CN115468799B - 一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉积物取样器技术领域，且公开了一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，解决了由于取样器的配重太大，导致表层样品损坏，或者取样器的配重偏小，取样器获得的样品量太少的问题，其包括取样筒本体，取样筒本体为底端开口的空腔结构，取样筒本体的下方设有若干密封板，密封板的横截面为扇形结构，取样筒本体上设有与密封板相配合的旋转驱动机构，取样筒本体上设有土工力学检测机构，取样筒本体的顶端固定连接有丝杆，丝杆的外部套设有配重环，配重环的顶部设有螺纹锁死环；改变整个装置作用在底质上的力的目的，使得取样筒本体可以插入适当的深度，减少表层样品损坏或者获得的样品量太少的情况发生。

Description

一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置

技术领域

本发明属于沉积物取样器技术领域，具体为一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置。

背景技术

在进行海洋沉积学和海洋工程地质学的研究时，需要获取一定长度的海底沉积物样品，才能获取长时间尺度的古环境和古气候信息。获取海底柱状沉积物的方法有很多，目前常用的有箱式取样器、多管取样器、重力柱取样器等取样器，为了取到更多的样品每种取样器都会有铅块配重，通常会出现以下两种情况，第一种情况底质为深海软泥区，由于取样器的配重太大，导致表层样品损坏，样品质量不达标，第二种情况底质为砂质区，底质很硬，取样器的配重偏小，取样器获得的样品量太少。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，有效的解决了上述背景技术中由于取样器的配重太大，导致表层样品损坏，或者取样器的配重偏小，取样器获得的样品量太少的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，包括取样筒本体，所述取样筒本体为底端开口的空腔结构，取样筒本体的下方设有若干密封板，密封板的横截面为扇形结构，取样筒本体上设有与密封板相配合的旋转驱动机构，取样筒本体上设有土工力学检测机构，取样筒本体的顶端固定连接有丝杆，丝杆的外部套设有配重环，配重环的顶部设有螺纹锁死环，且螺纹锁死环套设于丝杆的外部，丝杆的顶端设有牵引座，牵引座上开设有第一限位孔，丝杆的顶端固定连接有限位块，且限位块插接于第一限位孔内，牵引座和限位块通过卡接定位组件连接，牵引座上固定连接有吊环，螺纹锁死环上固定连接有若干定位柱，牵引座上开设有若干定位孔，定位柱贯穿定位孔，取样筒本体上固定连接有若干第一支撑板，第一支撑板的一端设有固定箱，第一支撑板和固定箱通过转动调节机构连接，固定箱上设有升力驱动机构，取样筒本体内开设有测量腔室，测量腔室内设有平衡块，平衡块和测量腔室的顶部内壁通过拉绳连接，平衡块的底部固定连接有若干测距单元。

优选的，所述升力驱动机构包括固定安装于固定箱内的电机，电机的输出端固定连接有第一转轴，第一转轴贯穿固定箱的顶部内壁，第一转轴和固定箱的连接处设有第一轴承，第一转轴的顶端固定连接有若干扇叶，通过电机驱动第一转轴旋转，进而使得扇叶旋转，以使得固定箱和第一支撑板受到竖直方向的升力，达到改变整个装置作用在底质上的力的目的。

优选的，所述转动调节机构包括对称设置于第一支撑板两侧的第一侧板，第一侧板和固定箱固定连接，第一侧板和第一支撑板转动连接，固定箱的底部固定连接有第一固定板，第一固定板上开设有滑槽，第一支撑板的下方设有第一液压伸缩杆，第一液压伸缩杆的一端和第一支撑板通过第一连接板连接，第一液压伸缩杆的另一端固定连接有第一连接块，第一连接块的一侧设有滑块，滑块位于滑槽内，滑块和滑槽的横截面均为T形结构，第一连接块的两侧分别设有第二侧板，第二侧板和第一连接块转动连接，第二侧板和滑块固定连接，取样筒本体发生倾斜时，平衡块仍处于水平状态，不同的测距单元测量与测量腔室内壁之间的距离是不同的，即可得知取样筒本体的倾斜状态，根据实际倾斜情况，第一液压伸缩杆驱动第一连接块相对第一连接板移动，进而驱动滑块在滑槽内滑动，改变第一固定板的倾斜角度，进而改变固定箱的倾斜角度，调节升力驱动机构提供升力的方向，同时改变每个升力驱动机构提供的升力大小，可以调节取样筒本体的位置，减少取样筒本体倾斜对取样的影响。

优选的，所述卡接定位组件包括两个活动板，牵引座上开设有两个凹槽，凹槽的一侧内壁和第一限位孔的内壁通过通孔连通，限位块的两侧分别开设有插槽，两个活动板的底端分别位于两个凹槽内，活动板的一侧和凹槽的一侧内壁通过压缩弹簧连接，活动板的另一侧固定连接有插块，插块的一端贯穿通孔，且插块的一端插接于对应的插槽内，牵引座上设有与活动板相配合的限位单元。

优选的，所述限位单元包括两个固定安装于牵引座顶部的第二支撑板，第二支撑板的一侧设有挡板，挡板贯穿第二支撑板，挡板上固定连接有两个限位板，且相邻两个限位板分别位于第二支撑板的两侧，定位柱贯穿定位孔，人工驱动活动板移动，使得插块的一端脱离插槽，压缩弹簧处于压缩状态，解除牵引座和限位块之间的卡接关系，人工驱动挡板移动，使得挡板移动至两个活动板之间，且挡板的一侧和活动板的一侧相接触，通过挡板限位活动板的位置，避免压缩弹簧驱动活动板移动，使得插块保持脱离插槽的状态，通过限位板的设计，避免挡板脱离第二支撑板，人工驱动牵引座上移，使得限位块脱离第一限位孔，且定位柱脱离定位孔，即可完成牵引座的拆除，同时解除对螺纹锁死环位置的限定，人工驱动螺纹锁死环旋转，使得螺纹锁死环脱离丝杆，即可解除对配重环位置的限定，人工驱动配重环上移，使得配重环脱离丝杆，且限位柱脱离第二限位孔，即可完成配重环的拆除，需要安装配重环时，人工驱动配重环移动，使得配重环套设于丝杆的外部，且限位柱插入对应的第二限位孔内，人工驱动螺纹锁死环旋转，使得螺纹锁死环套设于丝杆的外部，配重环被夹持在螺纹锁死环和取样筒本体之间，人工驱动牵引座移动，使得限位块插入第一限位孔内，定位柱贯穿对应的定位孔，限位螺纹锁死环的位置，且插槽移动至插块的一侧，人工驱动挡板移动，使得挡板不再与活动板的一侧相接触，解除对活动板位置的限定，压缩弹簧驱动活动板移动，使得插块的一端插入对应的插槽内，即可使得牵引座相对限位块固定，便于对配重环进行更换。

优选的，所述凹槽的内壁上开设有第一导向槽，活动板上固定连接有第一导向块，且第一导向块位于对应的第一导向槽内，通过第一导向槽和第一导向块的设计，使得活动板水平方向平稳的移动。

优选的，所述土工力学检测机构包括对称设置于取样筒本体两侧的传感器安装座，传感器安装座和取样筒本体通过第二连接板连接，传感器安装座上固定连接有若干土工力学检测探头，通过传感器安装座、第二连接板和土工力学检测探头的设计，在采样过程中传感器安装座插入海底，通过土工力学检测探头测量不同深度海底沉积物的土工力学参数，可以测得摩擦力和抗剪强度。

优选的，所述旋转驱动机构包括设置于密封板上方的旋转块，旋转块和密封板通过第二连接块连接，旋转块的两侧分别设有支撑箱，支撑箱和取样筒本体固定连接，支撑箱内设有第二转轴，第二转轴贯穿支撑箱的一侧内壁，第二转轴和支撑箱的连接处设有第二轴承，且第二转轴的一端和旋转块固定连接，第二转轴的另一端与位于支撑箱内的齿轮固定连接，齿轮的一侧设有齿板，齿板和齿轮相啮合，取样筒本体上设有与齿板相配合的升降器。

优选的，所述升降器包括固定安装于齿板顶部的升降板，升降板贯穿支撑箱的顶部内壁，取样筒本体的外部套设有活动环，升降板的顶端和活动环的底部固定连接，活动环的上方设有若干第二固定板，第二固定板和取样筒本体固定连接，第二固定板和活动环通过第二液压伸缩杆连接，支撑箱的内壁上开设有第二导向槽，齿板上固定连接有第二导向块，第二导向块位于第二导向槽内，且第二导向块和第二导向槽的横截面均为T形结构，当取样结束后，第二液压伸缩杆驱动活动环下移，使得齿板下移，通过齿板和齿轮的配合，齿板驱动齿轮和第二转轴旋转，进而使得旋转块驱动第二连接块旋转，从而使得密封板旋转，以使得若干个密封板同时旋转至取样筒本体的底端，对取样筒本体的底端进行密封，完成封口，通过第二导向槽和第二导向块的设计，减少齿板倾斜晃动的可能。

优选的，所述取样筒本体的外部套设有固定连接的支撑环，支撑环上开设有若干第二限位孔，配重环的底部固定连接有若干限位柱，且限位柱插入对应的第二限位孔内，通过支撑环、第二限位孔和限位柱的设计，对配重环的位置进行限位，减少配重环旋转晃动的可能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、通过传感器安装座、第二连接板和土工力学检测探头的设计，在采样过程中传感器安装座插入海底，通过土工力学检测探头测量不同深度海底沉积物的土工力学参数，可以测得摩擦力和抗剪强度，得知底质的数据参数，通过电机驱动第一转轴旋转，进而使得扇叶旋转，以使得固定箱和第一支撑板受到竖直方向的升力，达到改变整个装置作用在底质上的力的目的，当位于最下方的一个土工力学检测探头首先测出底质的数据参数时，可以根据测得的摩擦力和抗剪强度，改变整个装置作用在底质上的力的目的，使得取样筒本体可以插入适当的深度，减少表层样品损坏或者获得的样品量太少的情况发生；

（2）、取样筒本体发生倾斜时，平衡块仍处于水平状态，不同的测距单元测量与测量腔室内壁之间的距离是不同的，即可得知取样筒本体的倾斜状态，根据实际倾斜情况，第一液压伸缩杆驱动第一连接块相对第一连接板移动，进而驱动滑块在滑槽内滑动，改变第一固定板的倾斜角度，进而改变固定箱的倾斜角度，调节升力驱动机构提供升力的方向，同时改变每个升力驱动机构提供的升力大小，可以调节取样筒本体的位置，减少取样筒本体倾斜对取样的影响；

（3）、当取样结束后，第二液压伸缩杆驱动活动环下移，使得齿板下移，通过齿板和齿轮的配合，齿板驱动齿轮和第二转轴旋转，进而使得旋转块驱动第二连接块旋转，从而使得密封板旋转，以使得若干个密封板同时旋转至取样筒本体的底端，对取样筒本体的底端进行密封，完成封口，通过第二导向槽和第二导向块的设计，减少齿板倾斜晃动的可能；

（4）、通过支撑环、第二限位孔和限位柱的设计，对配重环的位置进行限位，减少配重环旋转晃动的可能，定位柱贯穿定位孔，通过定位柱和定位孔的配合，限位螺纹锁死环的位置，避免螺纹锁死环旋转晃动，进而使得配重环被夹持在螺纹锁死环和取样筒本体之间，减少配重环竖直方向晃动的可能，人工驱动活动板移动，使得插块的一端脱离插槽，压缩弹簧处于压缩状态，解除牵引座和限位块之间的卡接关系，人工驱动挡板移动，使得挡板移动至两个活动板之间，且挡板的一侧和活动板的一侧相接触，通过挡板限位活动板的位置，避免压缩弹簧驱动活动板移动，使得插块保持脱离插槽的状态，通过限位板的设计，避免挡板脱离第二支撑板，人工驱动牵引座上移，使得限位块脱离第一限位孔，且定位柱脱离定位孔，即可完成牵引座的拆除，同时解除对螺纹锁死环位置的限定，人工驱动螺纹锁死环旋转，使得螺纹锁死环脱离丝杆，即可解除对配重环位置的限定，人工驱动配重环上移，使得配重环脱离丝杆，且限位柱脱离第二限位孔，即可完成配重环的拆除，需要安装配重环时，人工驱动配重环移动，使得配重环套设于丝杆的外部，且限位柱插入对应的第二限位孔内，人工驱动螺纹锁死环旋转，使得螺纹锁死环套设于丝杆的外部，配重环被夹持在螺纹锁死环和取样筒本体之间，人工驱动牵引座移动，使得限位块插入第一限位孔内，定位柱贯穿对应的定位孔，限位螺纹锁死环的位置，且插槽移动至插块的一侧，人工驱动挡板移动，使得挡板不再与活动板的一侧相接触，解除对活动板位置的限定，压缩弹簧驱动活动板移动，使得插块的一端插入对应的插槽内，即可使得牵引座相对限位块固定，便于对配重环进行更换。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本发明升力驱动机构的结构示意图；

图4为本发明转动调节机构的结构示意图；

图5为本发明牵引座剖切的结构示意图；

图6为本发明取样筒本体内部的结构示意图；

图7为本发明旋转驱动机构的结构示意图；

图8为本发明支撑箱内部的结构示意图。

图中：1、取样筒本体；2、密封板；3、丝杆；4、配重环；5、固定箱；6、第一支撑板；7、螺纹锁死环；8、牵引座；9、第一限位孔；10、限位块；11、定位柱；12、吊环；13、定位孔；14、测量腔室；15、平衡块；16、拉绳；17、测距单元；18、电机；19、第一转轴；20、扇叶；21、第一轴承；22、第一侧板；23、第一固定板；24、滑槽；25、第一液压伸缩杆；26、第一连接板；27、第一连接块；28、滑块；29、第二侧板；30、活动板；31、凹槽；32、压缩弹簧；33、通孔；34、插块；35、第一导向槽；36、第一导向块；37、第二支撑板；38、挡板；39、限位板；40、传感器安装座；41、第二连接板；42、土工力学检测探头；43、旋转块；44、第二连接块；45、支撑箱；46、第二转轴；47、第二轴承；48、齿轮；49、齿板；50、升降板；51、活动环；52、第二液压伸缩杆；53、第二固定板；54、第二导向槽；55、第二导向块；56、支撑环；57、第二限位孔；58、限位柱；59、插槽。

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。

实施例一，由图1至图8给出，本发明包括取样筒本体1，取样筒本体1为底端开口的空腔结构，取样筒本体1的下方设有若干密封板2，密封板2的横截面为扇形结构，取样筒本体1上设有与密封板2相配合的旋转驱动机构，取样筒本体1上设有土工力学检测机构，取样筒本体1的顶端固定连接有丝杆3，丝杆3的外部套设有配重环4，配重环4的顶部设有螺纹锁死环7，且螺纹锁死环7套设于丝杆3的外部，丝杆3的顶端设有牵引座8，牵引座8上开设有第一限位孔9，丝杆3的顶端固定连接有限位块10，且限位块10插接于第一限位孔9内，牵引座8和限位块10通过卡接定位组件连接，牵引座8上固定连接有吊环12，螺纹锁死环7上固定连接有若干定位柱11，牵引座8上开设有若干定位孔13，定位柱11贯穿定位孔13，取样筒本体1上固定连接有若干第一支撑板6，第一支撑板6的一端设有固定箱5，第一支撑板6和固定箱5通过转动调节机构连接，固定箱5上设有升力驱动机构，取样筒本体1内开设有测量腔室14，测量腔室14内设有平衡块15，平衡块15和测量腔室14的顶部内壁通过拉绳16连接，平衡块15的底部固定连接有若干测距单元17。

实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图3、图4和图7给出，升力驱动机构包括固定安装于固定箱5内的电机18，电机18的输出端固定连接有第一转轴19，第一转轴19贯穿固定箱5的顶部内壁，第一转轴19和固定箱5的连接处设有第一轴承21，第一转轴19的顶端固定连接有若干扇叶20，土工力学检测机构包括对称设置于取样筒本体1两侧的传感器安装座40，传感器安装座40和取样筒本体1通过第二连接板41连接，传感器安装座40上固定连接有若干土工力学检测探头42；

通过传感器安装座40、第二连接板41和土工力学检测探头42的设计，在采样过程中传感器安装座40插入海底，通过土工力学检测探头42测量不同深度海底沉积物的土工力学参数，可以测得摩擦力和抗剪强度，得知底质的数据参数，通过电机18驱动第一转轴19旋转，进而使得扇叶20旋转，以使得固定箱5和第一支撑板6受到竖直方向的升力，达到改变整个装置作用在底质上的力的目的，当位于最下方的一个土工力学检测探头42首先测出底质的数据参数时，可以根据测得的摩擦力和抗剪强度，改变整个装置作用在底质上的力的目的，使得取样筒本体1可以插入适当的深度，减少表层样品损坏或者获得的样品量太少的情况发生。

实施例三，在实施例一的基础上，由图3和图4给出，转动调节机构包括对称设置于第一支撑板6两侧的第一侧板22，第一侧板22和固定箱5固定连接，第一侧板22和第一支撑板6转动连接，固定箱5的底部固定连接有第一固定板23，第一固定板23上开设有滑槽24，第一支撑板6的下方设有第一液压伸缩杆25，第一液压伸缩杆25的一端和第一支撑板6通过第一连接板26连接，第一液压伸缩杆25的另一端固定连接有第一连接块27，第一连接块27的一侧设有滑块28，滑块28位于滑槽24内，滑块28和滑槽24的横截面均为T形结构，第一连接块27的两侧分别设有第二侧板29，第二侧板29和第一连接块27转动连接，第二侧板29和滑块28固定连接；

取样筒本体1发生倾斜时，平衡块15仍处于水平状态，不同的测距单元17测量与测量腔室14内壁之间的距离是不同的，即可得知取样筒本体1的倾斜状态，根据实际倾斜情况，第一液压伸缩杆25驱动第一连接块27相对第一连接板26移动，进而驱动滑块28在滑槽24内滑动，改变第一固定板23的倾斜角度，进而改变固定箱5的倾斜角度，调节升力驱动机构提供升力的方向，同时改变每个升力驱动机构提供的升力大小，可以调节取样筒本体1的位置，减少取样筒本体1倾斜对取样的影响。

实施例四，在实施例一的基础上，由图1、图2和图5给出，卡接定位组件包括两个活动板30，牵引座8上开设有两个凹槽31，凹槽31的一侧内壁和第一限位孔9的内壁通过通孔33连通，限位块10的两侧分别开设有插槽59，两个活动板30的底端分别位于两个凹槽31内，活动板30的一侧和凹槽31的一侧内壁通过压缩弹簧32连接，活动板30的另一侧固定连接有插块34，插块34的一端贯穿通孔33，且插块34的一端插接于对应的插槽59内，牵引座8上设有与活动板30相配合的限位单元，限位单元包括两个固定安装于牵引座8顶部的第二支撑板37，第二支撑板37的一侧设有挡板38，挡板38贯穿第二支撑板37，挡板38上固定连接有两个限位板39，且相邻两个限位板39分别位于第二支撑板37的两侧，凹槽31的内壁上开设有第一导向槽35，活动板30上固定连接有第一导向块36，且第一导向块36位于对应的第一导向槽35内，取样筒本体1的外部套设有固定连接的支撑环56，支撑环56上开设有若干第二限位孔57，配重环4的底部固定连接有若干限位柱58，且限位柱58插入对应的第二限位孔57内；

通过支撑环56、第二限位孔57和限位柱58的设计，对配重环4的位置进行限位，减少配重环4旋转晃动的可能，定位柱11贯穿定位孔13，通过定位柱11和定位孔13的配合，限位螺纹锁死环7的位置，避免螺纹锁死环7旋转晃动，进而使得配重环4被夹持在螺纹锁死环7和取样筒本体1之间，减少配重环4竖直方向晃动的可能，人工驱动活动板30移动，使得插块34的一端脱离插槽59，压缩弹簧32处于压缩状态，解除牵引座8和限位块10之间的卡接关系，人工驱动挡板38移动，使得挡板38移动至两个活动板30之间，且挡板38的一侧和活动板30的一侧相接触，通过挡板38限位活动板30的位置，避免压缩弹簧32驱动活动板30移动，使得插块34保持脱离插槽59的状态，通过限位板39的设计，避免挡板38脱离第二支撑板37，人工驱动牵引座8上移，使得限位块10脱离第一限位孔9，且定位柱11脱离定位孔13，即可完成牵引座8的拆除，同时解除对螺纹锁死环7位置的限定，人工驱动螺纹锁死环7旋转，使得螺纹锁死环7脱离丝杆3，即可解除对配重环4位置的限定，人工驱动配重环4上移，使得配重环4脱离丝杆3，且限位柱58脱离第二限位孔57，即可完成配重环4的拆除，需要安装配重环4时，人工驱动配重环4移动，使得配重环4套设于丝杆3的外部，且限位柱58插入对应的第二限位孔57内，人工驱动螺纹锁死环7旋转，使得螺纹锁死环7套设于丝杆3的外部，配重环4被夹持在螺纹锁死环7和取样筒本体1之间，人工驱动牵引座8移动，使得限位块10插入第一限位孔9内，定位柱11贯穿对应的定位孔13，限位螺纹锁死环7的位置，且插槽59移动至插块34的一侧，人工驱动挡板38移动，使得挡板38不再与活动板30的一侧相接触，解除对活动板30位置的限定，压缩弹簧32驱动活动板30移动，使得插块34的一端插入对应的插槽59内，即可使得牵引座8相对限位块10固定，便于对配重环4进行更换。

实施例五，在实施例一的基础上，由图7和图8给出，旋转驱动机构包括设置于密封板2上方的旋转块43，旋转块43和密封板2通过第二连接块44连接，旋转块43的两侧分别设有支撑箱45，支撑箱45和取样筒本体1固定连接，支撑箱45内设有第二转轴46，第二转轴46贯穿支撑箱45的一侧内壁，第二转轴46和支撑箱45的连接处设有第二轴承47，且第二转轴46的一端和旋转块43固定连接，第二转轴46的另一端与位于支撑箱45内的齿轮48固定连接，齿轮48的一侧设有齿板49，齿板49和齿轮48相啮合，取样筒本体1上设有与齿板49相配合的升降器，升降器包括固定安装于齿板49顶部的升降板50，升降板50贯穿支撑箱45的顶部内壁，取样筒本体1的外部套设有活动环51，升降板50的顶端和活动环51的底部固定连接，活动环51的上方设有若干第二固定板53，第二固定板53和取样筒本体1固定连接，第二固定板53和活动环51通过第二液压伸缩杆52连接，支撑箱45的内壁上开设有第二导向槽54，齿板49上固定连接有第二导向块55，第二导向块55位于第二导向槽54内，且第二导向块55和第二导向槽54的横截面均为T形结构；

当取样结束后，第二液压伸缩杆52驱动活动环51下移，使得齿板49下移，通过齿板49和齿轮48的配合，齿板49驱动齿轮48和第二转轴46旋转，进而使得旋转块43驱动第二连接块44旋转，从而使得密封板2旋转，以使得若干个密封板2同时旋转至取样筒本体1的底端，对取样筒本体1的底端进行密封，完成封口，通过第二导向槽54和第二导向块55的设计，减少齿板49倾斜晃动的可能。

工作原理：工作时，通过传感器安装座40、第二连接板41和土工力学检测探头42的设计，在采样过程中传感器安装座40插入海底，通过土工力学检测探头42测量不同深度海底沉积物的土工力学参数，可以测得摩擦力和抗剪强度，得知底质的数据参数，通过电机18驱动第一转轴19旋转，进而使得扇叶20旋转，以使得固定箱5和第一支撑板6受到竖直方向的升力，达到改变整个装置作用在底质上的力的目的，当位于最下方的一个土工力学检测探头42首先测出底质的数据参数时，可以根据测得的摩擦力和抗剪强度，改变整个装置作用在底质上的力的目的，使得取样筒本体1可以插入适当的深度，减少表层样品损坏或者获得的样品量太少的情况发生，取样筒本体1发生倾斜时，平衡块15仍处于水平状态，不同的测距单元17测量与测量腔室14内壁之间的距离是不同的，即可得知取样筒本体1的倾斜状态，根据实际倾斜情况，第一液压伸缩杆25驱动第一连接块27相对第一连接板26移动，进而驱动滑块28在滑槽24内滑动，改变第一固定板23的倾斜角度，进而改变固定箱5的倾斜角度，调节升力驱动机构提供升力的方向，同时改变每个升力驱动机构提供的升力大小，可以调节取样筒本体1的位置，减少取样筒本体1倾斜对取样的影响，当取样结束后，第二液压伸缩杆52驱动活动环51下移，使得齿板49下移，通过齿板49和齿轮48的配合，齿板49驱动齿轮48和第二转轴46旋转，进而使得旋转块43驱动第二连接块44旋转，从而使得密封板2旋转，以使得若干个密封板2同时旋转至取样筒本体1的底端，对取样筒本体1的底端进行密封，完成封口，通过支撑环56、第二限位孔57和限位柱58的设计，对配重环4的位置进行限位，减少配重环4旋转晃动的可能，定位柱11贯穿定位孔13，通过定位柱11和定位孔13的配合，限位螺纹锁死环7的位置，避免螺纹锁死环7旋转晃动，进而使得配重环4被夹持在螺纹锁死环7和取样筒本体1之间，减少配重环4竖直方向晃动的可能，人工驱动活动板30移动，使得插块34的一端脱离插槽59，压缩弹簧32处于压缩状态，解除牵引座8和限位块10之间的卡接关系，人工驱动挡板38移动，使得挡板38移动至两个活动板30之间，且挡板38的一侧和活动板30的一侧相接触，通过挡板38限位活动板30的位置，避免压缩弹簧32驱动活动板30移动，使得插块34保持脱离插槽59的状态，通过限位板39的设计，避免挡板38脱离第二支撑板37，人工驱动牵引座8上移，使得限位块10脱离第一限位孔9，且定位柱11脱离定位孔13，即可完成牵引座8的拆除，同时解除对螺纹锁死环7位置的限定，人工驱动螺纹锁死环7旋转，使得螺纹锁死环7脱离丝杆3，即可解除对配重环4位置的限定，人工驱动配重环4上移，使得配重环4脱离丝杆3，且限位柱58脱离第二限位孔57，即可完成配重环4的拆除，需要安装配重环4时，人工驱动配重环4移动，使得配重环4套设于丝杆3的外部，且限位柱58插入对应的第二限位孔57内，人工驱动螺纹锁死环7旋转，使得螺纹锁死环7套设于丝杆3的外部，配重环4被夹持在螺纹锁死环7和取样筒本体1之间，人工驱动牵引座8移动，使得限位块10插入第一限位孔9内，定位柱11贯穿对应的定位孔13，限位螺纹锁死环7的位置，且插槽59移动至插块34的一侧，人工驱动挡板38移动，使得挡板38不再与活动板30的一侧相接触，解除对活动板30位置的限定，压缩弹簧32驱动活动板30移动，使得插块34的一端插入对应的插槽59内，即可使得牵引座8相对限位块10固定，便于对配重环4进行更换。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (8)

1.一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，包括取样筒本体（1），其特征在于：所述取样筒本体（1）为底端开口的空腔结构，取样筒本体（1）的下方设有若干密封板（2），密封板（2）的横截面为扇形结构，取样筒本体（1）上设有与密封板（2）相配合的旋转驱动机构，取样筒本体（1）上设有土工力学检测机构，取样筒本体（1）的顶端固定连接有丝杆（3），丝杆（3）的外部套设有配重环（4），配重环（4）的顶部设有螺纹锁死环（7），且螺纹锁死环（7）套设于丝杆（3）的外部，丝杆（3）的顶端设有牵引座（8），牵引座（8）上开设有第一限位孔（9），丝杆（3）的顶端固定连接有限位块（10），且限位块（10）插接于第一限位孔（9）内，牵引座（8）和限位块（10）通过卡接定位组件连接，牵引座（8）上固定连接有吊环（12），螺纹锁死环（7）上固定连接有若干定位柱（11），牵引座（8）上开设有若干定位孔（13），定位柱（11）贯穿定位孔（13），取样筒本体（1）上固定连接有若干第一支撑板（6），第一支撑板（6）的一端设有固定箱（5），第一支撑板（6）和固定箱（5）通过转动调节机构连接，固定箱（5）上设有升力驱动机构，取样筒本体（1）内开设有测量腔室（14），测量腔室（14）内设有平衡块（15），平衡块（15）和测量腔室（14）的顶部内壁通过拉绳（16）连接，平衡块（15）的底部固定连接有若干测距单元（17）；

所述升力驱动机构包括固定安装于固定箱（5）内的电机（18），电机（18）的输出端固定连接有第一转轴（19），第一转轴（19）贯穿固定箱（5）的顶部内壁，第一转轴（19）和固定箱（5）的连接处设有第一轴承（21），第一转轴（19）的顶端固定连接有若干扇叶（20）；所述土工力学检测机构包括对称设置于取样筒本体（1）两侧的传感器安装座（40），传感器安装座（40）和取样筒本体（1）通过第二连接板（41）连接，传感器安装座（40）上固定连接有若干土工力学检测探头（42）。

2.根据权利要求1所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述转动调节机构包括对称设置于第一支撑板（6）两侧的第一侧板（22），第一侧板（22）和固定箱（5）固定连接，第一侧板（22）和第一支撑板（6）转动连接，固定箱（5）的底部固定连接有第一固定板（23），第一固定板（23）上开设有滑槽（24），第一支撑板（6）的下方设有第一液压伸缩杆（25），第一液压伸缩杆（25）的一端和第一支撑板（6）通过第一连接板（26）连接，第一液压伸缩杆（25）的另一端固定连接有第一连接块（27），第一连接块（27）的一侧设有滑块（28），滑块（28）位于滑槽（24）内，滑块（28）和滑槽（24）的横截面均为T形结构，第一连接块（27）的两侧分别设有第二侧板（29），第二侧板（29）和第一连接块（27）转动连接，第二侧板（29）和滑块（28）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述卡接定位组件包括两个活动板（30），牵引座（8）上开设有两个凹槽（31），凹槽（31）的一侧内壁和第一限位孔（9）的内壁通过通孔（33）连通，限位块（10）的两侧分别开设有插槽（59），两个活动板（30）的底端分别位于两个凹槽（31）内，活动板（30）的一侧和凹槽（31）的一侧内壁通过压缩弹簧（32）连接，活动板（30）的另一侧固定连接有插块（34），插块（34）的一端贯穿通孔（33），且插块（34）的一端插接于对应的插槽（59）内，牵引座（8）上设有与活动板（30）相配合的限位单元。

4.根据权利要求3所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述限位单元包括两个固定安装于牵引座（8）顶部的第二支撑板（37），第二支撑板（37）的一侧设有挡板（38），挡板（38）贯穿第二支撑板（37），挡板（38）上固定连接有两个限位板（39），且相邻两个限位板（39）分别位于第二支撑板（37）的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述凹槽（31）的内壁上开设有第一导向槽（35），活动板（30）上固定连接有第一导向块（36），且第一导向块（36）位于对应的第一导向槽（35）内。

6.根据权利要求1所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述旋转驱动机构包括设置于密封板（2）上方的旋转块（43），旋转块（43）和密封板（2）通过第二连接块（44）连接，旋转块（43）的两侧分别设有支撑箱（45），支撑箱（45）和取样筒本体（1）固定连接，支撑箱（45）内设有第二转轴（46），第二转轴（46）贯穿支撑箱（45）的一侧内壁，第二转轴（46）和支撑箱（45）的连接处设有第二轴承（47），且第二转轴（46）的一端和旋转块（43）固定连接，第二转轴（46）的另一端与位于支撑箱（45）内的齿轮（48）固定连接，齿轮（48）的一侧设有齿板（49），齿板（49）和齿轮（48）相啮合，取样筒本体（1）上设有与齿板（49）相配合的升降器。

7.根据权利要求6所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述升降器包括固定安装于齿板（49）顶部的升降板（50），升降板（50）贯穿支撑箱（45）的顶部内壁，取样筒本体（1）的外部套设有活动环（51），升降板（50）的顶端和活动环（51）的底部固定连接，活动环（51）的上方设有若干第二固定板（53），第二固定板（53）和取样筒本体（1）固定连接，第二固定板（53）和活动环（51）通过第二液压伸缩杆（52）连接，支撑箱（45）的内壁上开设有第二导向槽（54），齿板（49）上固定连接有第二导向块（55），第二导向块（55）位于第二导向槽（54）内，且第二导向块（55）和第二导向槽（54）的横截面均为T形结构。

8.根据权利要求1所述的一种用于深海沉积物土工参数快速测试的取样装置，其特征在于：所述取样筒本体（1）的外部套设有固定连接的支撑环（56），支撑环（56）上开设有若干第二限位孔（57），配重环（4）的底部固定连接有若干限位柱（58），且限位柱（58）插入对应的第二限位孔（57）内。