CN113532931A - 一种深海摇臂取样器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深海摇臂取样器，涉及深海取样设备技术领域。它包括取样结构、配重结构、摇臂结构、提升释放机构和平衡支架，取样结构活动连接在配重结构的底部，便于取样结构的更换并提升取样效率，平衡支架套设在配重结构的外侧并且能够相对配重结构移动，提升释放机构连接在配重结构的顶部，摇臂结构与配重结构活动连接并且摇臂结构的顶部与提升释放机构上的绳索相连接，取样结构通过重力直接切割并插入至海底泥土中，取样结束时通过摇臂结构对其底部进行密封，取样过程不破坏海底泥样本身，确保泥样数据准确，同时不破坏周围海洋环境，符合保护环境的理念，通过配重结构触发提升释放机构进而控制摇臂结构的移动，操作起来更加方便快捷。

Description

一种深海摇臂取样器

技术领域

本发明涉及深海取样设备技术领域，尤其是涉及一种深海摇臂取样器。

背景技术

深海海底资源丰富，为了研究深海海底的物质，需要将深海海底的物质进行取样，以便人们进行科学研究。深海海底物质取样一般是通过绳索将深海取样设备下沉到深海海底后，挖取海底含生物的淤泥等物质，提升到地面后勘察检测海底泥土以及泥土中的各项数据。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：现有的深海取样设备，大多结构较为复杂，成本较高，在采集泥土时，需要专门的设备进行挖取，此过程中容易破坏泥土取样，同时也容易破坏海洋环境，同时，对泥样封存的结构也较为复杂，导致设备整体重量较重，在吊装时需要消耗更多的能源，不适用于大规模的取样作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深海摇臂取样器，以解决现有技术中存在的泥土取样容易被破坏的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种深海摇臂取样器，包括取样结构、配重结构、摇臂结构、提升释放机构和平衡支架，所述取样结构活动连接在所述配重结构的底部，所述平衡支架套设在所述配重结构的外侧并且能够相对所述配重结构移动，所述提升释放机构连接在所述配重结构的顶部，所述摇臂结构与所述配重结构活动连接并且所述摇臂结构的顶部与所述提升释放机构上的绳索相连接。

优选地，所述配重结构的底部对称设置有两条滑动槽，所述取样结构在两条所述滑动槽的对应位置分别设置有一个滑动连接板，所述滑动连接板能够分别在对应的所述滑动槽内滑动以使所述配重结构与所述取样结构滑动连接。

优选地，所述取样结构还包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板的数量均为两个，两个所述第一侧板和两个所述第二侧板依次交替连接，每个所述第一侧板的底部均设置为弧形，每个所述第一侧板的顶部的外侧均连接有一个所述滑动连接板并且所述第一侧板与所述滑动连接板相互垂直。

优选地，所述配重结构还包括第一配重部和第二配重部，所述第一配重部连接在所述第二配重部的顶部，所述第一配重部的顶部与所述提升释放机构相连接，两条所述滑动槽设置于所述第二配重部的底部。

优选地，所述第一配重部包括第一配重箱体和第一密封板，所述第一密封板可拆卸连接在所述第一配重箱体上，所述第一配重箱体上的侧板均垂直于水平面设置，所述平衡支架套设在所述第一配重箱体的外侧并且能够相对所述第一配重箱体移动。

优选地，所述第二配重部包括第二配重箱体和第二密封板，所述第二密封板可拆卸连接在所述第二配重箱体上，所述第一配重部的底部与所述第二配重箱体的顶部相连接。

优选地，所述平衡支架包括扶正框和底部支架，所述扶正框与所述底部支架的顶部相连接，所述扶正框套设在所述第一配重部的外侧，所述第一配重部的中下部开设有两个第一穿轴孔，每个所述第一穿轴孔上可拆卸连接有一根第一固定轴，所述平衡支架上升至极限位置时所述扶正框能被两根所述第一固定轴阻挡，所述平衡支架下落至极限位置时所述扶正框能被所述第二配重部的顶部阻挡。

优选地，所述摇臂结构包括摇臂本体、连接杆和底部封板，所述摇臂本体的数量为两个，每个所述摇臂本体的中部均与所述配重结构转动连接，所述连接杆的两端分别与一个所述摇臂本体的顶端相连接，所述连接杆与所述绳索相连接，所述底部封板的两端分别与一个所述摇臂本体的底端相连接，所述底部封板能将所述取样结构的底部封堵。

优选地，所述配重结构上开设有两个对称的第二穿轴孔，每个所述摇臂本体上均开设有一个第三穿轴孔，当所述第三穿轴孔移动至与所述第二穿轴孔轴线重合的位置时所有的第二穿轴孔和所有的第三穿轴孔上能够共同插设有一根第二固定轴。

优选地，所述提升释放机构还包括吊环、滑轮、琵琶锁紧头、触动机构和触动释放顶杆，所述吊环与外部吊装结构相连接，所述绳索由所述滑轮引导并且所述绳索的两端分别与所述吊环和所述摇臂结构相连接，所述琵琶锁紧头穿设在所述绳索上，所述绳索从所述触动机构中穿过，所述触动释放顶杆的顶端位于所述触动机构的下方，所述触动释放顶杆的底端与所述配重结构相连接。

本发明的有益效果为：取样结构与配重结构之间通过活动连接方便拆卸，便于取样结构的更换，提升取样效率，取样结构随其他结构一起依靠自重沉入海底，通过重力直接切割并插入至海底泥土中，取样结束时通过摇臂结构对其底部进行密封，取样过程不破坏海底泥样本身，确保泥样数据准确，同时不破坏周围海洋环境，符合保护环境的理念，通过配重结构触发提升释放机构进而控制摇臂结构的移动，操作起来更加方便快捷，节约了能源，取样器的整体结构更加简单，节约了成本。

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，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明的结构图，具体是取样器从海底结束取样吊装回到船舶甲板的过程；

图2是本发明的结构图，具体是取样器从船舶甲板吊装后沉入海底的过程；

图3是本发明的结构图，具体是取样器固定好第一固定轴和第二固定轴后；

图4是本发明中取样结构和配种结构的组合结构图；

图5是本发明中摇臂结构的结构图；

图6是本发明中提升释放机构的结构图；

图7是本发明中平衡支架的结构图；

图中1、取样结构；11、第一侧板；12、第二侧板；13、滑动连接板；

2、配重结构；21、第一配重部；211、第一配重箱体；212、第一密封板；213、第一穿轴孔；214、第一固定轴；215、第二穿轴孔；216、第二固定轴；217、限位块；22、第二配重部；221、第二配重箱体；222、第二密封板；23、滑动槽；

3、摇臂结构；31、摇臂本体；311、第三穿轴孔；32、连接杆；33、底部封板；

4、提升释放机构；41、绳索；42、吊环；43、滑轮；44、琵琶锁紧头；45、触动机构；46、触动释放顶杆；

5、平衡支架；51、扶正框；52、底部支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1到图7，本实施例提到了一种深海摇臂取样器，包括取样结构1、配重结构2、摇臂结构3、提升释放机构4和平衡支架5，配重结构2中能够放置有配重物，从而调节所需的配重重量，以便于取样器沉底，取样结构1活动连接在配重结构2的底部，取样结构1的底部在取样器沉入海底时能够通过重力切割并插入至海底泥土中，因此该取样过程不会破坏海底泥样本身，确保泥样数据准确，同时不破坏周围海洋环境，符合保护环境的理念，取样结构1与配重结构2之间通过活动连接方便拆卸，便于取样结构1的更换；

平衡支架5套设在配重结构2的外侧并且能够相对配重结构2移动；

提升释放机构4连接在配重结构2的顶部，摇臂结构3与配重结构2活动连接，此处连接优选为转动连接，并且摇臂结构3的顶部与提升释放机构4上的绳索41相连接，配重结构2与取样结构1一起落地时配重结构2能够触发提升释放机构4使提升释放机构4启动，提升释放机构4启动后能够通过绳索41的拉动将水平状态的摇臂结构3转动成竖直状态，竖直状态下的摇臂结构3的底部能够将取样结构1的底部密封；

深海摇臂取样器具体在使用时，取样器换好新的取样结构1后起吊，在从船舶甲板起吊至沉入海底的过程中，摇臂结构3保持平行于水平面的状态，此时平衡支架5也依靠自身重力移动至可移动的极限位置的最下方，当取样器落至海底时，平衡支架5先落地，然后配重结构2与取样结构1相对平衡支架5继续向下移动，并通过重力使取样结构1的底部切割并插入至海底泥土中，同时配重结构2因落地触发提升释放机构4，提升释放机构4通过绳索41的拉动将水平状态的摇臂结构3转动成竖直状态，使摇臂结构3的底部能够将取样结构1的底部密封，完成取样并起吊，当取样结束从海中吊出后，在取样器整体未接触船舶甲板时，可先将平衡支架5与配重结构2进行固定，此处设置可确保取样器在落至甲板上时平衡支架5先落地，同时配重结构2被架起，使配重结构2和取样结构1悬空并保持一定高度，以便于对取样结构1进行拆卸，此过程中平衡支架5也会移动至可移动的极限位置的最上方；

取样结构1与配重结构2之间通过活动连接方便拆卸，便于取样结构1的更换，提升取样效率，取样结构1随其他结构一起依靠自重沉入海底，通过重力直接切割并插入至海底泥土中，取样结束时通过摇臂结构3对其底部进行密封，取样过程不破坏海底泥样本身，确保泥样数据准确，同时不破坏周围海洋环境，符合保护环境的理念，通过配重结构2触发提升释放机构4进而控制摇臂结构的移动，操作起来更加方便快捷，节约了能源，取样器的整体结构更加简单，节约了成本，能够为科学考察事业提供方便而又可靠的取样设备。

作为可选地实施方式，配重结构2的底部对称设置有两条滑动槽23，取样结构1在两条滑动槽23的对应位置分别设置有一个滑动连接板13，滑动连接板13能够分别在对应的滑动槽23内滑动以使配重结构2与取样结构1滑动连接，此处滑动连接能够使取样结构1与配重结构2之间形成可拆卸连接的连接形态，当取样结构1结束取样任务需要将泥土取出时，可通过将取样结构1在水平方向上滑动，从配重结构2上分离并取下，并且还可同时安装新的取样结构1继续取样，大大提升了取样效率，使安装和拆卸更加方便，值得注意的是，在取样器沉入海底的过程中，滑动连接板13和滑动槽23之间还优选通过若干组螺栓形成螺栓连接，以保持取样作业时的相对固定，当取样结构1需要从配重结构2上取下时，可先将上述螺栓连接解除，再进行滑动的拆卸。

作为可选地实施方式，取样结构1还包括第一侧板11和第二侧板12，第一侧板11和第二侧板12的数量均为两个，两个第一侧板11和两个第二侧板12依次交替连接，从而形成一个方框型结构，每个第一侧板11的底部均设置为弧形，弧形结构更有利于切割海底泥土，便于取样结构1插入海泥中，每个第一侧板11的顶部的外侧均连接有一个滑动连接板13并且第一侧板11与滑动连接板13相互垂直。

作为可选地实施方式，配重结构2还包括第一配重部21和第二配重部22，第一配重部21连接在第二配重部22的顶部，第一配重部21的顶部与提升释放机构4相连接，两条滑动槽23设置于第二配重部22的底部，第一配重部21和第二配重部22能够分别进行配重，使用者可根据实际情况，灵活选择配重物的总量，当配重物总量不需要很多时，可任选其中一个配重部进行配重，当需要放置很多配重物时，可在两个配重物内部均进行配重。

作为可选地实施方式，第一配重部21包括第一配重箱体211和第一密封板212，第一密封板212可拆卸连接在第一配重箱体211上，其四个边角处可通过螺栓进行螺栓连接固定，使拆装更加方便，第一配重箱体211上的侧板均垂直于水平面设置，使平衡支架5能够套设在第一配重箱体211的外侧，并且第一配重箱体211上的侧板表面均光滑设置，使平衡支架5能够相对第一配重箱体211移动，第一配重箱体211上设置有两个限位块217，分别位于两侧，当摇臂本体31移动至与水平面较为垂直的位置时，限位块217能够对下述摇臂本体31起到限位作用，使摇臂本体31不会过度翻转，避免造成结构损坏。

作为可选地实施方式，第二配重部22包括第二配重箱体221和第二密封板222，第二密封板222可拆卸连接在第二配重箱体221上，第二密封板222可采用锁扣连接或螺纹连接的连接形式，便于打开第二密封板222将配重物放入第二配重箱体221内，第一配重部21的底部与第二配重箱体221的顶部相连接，第二配重箱体221的顶部相比于第一配重部21的底部尺寸更大，使平衡支架5在移动至第二配重箱体221的顶部时能够被第二配重箱体221的顶部阻挡，形成其可移动的极限位置的最下方。

作为可选地实施方式，平衡支架5包括扶正框51和底部支架52，扶正框51与底部支架52的顶部相连接，扶正框51套设在第一配重部21的外侧，第一配重部21的中下部开设有两个第一穿轴孔213，每个第一穿轴孔213上可拆卸连接有一根第一固定轴214，当取样结束从海中吊出后，在取样器整体未接触船舶甲板时，可先将平衡支架5与配重结构2进行固定，此处固定即指将第一固定轴214穿设，平衡支架5上升至极限位置时扶正框51能被两根第一固定轴214阻挡，此处设置可确保取样器在落至甲板上时平衡支架5先落地，同时配重结构2被架起，使落地后的配重结构2和取样结构1悬空并保持一定高度，以便于对取样结构1进行拆卸，平衡支架5下落至极限位置时扶正框51能被第二配重部22的顶部阻挡。

作为可选地实施方式，摇臂结构3包括摇臂本体31、连接杆32和底部封板33，摇臂本体31的数量为两个，每个摇臂本体31的中部均与配重结构2上的第二配重箱体221转动连接，具体可将二者分别穿孔后用销轴连接，转动时绕销轴转动，连接杆32的两端分别与一个摇臂本体31的顶端相连接，连接杆32与绳索41相连接，在转动时连接有连接杆32的一端为动力端，底部封板33的两端分别与一个摇臂本体31的底端相连接，底部封板33的形状和尺寸与取样结构1的底部相匹配，底部封板33能将取样结构1的底部封堵，底部封板33与摇臂本体31之间还可连接有多个加强板，提升整体结构强度，两个摇臂本体31、连接杆32和底部封板33能够形成框架结构，在转动时能够同步转动，底板封板33还可通过螺栓与摇臂本体31形成可拆卸的连接，取样后可以通过拆卸移走底部封板33的形式，便于泥样取出，此处螺栓连接本身结构为较为常规的方式，因此未在附图中展示出来。

作为可选地实施方式，配重结构2上第一配重箱体211上还开设有两个对称的第二穿轴孔215，每个摇臂本体31上均开设有一个第三穿轴孔311，当摇臂本体31移动至竖直方向时优选设置第二穿轴孔215与第三穿轴孔311的轴线重合，因摇臂本体31会相对第一配重箱体211转动，第三穿轴孔311移动至与第二穿轴孔215轴线重合的位置时所有的第二穿轴孔215和所有的第三穿轴孔311上能够共同插设有一根第二固定轴216，第二固定轴216能够将摇臂结构3和配重结构2临时固定在一起，避免摇臂结构3晃动造成泥样泄露。

作为可选地实施方式，提升释放机构4还包括吊环42、滑轮43、琵琶锁紧头44、触动机构45和触动释放顶杆46，吊环42与外部吊装结构相连接，绳索41由两个滑轮43引导并且绳索41的两端分别与吊环42和摇臂结构3相连接，琵琶锁紧头44穿设在绳索41上，绳索41从触动机构45中穿过，触动释放顶杆46的顶端位于触动机构45的下方，触动释放顶杆46的底端与配重结构2相连接，当配重结构2和取样结构1落至海底泥面表面时，会产生撞击，连接在配重结构2上的触动释放顶杆46能够相对向上移动，从而出发触动机构45，触动机构45启动后与琵琶锁紧头44相互配合，拉动绳索41，使绳索41收紧，从而使摇臂结构3和提升释放机构4相对靠近转动，提升摇臂结构3使摇臂结构转动至垂直于地面的位置，使底部封板33对取样结构1的底部进行密封。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种深海摇臂取样器，其特征在于，包括取样结构(1)、配重结构(2)、摇臂结构(3)、提升释放机构(4)和平衡支架(5)，其中：所述取样结构(1)活动连接在所述配重结构(2)的底部，所述平衡支架(5)套设在所述配重结构(2)的外侧并且能够相对所述配重结构(2)移动，所述提升释放机构(4)连接在所述配重结构(2)的顶部，所述摇臂结构(3)与所述配重结构(2)活动连接并且所述摇臂结构(3)的顶部与所述提升释放机构(4)上的绳索(41)相连接。

2.根据权利要求1所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述配重结构(2)的底部对称设置有两条滑动槽(23)，所述取样结构(1)在两条所述滑动槽(23)的对应位置分别设置有一个滑动连接板(13)，所述滑动连接板(13)能够分别在对应的所述滑动槽(23)内滑动以使所述配重结构(2)与所述取样结构(1)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述取样结构(1)还包括第一侧板(11)和第二侧板(12)，所述第一侧板(11)和所述第二侧板(12)的数量均为两个，两个所述第一侧板(11)和两个所述第二侧板(12)依次交替连接，每个所述第一侧板(11)的底部均设置为弧形，每个所述第一侧板(11)的顶部的外侧均连接有一个所述滑动连接板(13)并且所述第一侧板(11)与所述滑动连接板(13)相互垂直。

4.根据权利要求2所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述配重结构(2)还包括第一配重部(21)和第二配重部(22)，所述第一配重部(21)连接在所述第二配重部(22)的顶部，所述第一配重部(21)的顶部与所述提升释放机构(4)相连接，两条所述滑动槽(23)设置于所述第二配重部(22)的底部。

5.根据权利要求4所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述第一配重部(21)包括第一配重箱体(211)和第一密封板(212)，所述第一密封板(212)可拆卸连接在所述第一配重箱体(211)上，所述第一配重箱体(211)上的侧板均垂直于水平面设置，所述平衡支架(5)套设在所述第一配重箱体(211)的外侧并且能够相对所述第一配重箱体(211)移动。

6.根据权利要求4所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述第二配重部(22)包括第二配重箱体(221)和第二密封板(222)，所述第二密封板(222)可拆卸连接在所述第二配重箱体(221)上，所述第一配重部(21)的底部与所述第二配重箱体(221)的顶部相连接。

7.根据权利要求4所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述平衡支架(5)包括扶正框(51)和底部支架(52)，所述扶正框(51)与所述底部支架(52)的顶部相连接，所述扶正框(51)套设在所述第一配重部(21)的外侧，所述第一配重部(21)的中下部开设有两个第一穿轴孔(213)，每个所述第一穿轴孔(213)上可拆卸连接有一根第一固定轴(214)，所述平衡支架(5)上升至极限位置时所述扶正框(51)能被两根所述第一固定轴(214)阻挡，所述平衡支架(5)下落至极限位置时所述扶正框(51)能被所述第二配重部(22)的顶部阻挡。

8.根据权利要求1所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述摇臂结构(3)包括摇臂本体(31)、连接杆(32)和底部封板(33)，所述摇臂本体(31)的数量为两个，每个所述摇臂本体(31)的中部均与所述配重结构(2)转动连接，所述连接杆(32)的两端分别与一个所述摇臂本体(31)的顶端相连接，所述连接杆(32)与所述绳索(41)相连接，所述底部封板(33)的两端分别与一个所述摇臂本体(31)的底端相连接，所述底部封板(33)能将所述取样结构(1)的底部封堵。

9.根据权利要求8所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述配重结构(2)上开设有两个对称的第二穿轴孔(215)，每个所述摇臂本体(31)上均开设有一个第三穿轴孔(311)，当所述第三穿轴孔(311)移动至与所述第二穿轴孔(215)轴线重合的位置时所有的第二穿轴孔(215)和所有的第三穿轴孔(311)上能够共同插设有一根第二固定轴(216)。

10.根据权利要求1所述的深海摇臂取样器，其特征在于：所述提升释放机构(4)还包括吊环(42)、滑轮(43)、琵琶锁紧头(44)、触动机构(45)和触动释放顶杆(46)，所述吊环(42)与外部吊装结构相连接，所述绳索(41)由所述滑轮(43)引导并且所述绳索(41)的两端分别与所述吊环(42)和所述摇臂结构(3)相连接，所述琵琶锁紧头(44)穿设在所述绳索(41)上，所述绳索(41)从所述触动机构(45)中穿过，所述触动释放顶杆(46)的顶端位于所述触动机构(45)的下方，所述触动释放顶杆(46)的底端与所述配重结构(2)相连接。

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