CN116773252A - 一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，属于海底沉积物采集技术领域，包括工作、浮台、基座、中空圆筒、抽泥筒、直连管、活塞机构和升降机构，其中：基座固定连接于工作的顶部；中空圆筒固定连接于中空圆筒的顶部，其底部设置有进料口，其侧部设置有出料口；抽泥筒位于浮台的下侧，其用于沉入海底以采集沉积物；对比现有的电泵式抽吸，能够更好的保存沉积物的物理结构，能够更加精确的取样目的位置沉积物，更重要的是直连管为拼接式结构，具体直连管的总长度可根据海底的深度设置，能够取样更深的近岸地区，适用范围更广。

Description

一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统

技术领域

本发明属于海底沉积物采集技术领域，具体涉及一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统。

背景技术

海洋在地球上已存在40亿年。在这漫长的地质年代里，由陆地河流和大气输入海洋的物质包括软泥沙、灰尘、动植物的遗骸、宇宙尘埃等，以及人类活动中落入海底的东西，年积月累、日久天长，已经多得无法计算了。科学上把这些东西统称为海底沉积物。

现有技术中公开了申请号为CN201811459343.9的中国专利，公开了一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，包括取样管、活塞以及安装在取样管上的配重块、取水箱和平衡翼；所述取样管内置有塑料套管，用于保存海底沉积物样本；所述活塞内置于所述塑料套管中，连接缆绳，所述缆绳从取样管的顶部伸出，通过拉动缆绳牵引活塞上移，抽取海底沉积物样本至所述塑料套管中；在所述取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在采集装置在海水中下沉以及插入到海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水至取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本。本发明的采集装置集海底沉积物取样和海洋底层水取样的功能于一身，且可以采集到距离海底1m～2m的海洋底层水样本。

现有的海底沉积物取样器功能单一，为了保持沉积物的层理结构，取样量较少，对于需要大量采集的沉积物来说并不实用，而且取样深度有限，对于较深的近岸地区需要其他设备，而且由于在海面上工作，取样器容易在海底位置发生偏移，不能精确的取到目的位置的样品，为此我们提出一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，旨在解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，包括工作和浮台，还包括：

基座，其固定连接于工作的顶部；

中空圆筒，其固定连接于中空圆筒的顶部，其底部设置有进料口，其侧部设置有出料口；

抽泥筒，其位于浮台的下侧，其用于沉入海底以采集沉积物；

直连管，其设置有多个，相邻的所述直连管之间固定连接，位于最下侧所述直连管固定抽泥筒的上端，位于最上侧所述直连管贯穿浮台并与进料口之间固定连接有软管；

活塞机构，其设置于中空圆筒上，其通过活塞机构在中空圆筒内往复运动，继而使抽泥筒产生负压以抽吸沉积物；以及

升降机构，其设置于浮台上，其用于调节抽泥筒整体高度，以控制抽泥筒的采集位置。

作为本发明一种优选的方案，所述活塞机构包括：

活塞，其滑动连接于中空圆筒内，其位于出料口的上侧，其中心处开设有橡胶圈，其边缘处固定连接有透气槽；

直叉杆，其固定连接于活塞的顶部；其靠近橡胶圈处通过铰轴连接有密封盖；

限位架，其固定连接于中空圆筒的上端，所述直叉杆的上端滑动贯穿限位架并向上延伸；以及

摆臂组件，其设置于中空圆筒上，其用于拉动活塞往复移动。

作为本发明一种优选的方案，所述摆臂组件包括第一联动臂、第二联动臂和摇杆，所述第一联动臂的一端通过铰轴连接于直叉杆的圆周表面，所述第二联动臂的一端通过铰轴连接于中空圆筒的侧部，所述第二联动臂的另一端通过铰轴连接于第一联动臂的底部，所述摇杆固定连接于第一联动臂的另一端。

作为本发明一种优选的方案，所述升降机构包括：

轴承架，其对称设置有两个，其均固定连接于浮台的顶部；

夹管轮，其设置有两个，其分别转动连接于轴承架内，其一端均固定连接有直齿轮，两个所述直齿轮相互啮合；

伺服电机，其固定连接于浮台的顶部，其输出端固定连接有主动轮；以及

从动轮，其固定连接于其中一个夹管轮的一端，其与主动轮之间传动连接有皮带。

作为本发明一种优选的方案，所述出料口上设置有阀门，所述中空圆筒的表面固定连接有观察窗。

作为本发明一种优选的方案，所述工作的顶部设置有收集桶，所述收集桶位于出料口的下侧。

作为本发明一种优选的方案，所述浮台的顶部开设有引导孔，所述直连管贯穿引导孔并向上延伸。

作为本发明一种优选的方案，所述浮台的顶部固定连接有蓄电池和牵引环，所述伺服电机与蓄电池电信连接。

作为本发明一种优选的方案，所述抽泥筒的底部固定连接有滤网。

作为本发明一种优选的方案，所述抽泥筒的表面固定连接有环形架，所述环形架的底部固定连接有尖刺杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案中在抽泥筒沉入海底后，通过按压摇杆带动第一联动臂移动，最后带动活塞往复移动，中空圆筒内的气压逐渐缩小，使抽泥筒的底部产生吸力，能够将海底沉积物抽入直连管内，然后进入软管内，最后进入中空圆筒内，此时打开阀门，沉积物由出料口排出，可在出料口下侧放置收集桶，自动收集沉积物，利用活塞机构在中空圆筒内往复工作，使抽泥筒的底部抽吸沉积物，机械式结构，对比现有的电泵式抽吸，能够更好的保存沉积物的物理结构，能够更加精确的取样目的位置沉积物，更重要的是直连管为拼接式结构，具体直连管的总长度可根据海底的深度设置，能够取样更深的近岸地区，适用范围更广。

2、本方案中工作和浮台漂浮式结构，能够减少抽泥筒在下潜过程中发生偏移，通过伺服电机的输出端带动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动，在啮合的作用下，两个夹管轮反向转动，由于直连管位于两个夹管轮之间，在夹管轮的转动下，能够带动直连管升降，使工作人员能够自由调节直连管的长度，在不使用时可自动回收直连管和抽泥筒，且在夹管轮的限制下，直连管潜入海底更加稳定，减少发生偏移摇晃。

3、本方案抽泥筒的底部固定滤网，可避免海底的杂草进入抽泥筒内，继而避免抽泥筒和直连管内部发生堵塞，延长使用寿命。

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为本发明的整体结构图；

图2为本发明的图1的A处放大图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的浮台处爆炸图；

图5为本发明的基座处结构图；

图6为本发明的基座处剖视图；

图7为本发明的活塞处爆炸图；

图8为本发明的直连管结构图；

图9为本发明的下潜架处结构图；

图10为本发明的抽泥筒处爆炸图。

图中标号说明：1、工作；2、浮台；201、引导孔；3、基座；4、中空圆筒；401、进料口；402、出料口；403、阀门；404、观察窗；5、活塞；501、橡胶圈；502、透气槽；6、密封盖；7、直叉杆；8、限位架；9、第一联动臂；10、第二联动臂；11、摇杆；12、轴承架；13、夹管轮；14、直齿轮；15、伺服电机；16、主动轮；17、蓄电池；18、皮带；19、从动轮；20、直连管；21、抽泥筒；22、滤网；23、环形架；24、尖刺杆；25、收集桶；26、软管；27、牵引环。

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

请参阅图1-图10，本实施例提供的技术方案如下：

一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，包括工作1、浮台2、基座3、中空圆筒4、抽泥筒21、直连管20、活塞机构和升降机构，其中：基座3固定连接于工作1的顶部；中空圆筒4固定连接于中空圆筒4的顶部，其底部设置有进料口401，其侧部设置有出料口402；抽泥筒21位于浮台2的下侧，其用于沉入海底以采集沉积物；直连管20设置有多个，相邻的直连管20之间固定连接，位于最下侧直连管20固定抽泥筒21的上端，位于最上侧直连管20贯穿浮台2并与进料口401之间固定连接有软管26；活塞机构设置于中空圆筒4上，其通过活塞机构在中空圆筒4内往复运动，继而使抽泥筒21产生负压以抽吸沉积物；升降机构设置于浮台2上，其用于调节抽泥筒21整体高度，以控制抽泥筒21的采集位置。

在本发明的具体实施例中，在工作1和浮台2均漂浮在水面，浮台2的体积远小于工作1，浮台2通过链绳与工作1连接，使用时将多个直连管20相互拼接，并在直连管20的最下侧固定抽泥筒21，然后将抽泥筒21放入海里，随着重力作用，抽泥筒21逐渐沉入海底，出料口402上设置阀门403，初始状态下阀门403是关闭的，抽泥筒21沉入海底后，通过按压摇杆11带动第一联动臂9移动，最后带动活塞5往复移动，且活塞5的顶部设置密封盖6，随着活塞5往复移动，中空圆筒4内的气压逐渐缩小，使抽泥筒21的底部产生吸力，能够将海底沉积物抽入直连管20内，然后进入软管26内，最后进入中空圆筒4内，此时打开阀门403，沉积物由出料口402排出，可在出料口402下侧放置收集桶25，自动收集沉积物，本方案通过活塞机构在中空圆筒4内往复工作，使抽泥筒21的底部抽吸沉积物，机械式结构，对比现有的电泵式抽吸，能够更好的保存沉积物的物理结构，而且工作1和浮台2漂浮式结构，能够减少抽泥筒21在下潜过程中发生偏移，减少外部因素对抽泥筒21的影响，能够更加精确的取样目的位置沉积物，更重要的是直连管20为拼接式结构，具体直连管20的总长度可根据海底的深度设置，能够取样更深的近岸地区，适用范围更广。

具体的，活塞机构包括：

活塞5，其滑动连接于中空圆筒4内，其位于出料口402的上侧，其中心处开设有橡胶圈501，其边缘处固定连接有透气槽502；

直叉杆7，其固定连接于活塞5的顶部；其靠近橡胶圈501处通过铰轴连接有密封盖6；

限位架8，其固定连接于中空圆筒4的上端，直叉杆7的上端滑动贯穿限位架8并向上延伸；以及

摆臂组件，其设置于中空圆筒4上，其用于拉动活塞5往复移动，摆臂组件包括第一联动臂9、第二联动臂10和摇杆11，第一联动臂9的一端通过铰轴连接于直叉杆7的圆周表面，第二联动臂10的一端通过铰轴连接于中空圆筒4的侧部，第二联动臂10的另一端通过铰轴连接于第一联动臂9的底部，摇杆11固定连接于第一联动臂9的另一端。

在本发明的具体实施例中，参阅图5和图6，进料口401与软管26连接，密封盖6在橡胶圈501上可打开和闭合，在活塞5向下移动时，由于中空圆筒4内的气压被压缩，密封盖6向上被打开，活塞5向上移动时密封盖6闭合，透气槽502用于增加活塞5的密封性，使用时通过往复按压摇杆11，摇杆11带动第一联动臂9移动，第一联动臂9带动直叉杆7移动，在限位架8的限制下，直叉杆7做上下直线往复运动，继而带动活塞5在中空圆筒4内上下直线往复运动，使中空圆筒4内的气压不断缩小，此时抽泥筒21的底部产生吸力，将海底沉积物抽入直连管20内，最后进入中空圆筒4内，中空圆筒4的表面固定连接观察窗404，观察窗404为透明材质，可以直接贯穿沉积物在中空圆筒4内的位置，在沉积物进入中空圆筒4内后，打开阀门403，使沉积物由出料口402排出。

具体的，升降机构包括：

轴承架12，其对称设置有两个，其均固定连接于浮台2的顶部；

夹管轮13，其设置有两个，其分别转动连接于轴承架12内，其一端均固定连接有直齿轮14，两个直齿轮14相互啮合；

伺服电机15，其固定连接于浮台2的顶部，其输出端固定连接有主动轮16；以及

从动轮19，其固定连接于其中一个夹管轮13的一端，其与主动轮16之间传动连接有皮带18。

在本发明的具体实施例中，浮台2的顶部开设有引导孔201，直连管20贯穿引导孔201并向上延伸，直连管20位于两个夹管轮13之间，两个夹管轮13的表面均设置有防护条，通过伺服电机15的输出端带动主动轮16转动，主动轮16带动从动轮19转动，在啮合的作用下，两个夹管轮13反向转动，由于直连管20位于两个夹管轮13之间，在夹管轮13的转动下，能够带动直连管20升降，使工作人员能够自由调节直连管20的长度，在不使用时可自动回收直连管20和抽泥筒21，且在夹管轮13的限制下，直连管20潜入海底更加稳定，减少发生偏移摇晃。

具体的，工作1的顶部设置有收集桶25，收集桶25位于出料口402的下侧。

在本发明的具体实施例中，收集桶25放置在出料口402的下侧，可收集出料口402排出的沉积物。

具体的，浮台2的顶部固定连接有蓄电池17和牵引环27，伺服电机15与蓄电池17电信连接。

在本发明的具体实施例中，蓄电池17用于给伺服电机15提供电能，牵引环27用于固定链绳以连接工作1，使浮台2跟随工作1在海面上移动。

具体的，抽泥筒21的底部固定连接有滤网22。

在本发明的具体实施例中，滤网22的设置，可避免海底的杂草进入抽泥筒21内，继而避免抽泥筒21和直连管20内部发生堵塞，延长使用寿命。

具体的，抽泥筒21的表面固定连接有环形架23，环形架23的底部固定连接有尖刺杆24。

在本发明的具体实施例中，尖刺杆24设置有多个，均匀分布在抽泥筒21的周围，可跟随抽泥筒21潜入海底，尖刺杆24的底部尖锐结构，可插入海底中，使抽泥筒21在海底更加稳定，减少因为海底暗流歪斜，提高稳定性。

本发明提供的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统的工作原理或工作过程为：使用时将多个直连管20相互拼接，并在直连管20的最下侧固定抽泥筒21，然后将抽泥筒21放入海里，随着重力作用，抽泥筒21逐渐沉入海底，出料口402上设置阀门403，初始状态下阀门403是关闭的，抽泥筒21沉入海底后，通过按压摇杆11带动第一联动臂9移动，最后带动活塞5往复移动，且活塞5的顶部设置密封盖6，随着活塞5往复移动，中空圆筒4内的气压逐渐缩小，使抽泥筒21的底部产生吸力，能够将海底沉积物抽入直连管20内，然后进入软管26内，最后进入中空圆筒4内，此时打开阀门403，沉积物由出料口402排出，可在出料口402下侧放置收集桶25，自动收集沉积物，本方案通过活塞机构在中空圆筒4内往复工作，使抽泥筒21的底部抽吸沉积物，机械式结构，对比现有的电泵式抽吸，能够更好的保存沉积物的物理结构，而且工作1和浮台2漂浮式结构，能够减少抽泥筒21在下潜过程中发生偏移，减少外部因素对抽泥筒21的影响，能够更加精确的取样目的位置沉积物，更重要的是直连管20为拼接式结构，具体直连管20的总长度可根据海底的深度设置，能够取样更深的近岸地区，适用范围更广。

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 (10)

1.一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，包括工作(1)和浮台(2)，其特征在于，还包括：

基座(3)，其固定连接于工作(1)的顶部；

中空圆筒(4)，其固定连接于中空圆筒(4)的顶部，其底部设置有进料口(401)，其侧部设置有出料口(402)；

抽泥筒(21)，其位于浮台(2)的下侧，其用于沉入海底以采集沉积物；

直连管(20)，其设置有多个，相邻的所述直连管(20)之间固定连接，位于最下侧所述直连管(20)固定抽泥筒(21)的上端，位于最上侧所述直连管(20)贯穿浮台(2)并与进料口(401)之间固定连接有软管(26)；

活塞机构，其设置于中空圆筒(4)上，其通过活塞机构在中空圆筒(4)内往复运动，继而使抽泥筒(21)产生负压以抽吸沉积物；以及

升降机构，其设置于浮台(2)上，其用于调节抽泥筒(21)整体高度，以控制抽泥筒(21)的采集位置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述活塞机构包括：

活塞(5)，其滑动连接于中空圆筒(4)内，其位于出料口(402)的上侧，其中心处开设有橡胶圈(501)，其边缘处固定连接有透气槽(502)；

直叉杆(7)，其固定连接于活塞(5)的顶部；其靠近橡胶圈(501)处通过铰轴连接有密封盖(6)；

限位架(8)，其固定连接于中空圆筒(4)的上端，所述直叉杆(7)的上端滑动贯穿限位架(8)并向上延伸；以及

摆臂组件，其设置于中空圆筒(4)上，其用于拉动活塞(5)往复移动。

3.根据权利要求2所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述摆臂组件包括第一联动臂(9)、第二联动臂(10)和摇杆(11)，所述第一联动臂(9)的一端通过铰轴连接于直叉杆(7)的圆周表面，所述第二联动臂(10)的一端通过铰轴连接于中空圆筒(4)的侧部，所述第二联动臂(10)的另一端通过铰轴连接于第一联动臂(9)的底部，所述摇杆(11)固定连接于第一联动臂(9)的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述升降机构包括：

轴承架(12)，其对称设置有两个，其均固定连接于浮台(2)的顶部；

夹管轮(13)，其设置有两个，其分别转动连接于轴承架(12)内，其一端均固定连接有直齿轮(14)，两个所述直齿轮(14)相互啮合；

伺服电机(15)，其固定连接于浮台(2)的顶部，其输出端固定连接有主动轮(16)；以及

从动轮(19)，其固定连接于其中一个夹管轮(13)的一端，其与主动轮(16)之间传动连接有皮带(18)。

5.根据权利要求4所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述出料口(402)上设置有阀门(403)，所述中空圆筒(4)的表面固定连接有观察窗(404)。

6.根据权利要求5所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述工作(1)的顶部设置有收集桶(25)，所述收集桶(25)位于出料口(402)的下侧。

7.根据权利要求6所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述浮台(2)的顶部开设有引导孔(201)，所述直连管(20)贯穿引导孔(201)并向上延伸。

8.根据权利要求7所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述浮台(2)的顶部固定连接有蓄电池(17)和牵引环(27)，所述伺服电机(15)与蓄电池(17)电信连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述抽泥筒(21)的底部固定连接有滤网(22)。

10.根据权利要求8所述的一种适用于小艇作业的近岸海底沉积物采集系统，其特征在于，所述抽泥筒(21)的表面固定连接有环形架(23)，所述环形架(23)的底部固定连接有尖刺杆(24)。