CN114034513A - 一种适用于海底沉积物的多点位取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于海底沉积物的多点位取样装置，包括：移动器，其至少具有一安装腔；高度调节组件，其具有一高度调节端；取样筒，其为具有下开口的筒体结构，且所述取样筒的顶部采用角度调节组件与高度调节端相连，所述取样筒的底部用于向下移动取样；以及辅助取样组件，所述辅助取样组件至少包括辅助环以及排料组件，其中多个所述排料组件呈圆周阵列排布于所述辅助环的内侧，且利用所述取样筒取样前，由所述排料组件向下抽取四周的沉积物从而构成一环形间隙空间，以便所述取样筒向下深入取样。
Description
技术领域
本发明涉及海底沉积物取样技术领域，具体涉及一种适用于海底沉积物的多点位取样装置。
背景技术
对于海底表层沉积物的取样分析能够对该片海域的海底生态环境，以及海底矿产资源的勘探提供重要的信息支撑，而目前用于水下沉积物取样的取样器多为重力活塞取样器和振动活塞取样器，然而无论是哪种取样器，其对于取样的完整性和高效性都存在缺陷，无法实现快速、整体取样保存。
因此，有必要提供一种适用于海底沉积物的多点位取样装置以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于海底沉积物的多点位取样装置，包括：
移动器，其至少具有一安装腔；
高度调节组件，其具有一高度调节端；
取样筒，其为具有下开口的筒体结构，且所述取样筒的顶部采用角度调节组件与高度调节端相连，所述取样筒的底部用于向下移动取样；以及
辅助取样组件，所述辅助取样组件至少包括辅助环以及排料组件，其中多个所述排料组件呈圆周阵列排布于所述辅助环的内侧，且利用所述取样筒取样前，由所述排料组件向下抽取四周的沉积物从而构成一环形间隙空间，以便所述取样筒向下深入取样。
进一步，作为优选，所述辅助取样组件还包括：
至少两个对称排布的扶正轮，所述扶正轮转动设置于所述辅助环的内侧壁，用于为所述取样筒提供导向和限位；
伸缩杆二，其一端与所述辅助环的内侧壁相铰接，另一端与排料组件相铰接；以及
安装板，其转动套设于所述辅助环的外侧，且所述安装板上至少对称铰接有两个伸缩杆一，所述伸缩杆一的另一端铰接至移动器上；且所述辅助环的转动动作由外部电机采用齿轮传动机构所驱动。
进一步，作为优选，所述排料组件包括：
排料筒，其内部转动设置有螺旋排料叶，且所述螺旋排料叶由位于所述排料筒顶部的电机所驱动，且所述螺旋排料叶包括叶体和轴体，其中轴体为空心结构；
排料口，其固定嵌入连通至所述排料筒的顶部一侧；以及
暂存仓，其固定嵌入至所述排料筒的顶部内侧，且与所述轴体密封转动相连，且位于所述暂存仓中的轴体部分开设有孔体，以便接收来自于暂存仓中的液体；
且，所述轴体的底部连接有注浆头。
进一步，作为优选，所述暂存仓采用管体与供液机构相连；
所述供液机构包括浆液罐一和浆液罐二，其中，所述浆液罐一中充入有浆液，所述浆液罐二中充入有速凝剂，且所述浆液罐一和浆液罐二能够交替为排料组件提供液体。
进一步，作为优选，在水平方向上，各个所述注浆头的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头还具有一定的竖直方向注浆能力。
进一步，作为优选，所述角度调节组件包括连接座、对称设置于所述连接座两侧的收卷轮以及对称设置于所述连接座两侧底部的导向轮，其中所述收卷轮能够收卷绳体，绳体穿过导向轮与连接头相连，所述连接头连接至所述取样筒上。
进一步，作为优选，所述高度调节组件包括卷绳，所述卷绳的一端穿过导轮与卷扬机的输出端相连，另一端与角度调节组件相连。
进一步，作为优选，还包括水平调节组件，其固定于所述安装腔中，且所述水平调节组件具有一水平移动端，所述水平移动端用于支撑连接所述导轮。
进一步，作为优选，所述移动器还包括至少四个能够在竖直方向驱动移动器的垂直驱动叶、能够在水平方向驱动移动器的水平驱动叶以及履带驱动系统。
与现有技术相比，本发明提供了一种适用于海底沉积物的多点位取样装置，具有以下有益效果：
本发明实施例中，将多个排料组件呈紧密圆周阵列排布，并且在排料组件下移的过程中，螺旋排料叶转动，从而将底部沉积物向上采集，并将其排料组件内部的水体向外排出，从而能利用排料组件进行多点采集，并且这种采集有利于排料组件的继续下沉；
并且在排料组件的下沉过程中，辅助环可往复微转动，使得利用排料组件构建的孔体结构能够相互沟通形成环形间隙，并且在排料组件的下沉过程中可以利用伸缩杆二的微动伸缩，增加其环形间隙的大小，以便后续取样筒的深入；
本发明实施例中，取样时，可以利用注浆头对沉积物的底部注浆，浆液和速凝剂均为高压喷射的方式，穿透力强，并且浆液和速凝剂相接触后迅速凝固，在水平方向上，各个所述注浆头的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头还具有一定的竖直方向注浆能力，这样其与沉积物以及取样筒的底部也能够一体凝结，从而实现高效、整体采样。
附图说明
图1为一种适用于海底沉积物的多点位取样装置的整体结构示意图；
图2为一种适用于海底沉积物的多点位取样装置中水平调节组件和高度调节组件的结构示意图；
图3为一种适用于海底沉积物的多点位取样装置中辅助取样组件和角度调节组件的结构示意图；
图4为一种适用于海底沉积物的多点位取样装置中排料组件的结构示意图；
图5为一种适用于海底沉积物的多点位取样装置的注浆示意图；
图中：1、移动器；2、水平调节组件；3、高度调节组件；4、取样筒；5、辅助取样组件；6、角度调节组件；7、伸缩杆一；11、垂直驱动叶；12、水平驱动叶；13、履带驱动系统；14、搁置板；31、卷扬机；32、导轮；33、卷绳；51、辅助环；52、安装板；53、扶正轮；54、排料组件；55、注浆头；56、浆液罐一；57、浆液罐二；58、伸缩杆二；541、排料筒；542、排料口；543、管体；544、暂存仓；61、连接座；62、收卷轮；63、导向轮；64、连接头。
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明提供了一种适用于海底沉积物的多点位取样装置，包括：
移动器1，其至少具有一安装腔；
高度调节组件3，其具有一高度调节端；
取样筒4，其为具有下开口的筒体结构，且所述取样筒的顶部采用角度调节组件6与高度调节端相连，所述取样筒的底部用于向下移动取样；以及
辅助取样组件5，所述辅助取样组件5至少包括辅助环51以及排料组件54，其中多个所述排料组件54呈圆周阵列排布于所述辅助环51的内侧，且利用所述取样筒4取样前，由所述排料组件54向下抽取四周的沉积物从而构成一环形间隙空间，以便所述取样筒4向下深入取样。
另外，如图4，所述辅助取样组件5还包括：
至少两个对称排布的扶正轮53，所述扶正轮53转动设置于所述辅助环51的内侧壁，用于为所述取样筒4提供导向和限位；
伸缩杆二58，其一端与所述辅助环51的内侧壁相铰接，另一端与排料组件54相铰接；以及
安装板52，其转动套设于所述辅助环51的外侧，且所述安装板52上至少对称铰接有两个伸缩杆一7，所述伸缩杆一7的另一端铰接至移动器1上，且所述辅助环的转动动作由外部电机采用齿轮传动机构所驱动；
需要注意的是，多个排料组件54呈紧密圆周阵列排布，其整体向下的动力可由移动器1所提供，在排料组件54下移的过程中，螺旋排料叶转动，从而将底部沉积物向上采集，并将其排料组件54内部的水体向外排出，从而能利用排料组件54进行多点采集，并且这种采集有利于排料组件54的继续下沉，并且在排料组件54的下沉过程中，辅助环51可往复微转动，使得利用排料组件54构建的孔体结构能够相互沟通形成环形间隙，并且在排料组件54的下沉过程中可以利用伸缩杆二58的微动伸缩，增加其环形间隙的大小，以便后续取样筒的深入。
进一步的，如图3，所述排料组件54包括：
排料筒541，其内部转动设置有螺旋排料叶，且所述螺旋排料叶由位于所述排料筒541顶部的电机所驱动，且所述螺旋排料叶包括叶体和轴体，其中轴体为空心结构；
排料口542，其固定嵌入连通至所述排料筒541的顶部一侧；以及
暂存仓544，其固定嵌入至所述排料筒541的顶部内侧，且与所述轴体密封转动相连，且位于所述暂存仓544中的轴体部分开设有孔体，以便接收来自于暂存仓544中的液体；
且，所述轴体的底部连接有注浆头55。
另外，所述暂存仓544采用管体与供液机构相连；
所述供液机构包括浆液罐一56和浆液罐二57，其中，所述浆液罐一56中充入有浆液，所述浆液罐二57中充入有速凝剂，且所述浆液罐一56和浆液罐二57能够交替为排料组件54提供液体，也就是说，圆周阵列排布的多个注浆头依次交替喷洒浆液和速凝剂。
并且，如图5，在水平方向上，各个所述注浆头55的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头55还具有一定的竖直方向注浆能力。
也就是说，在排料组件54深入指定位置后，可以下入取样筒对沉积物进行取样，此时可以利用注浆头对沉积物的底部注浆，浆液和速凝剂均为高压喷射的方式，穿透力强，并且浆液和速凝剂相接触后迅速凝固，在水平方向上，各个所述注浆头55的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头55还具有一定的竖直方向注浆能力，这样其与沉积物以及取样筒的底部也能够一体凝结，从而实现整体采样。
本实施例中，如图3，所述角度调节组件6包括连接座61、对称设置于所述连接座61两侧的收卷轮62以及对称设置于所述连接座61两侧底部的导向轮63，其中所述收卷轮62能够收卷绳体，绳体穿过导向轮63与连接头64相连，所述连接头64连接至所述取样筒4上。
本实施例中，如图2，所述高度调节组件包括卷绳33，所述卷绳33的一端穿过导轮32与卷扬机31的输出端相连，另一端与角度调节组件6相连。
本实施例中，还包括水平调节组件2，其固定于所述安装腔中，且所述水平调节组件2具有一水平移动端，所述水平移动端用于支撑连接所述导轮32，因此在实施时，通过卷扬机31控制卷绳33的收放动作能够调节取样筒4的高度，而通过水平调节组件2还能够调节取样筒4的位置，使之在取样后移动至搁置板14上，而搁置板14固定于安装腔中，另外，水平调节组件2可以是丝杠螺母副结构。
本实施例中，所述移动器1还包括至少四个能够在竖直方向驱动移动器的垂直驱动叶11、能够在水平方向驱动移动器的水平驱动叶12以及履带驱动系统13。
在具体实施时，先利用移动器1移动至指定位置，然后利用移动器1驱动排料组件向下移动，在排料组件54下移的过程中，螺旋排料叶转动，从而将底部沉积物向上采集，并将其排料组件54内部的水体向外排出，从而能利用排料组件54进行多点采集，并且这种采集有利于排料组件54的继续下沉，并且在排料组件54的下沉过程中，辅助环51可往复微转动，使得利用排料组件54构建的孔体结构能够相互沟通形成环形间隙，并且在排料组件54的下沉过程中可以利用伸缩杆二58的微动伸缩，增加其环形间隙的大小，以便后续取样筒的深入，在排料组件54深入指定位置后，可以下入取样筒对沉积物进行取样，此时可以利用注浆头对沉积物的底部注浆，浆液和速凝剂均为高压喷射的方式，穿透力强，并且浆液和速凝剂相接触后迅速凝固，在水平方向上，各个所述注浆头55的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头55还具有一定的竖直方向注浆能力，这样其与沉积物以及取样筒的底部也能够一体凝结，从而实现整体采样，采样结束后，利用水平调节组件和高度调节组件相配合将取样筒4收回至搁置板上。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：包括：
移动器(1)，其至少具有一安装腔；
高度调节组件(3)，其具有一高度调节端；
取样筒(4)，其为具有下开口的筒体结构，且所述取样筒的顶部采用角度调节组件(6)与高度调节端相连，所述取样筒的底部用于向下移动取样；以及
辅助取样组件(5)，所述辅助取样组件(5)至少包括辅助环(51)以及排料组件(54)，其中多个所述排料组件(54)呈圆周阵列排布于所述辅助环(51)的内侧，且利用所述取样筒(4)取样前，由所述排料组件(54)向下抽取四周的沉积物从而构成一环形间隙空间，以便所述取样筒(4)向下深入取样。
2.根据权利要求1所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述辅助取样组件(5)还包括：
至少两个对称排布的扶正轮(53)，所述扶正轮(53)转动设置于所述辅助环(51)的内侧壁，用于为所述取样筒(4)提供导向和限位；
伸缩杆二(58)，其一端与所述辅助环(51)的内侧壁相铰接，另一端与排料组件(54)相铰接；以及
安装板(52)，其转动套设于所述辅助环(51)的外侧，且所述安装板(52)上至少对称铰接有两个伸缩杆一(7)，所述伸缩杆一(7)的另一端铰接至移动器(1)上，且所述辅助环的转动动作由外部电机采用齿轮传动机构所驱动。
3.根据权利要求1或2所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述排料组件(54)包括：
排料筒(541)，其内部转动设置有螺旋排料叶，且所述螺旋排料叶由位于所述排料筒(541)顶部的电机所驱动，且所述螺旋排料叶包括叶体和轴体，其中轴体为空心结构；
排料口(542)，其固定嵌入连通至所述排料筒(541)的顶部一侧；以及
暂存仓(544)，其固定嵌入至所述排料筒(541)的顶部内侧，且与所述轴体密封转动相连，且位于所述暂存仓(544)中的轴体部分开设有孔体，以便接收来自于暂存仓(544)中的液体；
且，所述轴体的底部连接有注浆头(55)。
4.根据权利要求3所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述暂存仓(544)采用管体与供液机构相连；
所述供液机构包括浆液罐一(56)和浆液罐二(57)，其中，所述浆液罐一(56)中充入有浆液，所述浆液罐二(57)中充入有速凝剂，且所述浆液罐一(56)和浆液罐二(57)能够交替为排料组件(54)提供液体。
5.根据权利要求3所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：在水平方向上，各个所述注浆头(55)的注浆范围能够与相邻的注浆头的注浆范围重叠；各个所述注浆头(55)还具有一定的竖直方向注浆能力。
6.根据权利要求1所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述角度调节组件(6)包括连接座(61)、对称设置于所述连接座(61)两侧的收卷轮(62)以及对称设置于所述连接座(61)两侧底部的导向轮(63)，其中所述收卷轮(62)能够收卷绳体，绳体穿过导向轮(63)与连接头(64)相连，所述连接头(64)连接至所述取样筒(4)上。
7.根据权利要求1所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述高度调节组件包括卷绳(33)，所述卷绳(33)的一端穿过导轮(32)与卷扬机(31)的输出端相连，另一端与角度调节组件(6)相连。
8.根据权利要求7所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：还包括水平调节组件(2)，其固定于所述安装腔中，且所述水平调节组件(2)具有一水平移动端，所述水平移动端用于支撑连接所述导轮(32)。
9.根据权利要求1所述的适用于海底沉积物的多点位取样装置，其特征在于：所述移动器(1)还包括至少四个能够在竖直方向驱动移动器的垂直驱动叶(11)、能够在水平方向驱动移动器的水平驱动叶(12)以及履带驱动系统(13)。
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