三角板的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中收集筒的仰视图；

图8是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器中摆动杆的剖视图；

图9是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器的取样方法的流程图之一；

图10是根据本发明实施例的一种海洋工程地质检测用的电动取样器的取样方法的流程图之二。

附图标记；

1、隔板；2、第一箱体；3、第二箱体；4、第三箱体；5、第一液压杆；6、轴承；7、连接片；8、方形杆；9、钻头；10、第一皮带轮；11、方形孔；12、电机；13、第二皮带轮；14、导向槽；15、收集筒；16、承重块；17、三角板；18、第一连接板；19、传动杆；20、挡块；21、第二连接板；22、摆动杆；23、水泵；24、六通电磁阀；25、输出水管；26、第二液压杆；27、主电源；28、配重块；29、控制器；30、GPS定位器；31、第一无线传输天线；32、远程遥控器；33、第二无线传输天线；34、滚轮槽；35、滚轮；36、备用电源；37、电源继电器；38、出气管；39、单向电磁阀；40、第一连接环；41、第二连接环；42、连接绳索；43、摄像头；44、显示屏；45、吸入管。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，根据本发明的实施例，提供了一种海洋工程地质检测用的电动取样器，包括隔板1，所述隔板1上固定设有第一箱体2，所述隔板1下固定设有第二箱体3，所述第二箱体3的周围固定设有数量为三个的第三箱体4；

所述第三箱体4内壁固定设有第一液压杆5，所述第一液压杆5的输出端固定设有轴承6，所述轴承6下固定设有连接片7，所述连接片7远离所述轴承6的一侧固定设有方形杆8，所述方形杆8贯穿所述第三箱体4，且位于所述第三箱体4外的一端固定设有钻头9，所述方形杆8位于所述第三箱体4内的部位套设有第一皮带轮10，所述第一皮带轮10的中部开设有方形孔11，所述方形孔11与所述方形杆8相适配，所述第三箱体4内壁固定设有电机12，所述电机12的输出端固定设有第二皮带轮13，所述第二皮带轮13与所述第一皮带轮10之间通过皮带相连接；

所述第二箱体3的中部固定开设有导向槽14，所述导向槽14内设有收集筒15，所述收集筒15靠近所述导向槽14最深处固定设有承重块16，所述收集筒15下固定设有若干固定柱，所述固定柱之间通过活动轴活动设有三角板17，所述三角板17形成挡板，所述挡板的形状与所述收集筒15的截面相适配，所述三角板17的一侧固定设有第一连接板18，所述收集筒15的内部设有传动杆19，所述传动杆19上固定设有挡块20，所述传动杆19的一端周围固定设有若干第二连接板21，所述第二连接板21与所述第一连接板18之间设有摆动杆22，所述摆动杆22的两端通过销轴与所述第一连接板18和所述第二连接板21相连接，所述第二箱体3内固定设有水泵23，所述水泵23的输入端通过吸入管45与第二箱体3的外壁相连接，所述水泵23的输出端设有六通电磁阀24，所述六通电磁阀24的输出端设有数量为五个的输出水管25，所述输出水管25之间相互垂直；

所述第一箱体2内固定设有第二液压杆26，所述第二液压杆26贯穿所述隔板1延伸至所述导向槽14内，所述第二液压杆26位于所述导向槽14内的一端与所述传动杆19固定连接，所述第一箱体2内固定设有主电源27和配重块28，所述第一箱体2内设有控制器29、GPS定位器30和第一无线传输天线31，所述电机12、第一液压杆5、第二液压杆26、控制器29、GPS定位器30和第一无线传输天线31均与主电源27电性连接，所述电机12、第一液压杆5、第二液压杆26、GPS定位器30和第一无线传输天线31均与控制器29相连接，所述第一无线传输天线31通过无线连接设有远程遥控器32，所述远程遥控器32上设有第二无线传输天线33，所述第二无线传输天线33和所述第一无线传输天线31相匹配。

另外，在一个实施例中，对于第三箱体4来说，所述第三箱体4的内壁固定设有滚轮槽34，所述第一皮带轮10下固定设有若干滚轮35，所述滚轮35与所述滚轮槽34相匹配。

另外，在一个实施例中，对于摆动杆22来说，所述摆动杆22的截面为三角形。

另外，在一个实施例中，对于第二箱体3来说，所述第二箱体3内壁固定设有若干备用电源36，所述备用电源36上设有电源继电器37，所述电源继电器37与所述控制器29相连接，所述电机12、第一液压杆5、第二液压杆26、控制器29、GPS定位器30和第一无线传输天线31均通过电源继电器37与所述备用电源36相连接。

另外，在一个实施例中，对于主电源27来说，所述主电源27和所述配重块28下均通过底座与所述第一箱体2的内壁相连接，所述底座上设有绑带，所述主电源27和所述配重块28通过所述绑带固定在所述底座上。

另外，在一个实施例中，对于第一箱体2来说，所述第一箱体2上设有出气管38，所述出气管38上设有单向电磁阀39，所述单向电磁阀39与所述控制器29和主电源27。

另外，在一个实施例中，对于第一箱体2来说，所述第一箱体2上固定设有第一连接环40，所述第一连接环40上套设有第二连接环41，所述第二连接环41上固定设有连接绳索42。

另外，在一个实施例中，对于隔板1来说，所述隔板1下固定设有摄像头43，所述摄像头43与所述主电源27和控制器29电性连接，所述远程遥控器32上设有显示屏44，所述摄像头43通过所述第一无线传输天线31和所述第二无线传输天线33与所述显示屏44相连接。

另外，在一个实施例中，对于摄像头43来说，所述摄像头43周围固定设有若干LED灯。

如图9-10所示，根据本发明的实施例，还提供了一种海洋工程地质检测用的电动取样器的取样方法。

包括以下步骤：

步骤S101，驾船将该取样器运输到达需要取样的海洋区域；

步骤S103，将该取样器放置到预定的取样区域的大致区域，通过远程遥控器控制水泵进行抽水，经过六通电磁阀控制不同的输出水管出水，进而能够控制该取样器的行进方向；

步骤S105，通过摄像头或者GPS定位器观察到该取样器到达相应的位置；

步骤S107，通过控制六通电磁阀控制朝向向上的输出水管出水令取样器下沉至底部；

步骤S109，通过控制器控制电机旋转，令钻头旋转，同时第一液压杆下压，使得钻头旋转进海床内部；

步骤S111，然后通过第二液压杆下压令取样筒伸入到海床内一定距离后，第二液压杆回收，使得传动杆先上移，进而能够拉扯三角板相互靠近形成挡板，然后在挡块的作用下，令收集筒上移；

步骤S113，然后此时电机反转，令钻头离开海床，同时控制六通电磁阀控制朝下的输出水管出水，进而令整个取样器上移，直至相关人员通过连接绳索进行回收取样器；

步骤S115，带取样器取到以后，控制第二液压杆伸出，令传动杆摆动令三角板打开，令其中收集的样本放出即可。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，减少人工下水的几率，极大程度的保证了相关人员的安全性，并且，通过垂直取样，能够有效的取出柱状的样本，保证了取样的准确性和多样性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，包括隔板(1)，所述隔板(1)上固定设有第一箱体(2)，所述隔板(1)下固定设有第二箱体(3)，所述第二箱体(3)的周围固定设有数量为三个的第三箱体(4)；

所述第三箱体(4)内壁固定设有第一液压杆(5)，所述第一液压杆(5)的输出端固定设有轴承(6)，所述轴承(6)下固定设有连接片(7)，所述连接片(7)远离所述轴承(6)的一侧固定设有方形杆(8)，所述方形杆(8)贯穿所述第三箱体(4)，且位于所述第三箱体(4)外的一端固定设有钻头(9)，所述方形杆(8)位于所述第三箱体(4)内的部位套设有第一皮带轮(10)，所述第一皮带轮(10)的中部开设有方形孔(11)，所述方形孔(11)与所述方形杆(8)相适配，所述第三箱体(4)内壁固定设有电机(12)，所述电机(12)的输出端固定设有第二皮带轮(13)，所述第二皮带轮(13)与所述第一皮带轮(10)之间通过皮带相连接；

所述第二箱体(3)的中部固定开设有导向槽(14)，所述导向槽(14)内设有收集筒(15)，所述收集筒(15)靠近所述导向槽(14)最深处固定设有承重块(16)，所述收集筒(15)下固定设有若干固定柱，所述固定柱之间通过活动轴活动设有三角板(17)，所述三角板(17)形成挡板，所述挡板的形状与所述收集筒(15)的截面相适配，所述三角板(17)的一侧固定设有第一连接板(18)，所述收集筒(15)的内部设有传动杆(19)，所述传动杆(19)上固定设有挡块(20)，所述传动杆(19)的一端周围固定设有若干第二连接板(21)，所述第二连接板(21)与所述第一连接板(18)之间设有摆动杆(22)，所述摆动杆(22)的两端通过销轴与所述第一连接板(18)和所述第二连接板(21)相连接，所述第二箱体(3)内固定设有水泵(23)，所述水泵(23)的输入端通过吸入管(45)与第二箱体(3)的外壁相连接，所述水泵(23)的输出端设有六通电磁阀(24)，所述六通电磁阀(24)的输出端设有数量为五个的输出水管(25)，所述输出水管(25)之间相互垂直；

所述第一箱体(2)内固定设有第二液压杆(26)，所述第二液压杆(26)贯穿所述隔板(1)延伸至所述导向槽(14)内，所述第二液压杆(26)位于所述导向槽(14)内的一端与所述传动杆(19)固定连接，所述第一箱体(2)内固定设有主电源(27)和配重块(28)，所述第一箱体(2)内设有控制器(29)、GPS定位器(30)和第一无线传输天线(31)，所述电机(12)、第一液压杆(5)、第二液压杆(26)、控制器(29)、GPS定位器(30)和第一无线传输天线(31)均与主电源(27)电性连接，所述电机(12)、第一液压杆(5)、第二液压杆(26)、GPS定位器(30)和第一无线传输天线(31)均与控制器(29)相连接，所述第一无线传输天线(31)通过无线连接设有远程遥控器(32)，所述远程遥控器(32)上设有第二无线传输天线(33)，所述第二无线传输天线(33)和所述第一无线传输天线(31)相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述第三箱体(4)的内壁固定设有滚轮槽(34)，所述第一皮带轮(10)下固定设有若干滚轮(35)，所述滚轮(35)与所述滚轮槽(34)相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述摆动杆(22)的截面为三角形。

4.根据权利要求3所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述第二箱体(3)内壁固定设有若干备用电源(36)，所述备用电源(36)上设有电源继电器(37)，所述电源继电器(37)与所述控制器(29)相连接，所述电机(12)、第一液压杆(5)、第二液压杆(26)、控制器(29)、GPS定位器(30)和第一无线传输天线(31)均通过电源继电器(37)与所述备用电源(36)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述主电源(27)和所述配重块(28)下均通过底座与所述第一箱体(2)的内壁相连接，所述底座上设有绑带，所述主电源(27)和所述配重块(28)通过所述绑带固定在所述底座上。

6.根据权利要求5所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述第一箱体(2)上设有出气管(38)，所述出气管(38)上设有单向电磁阀(39)，所述单向电磁阀(39)与所述控制器(29)和主电源(27)。

7.根据权利要求6所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述第一箱体(2)上固定设有第一连接环(40)，所述第一连接环(40)上套设有第二连接环(41)，所述第二连接环(41)上固定设有连接绳索(42)。

8.根据权利要求7所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述隔板(1)下固定设有摄像头(43)，所述摄像头(43)与所述主电源(27)和控制器(29)电性连接，所述远程遥控器(32)上设有显示屏(44)，所述摄像头(43)通过所述第一无线传输天线(31)和所述第二无线传输天线(33)与所述显示屏(44)相连接。

9.根据权利要求8所述的一种海洋工程地质检测用的电动取样器，其特征在于，所述摄像头(43)周围固定设有若干LED灯。

10.一种海洋工程地质检测用的电动取样器的取样方法，其特征在于，用于权利要求9所述的海洋工程地质检测用的电动取样器的使用，包括以下步骤：

驾船将该取样器运输到达需要取样的海洋区域；

将该取样器放置到预定的取样区域的大致区域，通过远程遥控器控制水泵进行抽水，经过六通电磁阀控制不同的输出水管出水，进而能够控制该取样器的行进方向；

通过摄像头或者GPS定位器观察到该取样器到达相应的位置；

通过控制六通电磁阀控制朝向向上的输出水管出水令取样器下沉至底部；

通过控制器控制电机旋转，令钻头旋转，同时第一液压杆下压，使得钻头旋转进海床内部；

然后通过第二液压杆下压令取样筒伸入到海床内一定距离后，第二液压杆回收，使得传动杆先上移，进而能够拉扯三角板相互靠近形成挡板，然后在挡块的作用下，令收集筒上移；

然后此时电机反转，令钻头离开海床，同时控制六通电磁阀控制朝下的输出水管出水，进而令整个取样器上移，直至相关人员通过连接绳索进行回收取样器；

带取样器取到以后，控制第二液压杆伸出，令传动杆摆动令三角板打开，令其中收集的样本放出即可。