CN113514275A - 一种便于定位查找的海上采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于定位查找的海上采样装置，包括采样筒和开设于采样筒底部的采集口，所述采样筒的外侧套设有外壳体，且外壳体的外侧均匀分布有活动顶杆和侧活动杆，其中活动顶杆和侧活动杆分别设置有4个，且活动顶杆和侧活动杆分别位于外壳体的底部和侧下方辅助支撑，同时外壳体的顶部开设有收纳槽，且收纳槽的内部折叠设置有充气气囊提供回收的上浮力，所述外壳体的内部安装有GPS模块，且GPS模块集成于控制模块通过电信号控制发出定位信号。该便于定位查找的海上采样装置，设置有配合维持装置整体保持检测姿态稳定的活动顶杆和侧活动杆结构，配合自动进行姿态确认的接触开关控制系统，方便装置的稳定投放检测和定位回收。

Description

一种便于定位查找的海上采样装置

技术领域

本发明涉及海洋监测采样设备相关技术领域，具体为一种便于定位查找的海上采样装置。

背景技术

海洋水环境勘探监测通常会使用到各类采样装置，方便留取样本进行相关的对比监测分析等，除了普通的海水取样外，海洋沉积物的取样样本也可以便于进行相关的海洋地质学和海洋生物学检测，而海洋沉积物是由生物遗体、有机物和其他矿物质等长时间沉积于海床形成，在海下一定深度进行取样相对较为不便。

现有海上沉积物采样装置如中国专利公开号为CN112326317A的一种具有样品采集及密封包裹结构的海上沉积物采样装置，采用内部上下活动结构进行土层采样的同时，通过活动架、支撑杆、第二扭力弹簧、底板、钢刺和限位环的作用，保证取样装置在水底的稳定性，避免装置在进行敲砸过程中倾倒造成取样失败，但是该类检测装置需要通过吊缆结构保持进行起吊作业，在进行投放和回收操作时较为不便，而将检测装置直接投入水体，受水体流动影响和海底环境平整度影响，无缆绳辅助的普通检测筒不便于保持良好的竖直触底检测姿态，不便于在海床面保持稳定支撑，容易采样失败，也不便于直接进行定位回收，因此需要一种方便稳定投放采样和定位回收的海上沉积物采样装置。

针对上述问题，在原有采样装置的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于定位查找的海上采样装置，以解决上述背景技术中提出海上沉积物采样装置不便于进行稳定的无缆绳投放采样，不便于进行快速定位回收的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便于定位查找的海上采样装置，包括采样筒和开设于采样筒底部的采集口；

所述采样筒的外侧套设有外壳体，且外壳体的外侧均匀分布有活动顶杆和侧活动杆；

其中活动顶杆和侧活动杆分别设置有4个，且活动顶杆和侧活动杆分别位于外壳体的底部和侧下方辅助支撑；

同时外壳体的顶部开设有收纳槽，且收纳槽的内部折叠设置有充气气囊提供回收的上浮力；

所述外壳体的内部安装有GPS模块，且GPS模块集成于控制模块通过电信号控制发出定位信号。

优选的，所述活动顶杆包括伸缩杆体、铰接端、触底尖端和侧凸块，且活动顶杆整体的中轴线和采样筒的中轴线相互平行。

采用上述技术方案，活动顶杆可在采样筒底部进行同轴方向的辅助触底支撑。

优选的，所述铰接端和触底尖端分别位于伸缩杆体的上下两端；

其中铰接端和侧活动杆之间构成铰链连接，且触底尖端的下端低于采集口的水平高度。

采用上述技术方案，使得活动顶杆底部的触底尖端可在接触海底采样面时插入土层，有助于保持稳定支撑。

优选的，所述伸缩杆体在外壳体的内侧通过伸缩滑槽构成伸缩活动结构，且伸缩杆体的中部一体化设置有侧凸块，并且侧凸块和伸缩滑槽之间贴合安装有接触开关；

同时接触开关和控制模块之间为电信号连接构成控制电路。

采用上述技术方案，在活动顶杆触底伸缩活动的同时，还可以触发接触开关，便于活动顶杆和侧活动杆整体的活动展开姿态检测，有助于判断装置是否在平整海床处稳定展开支撑。

优选的，所述侧活动杆包括活动端和支脚端，且活动端的顶部和活动顶杆之间构成铰链连接，并且支脚端整体位于外壳体的外侧。

采用上述技术方案，通过侧活动杆配合活动顶杆构成整体的侧边辅助支撑结构，提高触底采样支撑的稳定性。

优选的，所述活动端贯穿于外壳体设置，且外壳体的侧壁对应贯穿处开设有侧通槽，并且侧通槽的内侧设置有贴合活动轴；

同时活动端和贴合活动轴的贴合处开设有贴合滑槽，且贴合活动轴在贴合滑槽的内侧构成滑动结构。

采用上述技术方案，使得侧活动杆整体在外壳体外侧构成上下偏转的倾斜结构，从而便于扩大辅助支撑面和配合投放和上浮过程中的水流保持姿态稳定。

优选的，所述支脚端的外端焊接有尾翼板和支脚板，且尾翼板的侧表面和支脚板的侧表面相互垂直，并且尾翼板在采样筒外侧沿中轴线方向竖直设置；

同时尾翼板的外侧沿为均匀分布有突刺状结构。

采用上述技术方案，尾翼板和支脚板可在装置投放下沉时稳定水体中的活动姿态，而触底支撑时尾翼板和支脚板则可以稳定接触海床面辅助稳定支撑。

优选的，所述充气气囊的外表面均匀分布有警示荧光条，且外壳体的上下两端分别为充气气囊和配重块，并且配重块的重心和外壳体的中轴线相互重合。

采用上述技术方案，充气气囊和配重块的设置可以便于装置整体的稳定下沉和上浮控制，充气气囊外的警示荧光条可以配合定位信号方便进行快速准确的查找回收。

优选的，所述收纳槽的底部安装有压缩储气仓，且压缩储气仓和充气气囊之间安装有电磁阀；

同时充气气囊的顶部安装有警示灯，且电磁阀和警示灯均通过控制模块控制电路通断。

采用上述技术方案，可灵活控制充气气囊的充气上浮，配合警示灯方便装置的自行上浮后定位搜寻回收。

优选的，所述控制模块为内置定时器的控制芯片，且控制模块通过定时器对采样筒的内置采样机构构成延时控制电路。

采用上述技术方案，通过控制模块电信号控制自行进行采样工作和充气上浮，相对人工缆绳吊装作业更加便捷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该便于定位查找的海上采样装置，

1、设置有配合维持装置整体保持检测姿态稳定的活动顶杆和侧活动杆结构，在装置投放下沉的过程中，侧活动杆保持斜向上的角度张开在外壳体外侧，外端尾翼板起到稳定水流的作用，有助于保持稳定的竖直下沉姿态，在稳定触底时，通过活动顶杆和侧活动杆的铰接偏转结构，活动顶杆下触底尖端插入土层进行支撑的同时，外侧的侧活动杆下移，尾翼板此时可作为固定桩切入土层起到定位支撑的作用，配合支脚板便于保持装置的稳定支撑采样；

2、设置有配合活动顶杆和侧活动杆结构自动进行姿态确认的接触开关，在尾翼板稳定水流的同时，支脚板则提供一定的水流阻力，保持侧活动杆整体的向上展开，活动顶杆向下伸出保持触地探针的动作姿态，贴合接触开关，从而在装置稳定触底时断开接触开关或因海床和水流等因素导致触底倾倒失败时及时进行姿态确认，配合控制系统，通过GPS模块发出定位信号，充气气囊快速充气上浮，方便进行及时的定位查找和直接进行水面回收。

附图说明

图1为本发明投放时正面剖视结构示意图；

图2为本发明采样时正面剖视结构示意图；

图3为本发明图2中a处放大结构示意图；

图4为本发明回收时正面剖视结构示意图；

图5为本发明外壳体仰剖结构示意图；

图6为本发明图5中b处放大结构示意图；

图7为本发明控制模块的控制系统框图；

图8为本发明控制系统工作流程图。

图中：1、采样筒；2、采集口；3、外壳体；4、活动顶杆；401、伸缩杆体；402、铰接端；403、触底尖端；404、侧凸块；5、侧活动杆；501、活动端；502、支脚端；6、收纳槽；7、充气气囊；8、GPS模块；9、控制模块；10、伸缩滑槽；11、接触开关；12、侧通槽；13、贴合活动轴；14、贴合滑槽；15、尾翼板；16、支脚板；17、警示荧光条；18、配重块；19、压缩储气仓；20、电磁阀；21、警示灯；22、定时器。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种便于定位查找的海上采样装置，包括采样筒1和开设于采样筒1底部的采集口2，采样筒1的外侧套设有外壳体3，且外壳体3的外侧均匀分布有活动顶杆4和侧活动杆5，其中活动顶杆4和侧活动杆5分别设置有4个，且活动顶杆4和侧活动杆5分别位于外壳体3的底部和侧下方辅助支撑，活动顶杆4包括伸缩杆体401、铰接端402、触底尖端403和侧凸块404，且活动顶杆4整体的中轴线和采样筒1的中轴线相互平行，活动顶杆4可在采样筒1底部进行同轴方向的辅助触底支撑；

铰接端402和触底尖端403分别位于伸缩杆体401的上下两端，其中铰接端402和侧活动杆5之间构成铰链连接，且触底尖端403的下端低于采集口2的水平高度，使得活动顶杆4底部的触底尖端403可在接触海底采样面时插入土层，有助于保持稳定支撑，伸缩杆体401在外壳体3的内侧通过伸缩滑槽10构成伸缩活动结构，且伸缩杆体401的中部一体化设置有侧凸块404，并且侧凸块404和伸缩滑槽10之间贴合安装有接触开关11，同时接触开关11和控制模块9之间为电信号连接构成控制电路，在活动顶杆4触底伸缩活动的同时，还可以触发接触开关11，便于活动顶杆4和侧活动杆5整体的活动展开姿态检测，有助于判断装置是否在平整海床处稳定展开支撑；

侧活动杆5包括活动端501和支脚端502，且活动端501的顶部和活动顶杆4之间构成铰链连接，并且支脚端502整体位于外壳体3的外侧，通过侧活动杆5配合活动顶杆4构成整体的侧边辅助支撑结构，提高触底采样支撑的稳定性，活动端501贯穿于外壳体3设置，且外壳体3的侧壁对应贯穿处开设有侧通槽12，并且侧通槽12的内侧设置有贴合活动轴13，同时活动端501和贴合活动轴13的贴合处开设有贴合滑槽14，且贴合活动轴13在贴合滑槽14的内侧构成滑动结构，使得侧活动杆5整体在外壳体3外侧构成上下偏转的倾斜结构，从而便于扩大辅助支撑面和配合投放和上浮过程中的水流保持姿态稳定，支脚端502的外端焊接有尾翼板15和支脚板16，且尾翼板15的侧表面和支脚板16的侧表面相互垂直，并且尾翼板15在采样筒1外侧沿中轴线方向竖直设置，同时尾翼板15的外侧沿为均匀分布有突刺状结构，尾翼板15和支脚板16可在装置投放下沉时稳定水体中的活动姿态，而触底支撑时尾翼板15和支脚板16则可以稳定接触海床面辅助稳定支撑。

如图4所示，同时外壳体3的顶部开设有收纳槽6，且收纳槽6的内部折叠设置有充气气囊7提供回收的上浮力，充气气囊7的外表面均匀分布有警示荧光条17，且外壳体3的上下两端分别为充气气囊7和配重块18，并且配重块18的重心和外壳体3的中轴线相互重合，充气气囊7和配重块18的设置可以便于装置整体的稳定下沉和上浮控制，充气气囊7外的警示荧光条17可以配合定位信号方便进行快速准确的查找回收，收纳槽6的底部安装有压缩储气仓19，且压缩储气仓19和充气气囊7之间安装有电磁阀20，同时充气气囊7的顶部安装有警示灯21，且电磁阀20和警示灯21均通过控制模块9控制电路通断，可灵活控制充气气囊7的充气上浮，配合警示灯21方便装置的自行上浮后定位搜寻回收；

结合图7-8所示，外壳体3的内部安装有GPS模块8，且GPS模块8集成于控制模块9通过电信号控制发出定位信号控制模块9为内置定时器22的控制芯片，且控制模块9通过定时器22对采样筒1的内置采样机构构成延时控制电路，通过控制模块9电信号控制自行进行采样工作和充气上浮，相对人工缆绳吊装作业更加便捷。

工作原理：在使用该便于定位查找的海上采样装置时，可直接在预定海域进行无缆绳投放使用，配重块18所在下端向下入水，下沉过程中，侧活动杆5如图1向上张开，尾翼板15的展开结构有助于引导侧边水流保持稳定的竖直下沉，支脚板16向下保持一定的水流阻力，使得侧活动杆5保持向上展开，活动顶杆4向下探出，同时活动顶杆4侧边侧凸块404保持贴合接触开关11，稳定触底时活动顶杆4的触底尖端403插入土层，结合图2-3所示，活动顶杆4上移带动侧活动杆5向下偏转，尾翼板15刺入土层保持侧边稳定支撑，同时正确上移的活动顶杆4断开接触开关11，采样筒1进行正常的采样操作，定时器22计时进行延时上浮；

而在装置下沉时受水流影响或触底海床不平整时，装置整体会发生倾倒，活动顶杆4和侧活动杆5不能进行正常的姿态展开，则影响侧边接触开关11的同步断开，当部分接触开关11断开错误时，则可以立刻进行控制上浮，控制模块9发出电信号打开电磁阀20，充气气囊7如图4充气上浮的同时，GPS模块8发出定位信号，充气气囊7外警示灯21闪烁配合警示荧光条17方便回收人员在信号区域快速定位查找回收采样装置，如果是正常采样上浮过程中，外侧的侧活动杆5配合尾翼板15同样可以在顺应上浮水流方向引导侧边水流稳定，有助于保持采样筒1和内部样品上浮过程中的姿态稳定，保持样品完好。

这就是该便于定位查找的海上采样装置的工作原理，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，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 (10)

1.一种便于定位查找的海上采样装置，包括采样筒（1）和开设于采样筒（1）底部的采集口（2），其特征在于：

所述采样筒（1）的外侧套设有外壳体（3），且外壳体（3）的外侧均匀分布有活动顶杆（4）和侧活动杆（5）；

其中活动顶杆（4）和侧活动杆（5）分别设置有4个，且活动顶杆（4）和侧活动杆（5）分别位于外壳体（3）的底部和侧下方辅助支撑；

同时外壳体（3）的顶部开设有收纳槽（6），且收纳槽（6）的内部折叠设置有充气气囊（7）提供回收的上浮力；

所述外壳体（3）的内部安装有GPS模块（8），且GPS模块（8）集成于控制模块（9）通过电信号控制发出定位信号。

2.根据权利要求1所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述活动顶杆（4）包括伸缩杆体（401）、铰接端（402）、触底尖端（403）和侧凸块（404），且活动顶杆（4）整体的中轴线和采样筒（1）的中轴线相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述铰接端（402）和触底尖端（403）分别位于伸缩杆体（401）的上下两端；

其中铰接端（402）和侧活动杆（5）之间构成铰链连接，且触底尖端（403）的下端低于采集口（2）的水平高度。

4.根据权利要求2所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述伸缩杆体（401）在外壳体（3）的内侧通过伸缩滑槽（10）构成伸缩活动结构，且伸缩杆体（401）的中部一体化设置有侧凸块（404），并且侧凸块（404）和伸缩滑槽（10）之间贴合安装有接触开关（11）；

同时接触开关（11）和控制模块（9）之间为电信号连接构成控制电路。

5.根据权利要求1所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述侧活动杆（5）包括活动端（501）和支脚端（502），且活动端（501）的顶部和活动顶杆（4）之间构成铰链连接，并且支脚端（502）整体位于外壳体（3）的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述活动端（501）贯穿于外壳体（3）设置，且外壳体（3）的侧壁对应贯穿处开设有侧通槽（12），并且侧通槽（12）的内侧设置有贴合活动轴（13）；

同时活动端（501）和贴合活动轴（13）的贴合处开设有贴合滑槽（14），且贴合活动轴（13）在贴合滑槽（14）的内侧构成滑动结构。

7.根据权利要求5所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述支脚端（502）的外端焊接有尾翼板（15）和支脚板（16），且尾翼板（15）的侧表面和支脚板（16）的侧表面相互垂直，并且尾翼板（15）在采样筒（1）外侧沿中轴线方向竖直设置；

同时尾翼板（15）的外侧沿为均匀分布有突刺状结构。

8.根据权利要求1所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述充气气囊（7）的外表面均匀分布有警示荧光条（17），且外壳体（3）的上下两端分别为充气气囊（7）和配重块（18），并且配重块（18）的重心和外壳体（3）的中轴线相互重合。

9.根据权利要求1所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述收纳槽（6）的底部安装有压缩储气仓（19），且压缩储气仓（19）和充气气囊（7）之间安装有电磁阀（20）；

同时充气气囊（7）的顶部安装有警示灯（21），且电磁阀（20）和警示灯（21）均通过控制模块（9）控制电路通断。

10.根据权利要求1所述的一种便于定位查找的海上采样装置，其特征在于：所述控制模块（9）为内置定时器（22）的控制芯片，且控制模块（9）通过定时器（22）对采样筒（1）的内置采样机构构成延时控制电路。

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