CN116007986B - 一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，涉及海底沉积物检测取样技术领域。包括有支撑板，支撑板的下侧面固接有固定套管，固定套管的下部固接有稳定壳体，稳定壳体设置为锥台形，支撑板的上侧面对称式固接有配重物，稳定壳体外侧面的下部周向等间距设置有配重物稳定壳体的内上部固接有第一固定板，第一固定板的中部转动连接有转动球体，转动球体的下部固接有第二固定板，第二固定板的下部设置有探测取样机构。本发明利用取样壳的自身重力，使取样壳带动着转动球体和其上部件沿第一固定板转动，保证取样壳始终与海底沉积物保持垂直，避免取样壳取得的海底沉积物发生倾斜，造成海底沉积物结构发生变化。

Description

一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置

技术领域

本发明涉及海底沉积物检测取样技术领域，尤其涉及一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置。

背景技术

海底沉积物检测是海洋生态环境监测的重要组成部分之一，通过对海洋沉积物进行测定，根据分析测定所得到的数据，可以更好的指导我们对海洋生态环境进行监测保护。

公开号为CN114216516A公开了一种缆控海底沉积物声温同步探测取样装置及方法，固定组件用于装置的固定组装、与船载通讯缆的连接，声学参数原位探测系统用于海底沉积物声速、声衰减等声学参数的实时获取，温度梯度原位探测系统用于海底沉积物多点位温度的测量，浅表层沉积物取样系统用于探测区域柱状沉积物样品的获取，实时通讯控制系统用于作业过程中对系统的操控，以及实时数据的采集传输存储。对比文件中虽然能实现对海底沉积物进行检测、无扰动取样，但是在对海底沉积物进行取样时，是通过迅速释放通讯缆，在重力的作用下使取样装置插入到海底沉积物中进行取样，受海水中洋流的冲击作用，快速释放的通讯缆不能保证上述检测取样装置的采样管垂直插入到海底沉积物内，在取样结束后的复位过程中，上述检测取样装置通讯缆牵引作用下，倾斜的采样管会摆动至竖直状态，采样管内部的海底沉积物随上述检测取样装置的采样管摆正，海底沉积物样品在采样管内部翻转流动，造成海底沉积物整体分层结构受到破坏，影响后续对海底沉积物的检测分析。

发明内容

为了克服现有探测取样装置的缺点，本发明提供了一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置。

本发明的技术方案如下：一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，包括有支撑板，支撑板的下侧面固接有固定套管，固定套管的下部固接有稳定壳体，稳定壳体设置为锥台形，支撑板的上侧面固接有承重接头，承重接头连接有通讯缆绳，支撑板的上侧面对称式固接有配重物，稳定壳体外侧面的下部周向等间距设置有配重物，稳定壳体的内上部固接有第一固定板，第一固定板的中部转动连接有转动球体，转动球体的下部固接有第二固定板，第二固定板的下部设置有探测取样机构，稳定壳体接触到海底并倾斜时，探测取样机构在重力的作用下随转动球体转动，保持探测取样机构与海底垂直，固定套管内设置用于对转动球体限位的取样限位机构，探测取样机构设置有用于防止样品滑落的密封机构，探测取样机构、取样限位机构和密封机构均通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，探测取样机构包括有对称设置的导向杆，导向杆固接于第二固定板的下侧面，对称的导向杆之间滑动连接有滑动箱，滑动箱的中部嵌有取样壳，转动球体的中部设置有通水孔，取样壳的上端与转动球体的通水孔密封配合，其中一个导向杆的一侧设置有一排齿牙，滑动箱内靠近设置有齿牙导向杆的一侧固接有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴穿过滑动箱且与其密封配合，第一驱动电机的输出轴固接有与导向杆齿牙啮合的齿轮，滑动箱的一侧设置有水下摄像头，第二固定板的一侧嵌有声学发射换能器，第二固定板的另一侧嵌有深度检测器，取样壳的一侧通过安装架固接有声学接收换能器，取样壳的另一侧通过安装架固接有温度探测器，声学接收换能器和温度探测器的下端均设置为尖状，支撑板的一侧固接有温度处理模块，支撑板的另一侧固接有声学处理模块，声学发射换能器和声学接收换能器均与声学处理模块电连接，电动推杆、水下摄像头、声学发射换能器、声学接收换能器、温度探测器、温度处理模块和声学处理模块均通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，取样限位机构包括有第三固定板，第三固定板固接于固定套管的内下侧，第三固定板与固定套管密封配合，第三固定板的中部贯穿式滑动连接有滑动柱，滑动柱与第三固定板密封配合，滑动柱的下端固接有与转动球体挤压配合的弧形壳，第三固定板的上侧面通过安装座固接有电动推杆，电动推杆的伸缩端与滑动柱固接，电动推杆通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，弧形壳等间距设置有通水孔，且弧形壳的下侧面设置有摩擦片。

进一步说明，取样壳的下端设置为扇形，取样壳下端的相对面设置有U形滑槽，取样壳的底部设置有对称分布凹槽，密封机构包括有密封板，密封板滑动设置于取样壳一侧的凹槽内，密封板的上端连接有第一连接绳，第一连接绳滑动连接于取样壳的侧壁内，取样壳另一侧的凹槽内滑动设置有用于密封的连接杆，连接杆与密封板之间固接有第二连接绳，取样壳的U形滑槽内设置有弧形槽，第二连接绳滑动连接于取样壳的弧形槽内，用于防止第二连接绳扰动沉积物样品结构，第二连接绳连接有第三连接绳，第三连接绳滑动连接于取样壳的侧壁内，第一连接绳和第三连接绳的上端均穿过取样壳，第一连接绳和第三连接绳的上端位于滑动箱的空腔内，且第一连接绳的上端与滑动箱之间固接有拉簧，滑动箱内远离第一驱动电机的一侧固接有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴安装有用于收卷第三连接绳的收卷轮，第二驱动电机通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，密封板设置为抗拉伸的弹性材质，且密封板的下侧设置为锥形，用于割裂海底沉积物。

进一步说明，还包括有用于降低稳定壳体下放过程中所受阻力的辅助减阻机构，辅助减阻机构设置于稳定壳体，稳定壳体的周向等间距设置有方形通孔，辅助减阻机构包括有防水壳，防水壳的上部固接于固定套管，防水壳的下部固接于稳定壳体，防水壳的部和下部之间转动连接有第一连接环，第一连接环与防水壳密封配合，第一连接环的外环面固接有转动壳，转动壳与稳定壳体转动配合，第一连接环的内环面固接有弧形齿条，防水壳内壁固接有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴固接有与弧形齿条啮合的齿轮，第三驱动电机通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，还包括有用于防止稳定壳体偏移取样位置的水平纠正机构，水平纠正机构设置于固定套管，水平纠正机构包括有第二转动环，第二转动环转动连接于固定套管，第二转动环将固定套管分成上下两部分，第二转动环与固定套管密封配合，支撑板的下侧面与固定套管的下部之间对称式固接有L形限位柱，第二转动环对称式转动连接有第一电动涡扇，第一电动涡扇用于偏移取样稳定壳体偏移取样位置，第二转动环的内环面设置有环形齿牙，固定套管内侧壁的上部固接有第四驱动电机，第四驱动电机的输出轴固接有与第二转动环内环面齿牙啮合的齿轮，第一电动涡扇和第四驱动电机均通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，还包括有用于清理取样壳内残留沉积物的清理机构，清理机构设置于防水壳，清理机构包括有对称式分布的连通管，连通管嵌于防水壳，连通管与固定套管的下部连通，连通管位于第三固定板的下侧，连通管内设置有第二电动涡扇，取样壳内侧面的下端固接有限位环，取样壳内滑动连接有清理壳，清理壳的上部固接有用于导向的滑动板，第二电动涡扇通过通讯缆绳与控制终端电连接。

进一步说明，清理壳的下侧面向内凹陷，清理壳的周向设置有软性密封条，用于对取样壳内侧壁残留物进行清理。

本发明还提供一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样方法，采用如上所述的装置，包括以下步骤：

(1)在使用本探测取样装置对海底沉积物进行探测取样时，工作人员利用起吊装置首先将本探测取样装置通过通讯缆绳缓慢下放，工作人员通过控制终端启动电动推杆，电动推杆的伸缩端通过滑动柱带动弧形壳向转动球体靠近，弧形壳凹槽面的摩擦片挤压接触转动球，对转动球体的位置进行限位固定；当稳定壳体接触到海底后，工作人员停止下放通讯缆绳，当稳定壳体的下端接触到海底后，工作人员通过控制终端控制电动推杆，使弧形壳远离转动球体，在配重物的重力作用下，稳定壳体与海底紧密接触，稳定壳体将取样壳环套在内部；若稳定壳体接触海底后发生倾斜，在取样壳的重力作用下，使取样壳带动着转动球体和其上部件沿第一固定板转动，保证取样壳始终与海底沉积物保持垂直；

(2)当转动球体和取样壳稳定之后，工作人员再次通过控制终端启动电动推杆，使弧形壳再次对转动球体进行限位；

(3)工作人员随后通过控制终端启动第一驱动电机，第一驱动电机通过输出轴上的齿轮与导向杆的齿牙传动，滑动箱和其上部的其他零件沿两根导向杆向下移动，取样壳、声学接收换能器和温度探测器均垂直缓慢插入到海底沉积物中，取样壳的上部与转动球体失去密封配合，取样壳缓慢插入到海底沉积物的过程中，取样壳对海底沉积物进行取样，同时利用声学发射换能器、声学接收换能器和温度探测器对海底沉积物进行探测，并将探测的数据传输至温度处理模块和声学处理模块中；

(4)对海底沉积物探测完毕后，工作人员启动第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴带动其上的收卷轮对第三连接绳进行收卷，第三连接绳向上拉动连接杆，连接杆通过两根第二连接绳，两根第二连接绳分别沿取样壳下端的弧形槽滑动，拉簧被拉伸，两根第二连接绳拉动密封板经过取样壳的U形滑槽移动到对侧的凹槽内，密封板下端的锥形结构对海底沉积物进行切分；密封板对取样壳的下部取样口进行密封；

(5)工作人员通过控制终端启动第一驱动电机，使滑动箱和其上部的其他部件复位，工作人员使用起吊装置收卷通讯缆绳，使本探测取样装置复位，在本探测取样装置复位的过程中，工作人员通过控制终端启动电动推杆，电动推杆的伸缩端带动弧形壳远离转动球体，当转动球体失去限位接触后，在重力的作用下，使转动球体和其上部的其他部件复位并保持垂直状态，转动球体复位后工作人员再次通过控制终端启动电动推杆，使弧形壳再次靠近转动球体并对其进行限位；

(6)在本探测取样装置复位后工作人员将取样壳内的样品取出，工作人员通过控制终端使本探测取样装置所有零件复位，通过改变探测船的位置，对其他位置的海底沉积再次取样。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用取样壳的自身重力，使取样壳带动着转动球体和其上部件沿第一固定板转动，保证取样壳始终与海底沉积物保持垂直，避免取样壳取得的海底沉积物发生倾斜，造成海底沉积物结构发生变化。

2、利用转动球的位置进行限位固定，避免在取样壳对海底沉积物取样过程中发生偏移，导致取得的海底沉积物样品结构受到扰动，造成对海底沉积物样品结构检测造成误差。

3、利用密封板对取样壳的下部取样口进行密封，避免在取样壳复位过程中，取样壳内的海底沉积物滑落，导致对海底沉积物取样失败。

4、转动壳失去对稳定壳体方形通孔密封，海水从稳定壳体的方形通孔穿过，减小稳定壳体受到海水阻力，提高本探测取样装置下放速度和取样壳下放过程中的稳定性；转动壳复位对稳定壳体的方形通孔重新密封，避免海底洋流对取样壳造成冲击，造成取样壳发生倾斜。

5、利用两个第一电动涡扇转动带动本探测取样装置向偏移方向的反向移动，使本探测取样装置位于待取样点的上部，避免本探测取样装置偏离待取样点，导致对海底沉积物取得的样品存在误差。

6、利用两个第二电动涡扇转动，使取样壳上部海水向下推动滑动板，使清理壳外边缘受力发生形变，提高与取样壳内壁的挤压力，提高清理壳对取样壳内残留海底沉积物样品的效果，避免取样壳内残留样品与新样品混合，造成样品检测存在误差。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明探测取样机构的立体结构示意图。

图3为本发明探测取样机构的滑动箱立体结构剖视图。

图4为本发明探测取样机构的侧视立体结构示意图。

图5为本发明取样限位机构的立体结构示意图。

图6为本发明密封机构的立体结构示意图。

图7为本发明密封机构的密封板侧视立体结构示意图。

图8为本发明密封机构的后视放大立体结构示意图。

图9为本发明辅助减阻机构剖视的立体结构示意图。

图10为本发明水平纠正机构剖视的立体结构示意图。

图11为本发明清理壳剖视的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：101、支撑板，102、固定套管，103、稳定壳体，104、承重接头，105、通讯缆绳，106、第一固定板，107、转动球体，108、第二固定板，201、导向杆，202、滑动箱，203、取样壳，2031、第一驱动电机，204、水下摄像头，205、声学发射换能器，206、深度检测器，207、声学接收换能器，208、温度探测器，209、温度处理模块，210、声学处理模块，301、第三固定板，302、滑动柱，303、弧形壳，304、电动推杆，401、密封板，402、第一连接绳，403、连接杆，404、第二连接绳，405、第三连接绳，406、拉簧，407、第二驱动电机，408、收卷轮，501、防水壳，502、第一连接环，503、转动壳，504、弧形齿条，505、第三驱动电机，601、第二转动环，602、L形限位柱，603、第一电动涡扇，604、第四驱动电机，701、连通管，702、第二电动涡扇，703、限位环，704、清理壳，705、滑动板。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。其中本发明中的“驱动电机”为伺服电机。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，参照图1-图8所示，包括有支撑板101，支撑板101的下侧面焊接有固定套管102，固定套管102的下部焊接有稳定壳体103，稳定壳体103设置为锥台形，稳定壳体103直径大的一侧位于下侧，用于增加稳定壳体103所笼罩的范围，支撑板101的上侧面螺栓连接有承重接头104，承重接头104连接有通讯缆绳105，支撑板101的上侧面对称式螺栓连接有配重物，稳定壳体103外侧面的下部周向等间距螺栓连接有配重物，稳定壳体103的内上部焊接第一固定板106，第一固定板106的中部转动连接有转动球体107，转动球体107的下部焊接有第二固定板108，第二固定板108的下部设置有探测取样机构，稳定壳体103接触到海底并倾斜时，探测取样机构在重力的作用下随转动球体107转动，保持探测取样机构与海底垂直，保证所取得的海底沉积物样品分布层次完整，避免对海底沉积物检测造成影响，固定套管102内设置用于对转动球体107限位的取样限位机构，探测取样机构设置有用于防止样品滑落的密封机构，探测取样机构、取样限位机构和密封机构均通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

参照图2-图4所示，探测取样机构包括有对称设置的导向杆201，导向杆201焊接于第二固定板108的下侧面，对称的导向杆201之间滑动连接有滑动箱202，滑动箱202的中部嵌有取样壳203，转动球体107的中部设置有通水孔，取样壳203的上端与转动球体107的通水孔密封配合，右侧导向杆201的前侧设置有一排齿牙，滑动箱202内的右侧螺栓连接有第一驱动电机2031，第一驱动电机2031的输出轴穿过滑动箱202且与其密封配合，第一驱动电机2031的输出轴固接有与导向杆201齿牙啮合的齿轮，第一驱动电机2031输出轴上的齿轮与右侧导向杆201的齿牙传动配合使滑动箱202和其上零件移动，辅助取样壳203对海底沉积物进行取样，滑动箱202的前侧设置有水下摄像头204，第二固定板108的前侧嵌有声学发射换能器205，第二固定板108的后侧嵌有深度检测器206，取样壳203的前侧通过安装架螺栓连接有声学接收换能器207，取样壳203的后侧通过安装架螺栓连接有温度探测器208，声学接收换能器207和温度探测器208的下端均设置为尖状，减小声学接收换能器207和温度探测器208插入海底沉积物所受的阻力，支撑板101的左侧螺栓连接有温度处理模块209，支撑板101的右侧螺栓连接有声学处理模块210，声学发射换能器205和声学接收换能器207均与声学处理模块210电连接，温度探测器208和温度处理模块209电连接，利用声学接收换能器207和温度探测器208对海底沉积物的声学特性参数、温度参数进行同步探测，电动推杆304、水下摄像头204、声学发射换能器205、声学接收换能器207、温度探测器208、温度处理模块209和声学处理模块210均通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

参照图5所示，取样限位机构包括有第三固定板301，第三固定板301焊接于固定套管102的内下侧，第三固定板301的与固定套管102密封配合，第三固定板301的中部贯穿式滑动连接有滑动柱302，滑动柱302与第三固定板301密封配合，滑动柱302的下端焊接有与转动球体107挤压配合的弧形壳303，弧形壳303等间距设置有通水孔，且弧形壳303的下侧面设置有摩擦片，避免取样壳203在取样的过程中转动球体107和弧形壳303打滑，造成取样壳203发生偏移，导致取得的海底沉积物样品结构发生改变，第三固定板301的上侧面通过安装座螺栓连接有电动推杆304，电动推杆304的伸缩端与滑动柱302焊接，电动推杆304的伸缩端带动弧形壳303挤压转动球体107，对转动球体107进行固定限位，电动推杆304通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

参照图6-图8所示，取样壳203的下端设置为扇形，取样壳203下端的相对面设置有U形滑槽，取样壳203的底部对称式设置有对称分布的凹槽，密封机构包括有密封板401，密封板401设置为抗拉伸的弹性材质，且密封板401的下侧设置为锥形，用于割裂海底沉积物，密封板401滑动设置于取样壳203右侧的凹槽内，密封板401的上端连接有第一连接绳402，第一连接绳402滑动连接于取样壳203的侧壁内，取样壳203左侧的凹槽滑动设置有用于密封的连接杆403，连接杆403与密封板401之间螺栓连接有第二连接绳404，取样壳203的U形滑槽内设置有弧形槽，第二连接绳404滑动连接于取样壳203的弧形槽内，用于防止第二连接绳404扰动沉积物样品结构，第二连接绳404连接有第三连接绳405，第三连接绳405滑动连接于取样壳203的侧壁内，第一连接绳402和第三连接绳405的上端均穿过取样壳203，第一连接绳402和第三连接绳405的上端位于滑动箱202的空腔内，且第一连接绳402的上端与滑动箱202之间固接有拉簧406，滑动箱202的左侧螺栓连接有第二驱动电机407，第二驱动电机407的输出轴键连接有用于收卷第三连接绳405的收卷轮408，收卷轮408转动对第三连接绳405进行收卷，第三连接绳405拉动密封板401移动对取样壳203进行密封，第二驱动电机407通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

在使用本探测取样装置对海底沉积物进行探测取样时，工作人员利用起吊装置首先将本探测取样装置通过通讯缆绳105缓慢下放，工作人员通过控制终端启动电动推杆304，电动推杆304的伸缩端通过滑动柱302带动弧形壳303向转动球体107靠近，弧形壳303凹槽面的摩擦片挤压接触转动球，对转动球体107的位置进行限位固定，当稳定壳体103接触到海底后，工作人员停止下放通讯缆绳105，当稳定壳体103的下端接触到海底后，工作人员通过控制终端控制电动推杆304，使弧形壳303远离转动球体107，在配重物的重力作用下，稳定壳体103与海底紧密接触，稳定壳体103将取样壳203环套在内部，避免海水流动冲击取样壳203使其发生倾斜晃动，导致取样壳203所取得的海洋沉积物样品分层错乱，对海洋沉积物样品检测结果造成误差，若稳定壳体103接触海底后发生倾斜，在取样壳203的重力作用下，使取样壳203带动着转动球体107和其上部件沿第一固定板106转动，保证取样壳203始终与海底沉积物保持垂直，避免取样壳203取得的海底沉积物样品发生倾斜，造成海底沉积物结构发生变化。

当转动球体107和取样壳203稳定之后，工作人员再次通过控制终端启动电动推杆304，使弧形壳303再次对转动球体107进行限位，避免在取样壳203对海底沉积物取样过程中发生偏移，导致取得的海底沉积物样品结构受到扰动，造成对海底沉积物样品结构检测造成误差。

工作人员随后通过控制终端启动第一驱动电机2031，第一驱动电机2031通过输出轴上的齿轮与导向杆201的齿牙传动，滑动箱202和其上部的其他零件沿两根导向杆201向下移动，取样壳203、声学接收换能器207和温度探测器208均垂直缓慢插入到海底沉积物中，取样壳203的上部与转动球体107失去密封配合，取样壳203缓慢插入到海底沉积物的过程中，取样壳203对海底沉积物进行取样，同时利用声学发射换能器205、声学接收换能器207和温度探测器208对海底沉积物进行探测，并将探测的数据传输至温度处理模块209和声学处理模块210中。

对海底沉积物探测完毕后，工作人员启动第二驱动电机407，第二驱动电机407的输出轴带动其上的收卷轮408对第三连接绳405进行收卷，第三连接绳405向上拉动连接杆403，连接杆403通过两根第二连接绳404，两根第二连接绳404分别沿取样壳203下端的弧形槽滑动，拉簧406被拉伸，两根第二连接绳404拉动密封板401经过取样壳203的U形滑槽移动到对侧的凹槽内，密封板401下端的锥形结构对海底沉积物进行切分，避免海底沉积物板结阻碍密封板401移动，密封板401对取样壳203的下部取样口进行密封，避免在取样壳203复位过程中，取样壳203内的海底沉积物滑落，导致对海底沉积物的取样失败。

工作人员通过控制终端启动第一驱动电机2031，使滑动箱202和其上部的其他部件复位，工作人员使用起吊装置收卷通讯缆绳105，使本探测取样装置复位，在本探测取样装置复位的过程中，工作人员通过控制终端启动电动推杆304，电动推杆304的伸缩端带动弧形壳303远离转动球体107，当转动球体107失去限位接触后，在重力的作用下，使转动球体107和其上部的其他部件复位并保持垂直状态，转动球体107复位后工作人员再次通过控制终端启动电动推杆304，使弧形壳303再次靠近转动球体107并对其进行限位，为了避免取样壳203上升过程中取样壳203受海水冲击发生晃动，导致海底沉积物在取样壳203内分层结构发生改变。

在本探测取样装置复位后工作人员将取样壳203内的样品取出，工作人员通过控制终端使本探测取样装置所有零件复位，通过改变探测船的位置，对其他位置的海底沉积再次取样。

实施例2

在实施例1的基础之上，参照图1和图6所示，还包括有用于降低稳定壳体103下放过程中所受阻力的辅助减阻机构，辅助减阻机构设置于稳定壳体103，稳定壳体103的周向等间距设置有方形通孔，辅助减阻机构包括有防水壳501，防水壳501的上部焊接于固定套管102，防水壳501的下部固接于稳定壳体103，防水壳501的上部和下部之间转动连接有第一连接环502，第一连接环502与防水壳501密封配合，第一连接环502的外环面焊接有转动壳503，转动壳503与稳定壳体103转动配合，第一连接环502的内环面焊接有弧形齿条504，防水壳501内壁螺栓连接有第三驱动电机505，第三驱动电机505的输出轴键连接有与弧形齿条504啮合的齿轮，第三驱动电机505通过其上的齿轮与弧形齿条504传动转动壳503转动，转动壳503解除对稳定壳体103的方形通孔密封，降低稳定壳体103下放过程中所受的阻力，第三驱动电机505通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

本探测取样装置下放的过程中，为了减少稳定壳体103下降过程中所受到的阻力，(稳定壳体103受到阻力后，导致本探测取样装置下放速度缓慢，并且容易造成本探测取样装置发生倾斜)，下放过程中工作人员通过控制终端启动第三驱动电机505，第三驱动电机505的输出轴通过其上的齿轮与弧形齿条504传动，使第一连接环502转动45°，第一连接环502带动转动壳503转动，转动壳503失去对稳定壳体103方形通孔密封，如此在稳定壳体103下降的过程中，海水从稳定壳体103的方形通孔穿过，减小稳定壳体103受到海水阻力，提高本探测取样装置下放速度和取样壳203下放过程中的稳定性，稳定壳体103接触到海底后，工作人员通过控制终端再次启动第三驱动电机505并使其复位，同时转动壳503复位对稳定壳体103的方形通孔重新密封，避免海底洋流对取样壳203造成冲击，造成取样壳203发生倾斜。

实施例3

在实施例2的基础之上，参照图10所示，还包括有用于防止稳定壳体103偏移取样位置的水平纠正机构，水平纠正机构设置于固定套管102，水平纠正机构包括有第二转动环601，第二转动环601转动连接于固定套管102，第二转动环601将固定套管102分成上下两部分，第二转动环601与固定套管102密封配合，支撑板101的下侧面与固定套管102的下部之间对称式焊接有L形限位柱602，第二转动环601对称式转动连接有第一电动涡扇603，第一电动涡扇603用于避免稳定壳体103偏移取样位置，第二转动环601的内环面设置有环形齿牙，两个第一电动涡扇603驱动本探测取样装置逆着海水流动方向移动，辅助本探测取样装置靠近取样位置，固定套管102内侧壁的上部螺栓连接有第四驱动电机604，第四驱动电机604的输出轴键连接有与第二转动环601内环面齿牙啮合的齿轮，通过第四驱动电机604传动第二转动环601转动，改变两个第一电动涡扇603的位置，辅助本探测取样装置靠近取样位置，第一电动涡扇603和第四驱动电机604均通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

当快到达海底时，由于本探测取样装置通过通讯缆绳105牵引，为避免海洋内的洋流冲击本探测取样装置，导致本探测取样装置偏离取样位置，工作人员通过水下摄像头204实时监测本探测取样装置下放过程，在稳定壳体103靠近于海底后，若受洋流冲击偏移取样点后，工作人员通过控制终端启动第四驱动电机604，工作人员根据本探测取样装置的偏移方向对两个第一电动涡扇603的位置进行调节，通过第四驱动电机604及其输出轴上的齿轮传动第二转动环601转动，调节两个第一电动涡扇603的位置，工作人员通过控制终端启动两个第一电动涡扇603，且两个第一电动涡扇603的转动方向相反，利用两个第一电动涡扇603转动带动本探测取样装置向偏移方向的反向移动，使本探测取样装置位于待取样点的上部，避免本探测取样装置偏离待取样点，导致对海底沉积物取得的样品存在误差，直至稳定壳体103接触到海底后，本探测取样装置对待取样位置的海底沉积物进行取样，工作人员通过控制终端关闭两个第一电动涡扇603并使其复位。

实施例4

在实施例3的基础之上，参照图6和图11所示，还包括有用于清理取样壳203内残留沉积物的清理机构，清理机构设置于防水壳501，清理机构包括有对称式分布的连通管701，连通管701嵌于防水壳501，连通管701与固定套管102的下部连通，连通管701位于第三固定板301的下侧，连通管701内设置有第二电动涡扇702，取样壳203内侧面的下端焊接有限位环703，取样壳203内滑动连接有清理壳704，清理壳704下侧面向内凹陷，清理壳704的周向设置有软性密封条，用于对取样壳203内侧壁残留物进行清理，清理壳704受到向上的挤压力后，清理壳704发生形变减少清理壳704的软性密封条与取样壳203之间的挤压力，当清理壳704向下移动时，清理壳704的上部焊接有用于导向的滑动板705，滑动板705用于对清理壳704进行导向，避免清理壳704移动过程中发生倾斜，降低对清理壳704对取样壳203内侧壁残留物的清理效果，第二电动涡扇702通过通讯缆绳105与控制终端电连接。

在取样壳203深入到海底沉积物的过程中，海底沉积物向上顶压清理壳704的中部，清理壳704设置为凹槽形，在清理壳704中间受到挤压后，清理壳704周向边缘与取样壳203之间的挤压力减小(但始终密封配合)，清理壳704和滑动板705沿取样壳203向上移动，滑动板705保证了清理壳704水平向上移动，当海底沉积物从取样壳203内取出后，利用本探测取样装置对下个取样点进行取样时，为了避免残留的海底沉积物样品对下次取样的样品混合，在本探测取样装置下放的过程中，工作人员通过控制终端启动两个第二电动涡扇702，第二电动涡扇702转动将海水吸入到两个连通管701内，海水进入到第三固定板301和固定套管102下部的空腔内，并通过弧形壳303和转动球体107的通水孔，利用两个第二电动涡扇702转动，使取样壳203上部海水向下推动滑动板705，滑动板705同时向下推动清理壳704的中部，使清理壳704外边缘受力发生形变，提高与取样壳203内壁的挤压力，提高清理壳704对取样壳203内残留海底沉积物样品的效果，避免取样壳203内残留样品与新样品混合，造成样品检测存在误差，当清理壳704接触到限位环703后，工作人员通过控制终端关闭两个第二电动涡扇702，当清理壳704和滑动板705向上移动时，滑动板705上部海水从取样壳203上部排出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：包括有支撑板(101)，支撑板(101)的下侧面固接有固定套管(102)，固定套管(102)的下部固接有稳定壳体(103)，稳定壳体(103)设置为锥台形，支撑板(101)的上侧面固接有承重接头(104)，承重接头(104)连接有通讯缆绳(105)，支撑板(101)的上侧面对称式固接有配重物，稳定壳体(103)外侧面的下部周向等间距设置有配重物，稳定壳体(103)的内上部固接有第一固定板(106)，第一固定板(106)的中部转动连接有转动球体(107)，转动球体(107)的下部固接有第二固定板(108)，第二固定板(108)的下部设置有探测取样机构，在稳定壳体(103)接触到海底并倾斜时，探测取样机构在重力的作用下随转动球体(107)转动，保持探测取样机构与海底垂直，固定套管(102)内设置用于对转动球体(107)限位的取样限位机构，探测取样机构设置有用于防止样品滑落的密封机构，探测取样机构、取样限位机构和密封机构均通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接；

探测取样机构包括有对称设置的导向杆(201)，导向杆(201)固接于第二固定板(108)的下侧面，对称的导向杆(201)之间滑动连接有滑动箱(202)，滑动箱(202)的中部嵌有取样壳(203)，转动球体(107)的中部设置有通水孔，取样壳(203)的上端与转动球体(107)的通水孔密封配合，其中一个导向杆(201)的一侧设置有一排齿牙，滑动箱(202)内靠近设置有齿牙导向杆(201)的一侧固接有第一驱动电机(2031)，第一驱动电机(2031)的输出轴穿过滑动箱(202)且与其密封配合，第一驱动电机(2031)的输出轴固接有与导向杆(201)齿牙啮合的齿轮，滑动箱(202)的一侧设置有水下摄像头(204)，第二固定板(108)的一侧嵌有声学发射换能器(205)，第二固定板(108)的另一侧嵌有深度检测器(206)，取样壳(203)的一侧通过安装架固接有声学接收换能器(207)，取样壳(203)的另一侧通过安装架固接有温度探测器(208)，声学接收换能器(207)和温度探测器(208)的下端均设置为尖状，支撑板(101)的一侧固接有温度处理模块(209)，支撑板(101)的另一侧固接有声学处理模块(210)，声学发射换能器(205)和声学接收换能器(207)均与声学处理模块(210)电连接，电动推杆(304)、水下摄像头(204)、声学发射换能器(205)、声学接收换能器(207)、温度探测器(208)、温度处理模块(209)和声学处理模块(210)均通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接；

取样限位机构包括有第三固定板(301)，第三固定板(301)固接于固定套管(102)的内下侧，第三固定板(301)与固定套管(102)密封配合，第三固定板(301)的中部贯穿式滑动连接有滑动柱(302)，滑动柱(302)与第三固定板(301)密封配合，滑动柱(302)的下端固接有与转动球体(107)挤压配合的弧形壳(303)，第三固定板(301)的上侧面通过安装座固接有电动推杆(304)，电动推杆(304)的伸缩端与滑动柱(302)固接，电动推杆(304)通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接；

取样壳(203)的下端设置为扇形，取样壳(203)下端的相对面设置有U形滑槽，取样壳(203)的底部设置有对称分布的凹槽，密封机构包括有密封板(401)，密封板(401)滑动设置于取样壳(203)一侧的凹槽内，密封板(401)的上端连接有第一连接绳(402)，第一连接绳(402)滑动连接于取样壳(203)的侧壁内，取样壳(203)另一侧的凹槽内滑动设置有用于密封的连接杆(403)，连接杆(403)与密封板(401)之间固接有第二连接绳(404)，取样壳(203)的U形滑槽内设置有弧形槽，第二连接绳(404)滑动连接于取样壳(203)的弧形槽内，用于防止第二连接绳(404)扰动沉积物样品结构，第二连接绳(404)连接有第三连接绳(405)，第三连接绳(405)滑动连接于取样壳(203)的侧壁内，第一连接绳(402)和第三连接绳(405)的上端均穿过取样壳(203)，第一连接绳(402)和第三连接绳(405)的上端位于滑动箱(202)的空腔内，且第一连接绳(402)的上端与滑动箱(202)之间固接有拉簧(406)，滑动箱(202)内远离第一驱动电机(2031)的一侧固接有第二驱动电机(407)，第二驱动电机(407)的输出轴安装有用于收卷第三连接绳(405)的收卷轮(408)，第二驱动电机(407)通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接；

该取样装置还包括有用于防止稳定壳体(103)偏移取样位置的水平纠正机构，水平纠正机构设置于固定套管(102)，水平纠正机构包括有第二转动环(601)，第二转动环(601)转动连接于固定套管(102)，第二转动环(601)将固定套管(102)分成上下两部分，第二转动环(601)与固定套管(102)密封配合，支撑板(101)的下侧面与固定套管(102)的下部之间对称式固接有L形限位柱(602)，第二转动环(601)对称式转动连接有第一电动涡扇(603)，第一电动涡扇(603)用于避免稳定壳体(103)偏移取样位置，第二转动环(601)的内环面设置有环形齿牙，固定套管(102)内侧壁的上部固接有第四驱动电机(604)，第四驱动电机(604)的输出轴固接有与第二转动环(601)内环面齿牙啮合的齿轮，第一电动涡扇(603)和第四驱动电机(604)均通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：弧形壳(303)等间距设置有通水孔，且弧形壳(303)的下侧面设置有摩擦片。

3.根据权利要求1所述的一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：密封板(401)设置为抗拉伸的弹性材质，且密封板(401)的下侧设置为锥形，用于割裂海底沉积物。

4.根据权利要求1所述的一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：还包括有用于降低稳定壳体(103)下放过程中所受阻力的辅助减阻机构，辅助减阻机构设置于稳定壳体(103)，稳定壳体(103)的周向等间距设置有方形通孔，辅助减阻机构包括有防水壳(501)，防水壳(501)的上部固接于固定套管(102)，防水壳(501)的下部固接于稳定壳体(103)，防水壳(501)的上部和下部之间转动连接有第一连接环(502)，第一连接环(502)与防水壳(501)密封配合，第一连接环(502)的外环面固接有转动壳(503)，转动壳(503)与稳定壳体(103)转动配合，第一连接环(502)的内环面固接有弧形齿条(504)，防水壳(501)内壁固接有第三驱动电机(505)，第三驱动电机(505)的输出轴固接有与弧形齿条(504)啮合的齿轮，第三驱动电机(505)通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：还包括有用于清理取样壳(203)内残留沉积物的清理机构，清理机构设置于防水壳(501)，清理机构包括有对称式分布的连通管(701)，连通管(701)嵌于防水壳(501)，连通管(701)与固定套管(102)的下部连通，连通管(701)位于第三固定板(301)的下侧，连通管(701)内设置有第二电动涡扇(702)，取样壳(203)内侧面的下端固接有限位环(703)，取样壳(203)内滑动连接有清理壳(704)，清理壳(704)的上部固接有用于导向的滑动板(705)，第二电动涡扇(702)通过通讯缆绳(105)与控制终端电连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有水平纠正功能的海底沉积物探测取样装置，其特征是：清理壳(704)的下侧面向内凹陷，清理壳(704)的周向设置有软性密封条，用于对取样壳(203)内侧壁残留物进行清理。