CN112924221B

CN112924221B - 一种水下淤泥厚度测定装置

Info

Publication number: CN112924221B
Application number: CN202110143424.3A
Authority: CN
Inventors: 胡群革; 刘芳; 高景全; 朱守军; 刘学应; 曹佳林; 杨浩; 殷晖
Original assignee: Zhejiang University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: Zhejiang University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: CN112924221A

Abstract

本发明涉及水下土壤取样技术领域，具体涉及一种水下淤泥厚度测定装置，包括底板，所述底板的底面四周安装有浮筒，且底板的顶面中心位置处开设有放空孔，所述底板的顶面位于放空孔的一侧固连有支撑机构，所述支撑机构包括支架，所述支架的底端与底板固连，且支架的顶端转动连接有固定盘。本发明中，通过齿条一、齿条二和固定框的设置，实现冲击钻机只能单方向进行移动，从而实现冲击钻不断递进，从而将取样杆逐渐锤入淤泥下部土壤，同时无需人手对冲击钻进行扶持和按压，减轻使用人员工作量,通过卡接槽、固定盘和固定杆的设置，转动固定盘使得滑动机构与冲击钻机倒置，从而改变冲击钻的移动方向和冲击方向，便于将取样杆从淤泥内取出。

Description

一种水下淤泥厚度测定装置

技术领域

本发明涉及水下土壤取样技术领域，具体涉及一种水下淤泥厚度测定装置。

背景技术

部分深水域例如水库和湖泊等水下淤泥厚度较厚，当对这些水域水下淤泥厚度进行测定时，就需要使用钻杆对水下泥土进行柱状取样，从而测定水下淤泥层的厚度。

现有的钻探取样测量装置，在使用时需要使用人员进行按压扶持，同时当钻杆扎入地底后难以拔出，现有的钻探取样测量装置只能将钻杆冲入地底，而无法实现将钻杆取出，还需要借助其他吊装工具，比较麻烦，不便于使用。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种水下淤泥厚度测定装置，通过齿条一、齿条二和固定框的设置，实现冲击钻机只能单方向进行移动，从而实现冲击钻不断递进，从而将取样杆逐渐锤入地下，同时无需人手对冲击钻进行扶持和按压，减轻使用人员工作量,通过卡接槽、固定盘和固定杆的设置，转动固定盘使得滑动机构与冲击钻机倒置，从而改变冲击钻的移动方向和冲击方向，便于将取样杆从淤泥内取出。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水下淤泥厚度测定装置，包括底板，所述底板的底面四周安装有浮筒，且底板的顶面中心位置处开设有放空孔，所述底板的顶面位于放空孔的一侧固连有支撑机构，所述支撑机构包括支架，所述支架的底端与底板固连，且支架的顶端转动连接有固定盘，所述固定盘的环形外侧壁两端均固连有凸块，所述凸块的一端开设有插销孔，所述支架的两内侧壁之间位于固定盘的下方固连有横杆，所述横杆的一侧壁中间位置开设有圆孔，且圆孔内壁滑动插接有销杆，所述固定盘一侧壁的一侧固连有夹持板一，且固定盘一侧壁的另一侧固连有夹持板二，便于对固定框进行夹持，所述固定盘一侧壁的另一侧位于夹持板二的外侧固连有连接板，所述连接板的一端固连有固定板，所述固定板的一长侧壁平行固连有两个齿条一,拔出销杆，使销杆与一个插销孔脱离，偏转把杆并将固定盘转动度，使得滑动机构与冲击钻机倒置，将销杆与另一个插销孔进行插接，从而固定固定盘，限制固定盘转动，方便对冲击钻机与滑动机构进行倒置。

所述固定盘的一侧壁滑动连接有滑动机构，所述滑动机构包括固定框，所述固定框内壁固连有冲击钻机，所述固定框与夹持板一和夹持板二均滑动连接，所述固定框的一侧外侧壁固连有匚形板，所述匚形板的一长外侧壁的外侧对应齿条一的位置处均设置有齿条二，所述齿条二的一侧壁等距固连有多个圆杆，且圆杆的一端贯穿匚形板的长侧壁并与匚形板滑动连接，所述圆杆的环形外侧壁滑动连接有复位弹簧一，所述齿条一与对应齿条二啮合，所述冲击钻机的输出端固连有一端开口的固定盒，所述固定盒的内壁滑动连接有传动板，所述传动板的一端延伸至固定盒开口端的外侧，且传动板的一端一侧开设有卡接槽，所述传动板的一侧壁与固定盒的一侧内侧壁之间固连有多个复位弹簧二，所述固定盒配套附有多个传动杆和一个取样杆，且传动杆的两端环形外侧壁的两侧均开设有与卡接槽契合的卡槽,冲击钻机的输出端上下震动通过固定盒带动传动板上下震动，当冲击钻机带动传动板相对于冲击钻机下移时，传动板对传动杆向下进行冲击，冲击力反作用于冲击钻机，使得冲击钻机有向上移动的趋势，但是由于齿条二和齿条一啮合限制使得冲击钻机无法相对于齿条一和底板上移，从而限制冲击钻机的上移，当冲击钻机带动传动板相对于冲击钻机上移时，冲击钻机在自身重力作用下和传动杆对于传动板的压力作用下下移，实现冲击钻机只能单方向进行移动，冲击钻机的输出端带动传动板对传动杆不断进行冲击，从而将取样杆逐渐锤入地下。

进一步在于：所述固定板的一短侧壁两端均固连有限位板，所述限位板的一端开设有限位槽，所述匚形板的一短侧外壁固连有限位杆，所述限位杆与限位槽滑动连接,使得固定框与固定盘之间滑动连接的更加稳定。

进一步在于：所述固定框的顶端两侧均固连有转动座，且转动座的一端转动连接有转动杆，两个转动杆靠近中间位置之间固连有固定杆，且两个转动杆的一端之间固连有把杆，所述传动板的一侧壁固连有拉绳二，所述拉绳二的一端贯穿固定盒的一侧侧壁延伸至固定盒的外侧并与固定杆固连，所述齿条二的顶端固连有拉绳一，且拉绳一的一端与固定杆固连，握住把杆向一侧偏转，带动固定杆偏转，固定杆偏转通过拉绳一拉动齿条二克服复位弹簧一弹力移动，使齿条一与齿条二脱离啮合，同时固定杆偏转通过拉绳二拉动传动板滑动，使传动板上卡接槽与传动杆上卡槽脱离，便于移动固定框的高度位置。

进一步在于：所述固定框的一侧外壁对应拉绳二中间位置处固连有固定环，且固定环内壁与拉绳二滑动连接，限制拉绳二的移动轨迹，避免拉绳二发生偏移。

进一步在于：所述底板的顶面外沿安装有围栏，且围栏的一端系有缆绳，有利于提高使用人员在底板上进行操作时的安全性，通过缆绳方便对底板进行拖拉。

进一步在于：所述取样杆，包括两个半月杆和固定筒，且固定筒与两个半月杆的底端旋合连接，方便打开取样杆，将取样杆内的柱状泥土样品露出。

进一步在于：所述传动板的厚度小于传动杆上卡槽的高度，使得传动板能与传动杆上的卡槽的两端侧壁之间碰撞，从而对传动杆进行冲击。

本发明的有益效果：

1、通过齿条一、齿条二和固定框的设置，当冲击钻机带动传动板相对于冲击钻机上移时，冲击钻机在自身重力作用下和传动杆对于传动板的压力作用下下移，冲击钻机下移带动齿条二移动，齿条二克服复位弹簧一移动，并与齿条一错开脱离啮合向下移动，当冲击钻机有上移趋势时齿条二与齿条一重新啮合从而阻止冲击钻机的移动，实现冲击钻机只能单方向进行移动，从而实现冲击钻不断递进，从而将取样杆逐渐锤入地下，同时无需人手对冲击钻进行扶持和按压，减轻使用人员工作量；

2、通过卡接槽、固定盘和固定杆的设置，转动固定盘使得滑动机构与冲击钻机倒置，从而改变冲击钻的移动方向，便于冲击钻向上对传动杆进行冲击，并带动冲击钻自身逐步上移，从而便于将取样杆从淤泥内拔出，将把杆向一侧偏转，带动固定杆偏转，通过拉绳一和拉绳二，使齿条一与齿条二脱离啮合，使卡接槽与卡槽脱离，便于移动和改变固定框的高度位置，方便冲击钻复位。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中支撑机构背面结构示意图；

图3是本发明中支撑机构和滑动机构结构示意图；

图4是本发明中支撑机构结构示意图；

图5是本发明中固定盒内部结构示意图；

图6是本发明中滑动机构结构示意图；

图7是本发明中取样杆结构示意图；

图8是本发明中传动杆结构示意图；

图9是图3的A处局部放大图。

图中：100、底板；110、浮筒；120、围栏；130、放空孔；200、支撑机构；210、支架；211、横杆；212、销杆；220、固定盘；221、凸块；222、插销孔；230、夹持板一；231、夹持板二；240、连接板；241、固定板；242、齿条一；243、限位板；244、限位槽；300、滑动机构；310、固定框；311、转动座；320、匚形板；321、限位杆；330、齿条二；331、圆杆；332、复位弹簧一；340、把杆；341、固定杆；342、转动杆；343、拉绳一；400、传动杆；410、卡槽；500、取样杆；500a、半月杆；500b、固定筒；600、冲击钻机；700、固定盒；710、拉绳二；720、传动板；721、卡接槽；730、复位弹簧二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种水下淤泥厚度测定装置，包括底板100，底板100的底面四周安装有浮筒110，且底板100的顶面中心位置处开设有放空孔130，底板100的顶面位于放空孔130的一侧固连有支撑机构200，支撑机构200包括支架210，支架210的底端与底板100固连，且支架210的顶端转动连接有固定盘220，固定盘220的环形外侧壁两端均固连有凸块221，凸块221的一端开设有插销孔222，支架210的两内侧壁之间位于固定盘220的下方固连有横杆211，横杆211的一侧壁中间位置开设有圆孔，且圆孔内壁滑动插接有销杆212，固定盘220一侧壁的一侧固连有夹持板一230，且固定盘220一侧壁的另一侧固连有夹持板二231，便于对固定框310进行夹持，固定盘220一侧壁的另一侧位于夹持板二231的外侧固连有连接板240，连接板240的一端固连有固定板241，固定板241的一长侧壁平行固连有两个齿条一242,拔出销杆212，使销杆212与一个插销孔222脱离，偏转把杆340并将固定盘220转动180度，使得滑动机构300与冲击钻机600倒置，将销杆212与另一个插销孔222进行插接，从而固定固定盘220，限制固定盘220转动，方便对冲击钻机600与滑动机构300进行倒置。

固定盘220的一侧壁滑动连接有滑动机构300，滑动机构300包括固定框310，固定框310内壁固连有冲击钻机600，固定框310与夹持板一230和夹持板二231均滑动连接，固定框310的一侧外侧壁固连有匚形板320，匚形板320的一长外侧壁的外侧对应齿条一242的位置处均设置有齿条二330，齿条二330的一侧壁等距固连有多个圆杆331，且圆杆331的一端贯穿匚形板320的长侧壁并与匚形板320滑动连接，圆杆331的环形外侧壁滑动连接有复位弹簧一332，齿条一242与对应齿条二330啮合，冲击钻机600的输出端固连有一端开口的固定盒700，固定盒700的内壁滑动连接有传动板720，传动板720的一端延伸至固定盒700开口端的外侧，且传动板720的一端一侧开设有卡接槽721，传动板720的一侧壁与固定盒700的一侧内侧壁之间固连有多个复位弹簧二730，固定盒700配套附有多个传动杆400和一个取样杆500，且传动杆400的两端环形外侧壁的两侧均开设有与卡接槽721契合的卡槽410,冲击钻机600的输出端上下震动通过固定盒700带动传动板720上下震动，当冲击钻机600带动传动板720相对于冲击钻机600下移时，传动板720对传动杆400向下进行冲击，冲击力反作用于冲击钻机600，使得冲击钻机600有向上移动的趋势，但是由于齿条二330和齿条一242啮合限制使得冲击钻机600无法相对于齿条一242和底板100上移，从而限制冲击钻机600的上移，当冲击钻机600带动传动板720相对于冲击钻机600上移时，冲击钻机600在自身重力作用下和传动杆400对于传动板720的压力作用下下移，实现冲击钻机600只能单方向进行移动，冲击钻机600的输出端带动传动板720对传动杆400不断进行冲击，从而将取样杆500逐渐锤入地下。

固定板241的一短侧壁两端均固连有限位板243，限位板243的一端开设有限位槽244，匚形板320的一短侧外壁固连有限位杆321，限位杆321与限位槽244滑动连接,使得固定框310与固定盘220之间滑动连接的更加稳定，固定框310的顶端两侧均固连有转动座311，且转动座311的一端转动连接有转动杆342，两个转动杆342靠近中间位置之间固连有固定杆341，且两个转动杆342的一端之间固连有把杆340，传动板720的一侧壁固连有拉绳二710，拉绳二710的一端贯穿固定盒700的一侧侧壁延伸至固定盒700的外侧并与固定杆341固连，齿条二330的顶端固连有拉绳一343，且拉绳一343的一端与固定杆341固连，握住把杆340向一侧偏转，带动固定杆341偏转，固定杆341偏转通过拉绳一343拉动齿条二330克服复位弹簧一332弹力移动，使齿条一242与齿条二330脱离啮合，同时固定杆341偏转通过拉绳二710拉动传动板720滑动，使传动板720上卡接槽721与传动杆400上卡槽410脱离，便于移动固定框310的高度位置。

固定框310的一侧外壁对应拉绳二710中间位置处固连有固定环，且固定环内壁与拉绳二710滑动连接，限制拉绳二710的移动轨迹，避免拉绳二710发生偏移，底板100的顶面外沿安装有围栏120，且围栏120的一端系有缆绳，有利于提高使用人员在底板100上进行操作时的安全性，通过缆绳方便对底板100进行拖拉。

取样杆500，包括两个半月杆500a和固定筒500b，且固定筒500b与两个半月杆500a的底端旋合连接，方便打开取样杆500，将取样杆500内的柱状泥土样品露出，传动板720的厚度小于传动杆400上卡槽410的高度，使得传动板720能与传动杆400上的卡槽410的两端侧壁之间碰撞，从而对传动杆400进行冲击。

工作原理：使用时，将该水下淤泥厚度测定装置放入水中，在浮筒110的浮力作用下，底板100漂浮于水面，利用船舶将该水下淤泥厚度测定装置拖至水域测量点，将取样杆500与传动杆400一一拼接，并将取样杆500从放空孔130垂直向下逐步释放，直至取样杆500触底，将卡接槽721与对应高度的传动杆400上的一个卡槽410进行卡接，启动冲击钻机600，冲击钻机600的输出端上下震动通过固定盒700带动传动板720上下震动，当冲击钻机600带动传动板720相对于冲击钻机600下移时，传动板720对传动杆400向下进行冲击，冲击力反作用于冲击钻机600，使得冲击钻机600有向上移动的趋势，但是由于齿条二330和齿条一242啮合限制使得冲击钻机600无法相对于齿条一242和底板100上移，从而限制冲击钻机600的上移，当冲击钻机600带动传动板720相对于冲击钻机600上移时，冲击钻机600在自身重力作用下和传动杆400对于传动板720的压力作用下下移，冲击钻机600下移带动齿条二330移动，齿条二330克服复位弹簧一332移动，并与齿条一242错开脱离啮合向下移动，当冲击钻机600有上移趋势时齿条二330与齿条一242重新啮合从而阻止冲击钻机600的移动，实现冲击钻机600只能单方向进行移动，冲击钻机600的输出端带动传动板720对传动杆400不断进行冲击，从而将取样杆500逐渐锤入地下，当冲击钻机600移动至距离底板100较近时，握住把杆340向一侧偏转，带动固定杆341偏转，固定杆341偏转通过拉绳一343拉动齿条二330克服复位弹簧一332弹力移动，使齿条一242与齿条二330脱离啮合，同时固定杆341偏转通过拉绳二710拉动传动板720滑动，使传动板720上卡接槽721与传动杆400上卡槽410脱离，向上提拉固定框310，使得滑动机构300、固定盒700和冲击钻机600移动至较高位置，释放把杆340，齿条二330和传动板720回弹，传动板720重新与较高位置的卡槽410卡接，从而不断将取样杆500压入水底;

当需要将取样杆500拔出时，拔出销杆212，使销杆212与一个插销孔222脱离，偏转把杆340并将固定盘220转动180度，使得滑动机构300与冲击钻机600倒置，将销杆212与另一个插销孔222进行插接，从而固定固定盘220，限制固定盘220转动，冲击钻机600与滑动机构300倒置后，使得冲击钻机600只能向上移动，从而逐步对传动杆400向上冲击，直至取样杆500与水底脱离，随后将取样杆500取出水面，转动取样杆500使其与传动杆400脱离，并旋下固定筒500b，将两个半月杆500a打开，露出内部的柱状泥土样品，测量样品中淤泥部分的长度，从而得到水底淤泥层的厚度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种水下淤泥厚度测定装置，其特征在于，包括底板（100），所述底板（100）的底面四周安装有浮筒（110），且底板（100）的顶面中心位置处开设有放空孔（130），所述底板（100）的顶面位于放空孔（130）的一侧固连有支撑机构（200），所述支撑机构（200）包括支架（210），所述支架（210）的底端与底板（100）固连，且支架（210）的顶端转动连接有固定盘（220），所述固定盘（220）的环形外侧壁两端均固连有凸块（221），所述凸块（221）的一端开设有插销孔（222），所述支架（210）的两内侧壁之间位于固定盘（220）的下方固连有横杆（211），所述横杆（211）的一侧壁中间位置开设有圆孔，且圆孔内壁滑动插接有销杆（212），所述固定盘（220）一侧壁的一侧固连有夹持板一（230），且固定盘（220）一侧壁的另一侧固连有夹持板二（231），所述固定盘（220）一侧壁的另一侧位于夹持板二（231）的外侧固连有连接板（240），所述连接板（240）的一端固连有固定板（241），所述固定板（241）的一长侧壁平行固连有两个齿条一（242）；

所述固定盘（220）的一侧壁滑动连接有滑动机构（300），所述滑动机构（300）包括固定框（310），所述固定框（310）内壁固连有冲击钻机（600），所述固定框（310）与夹持板一（230）和夹持板二（231）均滑动连接，所述固定框（310）的一侧外侧壁固连有匚形板（320），所述匚形板（320）的一长外侧壁的外侧对应齿条一（242）的位置处均设置有齿条二（330），所述齿条二（330）的一侧壁等距固连有多个圆杆（331），且圆杆（331）的一端贯穿匚形板（320）的长侧壁并与匚形板（320）滑动连接，所述圆杆（331）的环形外侧壁滑动连接有复位弹簧一（332），所述齿条一（242）与对应齿条二（330）啮合，所述冲击钻机（600）的输出端固连有一端开口的固定盒（700），所述固定盒（700）的内壁滑动连接有传动板（720），所述传动板（720）的一端延伸至固定盒（700）开口端的外侧，且传动板（720）的一端一侧开设有卡接槽（721），所述传动板（720）的一侧壁与固定盒（700）的一侧内侧壁之间固连有多个复位弹簧二（730），所述固定盒（700）配套附有多个传动杆（400）和一个取样杆（500），且传动杆（400）的两端环形外侧壁的两侧均开设有与卡接槽（721）契合的卡槽（410）；

所述固定框（310）的顶端两侧均固连有转动座（311），且转动座（311）的一端转动连接有转动杆（342），两个转动杆（342）靠近中间位置之间固连有固定杆（341），且两个转动杆（342）的一端之间固连有把杆（340），所述传动板（720）的一侧壁固连有拉绳二（710），所述拉绳二（710）的一端贯穿固定盒（700）的一侧侧壁延伸至固定盒（700）的外侧并与固定杆（341）固连，所述齿条二（330）的顶端固连有拉绳一（343），且拉绳一（343）的一端与固定杆（341）固连。

2.根据权利要求1所述的一种水下淤泥厚度测定装置,其特征在于，所述固定板（241）的一短侧壁两端均固连有限位板（243），所述限位板（243）的一端开设有限位槽（244），所述匚形板（320）的一短侧外壁固连有限位杆（321），所述限位杆（321）与限位槽（244）滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下淤泥厚度测定装置,其特征在于，所述固定框（310）的一侧外壁对应拉绳二（710）中间位置处固连有固定环，且固定环内壁与拉绳二（710）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种水下淤泥厚度测定装置,其特征在于，所述底板（100）的顶面外沿安装有围栏（120），且围栏（120）的一端系有缆绳。

5.根据权利要求1所述的一种水下淤泥厚度测定装置,其特征在于，所述取样杆（500）包括两个半月杆（500a）和固定筒（500b），且固定筒（500b）与两个半月杆（500a）的底端旋合连接。

6.根据权利要求1所述的一种水下淤泥厚度测定装置,其特征在于，所述传动板（720）的厚度小于传动杆（400）上卡槽（410）的高度。