CN115791264A - 一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩石取样技术领域，且公开了一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置及方法，解决了岩土取样装置单次只便于进行一次取样，而且每次取样钻取角度是固定的，存在一定局限性的问题，其包括支撑环，所述支撑环内设有旋转箱，旋转箱和支撑环通过倾斜角度调节器连接，支撑环的底部设有若干缓冲支撑件，旋转箱的底部设有转盘，转盘和旋转箱通过旋转单元连接，转盘的底部设有若干取样管，转盘的底部开设有若干放置槽，取样管的外部固定套设有位于放置槽内的固定座，固定座和放置槽通过锁死件连接，固定座的顶部固定连接有固定环；便于调节钻取角度，同时可以进行多次取样，不需要频繁的回收取样装置，提高了工作效率。

Description

一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置及方法

技术领域

本发明属于岩石取样技术领域，具体为一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置及方法。

背景技术

无论是研究海底地质构造，还是进行海洋勘探，或从事大陆架工程地质勘察都离不开海底取样，现有技术中，公开号为CN209802727U的中国专利公开了一种海洋地质调查用岩土取样装置，通过电伸缩杆带动取样管伸长，驱动电机使得取样管旋转，可对海底较为坚硬的岩石进行快速取样。

但是发明人发现，岩土取样装置单次只便于进行一次取样，就要把取样装置回收，取出取样的岩石，而且每次取样钻取角度是固定的，存在一定的局限性。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置及方法，有效的解决了上述背景技术中岩土取样装置单次只便于进行一次取样，而且每次取样钻取角度是固定的，存在一定局限性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，包括支撑环，所述支撑环内设有旋转箱，旋转箱和支撑环通过倾斜角度调节器连接，支撑环的底部设有若干缓冲支撑件，旋转箱的底部设有转盘，转盘和旋转箱通过旋转单元连接，转盘的底部设有若干取样管，转盘的底部开设有若干放置槽，取样管的外部固定套设有位于放置槽内的固定座，固定座和放置槽通过锁死件连接，固定座的顶部固定连接有固定环，旋转箱内设有连接柱，旋转箱的上方设有顶板，顶板上设有线缆，顶板和旋转箱通过第一液压伸缩杆连接，顶板的底部固定连接有第一防水电机，第一防水电机的输出端固定连接有第一转轴，第一转轴的底端与连接柱固定连接，放置槽上开设有与连接柱相配合的第一通孔，连接柱的底端贯穿第一通孔，且连接柱的底端位于固定环内，连接柱和固定环通过升降拆装组件连接；

升降拆装组件包括对称设置于连接柱两侧的滑块，滑块上设有倾斜面，固定环的内壁上开设有与滑块相配合的滑槽，连接柱内开设有控制腔室，控制腔室内设有与滑块相配合的弹性滑动件，控制腔室内设有棱柱，棱柱的底端贯穿连接柱，棱柱的顶端固定连接有连接板，棱柱的外部套设有拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别与控制腔室的底部内壁和连接板的底部固定连接，连接板的底部固定连接有两个限位条，滑块上开设有与限位条相适配的第一限位槽，连接柱的两侧对称设有与滑块相配合的推板，滑槽上开设有与推板相配合的第一插槽，推板和旋转箱通过升降器连接。

优选的，所述弹性滑动件包括固定安装于控制腔室内壁上的第一支撑部，滑块的一端和第一支撑部通过第一压缩弹簧连接，控制腔室的内壁上开设有导向槽，滑块的底部固定连接有与导向槽相配合的导向块。

优选的，所述升降器包括套设于连接柱外部的活动环，活动环的两侧分别固定连接有第二支撑部，第二支撑部的底部和旋转箱通过第二液压伸缩杆连接。

优选的，所述活动环的一侧固定连接有第三支撑部，第三支撑部的底部固定连接有磁铁，转盘的顶部开设有若干第二插槽，旋转箱的底部内壁开设有第二通孔，第二通孔内设有插板，插板的底部插接于其中一个第二插槽内，插板的顶部固定连接有与磁铁相配合的铁板，旋转箱内固定连接有支撑板，支撑板的顶部固定连接有固定板，固定板的底部和插板的顶部通过第二压缩弹簧连接。

优选的，所述倾斜角度调节器包括对称设置于旋转箱两侧的第二转轴，第二转轴和旋转箱固定连接，且第二转轴贯穿支撑环，第二转轴和支撑环的连接处设有第一轴承，支撑环上固定连接有第二防水电机，第二防水电机的输出端与其中一个第二转轴固定连接。

优选的，所述缓冲支撑件包括设置于支撑环下方的活动柱，活动柱的底部固定连接有底板，活动柱上开设有第一凹槽，第一凹槽内设有固定柱，固定柱的顶部和支撑环的底部固定连接，固定柱的底部和第一凹槽的底部内壁通过缓冲弹簧连接。

优选的，所述锁死件包括若干限位柱，放置槽上开设有与限位柱相配合的第二限位槽，固定座上开设有与限位柱相配合的第二凹槽，限位柱的一端插接于第二限位槽内，限位柱的另一端插接于第二凹槽内，且限位柱的一端和第二凹槽的一侧内壁通过第三压缩弹簧连接，第二凹槽上开设有防脱槽，防脱槽内设有防脱块，防脱块和限位柱固定连接。

优选的，所述取样管内设有活动座，活动座的顶部和取样管的顶部内壁通过第四压缩弹簧连接，取样管的顶部内壁开设有顶出孔，取样管的两侧内壁对称开设有第三凹槽，第三凹槽内设有夹板，夹板和第三凹槽的内壁通过第五压缩弹簧连接，夹板和活动座相接触。

优选的，所述旋转单元包括固定安装于转盘顶部的第三转轴，第三转轴的顶端延伸至旋转箱内，第三转轴的顶端和旋转箱通过第二轴承连接，第三转轴的外部套设有固定连接的齿环，旋转箱内固定连接有第三防水电机，第三防水电机的输出端固定连接有与齿环相啮合的齿轮。

本发明还提供了一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样方法，包括如上述所述的钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，包括以下步骤：

步骤一：将取样装置放入取样位置，通过缓冲支撑件进行缓冲支撑，通过倾斜角度调节器调节旋转箱的倾斜角度，以改变取样管的倾斜角度；

步骤二：第一液压伸缩杆驱动顶板朝向旋转箱移动，以使第一防水电机和第一转轴驱动连接柱移动，连接柱驱动固定环和固定座移动，取样管朝向取样位置移动，通过第一防水电机驱动第一转轴旋转，以使取样管旋转钻孔取样；

步骤三：当取样管取样结束后，第一液压伸缩杆驱动顶板远离旋转箱移动，以使固定座再次移动至放置槽内，通过锁死件的设计，以使固定座固定在放置槽内；

步骤四：通过升降器驱动推板移动，以使推板通过第一插槽滑入滑槽内，通过推板推动滑块移动，第一压缩弹簧处于压缩状态，以使滑块的一端不再插入滑槽内，同时第一限位槽移动至限位条的下方；

步骤五：第一液压伸缩杆持续驱动顶板移动，以使第一转轴驱动连接柱的底端从固定环内抽出，此时拉伸弹簧处于拉伸状态，随着连接柱的持续移动，拉伸弹簧驱动连接板和棱柱移动，限位条插入对应的第一限位槽内，以使滑块相对连接柱固定；

步骤六：升降器驱动推板移动，以使推板的一端脱离滑槽和第一插槽，避免推板干涉转盘旋转，当连接柱和棱柱脱离固定环时，旋转单元驱动转盘旋转，以使下一个固定环和取样管移动至连接柱的一端；

步骤七：第一液压伸缩杆驱动顶板朝向旋转箱移动，以使第一转轴驱动连接柱的一端插入固定环内，棱柱与取样管接触，随着连接柱的持续移动，连接板和限位条在控制腔室内移动，拉伸弹簧处于拉伸状态；

步骤八：当限位条脱离第一限位槽时，第一压缩弹簧驱动滑块移动，以使滑块的一端插入对应的滑槽内，使得连接柱相对固定环固定，通过倾斜角度调节器调节旋转箱的倾斜角度，以改变取样管的倾斜角度，返回执行步骤二，直至所有取样管均完成取样，对取样装置进行回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、将取样装置放入取样位置，通过缓冲支撑件进行缓冲支撑，通过倾斜角度调节器调节旋转箱的倾斜角度，以改变取样管的倾斜角度，第一液压伸缩杆驱动顶板朝向旋转箱移动，以使第一防水电机和第一转轴驱动连接柱移动，连接柱驱动固定环和固定座移动，取样管朝向取样位置移动，通过第一防水电机驱动第一转轴旋转，以使取样管旋转钻孔取样，当取样管取样结束后，第一液压伸缩杆驱动顶板远离旋转箱移动，以使固定座再次移动至放置槽内，通过锁死件的设计，以使固定座固定在放置槽内，通过升降器驱动推板移动，以使推板通过第一插槽滑入滑槽内，通过推板推动滑块移动，第一压缩弹簧处于压缩状态，以使滑块的一端不再插入滑槽内，同时第一限位槽移动至限位条的下方，第一液压伸缩杆持续驱动顶板移动，以使第一转轴驱动连接柱的底端从固定环内抽出，此时拉伸弹簧处于拉伸状态，随着连接柱的持续移动，拉伸弹簧驱动连接板和棱柱移动，限位条插入对应的第一限位槽内，以使滑块相对连接柱固定，升降器驱动推板移动，以使推板的一端脱离滑槽和第一插槽，避免推板干涉转盘旋转，当连接柱和棱柱脱离固定环时，旋转单元驱动转盘旋转，以使下一个固定环和取样管移动至连接柱的一端，第一液压伸缩杆驱动顶板朝向旋转箱移动，以使第一转轴驱动连接柱的一端插入固定环内，棱柱与取样管接触，随着连接柱的持续移动，连接板和限位条在控制腔室内移动，拉伸弹簧处于拉伸状态，当限位条脱离第一限位槽时，第一压缩弹簧驱动滑块移动，以使滑块的一端插入对应的滑槽内，使得连接柱相对固定环固定，通过倾斜角度调节器调节旋转箱的倾斜角度，以改变取样管的倾斜角度，第一液压伸缩杆驱动顶板朝向旋转箱移动，固定座脱离放置槽，第一防水电机驱动第一转轴和连接柱旋转，即可通过取样管进行下一次的旋转钻孔取样，便于调节钻取角度，同时可以进行多次取样，不需要频繁的回收取样装置，提高了工作效率；

（2）、通过第一支撑部、第一压缩弹簧、导向槽和导向块的设计，以使得滑块相对连接柱弹性连接，且滑块相对连接柱平稳的滑动，通过第二液压伸缩杆驱动第二支撑部和活动环竖直方向移动，即可驱动推板相对连接柱移动，当取样管进行旋转取样时，插板插入第二插槽内，通过插板限位转盘的位置，减少转盘相对旋转箱晃动的可能，活动环驱动推板移动，使得滑块脱离滑槽时，第三支撑部和磁铁朝向铁板移动，磁铁和铁板相磁吸，活动环驱动推板移动，避免推板干涉转盘旋转时，磁铁驱动铁板和插板同步移动，第二压缩弹簧处于压缩状态，以使插板脱离第二插槽，解除对转盘位置的限定，通过旋转单元驱动转盘旋转，随着活动环和第三支撑部的持续移动，第二压缩弹簧的形变程度改变，第二压缩弹簧对插板施加的推力大于磁铁和铁板之间的磁吸力时，铁板和磁铁分开，插板和转盘相接触，随着转盘的旋转，当下一个对应的第二插槽移动至插板的一侧时，第二压缩弹簧驱动插板移动，以使插板的底端再次插入第二插槽内，通过插板限位转盘的位置，减少转盘相对旋转箱晃动的可能，增加了稳定性；

（3）、通过第二防水电机驱动第二转轴旋转，第二转轴驱动旋转箱旋转，即可改变旋转箱的倾斜角度，当底板与海底接触时，取样装置由于冲击力的作用，固定柱相对活动柱下移，缓冲弹簧处于压缩状态，通过缓冲弹簧进行弹性缓冲，当固定座脱离放置槽时，限位柱的一端从第二限位槽内滑出，第三压缩弹簧处于压缩状态，当固定座滑入放置槽内时，第三压缩弹簧驱动限位柱的一端插入第二限位槽内，即可使得固定座固定在放置槽内，通过防脱块和防脱槽的设计，当固定座从放置槽内伸出，且固定座和取样管旋转时，避免限位柱脱离第二凹槽；

（4）、取样管旋转取样的过程中，岩石插入取样管内，随着取样管的持续移动，岩石在取样管内移动，当岩石推动活动座移动时，第四压缩弹簧处于压缩状态，岩石移动至两个夹板之间，第五压缩弹簧对夹板施加压力，以使两个夹板夹持住岩石，避免岩石从取样管内滑出，需要驱动取样管内的岩石时，人工驱动取样管移动，使得固定座脱离放置槽，顶出杆贯穿顶出孔，顶出杆推动活动座移动，以使活动座移动至两个夹板之间，两个夹板不再夹持岩石，解除对岩石的固定，倒出位于取样管内的岩石，顶出杆采用直径小于顶出孔孔径的圆柱状工具，第三防水电机驱动齿轮旋转，通过齿轮和齿环的配合，齿轮驱动齿环和第三转轴旋转，第三转轴驱动转盘相对旋转箱旋转。

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为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明缓冲支撑件拆分的结构示意图；

图3为本发明旋转箱内部的结构示意图；

图4为本发明图3中A处的局部放大示意图；

图5为本发明取样管内部的结构示意图；

图6为本发明弹性滑动件的结构示意图；

图7为本发明连接柱剖切的结构示意图；

图8为本发明转盘剖切的结构示意图。

图中：1、支撑环；2、旋转箱；3、转盘；4、取样管；5、放置槽；6、固定座；7、固定环；8、连接柱；9、顶板；10、线缆；11、第一液压伸缩杆；12、滑槽；13、控制腔室；14、滑块；15、棱柱；16、连接板；17、拉伸弹簧；18、限位条；19、第一限位槽；20、推板；21、第一插槽；22、第一通孔；23、顶出孔；24、第一支撑部；25、第一压缩弹簧；26、导向槽；27、导向块；28、活动环；29、第二液压伸缩杆；30、第二支撑部；31、第三支撑部；32、磁铁；33、第二插槽；34、插板；35、铁板；36、支撑板；37、固定板；38、第二压缩弹簧；39、第一防水电机；40、第一转轴；41、第二转轴；42、第一轴承；43、第二防水电机；44、活动柱；45、底板；46、第一凹槽；47、固定柱；48、缓冲弹簧；49、限位柱；50、第二限位槽；51、第二凹槽；52、第三压缩弹簧；53、防脱槽；54、防脱块；55、活动座；56、第四压缩弹簧；57、第三凹槽；58、夹板；59、第五压缩弹簧；60、齿环；61、第三转轴；62、第二轴承；63、第三防水电机；64、齿轮；65、第二通孔。

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，本发明包括支撑环1，支撑环1内设有旋转箱2，旋转箱2和支撑环1通过倾斜角度调节器连接，支撑环1的底部设有若干缓冲支撑件，旋转箱2的底部设有转盘3，转盘3和旋转箱2通过旋转单元连接，转盘3的底部设有若干取样管4，转盘3的底部开设有若干放置槽5，取样管4的外部固定套设有位于放置槽5内的固定座6，固定座6和放置槽5通过锁死件连接，固定座6的顶部固定连接有固定环7，旋转箱2内设有连接柱8，旋转箱2的上方设有顶板9，顶板9上设有线缆10，顶板9和旋转箱2通过第一液压伸缩杆11连接，顶板9的底部固定连接有第一防水电机39，第一防水电机39的输出端固定连接有第一转轴40，第一转轴40的底端与连接柱8固定连接，放置槽5上开设有与连接柱8相配合的第一通孔22，连接柱8的底端贯穿第一通孔22，且连接柱8的底端位于固定环7内，连接柱8和固定环7通过升降拆装组件连接；

升降拆装组件包括对称设置于连接柱8两侧的滑块14，滑块14上设有倾斜面，固定环7的内壁上开设有与滑块14相配合的滑槽12，连接柱8内开设有控制腔室13，控制腔室13内设有与滑块14相配合的弹性滑动件，控制腔室13内设有棱柱15，棱柱15的底端贯穿连接柱8，棱柱15的顶端固定连接有连接板16，棱柱15的外部套设有拉伸弹簧17，拉伸弹簧17的两端分别与控制腔室13的底部内壁和连接板16的底部固定连接，连接板16的底部固定连接有两个限位条18，滑块14上开设有与限位条18相适配的第一限位槽19，连接柱8的两侧对称设有与滑块14相配合的推板20，滑槽12上开设有与推板20相配合的第一插槽21，推板20和旋转箱2通过升降器连接。

实施例二，在实施例一的基础上，由图3、图4、图6、图7和图8给出，弹性滑动件包括固定安装于控制腔室13内壁上的第一支撑部24，滑块14的一端和第一支撑部24通过第一压缩弹簧25连接，控制腔室13的内壁上开设有导向槽26，滑块14的底部固定连接有与导向槽26相配合的导向块27，升降器包括套设于连接柱8外部的活动环28，活动环28的两侧分别固定连接有第二支撑部30，第二支撑部30的底部和旋转箱2通过第二液压伸缩杆29连接，活动环28的一侧固定连接有第三支撑部31，第三支撑部31的底部固定连接有磁铁32，转盘3的顶部开设有若干第二插槽33，旋转箱2的底部内壁开设有第二通孔65，第二通孔65内设有插板34，插板34的底部插接于其中一个第二插槽33内，插板34的顶部固定连接有与磁铁32相配合的铁板35，旋转箱2内固定连接有支撑板36，支撑板36的顶部固定连接有固定板37，固定板37的底部和插板34的顶部通过第二压缩弹簧38连接；

通过第一支撑部24、第一压缩弹簧25、导向槽26和导向块27的设计，以使得滑块14相对连接柱8弹性连接，且滑块14相对连接柱8平稳的滑动，通过第二液压伸缩杆29驱动第二支撑部30和活动环28竖直方向移动，即可驱动推板20相对连接柱8移动，当取样管4进行旋转取样时，插板34插入第二插槽33内，通过插板34限位转盘3的位置，减少转盘3相对旋转箱2晃动的可能，活动环28驱动推板20移动，使得滑块14脱离滑槽12时，第三支撑部31和磁铁32朝向铁板35移动，磁铁32和铁板35相磁吸，活动环28驱动推板20移动，避免推板20干涉转盘3旋转时，磁铁32驱动铁板35和插板34同步移动，第二压缩弹簧38处于压缩状态，以使插板34脱离第二插槽33，解除对转盘3位置的限定，通过旋转单元驱动转盘3旋转，随着活动环28和第三支撑部31的持续移动，第二压缩弹簧38的形变程度改变，第二压缩弹簧38对插板34施加的推力大于磁铁32和铁板35之间的磁吸力时，铁板35和磁铁32分开，插板34和转盘3相接触，随着转盘3的旋转，当下一个对应的第二插槽33移动至插板34的一侧时，第二压缩弹簧38驱动插板34移动，以使插板34的底端再次插入第二插槽33内，通过插板34限位转盘3的位置，减少转盘3相对旋转箱2晃动的可能，增加了稳定性。

实施例三，在实施例一的基础上，由图1、图2、图5和图8给出，倾斜角度调节器包括对称设置于旋转箱2两侧的第二转轴41，第二转轴41和旋转箱2固定连接，且第二转轴41贯穿支撑环1，第二转轴41和支撑环1的连接处设有第一轴承42，支撑环1上固定连接有第二防水电机43，第二防水电机43的输出端与其中一个第二转轴41固定连接，缓冲支撑件包括设置于支撑环1下方的活动柱44，活动柱44的底部固定连接有底板45，活动柱44上开设有第一凹槽46，第一凹槽46内设有固定柱47，固定柱47的顶部和支撑环1的底部固定连接，固定柱47的底部和第一凹槽46的底部内壁通过缓冲弹簧48连接，锁死件包括若干限位柱49，放置槽5上开设有与限位柱49相配合的第二限位槽50，固定座6上开设有与限位柱49相配合的第二凹槽51，限位柱49的一端插接于第二限位槽50内，限位柱49的另一端插接于第二凹槽51内，且限位柱49的一端和第二凹槽51的一侧内壁通过第三压缩弹簧52连接，第二凹槽51上开设有防脱槽53，防脱槽53内设有防脱块54，防脱块54和限位柱49固定连接；

通过第二防水电机43驱动第二转轴41旋转，第二转轴41驱动旋转箱2旋转，即可改变旋转箱2的倾斜角度，当底板45与海底接触时，取样装置由于冲击力的作用，固定柱47相对活动柱44下移，缓冲弹簧48处于压缩状态，通过缓冲弹簧48进行弹性缓冲，当固定座6脱离放置槽5时，限位柱49的一端从第二限位槽50内滑出，第三压缩弹簧52处于压缩状态，当固定座6滑入放置槽5内时，第三压缩弹簧52驱动限位柱49的一端插入第二限位槽50内，即可使得固定座6固定在放置槽5内，通过防脱块54和防脱槽53的设计，当固定座6从放置槽5内伸出，且固定座6和取样管4旋转时，避免限位柱49脱离第二凹槽51。

实施例四，在实施例一的基础上，由图3和图5给出，取样管4内设有活动座55，活动座55的顶部和取样管4的顶部内壁通过第四压缩弹簧56连接，取样管4的顶部内壁开设有顶出孔23，取样管4的两侧内壁对称开设有第三凹槽57，第三凹槽57内设有夹板58，夹板58和第三凹槽57的内壁通过第五压缩弹簧59连接，夹板58和活动座55相接触，旋转单元包括固定安装于转盘3顶部的第三转轴61，第三转轴61的顶端延伸至旋转箱2内，第三转轴61的顶端和旋转箱2通过第二轴承62连接，第三转轴61的外部套设有固定连接的齿环60，旋转箱2内固定连接有第三防水电机63，第三防水电机63的输出端固定连接有与齿环60相啮合的齿轮64；

取样管4旋转取样的过程中，岩石插入取样管4内，随着取样管4的持续移动，岩石在取样管4内移动，当岩石推动活动座55移动时，第四压缩弹簧56处于压缩状态，岩石移动至两个夹板58之间，第五压缩弹簧59对夹板58施加压力，以使两个夹板58夹持住岩石，避免岩石从取样管4内滑出，需要驱动取样管4内的岩石时，人工驱动取样管4移动，使得固定座6脱离放置槽5，顶出杆贯穿顶出孔23，顶出杆推动活动座55移动，以使活动座55移动至两个夹板58之间，两个夹板58不再夹持岩石，解除对岩石的固定，倒出位于取样管4内的岩石，顶出杆采用直径小于顶出孔23孔径的圆柱状工具，第三防水电机63驱动齿轮64旋转，通过齿轮64和齿环60的配合，齿轮64驱动齿环60和第三转轴61旋转，第三转轴61驱动转盘3相对旋转箱2旋转。

本实施例的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样方法，包括如上述的钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，包括以下步骤：

将取样装置放入取样位置，通过缓冲支撑件进行缓冲支撑，通过倾斜角度调节器调节旋转箱2的倾斜角度，以改变取样管4的倾斜角度；

步骤二：第一液压伸缩杆11驱动顶板9朝向旋转箱2移动，以使第一防水电机39和第一转轴40驱动连接柱8移动，连接柱8驱动固定环7和固定座6移动，取样管4朝向取样位置移动，通过第一防水电机39驱动第一转轴40旋转，以使取样管4旋转钻孔取样；

步骤三：当取样管4取样结束后，第一液压伸缩杆11驱动顶板9远离旋转箱2移动，以使固定座6再次移动至放置槽5内，通过锁死件的设计，以使固定座6固定在放置槽5内；

步骤四：通过升降器驱动推板20移动，以使推板20通过第一插槽21滑入滑槽12内，通过推板20推动滑块14移动，第一压缩弹簧25处于压缩状态，以使滑块14的一端不再插入滑槽12内，同时第一限位槽19移动至限位条18的下方；

步骤五：第一液压伸缩杆11持续驱动顶板9移动，以使第一转轴40驱动连接柱8的底端从固定环7内抽出，此时拉伸弹簧17处于拉伸状态，随着连接柱8的持续移动，拉伸弹簧17驱动连接板16和棱柱15移动，限位条18插入对应的第一限位槽19内，以使滑块14相对连接柱8固定；

步骤六：升降器驱动推板20移动，以使推板20的一端脱离滑槽12和第一插槽21，避免推板20干涉转盘3旋转，当连接柱8和棱柱15脱离固定环7时，旋转单元驱动转盘3旋转，以使下一个固定环7和取样管4移动至连接柱8的一端；

步骤七：第一液压伸缩杆11驱动顶板9朝向旋转箱2移动，以使第一转轴40驱动连接柱8的一端插入固定环7内，棱柱15与取样管4接触，随着连接柱8的持续移动，连接板16和限位条18在控制腔室13内移动，拉伸弹簧17处于拉伸状态；

步骤八：当限位条18脱离第一限位槽19时，第一压缩弹簧25驱动滑块14移动，以使滑块14的一端插入对应的滑槽12内，使得连接柱8相对固定环7固定，通过倾斜角度调节器调节旋转箱2的倾斜角度，以改变取样管4的倾斜角度，返回执行步骤二，直至所有取样管4均完成取样，对取样装置进行回收。

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 (10)

1.一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，包括支撑环（1），其特征在于：所述支撑环（1）内设有旋转箱（2），旋转箱（2）和支撑环（1）通过倾斜角度调节器连接，支撑环（1）的底部设有若干缓冲支撑件，旋转箱（2）的底部设有转盘（3），转盘（3）和旋转箱（2）通过旋转单元连接，转盘（3）的底部设有若干取样管（4），转盘（3）的底部开设有若干放置槽（5），取样管（4）的外部固定套设有位于放置槽（5）内的固定座（6），固定座（6）和放置槽（5）通过锁死件连接，固定座（6）的顶部固定连接有固定环（7），旋转箱（2）内设有连接柱（8），旋转箱（2）的上方设有顶板（9），顶板（9）上设有线缆（10），顶板（9）和旋转箱（2）通过第一液压伸缩杆（11）连接，顶板（9）的底部固定连接有第一防水电机（39），第一防水电机（39）的输出端固定连接有第一转轴（40），第一转轴（40）的底端与连接柱（8）固定连接，放置槽（5）上开设有与连接柱（8）相配合的第一通孔（22），连接柱（8）的底端贯穿第一通孔（22），且连接柱（8）的底端位于固定环（7）内，连接柱（8）和固定环（7）通过升降拆装组件连接；

升降拆装组件包括对称设置于连接柱（8）两侧的滑块（14），滑块（14）上设有倾斜面，固定环（7）的内壁上开设有与滑块（14）相配合的滑槽（12），连接柱（8）内开设有控制腔室（13），控制腔室（13）内设有与滑块（14）相配合的弹性滑动件，控制腔室（13）内设有棱柱（15），棱柱（15）的底端贯穿连接柱（8），棱柱（15）的顶端固定连接有连接板（16），棱柱（15）的外部套设有拉伸弹簧（17），拉伸弹簧（17）的两端分别与控制腔室（13）的底部内壁和连接板（16）的底部固定连接，连接板（16）的底部固定连接有两个限位条（18），滑块（14）上开设有与限位条（18）相适配的第一限位槽（19），连接柱（8）的两侧对称设有与滑块（14）相配合的推板（20），滑槽（12）上开设有与推板（20）相配合的第一插槽（21），推板（20）和旋转箱（2）通过升降器连接。

2.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述弹性滑动件包括固定安装于控制腔室（13）内壁上的第一支撑部（24），滑块（14）的一端和第一支撑部（24）通过第一压缩弹簧（25）连接，控制腔室（13）的内壁上开设有导向槽（26），滑块（14）的底部固定连接有与导向槽（26）相配合的导向块（27）。

3.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述升降器包括套设于连接柱（8）外部的活动环（28），活动环（28）的两侧分别固定连接有第二支撑部（30），第二支撑部（30）的底部和旋转箱（2）通过第二液压伸缩杆（29）连接。

4.根据权利要求3所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述活动环（28）的一侧固定连接有第三支撑部（31），第三支撑部（31）的底部固定连接有磁铁（32），转盘（3）的顶部开设有若干第二插槽（33），旋转箱（2）的底部内壁开设有第二通孔（65），第二通孔（65）内设有插板（34），插板（34）的底部插接于其中一个第二插槽（33）内，插板（34）的顶部固定连接有与磁铁（32）相配合的铁板（35），旋转箱（2）内固定连接有支撑板（36），支撑板（36）的顶部固定连接有固定板（37），固定板（37）的底部和插板（34）的顶部通过第二压缩弹簧（38）连接。

5.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述倾斜角度调节器包括对称设置于旋转箱（2）两侧的第二转轴（41），第二转轴（41）和旋转箱（2）固定连接，且第二转轴（41）贯穿支撑环（1），第二转轴（41）和支撑环（1）的连接处设有第一轴承（42），支撑环（1）上固定连接有第二防水电机（43），第二防水电机（43）的输出端与其中一个第二转轴（41）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述缓冲支撑件包括设置于支撑环（1）下方的活动柱（44），活动柱（44）的底部固定连接有底板（45），活动柱（44）上开设有第一凹槽（46），第一凹槽（46）内设有固定柱（47），固定柱（47）的顶部和支撑环（1）的底部固定连接，固定柱（47）的底部和第一凹槽（46）的底部内壁通过缓冲弹簧（48）连接。

7.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述锁死件包括若干限位柱（49），放置槽（5）上开设有与限位柱（49）相配合的第二限位槽（50），固定座（6）上开设有与限位柱（49）相配合的第二凹槽（51），限位柱（49）的一端插接于第二限位槽（50）内，限位柱（49）的另一端插接于第二凹槽（51）内，且限位柱（49）的一端和第二凹槽（51）的一侧内壁通过第三压缩弹簧（52）连接，第二凹槽（51）上开设有防脱槽（53），防脱槽（53）内设有防脱块（54），防脱块（54）和限位柱（49）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述取样管（4）内设有活动座（55），活动座（55）的顶部和取样管（4）的顶部内壁通过第四压缩弹簧（56）连接，取样管（4）的顶部内壁开设有顶出孔（23），取样管（4）的两侧内壁对称开设有第三凹槽（57），第三凹槽（57）内设有夹板（58），夹板（58）和第三凹槽（57）的内壁通过第五压缩弹簧（59）连接，夹板（58）和活动座（55）相接触。

9.根据权利要求1所述的一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：所述旋转单元包括固定安装于转盘（3）顶部的第三转轴（61），第三转轴（61）的顶端延伸至旋转箱（2）内，第三转轴（61）的顶端和旋转箱（2）通过第二轴承（62）连接，第三转轴（61）的外部套设有固定连接的齿环（60），旋转箱（2）内固定连接有第三防水电机（63），第三防水电机（63）的输出端固定连接有与齿环（60）相啮合的齿轮（64）。

10.一种钻取角度可调的海洋深海岩石取样方法，包括如权利要求2所述的钻取角度可调的海洋深海岩石取样装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将取样装置放入取样位置，通过缓冲支撑件进行缓冲支撑，通过倾斜角度调节器调节旋转箱（2）的倾斜角度，以改变取样管（4）的倾斜角度；

步骤二：第一液压伸缩杆（11）驱动顶板（9）朝向旋转箱（2）移动，以使第一防水电机（39）和第一转轴（40）驱动连接柱（8）移动，连接柱（8）驱动固定环（7）和固定座（6）移动，取样管（4）朝向取样位置移动，通过第一防水电机（39）驱动第一转轴（40）旋转，以使取样管（4）旋转钻孔取样；

步骤三：当取样管（4）取样结束后，第一液压伸缩杆（11）驱动顶板（9）远离旋转箱（2）移动，以使固定座（6）再次移动至放置槽（5）内，通过锁死件的设计，以使固定座（6）固定在放置槽（5）内；

步骤四：通过升降器驱动推板（20）移动，以使推板（20）通过第一插槽（21）滑入滑槽（12）内，通过推板（20）推动滑块（14）移动，第一压缩弹簧（25）处于压缩状态，以使滑块（14）的一端不再插入滑槽（12）内，同时第一限位槽（19）移动至限位条（18）的下方；

步骤五：第一液压伸缩杆（11）持续驱动顶板（9）移动，以使第一转轴（40）驱动连接柱（8）的底端从固定环（7）内抽出，此时拉伸弹簧（17）处于拉伸状态，随着连接柱（8）的持续移动，拉伸弹簧（17）驱动连接板（16）和棱柱（15）移动，限位条（18）插入对应的第一限位槽（19）内，以使滑块（14）相对连接柱（8）固定；

步骤六：升降器驱动推板（20）移动，以使推板（20）的一端脱离滑槽（12）和第一插槽（21），避免推板（20）干涉转盘（3）旋转，当连接柱（8）和棱柱（15）脱离固定环（7）时，旋转单元驱动转盘（3）旋转，以使下一个固定环（7）和取样管（4）移动至连接柱（8）的一端；

步骤七：第一液压伸缩杆（11）驱动顶板（9）朝向旋转箱（2）移动，以使第一转轴（40）驱动连接柱（8）的一端插入固定环（7）内，棱柱（15）与取样管（4）接触，随着连接柱（8）的持续移动，连接板（16）和限位条（18）在控制腔室（13）内移动，拉伸弹簧（17）处于拉伸状态；

步骤八：当限位条（18）脱离第一限位槽（19）时，第一压缩弹簧（25）驱动滑块（14）移动，以使滑块（14）的一端插入对应的滑槽（12）内，使得连接柱（8）相对固定环（7）固定，通过倾斜角度调节器调节旋转箱（2）的倾斜角度，以改变取样管（4）的倾斜角度，返回执行步骤二，直至所有取样管（4）均完成取样，对取样装置进行回收。

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