CN116735283A - 一种海洋泥沙分层取样器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种海洋泥沙分层取样器，涉及海洋泥沙取样技术领域,包括圆筒，圆筒的内表壁固定安装有电机，圆筒的底部中心处设置有轴承，电机的输出端固定插设在轴承的内表壁，并固定连接有钻头，圆筒的内表壁固定安装有圆板，圆板的顶部设置有电源。当防护外壳完全插设在泥沙层中时，通过控制线就能带动液压杆进行顶升，这样就能把采沙筒顶出金属筒，从而插入当前的泥沙中，泥沙就会进入到采沙筒中，而采沙筒都是向上倾斜摆放的，所以当装置向上拉升时，采沙筒中的泥沙就不会向下脱落，从而完成泥沙的采样工作，由于采沙筒是分段垂直排列的，这样就能对每层的泥沙进行单独采样，就完成了泥沙的分层采样工作。
Description
技术领域
本发明涉及海洋泥沙取样技术领域，尤其涉及一种海洋泥沙分层取样器。
背景技术
海洋工程地质勘察是指为海洋工程建筑目的而进行的地质勘察，主要工作范围在浅海域，通过大量物探、水上钻探、海底取样、原位测试等手段，还可采用遥控式潜水员水下钻探、遥控式取心器、十字板试验和孔内压力仪等方法，对水下沉积物的物理力学性质、物质组成以及水下滑坡的分布等进行全面的分析，为建筑场地的选择和建筑物的结构设计提供可靠的地质资料，以确保海洋工程的安全，所以就需要一种海洋泥沙取样器。
现有的，如中国专利号：CN 216484128 U中一种海洋勘探用硬质泥沙取样器，包括壳体，所述壳体的内顶部固定连接有驱动电机、电源，所述驱动电机的输出端固定连接有转板，所述转板的下表面固定连接有固定杆，所述固定杆远离转板的一端固定连接有转块，所述转块的上表面开设有多个通孔，所述转板的侧表现固定连接有限位杆一。本发明，设置转板、固定杆，将硬质泥沙进行破裂，保证硬质泥沙处于松软的状态，方便收集管对其进行收集，设置限位杆一、限位杆二，保证转块在转动时的稳定性，不会发生晃动的现象，提高该装置的实用性，设置安装环、封闭板，将收集的泥沙保存在收集管内，不会使其从收集孔流出，同时也方便人员将收集的泥沙取出。
上述专利中，虽然该装置通过设置转板、固定杆，能够将硬质泥沙进行破裂，保证硬质泥沙处于松软的状态，方便收集管对其进行收集，但是该装置无法同时对不同深度的泥沙进行分层提取，而为了使不同层次的泥沙混合，所以就不得不分别对不同深度的泥沙进行取样，就会非常的费时费力，影响海洋地质勘探的效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中装置无法同时对不同深度的泥沙进行分层提取，而为了使不同层次的泥沙混合，所以就不得不分别对不同深度的泥沙进行取样，就会非常的费时费力，影响海洋地质勘探的效率的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种海洋泥沙分层取样器，包括圆筒，所述圆筒的内表壁固定安装有电机，所述圆筒的底部中心处设置有轴承，所述电机的输出端固定插设在轴承的内表壁，并固定连接有钻头，所述圆筒的内表壁固定安装有圆板，所述圆板的顶部设置有电源，所述圆筒的顶部固定安装有防护外壳，所述防护外壳的外表壁固定连通有三个金属筒，三个所述金属筒的内表壁均活动插设有采沙筒，三个所述采沙筒的底部均设置有液压杆，三个所述液压杆的输入端均固定连接有控制线，且控制线的输入端贯穿防护外壳的顶部，三个金属筒不同高度的设置，进而实现对不同层级的泥沙进行收集，电机带动圆筒插入泥沙层中，进而节省人力的成本，大大的提高工作的便捷性，进一步的节省工作的时间。
优选的，三个所述金属筒的外表壁均固定套设有矩形板，三个所述矩形板的外壁一侧均设置有铰链，三个所述铰链的外壁一侧均设置有顶盖，方便在顶盖的作用下，防止提取到的海洋泥沙外泄。
优选的，三个所述矩形板的顶部均设置有两个磁吸口，三个所述顶盖的底部均设置有两个磁铁，且每个磁铁的外表壁分别与每个磁吸口的内表壁相贴合，方便在磁铁和磁吸口的作用下，把顶盖固定在矩形板上。
优选的，所述防护外壳的外表壁设置有三个防水筒，且每个防水筒分别位于每个金属筒的顶部，三个所述防水筒的内表壁均设置有摄像头，所述防护外壳的外表壁设置有三个灯泡，且每个灯泡均位于每个摄像头的顶部，三个所述摄像头和灯泡的输入端均固定连接有导线，且导线的输入端与电源的输出端相连接，方便在摄像头和灯泡的作用下，方便人们观察泥沙的取样结果。
优选的，所述防护外壳的内表壁固定安装有四个固定块，且每个固定块均固定套设在控制线的外表壁，方便在固定块的作用下，把控制线固定在防护外壳的内表壁。
优选的，所述防护外壳的顶部设置有防水盖，方便在防水盖的作用下，防止海水进入到装置内部。
优选的，所述防护外壳的顶部固定套设有固定衬板，所述固定衬板的顶部焊接有两个连接板，方便在固定衬板和连接板的作用下，吊装整个装置。
优选的，所述防护外壳的外壁一侧固定安装有加强板，所述加强板的外壁一侧设置有垂直度检测仪，方便在垂直度检测仪的作用下，调整装置的垂直度。
优选的，所述防护外壳采用三级伸缩状，分别为第一伸缩部、第二伸缩部和第三伸缩部，所述第一伸缩部套接在所述圆筒上，所述防护外壳内部还设置有移动机构，用于带动每级防护外壳上下移动，调节金属筒之间的位置。
优选的，所述移动机构包括第一传动机构包括气缸，所述气缸一侧连接有移动筒，所述移动筒一侧设置有第一滑动轮，所述第一滑动轮一侧设置有第一连接线，所述第一连接线穿过第一滑动轮、一端与圆筒连接、另一端与第二伸缩部连接；第二传动机构包括设置在第一伸缩部一侧的第二滑动轮，所述第二滑动轮的一侧设置有第二连接线，所述第二连接线穿过第二滑动轮、一端与第二伸缩部连接、另一端与圆筒连接；第三传动机构包括设置在第二伸缩部一侧的第三滑动轮，所述第三滑动轮一侧连接有第三连接线，以及远离所述第三滑动轮、且设置在第二伸缩部一侧的第四滑动轮，所述第四滑动轮一侧连接有第四连接线；其中所述第三连接线穿过第三滑动轮、一端与移动筒连接、另一端与第三伸缩部连接；第四连接线穿过第四滑动轮、一端与第三伸缩部连接、另一端与第一伸缩部连接，用于调节金属筒之间的位置，及时调节设置在防护外壳上的金属筒的垂直位置，进一步的提高收集泥沙的效率，进一步的节省工作的成本，大大的提高工作的灵活性。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
1、本发明中，启动电机，就会带动钻头进行转动，这样就能对海底泥沙进行钻孔，这样防护外壳就会插设在海底，当防护外壳完全插设在泥沙层中时，通过控制线就能带动液压杆进行顶升，这样就能把采沙筒顶出金属筒，从而插入当前的泥沙中，泥沙就会进入到采沙筒中，而采沙筒都是向上倾斜摆放的，所以当装置向上拉升时，采沙筒中的泥沙就不会向下脱落，从而完成泥沙的采样工作，由于采沙筒是分段垂直排列的，这样就能对每层的泥沙进行单独采样，就完成了泥沙的分层采样工作，就解决了上述背景中所提出的问题。
2、本发明中，由于每个采沙筒的顶部都设置有顶盖，并通过磁铁进行吸附，所以当装置下方在泥沙层的过程中，由于顶盖的作用下，泥沙就不会进入到采沙筒中，造成泥沙的混合，当装置下方完成之后，启动液压杆，就会把采沙筒向上顶升，在顶升的过程中就会把顶盖顶起，从而完成对泥沙的采样工作，由于金属筒是向上倾斜设置的，所以当装置向上抬升时，在海水的冲击下，顶盖就会盖上，防止泥沙漏出，这样就可以最大程度地把泥沙带出海面。
3、本发明中的防护外壳设置三级可伸缩状，通过检测装置将待检测区域的地质参数传输至控制端，通过控制端带动移动机构对第一伸缩柱、第二伸缩柱和第三伸缩柱同时进行上下移动，实现对伸缩柱上的金属筒垂直距离的实时调节，提高对每层泥沙收集的精确度，而且还可以将金属筒设置在每个伸缩柱的两侧，进一步的提高对泥沙的收集量，大大的提高工作的效率，节省工作的成本，进一步的提高工作的灵活性。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明另一角度结构示意图；
图3为本发明内部结构示意图；
图4为本发明图A放大结构示意图；
图5为本发明的另一种结构示意图；
图6为本发明的另一种结构内部结构示意图。
图例说明：1、圆筒；2、电机；3、轴承；4、钻头；5、圆板；6、电源；7、防护外壳；711、第一伸缩柱；712、第二伸缩柱；713、第三伸缩柱；714、气缸；715、顶杆；716、顶板；717、移动筒；718、第一连接线；719、第一滑动轮；720、第二连接线；721、第二滑动轮；722、第三连接线；723、第三滑动轮；724、第四连接线；725、第四滑动轮；726、固定板；727、检测装置；8、金属筒；9、采沙筒；10、液压杆；11、控制线；12、矩形板；13、铰链；14、顶盖；15、磁吸口；16、磁铁；17、防水筒；18、摄像头；19、灯泡；20、导线；21、固定块；22、防水盖；23、固定衬板；24、连接板；25、加强板；26、垂直度检测仪。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例一：
如图1-图4所示，本发明提供了一种海洋泥沙分层取样器，包括圆筒1，圆筒1的内表壁固定安装有电机2，圆筒1的底部中心处设置有轴承3，电机2的输出端固定插设在轴承3的内表壁，并固定连接有钻头4，圆筒1的内表壁固定安装有圆板5，圆板5的顶部设置有电源6，圆筒1的顶部固定安装有防护外壳7，防护外壳7的外表壁固定连通有三个金属筒8，三个金属筒8的内表壁均活动插设有采沙筒9，三个采沙筒9的底部均设置有液压杆10，三个液压杆10的输入端均固定连接有控制线11，且控制线11的输入端贯穿防护外壳7的顶部，电机2可以带动钻头4进行转动，从而方便海底进行钻孔，电源6可以对整个装置进行供电，通过控制线11就可以把采沙筒9推出金属筒8，从而完成泥沙的采样工作。
其整个实施例一所达到的效果为，当防护外壳7完全插设在泥沙层中时，通过控制线11就能带动液压杆10进行顶升，这样就能把采沙筒9顶出金属筒8，从而插入当前的泥沙中，泥沙就会进入到采沙筒9中，而采沙筒9都是向上倾斜摆放的，所以当装置向上拉升时，采沙筒9中的泥沙就不会向下脱落，从而完成泥沙的采样工作，由于采沙筒9是分段垂直排列的，这样就能对每层的泥沙进行单独采样，就完成了泥沙的分层采样工作。
实施例二：
如图1-图4所示，三个金属筒8的外表壁均固定套设有矩形板12，三个矩形板12的外壁一侧均设置有铰链13，三个铰链13的外壁一侧均设置有顶盖14，三个矩形板12的顶部均设置有两个磁吸口15，三个顶盖14的底部均设置有两个磁铁16，且每个磁铁16的外表壁分别与每个磁吸口15的内表壁相贴合，防护外壳7的外表壁设置有三个防水筒17，且每个防水筒17分别位于每个金属筒8的顶部，三个防水筒17的内表壁均设置有摄像头18，防护外壳7的外表壁设置有三个灯泡19，且每个灯泡19均位于每个摄像头18的顶部，三个摄像头18和灯泡19的输入端均固定连接有导线20，且导线20的输入端与电源6的输出端相连接，防护外壳7的内表壁固定安装有四个固定块21，且每个固定块21均固定套设在控制线11的外表壁，防护外壳7的顶部设置有防水盖22，防护外壳7的顶部固定套设有固定衬板23，固定衬板23的顶部焊接有两个连接板24，防护外壳7的外壁一侧固定安装有加强板25，加强板25的外壁一侧设置有垂直度检测仪26，顶盖14可以防止不同层级的泥沙进行混合，影响试验结果，通过磁铁16和磁吸口15之间的吸附作用下，就能把顶盖14吸附在矩形板12上，打开灯泡19，就可以通过摄像头18观察当前泥沙的采样过程，通过垂直度检测仪26就可以调整装置的垂直度。
其整个实时例二所达到的效果为，当装置下放完成之后，启动液压杆10，就会把采沙筒9向上顶升，在顶升的过程中就会把顶盖14顶起，从而完成对泥沙的采样工作，由于金属筒8是向上倾斜设置的，所以当装置向上抬升时，在海水的冲击下，顶盖14就会盖上，防止泥沙漏出，这样就可以最大程度的把泥沙带出海面。当装置下放完成之后，启动液压杆10，就会把采沙筒9向上顶升，在顶升的过程中就会把顶盖14顶起，从而完成对泥沙的采样工作，由于金属筒8是向上倾斜设置的，所以当装置向上抬升时，在海水的冲击下，顶盖14就会盖上，防止泥沙漏出，这样就可以最大程度地把泥沙带出海面。
实施例三：
针对不同的地质环境条件，泥沙会有不同厚度的分层现象，当然就需要对金属筒8之间的垂直距离进行调节，以便精确的采取到不同层的泥沙，便于工作人员的施工，因此本实施例中的防护外壳7设置为三级伸缩结构，如图5至图6所示，从下到上依次为第一伸缩柱711、第二伸缩柱712和第三伸缩柱713，其中第一伸缩柱711套接在圆筒1上，第一伸缩柱711、第二伸缩柱712和第三伸缩柱713上分别设置有金属筒8，每个金属筒8中分别对应设置有采沙筒9，移动筒717贯穿第一伸缩柱711、第二伸缩柱712和第三伸缩柱713、且其下端通过固定板726与第一伸缩柱711固定连接，气缸714设置在移动筒717下面，带动移动筒717进行上下移动；在移动筒717的顶端设置有第一滑动轮719，在第一伸缩柱711的左下方设置有第二滑动轮721，在第二伸缩柱712的右下方设置有第三滑动轮723，在第二伸缩柱712的右上方设置有第四滑动轮725；第一连接线718一端固定连接在圆筒1的底部、绕过第一滑动轮719、且另一端固定在第二伸缩柱712上，第二连接线720一端固定在圆筒1的左上方、绕过第二滑动轮721、另一端固定连接在第二伸缩柱712上，第三连接线722一端固定连接在移动筒717的顶端、绕过第三滑动轮723、另一端固定连接在第三伸缩柱713的右下方，第四连接线724一端固定在第三伸缩柱713的右下方、绕过第四滑动轮725、另一端固定连接在第一伸缩柱711的右下方；且移动筒717内设置有顶板716，顶板716与气缸714的顶杆715连接，进一步的提高气缸714的运动行程。
在实际应用中，电机2带动钻头4达到至预设的深度时，此时圆筒1在底层，本实施例可以通过摄像头18将地质环境的参数传输至移动终端，通过人工启动气缸714，或是在圆筒1的侧壁上设置检测装置727，通过检测装置727检测不同的地质环境参数，将信号传输至气缸714的控制端，气缸714的顶杆715通过顶板716带动移动筒717上下移动，移动筒717的向上移动进而使得第一连接线718拉动第二伸缩柱712向上移动，同时第二伸缩柱712的上下移动同时拉动其下的第二连接线720拉动第一伸缩柱711向上移动，与此同时，第一伸缩柱711的移动以及第二伸缩柱712的移动、通过第四连接线724和第三连接线722进而拉动第三伸缩柱713向上移动，第一伸缩柱711、第二伸缩柱712和第三伸缩柱713同时向上移动，进而实现其上的金属筒8之间的垂直间距进行等距的调节；当分层高度较小时，气缸714反向移动，即可缩小各个金属筒8之间的垂直距离，进而实现对泥沙的精确收集，进一步的提高该装置采取泥沙的灵活性，大大的提高工作的精度，进一步的提高工作的效率，节省工作的时间，大大的提高工作的实用性。
当然，根据实际需要，比如需要不同的部门检测泥沙的不同参数时，就需要多次收集才可以达到检测的用量，这样费时费力，因此本实施例可以将每个伸缩柱上的金属筒8对称设置为两个，这样在一次收集的过程中就可以实现双倍的泥沙收取，进一步的节省工作的时间，大大的提高工作的效率，节省工作的成本，进一步的提高该装置的实用性。
工作原理：首先通过连接板24把整个装置吊装起来，然后移动至指定海域，再通过垂直度检测仪26对装置的垂直度进行调整，调整完成之后就可把装置下放到海底进行泥沙的取样工作了，这时启动电机2，就会带动钻头4进行转动，这样就能对海底泥沙进行钻孔，这样防护外壳7就会很容易地插设在海底，当防护外壳7完全插设在泥沙层中时，此时检测装置727将此处的地质参数传输至气缸714的控制端，气缸714带动与之连接的移动筒717上下移动，使得移动筒717通过第一连接线718拉动第二伸缩柱712上下移动，第二伸缩柱712的移动通过第二连接线720带动第一伸缩柱711上下移动，与此同时，第一伸缩柱711和第二伸缩柱712的移动，通过第三连接线722和第四连接线724带动第三伸缩柱713上下移动，直到每层伸缩柱的上金属筒8之间的距离与所收取的泥沙参数相匹配，气缸714停止工作，接着控制线11就能带动金属筒8中的液压杆10进行顶升，这样就能把采沙筒9顶出金属筒8，在顶升的过程中就会把顶盖14顶起，从而把采沙筒9插入当前的泥沙中，这样泥沙就会进入到采沙筒9中，这时启动灯泡19，就会照亮当前区域，这样人们通过摄像头18就能观察到当前采沙的进度，防止空沙的情况发生，而采沙筒9都是向上倾斜摆放的，所以当装置向上抬升时，在海水的冲击下，顶盖14就会盖上，再通过磁铁16和磁吸口15进行吸附，这样就可以防止泥沙漏出，就可以最大程度地把泥沙带出海面，所以当装置向上拉升时，采沙筒9中的泥沙就不会向下脱落，从而完成泥沙的采样工作，由于采沙筒9是分段垂直排列的，这样就能对每层的泥沙进行单独采样，就完成了泥沙的分层采样工作，综上就解决了上述背景中所提出的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：包括圆筒(1)，所述圆筒(1)的内表壁固定安装有电机(2)，所述圆筒(1)的底部中心处设置有轴承(3)，所述电机(2)的输出端固定插设在轴承(3)的内表壁，并固定连接有钻头(4)，所述圆筒(1)的内表壁固定安装有圆板(5)，所述圆板(5)的顶部设置有电源(6)，所述圆筒(1)的顶部固定安装有防护外壳(7)，所述防护外壳(7)的外表壁固定连通有三个金属筒(8)，三个所述金属筒(8)的内表壁均活动插设有采沙筒(9)，三个所述采沙筒(9)的底部均设置有液压杆(10)，三个所述液压杆(10)的输入端均固定连接有控制线(11)，且控制线(11)的输入端贯穿防护外壳(7)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：三个所述金属筒(8)的外表壁均固定套设有矩形板(12)，三个所述矩形板(12)的外壁一侧均设置有铰链(13)，三个所述铰链(13)的外壁一侧均设置有顶盖(14)。
3.根据权利要求2所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：三个所述矩形板(12)的顶部均设置有两个磁吸口(15)，三个所述顶盖(14)的底部均设置有两个磁铁(16)，且每个磁铁(16)的外表壁分别与每个磁吸口(15)的内表壁相贴合。
4.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)的外表壁设置有三个防水筒(17)，且每个防水筒(17)分别位于每个金属筒(8)的顶部，三个所述防水筒(17)的内表壁均设置有摄像头(18)，所述防护外壳(7)的外表壁设置有三个灯泡(19)，且每个灯泡(19)均位于每个摄像头(18)的顶部，三个所述摄像头(18)和灯泡(19)的输入端均固定连接有导线(20)，且导线(20)的输入端与电源(6)的输出端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)的内表壁固定安装有四个固定块(21)，且每个固定块(21)均固定套设在控制线(11)的外表壁。
6.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)的顶部设置有防水盖(22)。
7.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)的顶部固定套设有固定衬板(23)，所述固定衬板(23)的顶部焊接有两个连接板(24)。
8.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)的外壁一侧固定安装有加强板(25)，所述加强板(25)的外壁一侧设置有垂直度检测仪(26)。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述防护外壳(7)采用三级伸缩状，分别为第一伸缩部、第二伸缩部和第三伸缩部，所述第一伸缩部套接在所述圆筒(1)上，所述防护外壳(7)内部还设置有移动机构，用于带动每级防护外壳(7)上下移动，调节金属筒(8)之间的位置。
10.根据权利要求9所述的一种海洋泥沙分层取样器，其特征在于：所述移动机构包括：
第一传动机构，包括气缸(714)，所述气缸(714)一侧连接有移动筒(717)，所述移动筒(717)一侧设置有第一滑动轮(719)，所述第一滑动轮(719)一侧设置有第一连接线(718)，所述第一连接线(718)穿过第一滑动轮(719)、一端与圆筒(1)连接、另一端与第二伸缩部连接；
第二传动机构，包括设置在第一伸缩部一侧的第二滑动轮(721)，所述第二滑动轮(721)的一侧设置有第二连接线(720)，所述第二连接线(720)穿过第二滑动轮(721)、一端与第二伸缩部连接、另一端与圆筒(1)连接；
第三传动机构，包括设置在第二伸缩部一侧的第三滑动轮(723)，所述第三滑动轮(723)一侧连接有第三连接线(722)，以及远离所述第三滑动轮(723)、且设置在第二伸缩部一侧的第四滑动轮(725)，所述第四滑动轮(725)一侧连接有第四连接线(724)；
其中所述第三连接线(722)穿过第三滑动轮(723)、一端与移动筒(717)连接、另一端与第三伸缩部连接；第四连接线(724)穿过第四滑动轮(725)、一端与第三伸缩部连接、另一端与第一伸缩部连接，用于调节金属筒(8)之间的位置。
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