CN114689376B - 一种海底软质泥层沉积物自动采样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海沉积物采样领域，特别是一种海底软质泥层沉积物自动采样装置及方法。包括收集机构和采样执行机构，收集机构设置在基板上，收集机构一端的底部设有采样执行机构；收集机构包括采样管Ⅰ、采样管Ⅱ、采样管Ⅲ，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ均为竖直方向设置，采样管Ⅲ的底端呈封闭状，采样管Ⅰ的底部设有采样执行机构和吸入口，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ的顶端之间通过采样管Ⅱ连接；所述采样执行机构包括壳体，壳体的顶部与收集机构连接，壳体的底部下方设有进样口，进样口呈喇叭状，壳体内部设有机构舱和样品运移舱，所述机构舱内设有探杆、换向部、连杆部和膨胀密封部。其响应速度快，采样保真度高，结构简单且稳定，体积小，成本低，适应性强。

Description

一种海底软质泥层沉积物自动采样装置及方法

技术领域

本发明涉及深海沉积物采样领域，特别是一种海底软质泥层沉积物自动采样装置及方法。

背景技术

海洋底质沉积物是指各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称。按照深度可划分为：近岸沉积(0～20m)、浅海沉积(20～200m)、半深海沉积(200～2000m)、和深海沉积(大于 2000m)。其中，深海沉积通常以浮游生物遗体为主，而极少陆源物质，并通常以各种生物软泥为主，有效获取此类生物软泥深海沉积物样品对海洋地质学、海洋生物学、古气候学研究具有极其重要的意义。

和浅海区沉积物采样相比，深海沉积物采样在困难程度、技术方法、以及技术手段上，存在较大的差异。深海采样具有开展时间晚、技术要求强、操作难度高、经济费用高等特点，同时比浅海采样具有更加广泛的科学研究价值，因此是目前海洋科学研究和环境调查的重点。

目前，深海沉积物采样工具主要有两种：表层取样器和柱状取样管。现有的采样工具存在以下不足：第一，表层取样器采集收集的样品已经混乱且已受到冲洗，只适合于采集结核、砾石和岩块等，不适合生物软泥此类深海沉积物的采集作业；第二，柱状取样管主要依靠重力下降插入沉积物中，容易出现倾斜，难以完成取样作业；第三，现有的沉积物采样工具主要采用球阀或翻板阀等非主动保压结构，保压效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种海底软质泥层沉积物自动采集装置及方法，其响应速度快，采样保真度高，结构简单且稳定，体积小，成本低，适应性强。

本发明的技术方案是：一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，包括基板，其中，还包括收集机构和采样执行机构，收集机构设置在基板上，收集机构一端的底部设有采样执行机构；

所述收集机构包括采样管Ⅰ、采样管Ⅱ、采样管Ⅲ，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ均为竖直方向设置，采样管Ⅲ的底端呈封闭状，采样管Ⅰ的底部设有采样执行机构和吸入口，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ的顶端之间通过采样管Ⅱ连接；

所述采样执行机构包括壳体，壳体的顶部与收集机构连接，壳体的底部下方设有进样口，进样口呈喇叭状，壳体内部设有机构舱和样品运移舱，壳体顶部内侧设有接口环，接口环内形成样品运移舱，接口环与采样管Ⅰ的底部固定连接，机构舱位于样品运移舱的下方，机构舱内部充满润滑油，样品运移通道位于机构舱内，样品运移通道和机构舱之间不连通，样品运移通道的顶部与样品运移舱连通，样品运移通道的底部与进样口连通；

所述机构舱内设有探杆、换向部、连杆部和膨胀密封部，连杆部包括连杆Ⅰ、齿轮、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ和连杆Ⅳ，探杆位于壳体的底部，探杆的顶部与位于机构舱内的方形连杆Ⅰ固定连接，探杆的底部位于壳体的下方，连杆Ⅰ与连杆Ⅱ对称设置在齿轮的两侧，齿轮分别与连杆Ⅰ上部的齿条和连杆Ⅱ下部的齿条啮合，连杆Ⅱ的顶部连接有连杆Ⅲ，连杆Ⅲ的顶部连接有连杆Ⅳ，连杆Ⅳ的顶部与换向部连接；

所述换向部包括换向轮和压缩弹簧，换向轮的中部通过中心轴与机构舱的舱壁转动连接，换向轮上沿其径向对称固定有两条T型滑槽，滚动滚轮滑动设置在T型滑槽内，两滚动滚轮的中心分别与连杆Ⅳ的顶部转动连接，换向轮的两端分别连接有连杆Ⅳ，一侧连杆Ⅳ的底部与连杆Ⅲ连接，另一侧连杆Ⅳ的底部与弹簧杆连接，弹簧杆的下部位于导向筒Ⅲ内，导向筒Ⅲ的顶部设有压板Ⅰ，导向筒Ⅲ内设有压缩弹簧，压缩弹簧缠绕在弹簧杆的环形外侧，压缩弹簧的顶端与压板Ⅰ固定连接，压缩弹簧的底端与弹簧杆连接，弹簧杆的下端穿过导向筒Ⅲ的底部，并与导向筒Ⅲ下方的膨胀密封部连接；

所述进样口的上方设有进样管，进样管与样品运移通道连通，膨胀密封部位于进样管内，膨胀密封部包括压板Ⅱ、遇水膨胀橡胶和活塞环，压板Ⅱ、遇水膨胀橡胶和活塞环均固定在弹簧杆的底部，活塞环位于压板Ⅱ的下方，遇水膨胀橡胶位于压板Ⅱ和活塞环之间。

本发明中，所述收集机构包括采样管Ⅰ、采样管Ⅱ、采样管Ⅲ，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ均为竖直方向设置，采样管Ⅲ的底端呈封闭状，采样管Ⅰ的底部设有采样执行机构和吸入口(1)，采样管Ⅰ、采样管Ⅲ的顶端之间通过采样管Ⅱ连接；

所述采样管Ⅰ与采样管Ⅱ的连接处设有弯管接头Ⅰ，采样管Ⅲ与采样管Ⅱ的连接处设有弯管接头Ⅱ，弯管接头Ⅱ内设有止逆凸起，防止采集到采样管Ⅲ内的样品产生倒流。

所述基板的底部表面设有数个支撑板，基板的下方设有配重，配重通过保持架与基板的底部表面连接。

所述探杆的底部固定有托盘，托盘对探杆起到了支撑作用，防止探杆插入海底沉积物过程中产生折断的现象。

所述壳体顶部的环形外侧设有止位环。

所述连杆Ⅰ的外侧设有导向筒Ⅰ，连杆Ⅱ的外侧设有导向筒Ⅱ，导向筒Ⅰ和导向筒Ⅱ的底部与机构舱的底壁固定连接。

所述进样管的内壁固定有限位环，限位环对活塞环起到了限位作用，防止膨胀密封部过度下降。

所述T型滑槽的端部固定有挡块，挡块对滚动滚轮起到了限位作用。

本发明还包括利用上述海底软质泥层沉积物自动采集装置进行采样的方法，包括以下步骤：

S1.安装装置，对取样机构预先抽真空，使三个采样管内形成负压，当该装置处于初始状态时，压缩弹簧处于原始长度，换向轮的两侧在杠杆原理的作用下，两T型槽处于水平状态，膨胀密封部位于样品运移通道的下方，整个装置处于平衡状态；

S2.将装置投入深海，当接近海底的过程中，探杆首先插入到海底沉积物泥层中，探杆在插入的过程中，海底沉积物对探杆产生阻力，阻力使探杆产生向上的运动，探杆插入海底沉积物泥层一定深度后,整个装置完全触底，喇叭状的吸入口与海底沉积物密切接触，吸入口将待取样样品限制在吸入口内；

探杆向上运动的过程中，与探杆连接的连杆Ⅰ上的齿条通过与齿轮之间的啮合，带动齿轮转动，通过齿轮与连杆Ⅱ的齿条之间的啮合，带动连杆Ⅱ向下运动，连杆Ⅱ依次通过连杆Ⅲ、连杆Ⅳ和与连杆Ⅳ，使与连杆Ⅳ连接的滑动滚轮拉动换向轮逆时针转动，此时另一端的连杆Ⅳ上升，并带动与该端的连杆Ⅳ连接的弹簧杆向上移动，弹簧杆底部的膨胀密封部被向上拉动，当膨胀密封部被拉动至样品运移通道底部接口的上方时，在采样管内的负压吸取作用下，被进料口倒扣住的海底表面沉积物样品被吸入，沉积物被吸入进样管内，并通过样品运移通道进入样品运移舱内，并依次通过采样管Ⅰ、采样管Ⅱ，最终汇聚至采样管Ⅲ中；

弹簧杆被向上拉动的过程中，导向筒Ⅲ内的压缩弹簧被压缩，压缩弹簧内具有向外的张力；

S3.采样结束后，将该装置捞起，当探针脱离海底沉积物表层后，在装置的重力作用和压缩弹簧的弹力作用下，膨胀密封部复位，复位过程中，膨胀密封部中的遇水膨胀橡胶与进样管内的海水接触后膨胀，当膨胀密封部下移至限位环处时停止继续下移，膨胀后的遇水膨胀橡胶对进样口进行密封，阻止海水进入装置内，样品收集完成。

本发明的有益效果是：

(1)响应速度快，采样保真度高，实现了海底沉积物的精确原位保压取样；

(2)结构简单，体积小，便于安装，成本低，易于推广；

(3)结构稳定，整个装置均采用机械连接结构，故障率低；

(4)适应性强，可以多平台搭载使用。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是采样执行机构的立体结构示意图；

图3是采集执行结构的剖视结构示意图；

图4是膨胀密封部的结构示意图。

图中：1进样口；2采样管Ⅰ；3弯管接头Ⅰ；4采样管Ⅱ；5弯管接头Ⅱ；6止逆凸起； 7基板；8支撑板；9采样管Ⅲ；10保持架；11配重；12采集执行机构；13止位环；14壳体； 15探杆；16导向筒Ⅰ；17导向筒Ⅱ；18连杆Ⅰ；19齿轮；20连杆Ⅱ；21连杆Ⅲ；22连杆Ⅳ；23挡块；24换向轮；25机构舱；26接口环；27样品运移舱；28中心轴；29T型滑槽； 30滑动滚轮；31样品运移通道；32压板Ⅰ；33导向筒Ⅲ；34压缩弹簧；35压板Ⅱ；36遇水膨胀橡胶；37活塞环；38限位环；39托盘；40弹簧杆。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1所示，本发明所述的海底软质泥层沉积物自动采集装置包括基板7，基板7的底部表面设有数个支撑板8，当整个装置触底后，支撑板8对基板7起到了支撑作用。基板7的下方设有配重11，配重11通过保持架10与基板7的底部表面连接。基板7上设有收集机构，收集机构一端的底部设有采样执行机构12，采样执行机构12的底部连接有喇叭状的吸入口1。收集机构包括采样管Ⅰ2、采样管Ⅱ4、采样管Ⅲ9，其中采样管Ⅰ2、采样管Ⅲ9均为竖直方向设置，且两采样管均与基板7固定连接，采样管Ⅲ9的底端呈封闭状，采样管Ⅰ2底部设有采样执行机构12和吸入口1。采样管Ⅰ2、采样管Ⅲ9的顶端之间通过采样管Ⅱ4连接，采样管Ⅰ2与采样管Ⅱ4的连接处设有弯管接头Ⅰ3，采样管Ⅲ9与采样管Ⅱ4的连接处设有弯管接头Ⅱ5，弯管接头Ⅱ5内设有止逆凸起6，防止采集到采样管Ⅲ9内的样品产生倒流。

如图2至图4所示，采样执行机构12包括壳体14，壳体14的顶部与采样管Ⅰ2通过螺纹连接方式固定连接。壳体14顶部的环形外侧设有止位环13，止位环13用于防止壳体14 与采样管Ⅰ2之间的过度拧入。壳体14的底部下方设有进样口1，进样口1呈喇叭状，喇叭状的进样口便于实现海底软质泥层沉积物的采样。壳体14内部设有机构舱25和样品运移舱 27，壳体14顶部内侧设有接口环26，接口环26内形成样品运移舱27，样品运移舱27内的样品直接进入采样管Ⅰ2内。机构舱25位于样品运移舱27的下方，样品运移通道31位于机构舱25内，样品运移通道31和机构舱25之间不连通，样品运移通道31的顶部与样品运移舱27连通，样品运移通道31的底部与进样口1连通。机构舱25内充满润滑油，机构舱25 内设有探杆15、换向部、连杆部和膨胀密封部，连杆部包括方向的连杆Ⅰ18、齿轮19、方向的连杆Ⅱ20、圆形的连杆Ⅲ21和半圆形的连杆Ⅳ22，换向部包括换向轮24和压缩弹簧34。探杆15位于壳体14的底部，探杆15的顶部与位于机构舱25内的方形连杆Ⅰ18固定连接，探杆15的下部位于壳体14的下方，整个装置下降过程中，探杆15先插入海底沉积物中。探杆15的底部固定有托盘39，托盘39对探杆15起到了支撑作用，防止探杆15插入海底沉积物过程中产生折断的现象。连杆Ⅰ18与连杆Ⅱ20之间设有齿轮19，连杆Ⅰ18的上部与连杆Ⅱ20的下部均固定有齿条，齿轮19的对称两侧分别与连杆Ⅰ18上部的齿条和连杆Ⅱ20下部的齿条啮合，连杆Ⅱ20的顶部连接有连杆Ⅲ21，连杆Ⅲ21的顶部连接有连杆Ⅳ22，连杆Ⅳ22 的顶部与换向部连接。连杆Ⅰ18的外侧设有导向筒Ⅰ16，连杆Ⅱ20的外侧设有导向筒Ⅱ17，导向筒Ⅰ16和导向筒Ⅱ17的底部与机构舱25的底壁固定连接，导向筒Ⅰ16用于保证连杆Ⅰ 18始终沿竖直方向运动，导向筒Ⅱ17用于保证连杆Ⅱ20始终沿竖直方向运动。

换向轮24的中部通过中心轴28与机构舱25的舱壁转动连接，换向轮24上沿其径向对称固定有两条T型滑槽29，两T型滑槽29内分别设有滚动滚轮30，滚动滚轮30可以在T型滑槽29内滑动。滚动滚轮30的中心分别与连杆Ⅳ22的顶部转动连接，因此换向轮24的两端对称连接有连杆Ⅳ22，一侧连杆Ⅳ22的底部与连杆Ⅲ21连接，另一侧连杆Ⅳ22的底部与弹簧杆40连接。弹簧杆40的下部位于导向筒Ⅲ33内，导向筒Ⅲ33的顶部设有压板Ⅰ32，导向筒Ⅲ33内设有压缩弹簧34，压缩弹簧34缠绕在弹簧杆40的环形外侧，压缩弹簧34的顶端与压板Ⅰ32固定连接，压缩弹簧34的底端与弹簧杆40连接。弹簧杆40的下端穿过导向筒Ⅲ33的底部，并与导向筒Ⅲ33下方的膨胀密封部连接。进样口1处设有进样管，进样管与样品运移通道31连通，膨胀密封部位于进样管内。T型滑槽29的端部固定有挡块23，挡块 23对滚动滚轮30起到了限位作用。

如图4所示，膨胀密封部包括压板Ⅱ35、遇水膨胀橡胶36和活塞环37，压板Ⅱ35、遇水膨胀橡胶36和活塞环37均固定在弹簧杆40的底部，活塞环37位于压板Ⅱ35的下方，遇水膨胀橡胶36位于压板Ⅱ35和活塞环37之间，遇水膨胀橡胶36在没有遇水之前，其直径小于进样管的直径，如4所示；当遇水膨胀橡胶36与水接触后膨胀至其直径等于甚至大于进样管的直径，此时遇水膨胀橡胶36可以起到密封作用。进样管的内壁固定有限位环38，限位环38对活塞环37起到了限位作用，防止膨胀密封部过度下降。

本发明还包括一种利用上述的海底软质泥层沉积物自动采集装置进行采样的方法，该方法包括以下步骤。

第一步，安装整个装置，对取样机构预先抽真空，使三个采样管内形成负压。图3为该装置的初始状态，此时压缩弹簧34处于原始长度，换向轮24的两侧在杠杆原理的作用下，两T型滑槽处于水平状态，膨胀密封部位于样品运移通道31和进样管的连通口的下方，此时整个装置处于平衡状态。

第二步，将装置投入深海，当接近海底的过程中，探杆15首先插入到海底沉积物泥层中，探杆15在插入的过程中，海底沉积物对探杆15产生阻力，阻力使探杆15产生向上的运动，探杆15插入海底沉积物泥层一定深度后，整个装置完全触底，此时探杆15停止继续向下运动，同时装置底部的喇叭状的吸入口1与海底表层的软质沉积物密切接触，吸入口将待取样样品限制在吸入口内。

探杆15沿导向筒Ⅰ16向上运动的过程中，与探杆15连接的连杆Ⅰ18上的齿条通过与齿轮19之间的啮合，带动齿轮19转动，同时通过齿轮19与连杆Ⅱ20的齿条之间的啮合，带动连杆Ⅱ20向下运动，连杆Ⅱ20依次通过连杆Ⅲ21、连杆Ⅳ22和与连杆Ⅳ22，使与连杆Ⅳ 22连接的滑动滚轮30拉动换向轮24逆时针转动，此时另一端的连杆Ⅳ22上升，并带动与该端的连杆Ⅳ22连接的弹簧杆40向上移动。弹簧杆40向上移动过程中，弹簧杆40底部的膨胀密封部被向上拉动。当膨胀密封部被拉动至样品运移通道31底部接口的上方时，在采样管内的负压吸取作用下，被进料口1倒扣住的海底表面沉积物样品被吸入，沉积物被吸入进样管内，并通过样品运移通道31进入样品运移舱27内，并依次通过采样管Ⅰ2、采样管Ⅱ4，最终汇聚至采样管Ⅲ9中。

弹簧杆40被向上拉动的过程中，导向筒Ⅲ33内的压缩弹簧34被压缩，此时压缩弹簧34 内具有向外的张力。

第三步，采样结束后，利用ROV等水下机器人将该装置捞起，当探针15脱离海底沉积物表层后，在整个装置的重力作用和压缩弹簧34的弹力作用下，膨胀密封部复位，复位过程中，膨胀密封部中的遇水膨胀橡胶36与进样管内的海水接触后膨胀，当膨胀密封部下移至限位环 38处时停止继续下移，膨胀后的遇水膨胀橡胶36对进样口1起到了密封作用，阻止海水进入该装置内，样品收集完成，实现了精确原位保压采样。

以上对本发明所提供的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，包括基板（7），其特征在于，还包括收集机构和采样执行机构（12），收集机构设置在基板（7）上，收集机构一端的底部设有采样执行机构（12）；

所述采样执行机构（12）包括壳体（14），壳体（14）的顶部与收集机构连接，壳体（14）的底部下方设有进样口（1），进样口（1）呈喇叭状，壳体（14）内部设有机构舱（25）和样品运移舱（27），壳体（14）顶部内侧设有接口环（26），接口环（26）内形成样品运移舱（27），接口环（26）与采样管Ⅰ（2）的底部固定连接，机构舱（25）位于样品运移舱（27）的下方，机构舱（25）内部充满润滑油，样品运移通道（31）位于机构舱（25）内，样品运移通道（31）与机构舱（25）之间不连通，样品运移通道（31）的顶部与样品运移舱（27）连通，样品运移通道（31）的底部与进样口（1）连通；

所述机构舱（25）内设有探杆（15）、换向部、连杆部和膨胀密封部，连杆部包括连杆Ⅰ（18）、齿轮（19）、连杆Ⅱ（20）、连杆Ⅲ（21）和连杆Ⅳ（22），探杆（15）位于壳体（14）的底部，探杆（15）的顶部与位于机构舱（25）内的方形连杆Ⅰ（18）固定连接，探杆（15）的底部位于壳体（14）的下方，连杆Ⅰ（18）与连杆Ⅱ（20）对称设置在齿轮（19）的两侧，齿轮（19）分别与连杆Ⅰ（18）上部的齿条和连杆Ⅱ（20）下部的齿条啮合，连杆Ⅱ（20）的顶部连接有连杆Ⅲ（21），连杆Ⅲ（21）的顶部连接有连杆Ⅳ（22），连杆Ⅳ（22）的顶部与换向部连接；

所述换向部包括换向轮（24）和压缩弹簧（34），换向轮（24）的中部通过中心轴（28）与机构舱（25）的舱壁转动连接，换向轮（24）上沿其径向对称固定有两条T型滑槽（29），滚动滚轮（30）滑动设置在T型滑槽（29）内，两滚动滚轮（30）的中心分别与连杆Ⅳ（22）的顶部转动连接，换向轮（24）的两端分别连接有连杆Ⅳ（22），一侧连杆Ⅳ（22）的底部与连杆Ⅲ（21）连接，另一侧连杆Ⅳ（22）的底部与弹簧杆（40）连接，弹簧杆（40）的下部位于导向筒Ⅲ（33）内，导向筒Ⅲ（33）的顶部设有压板Ⅰ（32），导向筒Ⅲ（33）内设有压缩弹簧（34），压缩弹簧（34）缠绕在弹簧杆（40）的环形外侧，压缩弹簧（34）的顶端与压板Ⅰ（32）固定连接，压缩弹簧（34）的底端与弹簧杆（40）连接，弹簧杆（40）的下端穿过导向筒Ⅲ（33）的底部，并与导向筒Ⅲ（33）下方的膨胀密封部连接；

所述进样口（1）的上方设有进样管，进样管与样品运移通道（31）连通，膨胀密封部位于进样管内，膨胀密封部包括压板Ⅱ（35）、遇水膨胀橡胶（36）和活塞环（37），压板Ⅱ（35）、遇水膨胀橡胶（36）和活塞环（37）均固定在弹簧杆（40）的底部，活塞环（37）位于压板Ⅱ（35）的下方，遇水膨胀橡胶（36）位于压板Ⅱ（35）和活塞环（37）之间。

2.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于：所述收集机构包括采样管Ⅰ（2）、采样管Ⅱ（4）、采样管Ⅲ（9），采样管Ⅰ（2）、采样管Ⅲ（9）均为竖直方向设置，采样管Ⅲ（9）的底端呈封闭状，采样管Ⅰ（2）的底部设有采样执行机构（12）和吸入口，采样管Ⅰ（2）、采样管Ⅲ（9）的顶端之间通过采样管Ⅱ（4）连接；

所述采样管Ⅰ（2）与采样管Ⅱ（4）的连接处设有弯管接头Ⅰ（3），采样管Ⅲ（9）与采样管Ⅱ（4）的连接处设有弯管接头Ⅱ（5），弯管接头Ⅱ（5）内设有止逆凸起（6）。

3.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述基板（7）的底部表面设有数个支撑板（8），基板（7）的下方设有配重（11），配重（11）通过保持架（10）与基板（7）的底部表面连接。

4.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述探杆（15）的底部固定有托盘（39）。

5.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述壳体（14）顶部的环形外侧设有止位环（13）。

6.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述连杆Ⅰ（18）的外侧设有导向筒Ⅰ（16），连杆Ⅱ（20）的外侧设有导向筒Ⅱ（17），导向筒Ⅰ（16）和导向筒Ⅱ（17）的底部与机构舱（25）的底壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述进样管的内壁固定有限位环（38）。

8.根据权利要求1所述的一种海底软质泥层沉积物自动采集装置，其特征在于，所述T型滑槽（29）的端部固定有挡块（23）。

9.一种利用权利要求1-8任一权利要求所述一种海底软质泥层沉积物自动采集装置进行采样的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 安装装置，对取样机构预先抽真空，使三个采样管内形成负压，当该装置处于初始状态时，压缩弹簧处于原始长度，换向轮的两侧在杠杆原理的作用下，两T型槽处于水平状态，膨胀密封部位于样品运移通道的下方，整个装置处于平衡状态；

S2. 将装置投入深海，当接近海底的过程中，探杆首先插入到海底沉积物泥层中，探杆在插入的过程中，海底沉积物对探杆产生阻力，阻力使探杆产生向上的运动，探杆插入海底沉积物泥层一定深度后,整个装置完全触底，喇叭状的吸入口与海底沉积物密切接触，吸入口将待取样样品限制在吸入口内；

探杆向上运动的过程中，与探杆连接的连杆Ⅰ上的齿条通过与齿轮之间的啮合，带动齿轮转动，通过齿轮与连杆Ⅱ的齿条之间的啮合，带动连杆Ⅱ向下运动，连杆Ⅱ依次通过连杆Ⅲ、连杆Ⅳ和与连杆Ⅳ，使与连杆Ⅳ连接的滑动滚轮拉动换向轮逆时针转动，此时另一端的连杆Ⅳ上升，并带动与该端的连杆Ⅳ连接的弹簧杆向上移动，弹簧杆底部的膨胀密封部被向上拉动，当膨胀密封部被拉动至样品运移通道底部接口的上方时，在采样管内的负压吸取作用下，被进样口倒扣住的海底表面沉积物样品被吸入，沉积物被吸入进样管内，并通过样品运移通道进入样品运移舱内，并依次通过采样管Ⅰ、采样管Ⅱ，最终汇聚至采样管Ⅲ中；

弹簧杆被向上拉动的过程中，导向筒Ⅲ内的压缩弹簧被压缩，压缩弹簧内具有向外的张力；

S3. 采样结束后，将该装置捞起，当探针脱离海底沉积物表层后，在装置的重力作用和压缩弹簧的弹力作用下，膨胀密封部复位，复位过程中，膨胀密封部中的遇水膨胀橡胶与进样管内的海水接触后膨胀，当膨胀密封部下移至限位环处时停止继续下移，膨胀后的遇水膨胀橡胶对进样口进行密封，阻止海水进入装置内，样品收集完成。

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