CN115200936B - 一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，属于地质勘探技术领域。一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，包括配重座以及设置在配重座上的拉绳，配重座上设置有安装槽，安装槽内设置有固定轴，固定轴外壁两侧对称设置有抓斗，两个抓斗转动设置在固定轴上，且抓斗弹性设置在安装槽内，抓斗外壁设置有永磁体，安装槽内壁设置有与永磁体相配合的电磁铁，配重座上设置有用于导电的导电组件，导电组件与电磁铁电性相连；本发明在采样设备触地后利用电磁铁磁性的自动消失，使抓斗自动取样闭合，解决了传统抓斗式采样器脱钩不顺畅的问题，操作简单，采集效率大大提高。

Description

一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构。

背景技术

水体沉积物包含大量的生态环境信息，是水生态地质环境研究领域常用的研究对象，利用专门的沉积物采集器对水体底部的沉积物进行采集，研究其物理、化学和生物特征是环境科学、水生生物学、生态学等领域常规科研内容。海洋沉积物地质监测主要依靠抓斗式采泥器完成采样工作，目前，国内抓斗式采泥器上均采用配重式脱钩器，当采泥器到达海底，悬挂采泥器的绳子出现松弛时，挂钩在配重端的重力作用下，自动脱离所挂锁链，实现脱钩。

然而，现有的抓斗式采样器在实际操作过程中受以下因素制约：（1）海流较大时，即使采泥器到海底，绳子在海流作用下，也会产生一定的拉力，经常导致松弛度不够无法完成脱钩；（2）海流较小时，采泥器到底后，仍需下放一定长度的绳子，使其完全处于松弛状态才能满足脱钩需要。因而，经常出现侧拉绳不能脱钩，采集器抓斗不能闭合的问题，导致采样失败的情况，降低了采样的工作效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，包括配重座以及设置在配重座上的拉绳，所述配重座上设置有安装槽，所述安装槽内设置有固定轴，所述固定轴外壁两侧对称设置有抓斗，两个所述抓斗转动设置在固定轴上，且所述抓斗弹性设置在安装槽内，所述抓斗外壁设置有永磁体，所述安装槽内壁设置有与永磁体相配合的电磁铁，所述配重座上设置有用于导电的导电组件，所述导电组件与电磁铁电性相连，所述配重座上设置有用于断开导电组件进行导电工作的断电组件，所述配重座上设置有用于限制断电组件动作的贴地组件，所述配重座上还设置有采样辅助机构。

优选的，所述抓斗包括设置有开口的扇形斗体以及与扇形斗体固连的两个套管，两个所述扇形斗体相互贴合形成采样腔体，所述套管转动设置在固定轴上，且所述固定轴上开设有与套管相配合的环形槽。

优选的，所述抓斗外壁与安装槽的内壁均设置有连接板，两个所述连接板之间设置有第一弹性元件。

优选的，所述导电组件包括开设在配重座上的活动槽，所述活动槽内固定连接有导向柱，所述导向柱外侧滑动连接有活动架，所述导向柱的外侧套设有第二弹性元件，所述第二弹性元件的两端分别与活动架的顶壁和活动槽的内壁相连，所述活动架的底侧设置有第一导电片，所述活动槽的内壁设置有与第一导电片相配合的第二导电片，所述第二导电片与电磁铁电性相连。

优选的，所述断电组件包开设在配重座上的第一腔体，所述第一腔体内滑动连接有第一活塞，所述第一活塞与第一腔体的内壁之间设置有第三弹性元件，所述第一活塞与活动架之间设置有弹性伸缩杆，所述第一活塞背离第三弹性元件的一侧设置有移动杆，所述移动杆远离第一活塞的一端穿过配重座并连接有底板，所述配重座的底部开设有与底板相配合的容纳槽。

优选的，所述贴地组件包括开设在配重座上的第二腔体，所述第二腔体与第一腔体之间开设有连通槽，所述第二腔体内滑动连接有第二活塞，所述第二活塞与第二腔体的内壁之间设置有第四弹性元件，所述第二活塞背离第四弹性元件的一侧设置有卡杆，所述活动架上开设有与卡杆相配合的卡槽。

优选的，所述采样辅助机构包括滑动设置在配重座上的限位杆，所述限位杆活动连接在卡槽内，所述限位杆外侧连接有固定板，所述配重座上开设有与固定板相配合的滑槽，所述限位杆外侧套设有第五弹性元件，所述第五弹性元件的两端分别与固定板和滑槽内壁相连，所述采样辅助机构还包括通过转轴转动设置在安装槽内的拨动板，所述拨动板与限位杆相连，且所述拨动板与抓斗活动相抵。

优选的，所述限位杆远离活动架的一侧开设有凹槽，所述凹槽内固定连接有连接杆，所述拨动板上开设有与连接杆相配合的活动孔。

优选的，所述拨动板上设置有均匀分布的滚珠，所述滚珠与抓斗活动相抵。

优选的，所述拉绳包括连接收卷设备的主绳以及与主绳相连的若干分绳，每个所述分绳远离主绳的一端连接有耳板，所述耳板与配重座固定相连。

与现有技术相比，本发明提供了一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，具备以下有益效果：

1、该自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，通过在采样设备触地后，使断电组件自动工作对导电组件进行断开，使电磁铁的磁性消失，两个抓斗在自身弹性的作用下复位转动闭合，解决了传统抓斗式采样器脱钩不顺畅的问题，操作简单，采集效率大大提高。

2、该自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，通过设置贴地组件可使配重座的各个底面与海底接触后，贴地组件才可解除对断电组件的限制，避免当配重座一侧的断电组件率先与地面接触后便触发对导电组件的断开，导致抓斗提前闭合，影响对样本的采集工作。

3、该自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，通过设置采样辅助机构可使抓斗在采样闭合后，对导电组件的断开状态进行保持，避免拉绳将配重座上拉后，断电组件不再触地复位会解除对导电组件的断开状态，使导电组件通电后电磁铁通电，对抓斗产生吸力使抓斗翻转将采集的样本洒落。

4、该自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，通过设置有多个分绳对配重座进行连接固定，可有效避免配重座下放时偏转，影响抓斗的采样效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的剖面结构示意图；

图4为本发明的图3中A部局部放大示意图；

图5为本发明的图3中B部局部放大示意图；

图6为本发明的图3中C部局部放大示意图；

图7为本发明的抓斗的结构示意图一；

图8为本发明的抓斗的结构示意图二；

图9为本发明的限位杆的外部结构示意图；

图10为本发明的配重座的剖面结构示意图；

图11为本发明的拉绳的结构示意图。

图中：1、配重座；101、安装槽；102、耳板；2、拉绳；201、主绳；202、分绳；3、固定轴；301、环形槽；4、抓斗；401、扇形斗体；402、套管；5、永磁体；501、电磁铁；6、连接板；601、第一弹性元件；7、活动槽；701、活动架；7011、卡槽；702、第一导电片；703、第二导电片；704、导向柱；705、第二弹性元件；8、第一腔体；801、第一活塞；802、第三弹性元件；803、弹性伸缩杆；804、移动杆；805、底板；806、容纳槽；9、第二腔体；901、第二活塞；902、第四弹性元件；903、卡杆；10、连通槽；11、滑槽；111、限位杆；1111、凹槽；1112、连接杆；112、固定板；113、第五弹性元件；12、拨动板；121、活动孔；122、滚珠。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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装置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。

实施例1：

参照图1、图2、图3、图7、图8和图10，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，包括配重座1以及设置在配重座1上的拉绳2，配重座1上设置有安装槽101，安装槽101内设置有固定轴3，固定轴3外壁两侧对称设置有抓斗4，两个抓斗4转动设置在固定轴3上，且抓斗4弹性设置在安装槽101内，抓斗4外壁设置有永磁体5，安装槽101内壁设置有与永磁体5相配合的电磁铁501，配重座1上设置有用于导电的导电组件，导电组件与电磁铁501电性相连，配重座1上设置有用于断开导电组件进行导电工作的断电组件，配重座1上设置有用于限制断电组件动作的贴地组件，配重座1上还设置有采样辅助机构。

具体的，工作人员通过拉绳2将配重座1下放水体中，当配重座1与水底接触后，断电组件工作并使导电组件对电流不再导通，贴地组件的设置可使抓斗4处于合适的采集位置后控制断电组件工作，电磁铁501的磁性消失，固定轴3两侧的抓斗4在弹性作用下翻转闭合，解决了传统抓斗4式采样器脱钩不顺畅的问题，操作简单，采集效率大大提高。

实施例2：

参照图7和图8，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例1相同，更进一步的是，抓斗4包括设置有开口的扇形斗体401以及与扇形斗体401固连的两个套管402，两个扇形斗体401相互贴合形成采样腔体，套管402转动设置在固定轴3上，且固定轴3上开设有与套管402相配合的环形槽301。

具体的，扇形斗体401通过套管402转动在固定轴3上，当电磁铁501不再对抓斗4上的永磁体5产生吸力后，扇形斗体401以固定轴3为圆心进行转动，两个扇形斗体401合围成用于收集样本的采集腔体。

实施例3：

参照图2、图3和图7，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例2相同，更进一步的是，抓斗4外壁与安装槽101的内壁均设置有连接板6，两个连接板6之间设置有第一弹性元件601。

具体的，在导电组件正常导电时，电磁铁501对抓斗4上的永磁体5产生吸力，抓斗4以固定轴3为圆心转动，第一弹性元件601被拉伸，当导电组件断电后，电磁铁501不再对永磁体5产生吸力，抓斗4在被拉伸的第一弹性元件601的弹力拉动下复位，使两个抓斗4采样闭合。

实施例4：

参照图3和图4，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例1相同，更进一步的是，导电组件包括开设在配重座1上的活动槽7，活动槽7内固定连接有导向柱704，导向柱704外侧滑动连接有活动架701，导向柱704的外侧套设有第二弹性元件705，第二弹性元件705的两端分别与活动架701的顶壁和活动槽7的内壁相连，活动架701的底侧设置有第一导电片702，活动槽7的内壁设置有与第一导电片702相配合的第二导电片703，第二导电片703与电磁铁501电性相连。

具体的，活动架701滑动在导向柱704的外侧，第二弹性元件705推动活动架701下移，使活动架701上的第一导电片702与活动槽7内壁的第二导电片703进行接触并连通导电。

实施例5：

参照图3、图4和图5，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例4相同，更进一步的是，断电组件包开设在配重座1上的第一腔体8，第一腔体8内滑动连接有第一活塞801，第一活塞801与第一腔体8的内壁之间设置有第三弹性元件802，第一活塞801与活动架701之间设置有弹性伸缩杆803，第一活塞801背离第三弹性元件802的一侧设置有移动杆804，移动杆804远离第一活塞801的一端穿过配重座1并连接有底板805，配重座1的底部开设有与底板805相配合的容纳槽806。

具体的，配重座1在与水底地面接触时，底板805首先与地面接触，底板805受力带动第一活塞801滑动在第一腔体8中，第三弹性元件802被压缩，第一活塞801带动弹性伸缩杆803上移，弹性伸缩杆803内的弹性元件劲度系数大于第二弹性元件705的劲度系数，使弹性伸缩杆803推动活动架701上移，第二弹性元件705被压缩，活动架701上移后使第一导电片702与活动槽7内壁的第二导电片703断开，进而使导电组件不再对电流导通。

实施例6：

参照图3、图5、图6和图9，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例5相同，更进一步的是，贴地组件包括开设在配重座1上的第二腔体9，第二腔体9与第一腔体8之间开设有连通槽10，第二腔体9内滑动连接有第二活塞901，第二活塞901与第二腔体9的内壁之间设置有第四弹性元件902，第二活塞901背离第四弹性元件902的一侧设置有卡杆903，活动架701上开设有与卡杆903相配合的卡槽7011。

具体的，初始时，第二腔体9中的卡杆903置于活动架701的卡槽7011内，当配重座1其中一侧率先与水底接触时，该侧底板805通过移动杆804带动第一活塞801滑动在第一腔体8内，由于活动架701被卡杆903限制，使得第一活塞801在上移时并不能通过弹性伸缩杆803推动活动架701上移，第一活塞801在第一腔体8内移动时将内部的空气通过连通槽10排入第二腔体9，这些空气对第二活塞901作用力，第二活塞901对第四弹性元件902挤压，第二活塞901带动卡杆903移出卡槽7011，使该侧的卡杆903不再对活动架701该侧进行限制，但配重座1没有与水底接触的一侧卡杆903仍对活动架701进行限制，使活动架701移动被限制，只有当配重座1的各个底面与水底接触后，贴地组件才可解除对断电组件的全部限制，即解除对活动架701的移动限制，此时被压缩的弹性伸缩杆803推动活动架701上移，使导电组件不再连通，避免当配重座1一侧的断电组件率先与地面接触后便触发对导电组件的断开，导致抓斗4提前闭合，影响对样本的采集工作。

实施例7：

参照图3、图6和图9，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例5相同，更进一步的是，采样辅助机构包括滑动设置在配重座1上的限位杆111，限位杆111活动连接在卡槽7011内，限位杆111外侧连接有固定板112，配重座1上开设有与固定板112相配合的滑槽11，限位杆111外侧套设有第五弹性元件113，第五弹性元件113的两端分别与固定板112和滑槽11内壁相连，采样辅助机构还包括通过转轴转动设置在安装槽101内的拨动板12，拨动板12与限位杆111相连，且拨动板12与抓斗4活动相抵。

进一步的，限位杆111远离活动架701的一侧开设有凹槽1111，凹槽1111内固定连接有连接杆1112，拨动板12上开设有与连接杆1112相配合的活动孔121。

具体的，在弹性伸缩杆803推动活动架701上移后，限位杆111在被压缩的第五弹性元件113的推动下插入卡槽7011，对活动架701的位置进行固定，活动架701的上移使导电组件断开，进而使两侧抓斗4在弹性拉动下转动对样本采集并闭合，通过设置采样辅助机构可使抓斗4在采样闭合后，对导电组件的断开状态进行保持，对活动架701的位置进行固定，避免拉绳2将配重座1上拉后，断电组件不再触地复位会解除对导电组件的断开状态，使导电组件通电后电磁铁501通电，对抓斗4产生吸力使抓斗4翻转将采集的样本洒落；当抓斗4将采集的样本移出水体并准备取出时，工作人员手动将两侧的抓斗4翻转，使抓斗4呈打开状态，将采样腔体内的样本取出，在抓斗4翻转的过程中，抓斗4外侧壁对拨动板12抵压，使拨动板12以转轴为圆心转动，使拨动板12带动限位杆111移动，使固定板112对第五弹性元件113挤压，限位杆111移出卡槽7011，此时活动架701不受限制，活动架701在第二弹性元件705的弹力推动下下移，使第一导电片702与第二导电片703接触通电，此时电磁铁501与永磁体5产生吸力，保持两侧抓斗4的打开状态，为后续的采样做准备。

实施例8：

参照图9，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例7相同，更进一步的是，拨动板12上设置有均匀分布的滚珠122，滚珠122与抓斗4活动相抵。

具体的，在抓斗4翻转打开时，抓斗4外侧壁与拨动板12接触，拨动板12外侧设置有滚珠122，可使滑动摩擦变为滚动摩擦，降低对拨动板12及抓斗4的磨损程度，提高其使用寿命。

实施例9：

参照图1和图11，一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，与实施例1相同，更进一步的是，拉绳2包括连接收卷设备的主绳201以及与主绳201相连的若干分绳202，每个分绳202远离主绳201的一端连接有耳板102，耳板102与配重座1固定相连。

具体的，通过设置有多个分绳202对配重座1进行连接固定，可有效避免配重座1下放时偏转，使配重座1可竖直下放，保证抓斗4的采样效果。

以上所述，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 (7)

1.一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，包括配重座（1）以及设置在配重座（1）上的拉绳（2），其特征在于，所述配重座（1）上设置有安装槽（101），所述安装槽（101）内设置有固定轴（3），所述固定轴（3）外壁两侧对称设置有抓斗（4），两个所述抓斗（4）转动设置在固定轴（3）上，且所述抓斗（4）弹性设置在安装槽（101）内，所述抓斗（4）外壁设置有永磁体（5），所述安装槽（101）内壁设置有与永磁体（5）相配合的电磁铁（501），所述配重座（1）上设置有用于导电的导电组件，所述导电组件与电磁铁（501）电性相连，所述配重座（1）上设置有用于断开导电组件进行导电工作的断电组件，所述配重座（1）上设置有用于限制断电组件动作的贴地组件，所述配重座（1）上还设置有采样辅助机构；

所述导电组件包括开设在配重座（1）上的活动槽（7），所述活动槽（7）内固定连接有导向柱（704），所述导向柱（704）外侧滑动连接有活动架（701），所述导向柱（704）的外侧套设有第二弹性元件（705），所述第二弹性元件（705）的两端分别与活动架（701）的顶壁和活动槽（7）的内壁相连，所述活动架（701）的底侧设置有第一导电片（702），所述活动槽（7）的内壁设置有与第一导电片（702）相配合的第二导电片（703），所述第二导电片（703）与电磁铁（501）电性相连；

所述断电组件包开设在配重座（1）上的第一腔体（8），所述第一腔体（8）内滑动连接有第一活塞（801），所述第一活塞（801）与第一腔体（8）的内壁之间设置有第三弹性元件（802），所述第一活塞（801）与活动架（701）之间设置有弹性伸缩杆（803），所述第一活塞（801）背离第三弹性元件（802）的一侧设置有移动杆（804），所述移动杆（804）远离第一活塞（801）的一端穿过配重座（1）并连接有底板（805），所述配重座（1）的底部开设有与底板（805）相配合的容纳槽（806）；

所述贴地组件包括开设在配重座（1）上的第二腔体（9），所述第二腔体（9）与第一腔体（8）之间开设有连通槽（10），所述第二腔体（9）内滑动连接有第二活塞（901），所述第二活塞（901）与第二腔体（9）的内壁之间设置有第四弹性元件（902），所述第二活塞（901）背离第四弹性元件（902）的一侧设置有卡杆（903），所述活动架（701）上开设有与卡杆（903）相配合的卡槽（7011）。

2.根据权利要求1所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述抓斗（4）包括设置有开口的扇形斗体（401）以及与扇形斗体（401）固连的两个套管（402），两个所述扇形斗体（401）相互贴合形成采样腔体，所述套管（402）转动设置在固定轴（3）上，且所述固定轴（3）上开设有与套管（402）相配合的环形槽（301）。

3.根据权利要求2所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述抓斗（4）外壁与安装槽（101）的内壁均设置有连接板（6），两个所述连接板（6）之间设置有第一弹性元件（601）。

4.根据权利要求1所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述采样辅助机构包括滑动设置在配重座（1）上的限位杆（111），所述限位杆（111）活动连接在卡槽（7011）内，所述限位杆（111）外侧连接有固定板（112），所述配重座（1）上开设有与固定板（112）相配合的滑槽（11），所述限位杆（111）外侧套设有第五弹性元件（113），所述第五弹性元件（113）的两端分别与固定板（112）和滑槽（11）内壁相连，所述采样辅助机构还包括通过转轴转动设置在安装槽（101）内的拨动板（12），所述拨动板（12）与限位杆（111）相连，且所述拨动板（12）与抓斗（4）活动相抵。

5.根据权利要求4所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述限位杆（111）远离活动架（701）的一侧开设有凹槽（1111），所述凹槽（1111）内固定连接有连接杆（1112），所述拨动板（12）上开设有与连接杆（1112）相配合的活动孔（121）。

6.根据权利要求4所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述拨动板（12）上设置有均匀分布的滚珠（122），所述滚珠（122）与抓斗（4）活动相抵。

7.根据权利要求1所述的一种自适应反馈弱扰动智能采样装备的自动脱扣结构，其特征在于，所述拉绳（2）包括连接收卷设备的主绳（201）以及与主绳（201）相连的若干分绳（202），每个所述分绳（202）远离主绳（201）的一端连接有耳板（102），所述耳板（102）与配重座（1）固定相连。

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