CN111366410A - 一种海洋地质沉积物取样器 - Google Patents

Abstract

一种海洋地质沉积物取样器，包括取样箱、固定架、连接绳及提升电机，所述固定架上设置有定滑轮，所述提升电机的驱动端设置有绳轴，所述连接绳的一端连接在绳轴上，连接绳的另一端穿过定滑轮并连接取样箱；所述取样箱包括箱体、底板、驱动电机、驱动齿轮、配重块及拉绳，所述拉绳的一端固定在驱动轮上，拉绳另一端向下延伸并分成两端，分别连接在两个底板的前端，当拉绳向上移动至顶部时，两个底板互相贴合，所述箱体上还设置有弹簧，弹簧的一端与底板的后端固定，另一端固定在箱体上，通过连接绳将取样箱放入到海底后，驱动电机带动驱动轮转动拉绳将两个底板相互靠拢，并将海底表层的沉积物收集，并且闭合牢固。

Description

一种海洋地质沉积物取样器

技术领域

本发明涉及海洋勘探技术领域，具体为一种海洋地质沉积物取样器。

背景技术

海洋资源的勘探、开发和利用对于资源相对匮乏的我国来说有着重要意义。为了深入探索海洋地质区域，人们已经相继研究出多种取样设备采集海底沉积物，通过对沉积物进行研究来获取有用信息。在海洋域地质调查、资源勘探和矿产评估中，海底取样技术及其设备更是占据了举足轻重的地位。随着科学的进步和对沉积物样品要求的提高，发展综合性能更好的取样设备变得尤为重要。

现有技术例如专利号为“201821268992.6”的名称为“海洋地质沉积物取样器”，包括取样器、驱动机构、滑轮组和用于提升取样器的提升机构；取样器顶部和底部均具有开口，取样器的顶部为进水口，进水口处设有顶盖，且顶盖转动连接在取样器的顶部，通过顶盖的开启和关闭用来打开或关闭进水口，顶盖的中央连接有拉绳，拉绳与用于驱动顶盖开启和关闭的驱动机构相连接，取样器内位于取样器底部开口的上方处焊接有不锈钢过滤板，取样器两个侧壁上对称焊接有固定环，固定环上均设有把手，两个把手的顶部连接处设有取样绳，取样绳通过滑轮组与提升机构相连接。

这种方式的取样方式在上端开口，但是上端开口没有办法取得质量比较好的沉积物，都是漂浮在水底的沉积物，效果并不理想，而且开口的操作非常不方便，此外现有的部分底部开口取样器需要配备深度传感器或者超声波传感器以提供触底打开底部开口的反馈信号，否则在下降过程中在上层的水体会预先填满取样腔的上层，造成最终取样混合物中水体与淤泥非相近位置，影响监测客观性，此外部分取样作业中需要精确控制取样时的水体位于淤泥上方多少高度，而浅水海洋水体底部由水流缓动，且现有的传感器无法监测信号无法精确提供何时打开底部开口才能够保证淤泥上方具有目标高度的水体。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种结构紧凑，在取样器上设置有一对称倾斜设置且角度可调的调节板，实现无需借助精确的水下超声传感器，也能够精确可靠的进行底部取样的海洋地质沉积物取样器。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋地质沉积物取样器，包括取样箱、固定架、连接绳及提升电机，所述固定架上设置有定滑轮，所述提升电机的驱动端设置有绳轴，所述连接绳的一端连接在绳轴上，连接绳的另一端穿过定滑轮并连接取样箱；

所述取样箱包括箱体、底板、驱动电机、驱动齿轮、配重块及拉绳，所述箱体下端开口，所述连接绳的另一端固定在箱体顶部，箱体的两对侧固定有配重块，所述底板为两个，对称设置在箱体的另两对侧，所述底板中部与箱体底部铰接，所述驱动电机设置在箱体内顶部，所述驱动电机的驱动端连接驱动轮，所述拉绳的一端固定在驱动轮上，拉绳另一端向下延伸并分成两端，分别连接在两个底板的前端，当拉绳向上移动至顶部时，两个底板互相贴合，所述箱体上还设置有弹簧，弹簧的一端与底板的后端固定，另一端固定在箱体上，两个所述底板相对的一端设置有卡齿，当两个底板闭合时，卡齿互相贴合；

所述底板包括上侧板及下侧板，所述下侧板的两侧设置有导轨，所述上侧板对应下侧板的两侧设置有滑槽，通过导轨与滑槽的配合使下侧板能相对上侧板移动，所述上侧板上设置有扣件，所述扣件的一端铰接在上侧板上，下侧板上设置有扣孔，扣件卡入扣孔固定上侧板及下侧板，所述上侧板上设置有过滤孔，在两个所述底板板体的靠近侧上均倾斜可拆卸插合有一矩形调节板，该矩形调节板的一个长边连接在底板板体上，另一平行长边和其他两个短边上均设置有密封胶条，其中该调节板与底板板体平面的夹角可调整并锁定至调整后的目标角度。

为了方便拉绳的导向，本发明改进有，所述箱体内设置有导向环，导向环固定在箱体内壁上，拉绳穿过导向环。

为了方便沥水，本发明改进有，所述底板包括上侧板及下侧板，所述下侧板的两侧设置有导轨，所述上侧板对应下侧板的两侧设置有滑槽，通过导轨与滑槽的配合使下侧板能相对上侧板移动，所述上侧板上设置有扣件，所述扣件的一端铰接在上侧板上，下侧板上设置有扣孔，扣件卡入扣孔固定上侧板及下侧板，所述上侧板上设置有过滤孔。

为了进一步提升贴合度，本发明改进有，两个所述底板相对的一端设置有卡齿，当两个底板闭合时，卡齿互相贴合。

为了保证电机及驱动轮的环境，本发明改进有，所述取样箱包括上层及下层，所述驱动电机及驱动轮设置在上层，上层与下层之间设置有隔板，隔板上设置有通孔，拉绳穿过通孔，所述通孔上设置有密封圈。

本发明改进有，所述驱动电机为伺服电机或者步进电机。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种海洋地质沉积物取样器，具备以下有益效果：

新型结构的海洋地质沉积物取样器，通过连接绳将取样箱放入到海底后，驱动电机带动驱动轮转动拉绳将两个底板相互靠拢，并将海底表层的沉积物收集，并且闭合牢固，将其从海底拉起后，又可以通过移动下侧板实现海水的排出，得到质量比较好的沉积物，整个过程操作简单，效果理想。

附图说明

图1为本发明的海洋地质沉积物取样器的结构示意图；

图2为本发明的海洋地质沉积物取样器的取样箱状态1；

图3为本发明的海洋地质沉积物取样器的取样箱状态2；

图4为本发明的海洋地质沉积物取样器的底板的状态1；

图5为本发明的海洋地质沉积物取样器的底板的状态2。

图中：1-取样箱；2-固定架；3-连接绳；4-定滑轮；5-绳轴；6-箱体；7-底板；8-驱动电机；9-驱动轮；10-配重块；11-拉绳；12-导向环；13-隔板；14-密封圈；15-上侧板；16-下侧板；17-滑槽；18-扣件；19-扣孔；20-过滤孔。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图5，本发明提供一种海洋地质沉积物取样器，包括取样箱1、固定架2、连接绳3及提升电机，所述固定架2上设置有定滑轮4，所述提升电机的驱动端设置有绳轴5，所述连接绳3的一端连接在绳轴5上，连接绳3的另一端穿过定滑轮4并连接取样箱1；

所述取样箱1包括箱体6、底板7、驱动电机8、驱动齿轮、配重块10及拉绳11，所述箱体6下端开口，所述连接绳3的另一端固定在箱体6顶部，箱体6的两对侧固定有配重块10，所述底板7为两个，对称设置在箱体6的另两对侧，所述底板7中部与箱体6底部铰接，所述驱动电机8设置在箱体6内顶部，所述驱动电机8的驱动端连接驱动轮9，所述拉绳11的一端固定在驱动轮9上，拉绳11另一端向下延伸并分成两端，分别连接在两个底板7的前端，当拉绳11向上移动至顶部时，两个底板7互相贴合，所述箱体6上还设置有弹簧，弹簧的一端与底板7的后端固定，另一端固定在箱体6上，两个所述底板7相对的一端设置有卡齿，当两个底板7闭合时，卡齿互相贴合；

所述底板7包括上侧板15及下侧板16，所述下侧板16的两侧设置有导轨，所述上侧板15对应下侧板16的两侧设置有滑槽17，通过导轨与滑槽17的配合使下侧板16能相对上侧板15移动，所述上侧板15上设置有扣件18，所述扣件18的一端铰接在上侧板15上，下侧板16上设置有扣孔19，扣件18卡入扣孔19固定上侧板15及下侧板16，所述上侧板15上设置有过滤孔20，在两个所述底板7板体的靠近侧上均倾斜可拆卸插合有一矩形调节板，该矩形调节板的一个长边连接在底板7板体上，另一平行长边和其他两个短边上均设置有密封胶条，其中该调节板与底板7板体平面的夹角可调整并锁定至调整后的目标角度。

本发明中新型结构的海洋地质沉积物取样器，用于对海底的沉积物进行收集，当然并不是深海地区，如果设置在深海地区需要对整个设备进行强度的改变，本发明主要是对浅海地区收集，首先根据采集地区淤泥的参数选择底板7上的调节板的尺寸，然后将其插合到底板7上的凹槽中，并调节该调节板在底板7上的倾斜角度，调整到位后将该调节板锁定在当前倾斜角度，锁定装置可以采用具有锁定结构的铰接轴，插合到位后的矩形调节板与底板7同步转动，其中调节到位中的调节板的尺寸以及调节板在底板7上的倾斜角度参照后续，在两底板7还未接触时，两个矩形调节板通过略微转动然后相互贴紧，此时调节板的延长线与箱体6内壁呈锐角且调节板板体朝向水面斜上方，两底板7还相距一定距离，由于调节板上除了插合在底板7上的其余三个边上均设置有橡胶条，因此两个调节板将箱体6的底部开口闭合，此时该贴紧后的两个调节板的交线距离两个底板7最低点的平面的垂直高度为L，该L要求等于设定的目标采集总深度，该深度等于淤泥深度加上淤泥上方的水体深度，该深度L的实现可以在满足上述条件下调整底板7的长度尺寸或者在底板7上的倾斜角度或者两者综合使用，按照上述方法初始调整到位后，通过提升电机带动绳轴5转动，连接绳3往外放，整个取样箱1直接落入水中，并由配重块10带动将整个取样箱1移动至海底，还未工作时，底板7被弹簧拉动，并未处于闭合状态，底部的底板7及配重块10共同构成一个开口，掉落在海底后，沉积物就进入到开口内，此时配备的传感器只需要检测到底板7不再下降即可，无需配备昂贵的精确度较高可以测量下潜深度的超声传感器，这时控制驱动电机8转动，驱动电机8带动驱动轮9转动，具体的可以通过减速箱带动驱动轮9，本发明并不做具体限制，驱动轮9转动时拉动整个拉伸，对两个底板7进行施力，两个底板7绕着铰接轴转动，并最终闭合在一起，在底板7绕着铰接轴转动的过程中两个调节板同步转动并开放箱体6内腔，将整个箱体6闭合，沉积物被收容在箱体6内，之后通过提升电机带动绳轴5回转，箱体6向上移动，并最终离开海面，工作人员将收集的容器放置在箱体6后方后，启动驱动电机8反转，由于沉积物与海水重力的作用，及弹簧的回复力，两个底板7打开，沉积物下落至收集容器中，实现了沉积物的取样，由于，上述两个底板7夹持的淤泥的深度以及淤泥上方水体的总深度自然等于原先设计的L深度，因此自动精确的实现目标采集。

整套设备配合合理，效果理想，两个底板7向内闭合时也能将沉积物向内收容，实现沉积物充分的收集，而且从底部收集沉积物，比海水冲入的沉积物测试起来更加准确。

所述箱体6内设置有导向环12，导向环12固定在箱体6内壁上，拉绳11穿过导向环12。

通过导向环12的导向让拉绳11移动更加准确，不会发生偏移。

本实施例中，两个所述底板7相对的一端设置有卡齿，当两个底板7闭合时卡齿互相贴合，进一步的提升了取样箱1的密闭性。

本实施例中，所述驱动电机8为伺服电机或者步进电机，方便拉绳11的操作，电机的电线可以隐藏在连接绳3中，或者在取样箱1内配置电源，这都是常规技术，本发明并不做具体限制。

本实施例中，所述取样箱1包括上层及下层，所述驱动电机8及驱动轮9设置在上层，而需要需要的沉积物收集后在下层，上层与下层之间仅仅穿过拉绳11，上层与下层之间设置有隔板13，隔板13上设置有通孔，拉绳11穿过通孔，所述通孔上设置有密封圈14。

因为需要保证电机及驱动轮9运转时的环境，因此设置密封圈14，可以根据需要设置多个密封圈14，防止水进入到上层内。

本实施例中，所述底板7包括上侧板15及下侧板16，所述下侧板16的两侧设置有导轨，所述上侧板15对应下侧板16的两侧设置有滑槽17，通过导轨与滑槽17的配合使下侧板16能相对上侧板15移动，所述上侧板15上设置有扣件18，所述扣件18的一端铰接在上侧板15上，下侧板16上设置有扣孔19，扣件18卡入扣孔19固定上侧板15及下侧板16，所述上侧板15上设置有过滤孔20。

当将取样箱1拉出水面后，打开扣件18，之后将下侧板16沿着导轨抽出，取样箱1内的海水就能顺着过滤网流出，箱体6内只留下需要取样的沉积物，当然，使用过程中，可能沉积物会堵塞过滤孔20，可以通过振动取样箱1来解决堵塞问题，而且，取样并不要求完全干燥，带着部分的水也不影响检测结果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种海洋地质沉积物取样器，其特征在于，包括取样箱(1)、固定架(2)、连接绳(3)及提升电机，所述固定架(2)上设置有定滑轮(4)，所述提升电机的驱动端设置有绳轴(5)，所述连接绳(3)的一端连接在绳轴(5)上，连接绳(3)的另一端穿过定滑轮(4)并连接取样箱(1)；

所述取样箱(1)包括箱体(6)、底板(7)、驱动电机(8)、驱动齿轮、配重块(10)及拉绳(11)，所述箱体(6)下端开口，所述连接绳(3)的另一端固定在箱体(6)顶部，箱体(6)的两对侧固定有配重块(10)，所述底板(7)为两个，对称设置在箱体(6)的另两对侧，所述底板(7)中部与箱体(6)底部铰接，所述驱动电机(8)设置在箱体(6)内顶部，所述驱动电机(8)的驱动端连接驱动轮(9)，所述拉绳(11)的一端固定在驱动轮(9)上，拉绳(11)另一端向下延伸并分成两端，分别连接在两个底板(7)的前端，当拉绳(11)向上移动至顶部时，两个底板(7)互相贴合，所述箱体(6)上还设置有弹簧，弹簧的一端与底板(7)的后端固定，另一端固定在箱体(6)上，两个所述底板(7)相对的一端设置有卡齿，当两个底板(7)闭合时，卡齿互相贴合；

所述底板(7)包括上侧板(15)及下侧板(16)，所述下侧板(16)的两侧设置有导轨，所述上侧板(15)对应下侧板(16)的两侧设置有滑槽(17)，通过导轨与滑槽(17)的配合使下侧板(16)能相对上侧板(15)移动，所述上侧板(15)上设置有扣件(18)，所述扣件(18)的一端铰接在上侧板(15)上，下侧板(16)上设置有扣孔(19)，扣件(18)卡入扣孔(19)固定上侧板(15)及下侧板(16)，所述上侧板(15)上设置有过滤孔(20)，在两个所述底板(7)板体的靠近侧上均倾斜可拆卸插合有一矩形调节板，该矩形调节板的一个长边连接在底板(7)板体上，另一平行长边和其他两个短边上均设置有密封胶条，其中该调节板与底板(7)板体平面的夹角可调整并锁定至调整后的目标角度，其中调节板的反向延长虚拟线与箱体(6)内壁呈锐角且调节板板体朝向水面斜上方。

2.根据权利要求1所述的一种海洋地质沉积物取样器，其特征在于：所述箱体(6)内设置有导向环(12)，导向环(12)固定在箱体(6)内壁上，拉绳(11)穿过导向环(12)。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种海洋地质沉积物取样器，其特征在于：两个所述底板(7)相对的一端设置有卡齿，当两个底板(7)闭合时，卡齿互相贴合。

4.根据权利要求1所述的一种海洋地质沉积物取样器，其特征在于：所述取样箱(1)包括上层及下层，所述驱动电机(8)及驱动轮(9)设置在上层，上层与下层之间设置有隔板(13)，隔板(13)上设置有通孔，拉绳(11)穿过通孔，所述通孔上设置有密封圈(14)。

5.根据权利要求1所述的一种海洋地质沉积物取样器，其特征在于：所述驱动电机(8)为伺服电机或者步进电机。

Images