CN117007362B - 一种海洋地质沉积物取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于取样设备技术领域，尤其涉及一种海洋地质沉积物取样装置，包括外壳，外壳顶端中部固定连接有动力驱动部，外壳外侧壁固定连接有第一升降部，第一升降部底端固定连接有辅助固定部，外壳内部设置有取样机构；取样机构包括连接座，连接座顶端与外壳顶壁内侧固定连接，连接座底端固定连接有旋转驱动部，旋转驱动部外缘固定连接有若干升降取样部，若干升降取样部沿旋转驱动部周向等间隔设置；外壳底端固定连接有底板，底板顶端与升降取样部底端接触，底板上开设有通孔，通孔与升降取样部底端对应。本发明的装置能够一次完成多个地点取样，进而缩短多次取样的工作时长，降低多次取样的工作繁琐程度。
Description
技术领域
本发明属于取样设备技术领域，尤其涉及一种海洋地质沉积物取样装置。
背景技术
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以及人类活动中落入海底的东西，包括软泥沙、灰尘、动植物的遗骸、宇宙尘埃等，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，对海底自生矿产资、古海洋学、古气候学的发展也有赖于深海沉积物的研究。因此，深海沉积的研究日益受到重视。
公开号为CN115014847A的发明专利公开了一种海洋地质沉积物取样装置，能够对海洋地质沉积物进行取样工作，但是其装置每次只能取样一次，取样完成后需要将所取的样品取出后才能再次进入海洋中继续进行取样，这就导致多次取样的工作繁琐且时间较长。
因此，需要设计一种海洋地质沉积物取样装置以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋地质沉积物取样装置，以解决上述问题，达到缩短多次取样工作的时长、降低多次取样工作的繁琐程度的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种海洋地质沉积物取样装置，包括外壳，所述外壳顶端中部固定连接有动力驱动部，所述外壳外侧壁固定连接有第一升降部，所述第一升降部底端固定连接有辅助固定部，所述外壳内部设置有取样机构；
所述取样机构包括连接座，所述连接座顶端与所述外壳顶壁内侧固定连接，所述连接座底端固定连接有旋转驱动部，所述旋转驱动部外缘固定连接有若干升降取样部，若干所述升降取样部沿所述旋转驱动部周向等间隔设置；
所述外壳底端固定连接有底板，所述底板顶端与所述升降取样部底端接触，所述底板上开设有通孔，所述通孔与所述升降取样部底端对应。
优选的，所述旋转驱动部包括第二电机，所述第二电机固定端与所述连接座底端固定连接，所述第二电机输出轴同轴固定连接有升降圆板顶端，所述升降圆板侧壁与所述外壳转动密封接触，若干所述升降取样部等间隔固定连接在所述升降圆板外缘。
优选的，所述升降取样部包括伸缩杆，所述伸缩杆与所述升降圆板固定连接，所述伸缩杆竖直设置，所述伸缩杆底端固定连接有切割取样部，所述伸缩杆外侧同轴套设有套筒，所述套筒顶端与所述升降圆板底端固定连接，所述切割取样部滑动设置在所述套筒内部，所述套筒底端、切割取样部底端与所述底板顶端接触。
优选的，所述切割取样部包括第三电机，所述第三电机固定端与所述伸缩杆活塞端固定连接，所述第三电机外侧壁固定连接有外切筒，所述外切筒内部同轴转动设置有内切筒，所述外切筒底端与所述内切筒底端与所述底板顶端接触，所述内切筒顶端与所述第三电机输出轴固定连接，所述外切筒外侧壁顶部固定连接有滑动导向部，所述滑动导向部与所述套筒内壁滑动配合。
优选的，所述滑动导向部包括两个导向块，两个所述导向块均与所述外切筒外侧壁顶部固定连接，两个所述导向块关于所述外切筒对称设置，所述套筒内侧壁对称开设有两个导向槽，所述导向块与所述导向槽一一对应且滑动设置在所述导向槽内。
优选的，所述外切筒外侧壁底端设置有外切斜面，所述内切筒内侧壁底端设置有内切斜面，所述外切斜面与所述内切斜面倾斜方向相反，所述外切斜面底端和所述内切斜面底端与所述底板顶端接触。
优选的，所述动力驱动部包括正反水泵，所述正反水泵与所述外壳顶端固定连接，所述正反水泵设置有两个进水端，每个所述进水端均固定连通有进水管一端，所述进水管为L型，所述进水管另一端朝下，所述正反水泵出水端固定连通有出水管一端，所述出水管竖直设置。
优选的，所述第一升降部包括第一电机，所述第一电机固定设置在与所述外壳外侧壁顶部固定连接的防护壳内部，所述第一电机输出轴固定连接有竖直设置的丝杠顶端，所述丝杠底端转动连接有第一固定座，所述第一固定座与所述外壳外侧壁底部固定连接，所述丝杠螺纹连接有升降环，所述升降环上下滑动套设在所述外壳外侧，所述辅助固定部顶端与所述升降环底端固定连接，所述升降环滑动穿设有导向杆，所述导向杆两端分别固定连接有第二固定座，位于上方的所述第二固定座与所述外壳外侧壁顶部固定连接，位于下方的所述第二固定座与所述外壳外侧壁底部固定连接，所述丝杠与所述导向杆关于所述外壳对称设置，所述第一固定座与所述第二固定座关于所述外壳对称设置。
优选的，所述辅助固定部包括若干固定插杆，所述固定插杆顶端与所述升降环底端固定连接，所述固定插杆底端设置为尖端，若干所述固定插杆竖直且沿所述升降环周向等间隔设置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明通过设置的若干升降取样部，能够使装置在一次下水的过程中完成多次取样的工作，取样的过程中旋转驱动部驱动升降取样部进行旋转，使其中一个升降取样部对正通孔，然后升降取样部开始下降并进行取样工作，取样完成后重新上升并在旋转驱动部的驱动下旋转到外壳内部，旋转到外壳内部以后底板对其底端进行密封封堵，防止取样的样品掉落，此时另一个空的升降取样部同时旋转到通孔的正上方，然后通过缆绳控制整个装置移动到另一个取样地点继续进行取样，设置的动力驱动部能够为装置提供向下的压力，再配合第一升降部对辅助固定部进行驱动，使辅助固定部插入海床内，提高装置取样时的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明内部结构示意图；
图3为图2中A的局部放大图；
图4为图2中B的局部放大图；
图5为本发明取样机构结构示意图；
图6为本发明切割取样部轴测图；
图7为本发明切割取样部闭合状态轴测图；
图8为本发明套筒轴测图；
图9为本发明内切割筒轴测图。
其中，1、外壳；2、正反水泵；3、进水管；4、出水管；5、防护壳；6、丝杠；7、第一固定座；8、升降环；9、导向杆；10、第二固定座；11、固定插杆；12、第一电机；13、连接座；14、第二电机；15、升降圆板；16、伸缩杆；17、套筒；18、底板；19、导向槽；20、第三电机；21、外切筒；2101、外切斜面；22、内切筒；2201、内切斜面；23、导向块；24、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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-图9，本发明提供一种海洋地质沉积物取样装置，包括外壳1，外壳1顶端中部固定连接有动力驱动部，外壳1外侧壁固定连接有第一升降部，第一升降部底端固定连接有辅助固定部，外壳1内部设置有取样机构；
取样机构包括连接座13，连接座13顶端与外壳1顶壁内侧固定连接，连接座13底端固定连接有旋转驱动部，旋转驱动部外缘固定连接有若干升降取样部，若干升降取样部沿旋转驱动部周向等间隔设置；
外壳1底端固定连接有底板18，底板18顶端与升降取样部底端接触，底板18上开设有通孔24，通孔24与升降取样部底端对应。
通过设置的若干升降取样部，能够使装置在一次下水的过程中完成多次取样的工作，取样的过程中旋转驱动部驱动升降取样部进行旋转，使其中一个升降取样部对正通孔24，然后升降取样部开始下降并进行取样工作，取样完成后重新上升并在旋转驱动部的驱动下旋转到外壳1内部，旋转到外壳1内部以后底板18对其底端进行密封封堵，防止取样的样品掉落，此时另一个空的升降取样部同时旋转到通孔24的正上方，然后通过缆绳控制整个装置移动到另一个取样地点继续进行取样，设置的动力驱动部能够为装置提供向下的压力，再配合第一升降部对辅助固定部进行驱动，使辅助固定部插入海床内，提高装置取样时的稳定性。
进一步优化方案，旋转驱动部包括第二电机14，第二电机14固定端与连接座13底端固定连接，第二电机14输出轴同轴固定连接有升降圆板15顶端，升降圆板15侧壁与外壳1转动密封接触，若干升降取样部等间隔固定连接在升降圆板15外缘。
第二电机14在连接座13底端固定不动，当第二电机14工作时，其输出端带动升降圆板15进行旋转，进而带动所有的升降取样部进行旋转，当其中一个升降取样部旋转到通孔24正上方时，第二电机14停止动作，然后升降取样部开始下降伸出通孔24进行取样工作。
进一步优化方案，升降取样部包括伸缩杆16，伸缩杆16与升降圆板15固定连接，伸缩杆16竖直设置，伸缩杆16底端固定连接有切割取样部，伸缩杆16外侧同轴套设有套筒17，套筒17顶端与升降圆板15底端固定连接，切割取样部滑动设置在套筒17内部，套筒17底端、切割取样部底端与底板18顶端接触。
伸缩杆16的活塞端伸长带动切割取样部下降至海床内进行取样工作，设置的套筒17能够保证切割取样部竖直进入海床或退出海床，防止其出现倾斜，进而保证所取样品的质量。
进一步优化方案，切割取样部包括第三电机20，第三电机20固定端与伸缩杆16活塞端固定连接，第三电机20外侧壁固定连接有外切筒21，外切筒21内部同轴转动设置有内切筒22，外切筒21底端与内切筒22底端与底板18顶端接触，内切筒22顶端与第三电机20输出轴固定连接，外切筒21外侧壁顶部固定连接有滑动导向部，滑动导向部与套筒17内壁滑动配合。
外切筒21和内切筒22插入到海床内以后，外切筒21保持不动，此时第三电机20工作带动内切筒22旋转，当内切筒22相对于外切筒21旋转90°以后，内切筒22与外切筒21即形成一个完整的筒状，这样就完成了取样工作，然后伸缩杆16缩短带动内切筒22与外切筒21上升将所取的样品带离出海床，伸缩杆16上升到底端以后，第二电机14开始工作转动，使内部含有样品的内切筒22与外切筒21旋转到底板18顶端错开通孔24的位置，通过底板18将样品封堵在内切筒22与外切筒21内部。
进一步优化方案，滑动导向部包括两个导向块23，两个导向块23均与外切筒21外侧壁顶部固定连接，两个导向块23关于外切筒21对称设置，套筒17内侧壁对称开设有两个导向槽19，导向块23与导向槽19一一对应且滑动设置在导向槽19内。
导向块23只能在导向槽19内竖直上下滑动，确保了外切筒21竖直上下滑动的稳定性，防止其出现左右转动。
进一步优化方案，外切筒21外侧壁底端设置有外切斜面2101，内切筒22内侧壁底端设置有内切斜面2201，外切斜面2101与内切斜面2201倾斜方向相反，外切斜面2101底端和内切斜面2201底端与底板18顶端接触。
外切斜面2101与内切斜面2201共同形成一个V型尖端，保证内切筒22与外切筒21顺利插入海床内部，同时防止内切筒22与外切筒21之间进入沉积物杂质，防止装置工作过程中出现故障。
进一步优化方案，动力驱动部包括正反水泵2，正反水泵2与外壳1顶端固定连接，正反水泵2设置有两个进水端，每个进水端均固定连通有进水管3一端，进水管3为L型，进水管3另一端朝下，正反水泵2出水端固定连通有出水管4一端，出水管4竖直设置。
装置下降沉入海中以及在海床上固定的过程中，正反水泵2工作将海水通过两个进水管3吸入，并通过顶端的出水管4排出，海水被排出的过程中对装置产生反向的推力，加快装置沉入海底的速度，以及为装置在海床上固定时提供压力；当正反水泵2反向工作时，海水通过出水管4进入并通过进水管3排出，加快装置上升的速度以及将装置从海床中提出。
进一步优化方案，第一升降部包括第一电机12，第一电机12固定设置在与外壳1外侧壁顶部固定连接的防护壳5内部，第一电机12输出轴固定连接有竖直设置的丝杠6顶端，丝杠6底端转动连接有第一固定座7，第一固定座7与外壳1外侧壁底部固定连接，丝杠6螺纹连接有升降环8，升降环8上下滑动套设在外壳1外侧，辅助固定部顶端与升降环8底端固定连接，升降环8滑动穿设有导向杆9，导向杆9两端分别固定连接有第二固定座10，位于上方的第二固定座10与外壳1外侧壁顶部固定连接，位于下方的第二固定座10与外壳1外侧壁底部固定连接，丝杠6与导向杆9关于外壳1对称设置，第一固定座7与第二固定座10关于外壳1对称设置。
进一步优化方案，辅助固定部包括若干固定插杆11，固定插杆11顶端与升降环8底端固定连接，固定插杆11底端设置为尖端，若干固定插杆11竖直且沿升降环8周向等间隔设置。
装置下降的海床上以后，正反水泵2工作为装置提供向下的压力时，第一电机12工作带动丝杠6转动，丝杠6转动时驱动升降环8下降，升降环8下降的过程中将固定插杆11插入到海床内，完成装置的固定。
本发明的工作过程如下：
需要进行取样时，首先将装置带动取样海域的上方，然后将装置投入到海域内，装置下降的过程中可以控制正反水泵2正向工作，加快装置降落到海床上的速度，装置降落到海床上以后，正反水泵2继续工作为装置提供向下的压力，然后在向下的压力和装置自身重力的配合下，第一电机12工作带动丝杠6转动，驱动升降环8下降，使固定插杆11插入到海床内，完成装置的固定，然后第二电机14工作带动升降圆板15转动，当一个套筒17转动到通孔24正上方时，伸缩杆16伸长带动其底端的外切筒21和内切筒22伸出通孔24并插入到海床内，然后第三电机20驱动内切筒22旋转进行取样工作，取样完成后，伸缩杆16缩短带动外切筒21和内切筒22上升，之后升降圆板15继续转动，使包裹样品的外切筒21和内切筒22被底板18进行封堵，此时另一个空的外切筒21和内切筒22旋转到通孔24上方，然后正反水泵2开始反向工作，配合缆绳的提拉使装置脱离海床，并移动到下一个取样位置继续进行取样，全部完成取样后将装置提拉出海面即可。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种海洋地质沉积物取样装置，其特征在于，包括外壳(1)，所述外壳(1)顶端中部固定连接有动力驱动部，所述外壳(1)外侧壁固定连接有第一升降部，所述第一升降部底端固定连接有辅助固定部，所述外壳(1)内部设置有取样机构；
所述取样机构包括连接座(13)，所述连接座(13)顶端与所述外壳(1)顶壁内侧固定连接，所述连接座(13)底端固定连接有旋转驱动部，所述旋转驱动部外缘固定连接有若干升降取样部，若干所述升降取样部沿所述旋转驱动部周向等间隔设置；
所述外壳(1)底端固定连接有底板(18)，所述底板(18)顶端与所述升降取样部底端接触，所述底板(18)上开设有通孔(24)，所述通孔(24)与所述升降取样部底端对应；
所述旋转驱动部包括第二电机(14)，所述第二电机(14)固定端与所述连接座(13)底端固定连接，所述第二电机(14)输出轴同轴固定连接有升降圆板(15)顶端，所述升降圆板(15)侧壁与所述外壳(1)转动密封接触，若干所述升降取样部等间隔固定连接在所述升降圆板(15)外缘；
所述升降取样部包括伸缩杆(16)，所述伸缩杆(16)与所述升降圆板(15)固定连接，所述伸缩杆(16)竖直设置，所述伸缩杆(16)底端固定连接有切割取样部，所述伸缩杆(16)外侧同轴套设有套筒(17)，所述套筒(17)顶端与所述升降圆板(15)底端固定连接，所述切割取样部滑动设置在所述套筒(17)内部，所述套筒(17)底端、切割取样部底端与所述底板(18)顶端接触；
所述切割取样部包括第三电机(20)，所述第三电机(20)固定端与所述伸缩杆(16)活塞端固定连接，所述第三电机(20)外侧壁固定连接有外切筒(21)，所述外切筒(21)内部同轴转动设置有内切筒(22)，所述外切筒(21)底端与所述内切筒(22)底端与所述底板(18)顶端接触，所述内切筒(22)顶端与所述第三电机(20)输出轴固定连接，所述外切筒(21)外侧壁顶部固定连接有滑动导向部，所述滑动导向部与所述套筒(17)内壁滑动配合；
所述滑动导向部包括两个导向块(23)，两个所述导向块(23)均与所述外切筒(21)外侧壁顶部固定连接，两个所述导向块(23)关于所述外切筒(21)对称设置，所述套筒(17)内侧壁对称开设有两个导向槽(19)，所述导向块(23)与所述导向槽(19)一一对应且滑动设置在所述导向槽(19)内；
所述外切筒(21)外侧壁底端设置有外切斜面(2101)，所述内切筒(22)内侧壁底端设置有内切斜面(2201)，所述外切斜面(2101)与所述内切斜面(2201)倾斜方向相反，所述外切斜面(2101)底端和所述内切斜面(2201)底端与所述底板(18)顶端接触。
2.根据权利要求1所述的一种海洋地质沉积物取样装置，其特征在于，所述动力驱动部包括正反水泵(2)，所述正反水泵(2)与所述外壳(1)顶端固定连接，所述正反水泵(2)设置有两个进水端，每个所述进水端均固定连通有进水管(3)一端，所述进水管(3)为L型，所述进水管(3)另一端朝下，所述正反水泵(2)出水端固定连通有出水管(4)一端，所述出水管(4)竖直设置。
3.根据权利要求1所述的一种海洋地质沉积物取样装置，其特征在于，所述第一升降部包括第一电机(12)，所述第一电机(12)固定设置在与所述外壳(1)外侧壁顶部固定连接的防护壳(5)内部，所述第一电机(12)输出轴固定连接有竖直设置的丝杠(6)顶端，所述丝杠(6)底端转动连接有第一固定座(7)，所述第一固定座(7)与所述外壳(1)外侧壁底部固定连接，所述丝杠(6)螺纹连接有升降环(8)，所述升降环(8)上下滑动套设在所述外壳(1)外侧，所述辅助固定部顶端与所述升降环(8)底端固定连接，所述升降环(8)滑动穿设有导向杆(9)，所述导向杆(9)两端分别固定连接有第二固定座(10)，位于上方的所述第二固定座(10)与所述外壳(1)外侧壁顶部固定连接，位于下方的所述第二固定座(10)与所述外壳(1)外侧壁底部固定连接，所述丝杠(6)与所述导向杆(9)关于所述外壳(1)对称设置，所述第一固定座(7)与所述第二固定座(10)关于所述外壳(1)对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种海洋地质沉积物取样装置，其特征在于，所述辅助固定部包括若干固定插杆(11)，所述固定插杆(11)顶端与所述升降环(8)底端固定连接，所述固定插杆(11)底端设置为尖端，若干所述固定插杆(11)竖直且沿所述升降环(8)周向等间隔设置。
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