CN211602501U - 一种浮动式深水沉积物取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浮动式深水沉积物取样装置，包括船体及设置在所述船体上的收卷装置，所述收卷装置悬垂有伸入水体的取样装置；所述取样装置包括呈倒钟状的罩体，所述罩体的顶端设置有连接体，所述罩体的外周面设置有清理装置，所述清理装置包括刮板、固定板和第一驱动装置，所述刮板设置在所述罩体外周面，所述固定板固定在所述连接体外周面上，所述刮板靠近所述连接体的一端与所述连接体转动连接，所述刮板与所述固定板间隙配合；所述第一驱动装置驱动所述刮板绕所述罩体的轴线转动；所述罩体内部设置有取样器。采用上述技术方案，实现了罩体从水草类植物的缠结中的剥离，取样装置能够顺利提拉出水体，提高了对深水沉积物的取样效率。

Description

一种浮动式深水沉积物取样装置

技术领域

本实用新型涉及取样装置的技术领域，尤其是涉及一种浮动式深水沉积物取样装置。

背景技术

随着现代社会的发展，人类对于河道、海洋的开发与研究日益关注，工业社会的发展将大量的污染物排入水体环境，各类污染物在河床、海床上下降、沉积，不仅对于各类水生生物的生存造成极大的威胁，同时在一定的环境条件下各类沉积物中的污染物会释放甲烷等温室气体并释放到大气环境中，对于人类的健康和生态安全都具有极大地影响，因此开展深水沉积物分析对于水污染防治、大气环境变化具有重要的现实意义。

对于沉积物的分析需要用取样装置对沉积物进行取样，现有的取样装置根据工作原理大体可以分为抓取式和钻取式两大类，对于深水沉积物的取样装置多为抓取式，该类结构多设计有抓取河床或海床上沉积物的机械手臂。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对于河床或海床上生长有水草类植物时，取样装置在下沉、采样及上升过程均可能与水草类植物发生缠结，可能致使取样装置内取的样品倾覆，取样装置难以顺利提拉出深水，影响了取样作业的顺利开展。因此存在改善的空间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种浮动式深水沉积物取样装置，实现了顺利将取样装置从水草类植物的缠结中剥离。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种浮动式深水沉积物取样装置，包括船体及设置在所述船体上的收卷装置，收卷装置的下方的船体上竖直开设有孔口，所述收卷装置悬垂有穿过所述孔口并伸入水体的取样装置；所述取样装置包括呈倒钟状的罩体，所述罩体的顶端设置有呈圆柱体的连接体，所述罩体的外周面设置有清理装置，所述清理装置包括刮板、固定板和第一驱动装置，所述刮板设置在所述罩体外周面，所述固定板固定在所述连接体外周面上，所述刮板靠近所述连接体的一端与所述连接体转动连接，所述刮板与所述固定板间隙配合；所述第一驱动装置驱动所述刮板绕所述罩体的轴线转动；所述罩体内部设置有取样器。

通过采用上述技术方案，沉积物因富含腐殖质，故沉积物中多生长有水草类植物，且由于河床或海床多发暗流，水草类植物随暗流飘荡不定；当取样装置进入水体后，水草类植物极易与取样装置的罩体发生缠结，影响了取样装置的正常提拉出水体；第一驱动装置驱动所述刮板绕所述罩体的轴线转动，使刮板绕罩体的外表面转动，转动的刮板推动水草类植物至固定板的位置，刮板绕过固定板，同时水草类植物截留在固定板的位置，随着刮板的不断转动，缠结在罩体外表面的水草类植物被持续推动到固定板的位置，实现了罩体从水草类植物的缠结中的剥离，取样装置能够顺利提拉出水体，提高了对深水沉积物的取样效率，也减少了水草类植物对取样装置的拖拽使得取样器中的样品发生倾泻的情况。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述罩体入口端面的圆周外边沿设置有轴线与所述罩体的轴线共线的环形基座，所述环形基座的上端面转动连接有齿条盘；所述刮板靠近所述齿条盘的一端与所述齿条盘固定连接，所述第一驱动装置包括第二机座，所述第二机座设置在所述环形基座的外周面，所述第二机座上设置有第二电机，所述第二电机的输出轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述齿条盘上的齿条啮合传动。

通过采用上述技术方案，第二电机的输出轴上同轴固定有第一齿轮，第一齿轮与齿条盘上的齿条啮合转动；第二电机驱动齿条盘转动，齿条盘与刮板固定连接，通过驱动齿条盘实现了刮板绕罩体的同一方向转动，规律地清刮罩体表面缠结的水草，实现了清理装置对缠结在罩体外周面的水草类植物的剥离。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述刮板远离所述罩体的一侧开设有若干第一齿口，所述固定板靠近所述罩体的一侧开设有若干第二齿口，所述第一齿口与所述第二齿口相互交错且间隙配合。

通过采用上述技术方案，第一齿口与第二齿口的开设使刮板能够顺利从固定板内部绕过，齿口之间的配合将水草阻隔并集聚在一侧，提高了刮板对于罩体外周面的水草的剥离效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环形基座开设有环形的第一T型槽，所述齿条盘与所述第一T型槽卡接滑动；所述连接体开设有环形的第二T型槽，所述刮板靠近所述连接体的一端设置有T型块，所述T型块与所述第二T型槽卡接滑动。

通过采用上述技术方案，齿条盘与环形基座的第一T型槽卡接滑动，使齿条盘相对于环形基座转动；刮板上的T型块与连接体上的第二T型槽卡接滑动，使刮板与连接体转动连接，实现了刮板绕罩体的外表面的转动，进而对罩体外表面的水草类植物进行推动，使罩体脱离水草类植物的缠结。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述取样器为呈半球状的壳体，所述取样器设置在所述罩体的内部，所述取样器的外周面上设置有弧形齿条，所述弧形齿条的所在平面垂直于所述取样器入口端面的所在平面；所述取样器的入口端面的圆周边沿对称设置有轴线共线的两个转位销，两个所述转位销的轴线通过所述取样器的球心且与所述弧形齿条的所在平面垂直，所述转位销与所述环形基座转动连接；所述环形基座的下端面设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置包括第三机座，所述第三机座上设置第三电机，所述第三电机的输出轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述弧形齿条啮合转动。

通过采用上述技术方案，半球状的取样器设置在罩体的内部，避免了与水草类植物的直接接触，减少了与水草类植物的缠结；取样器上的转位销相对于罩体转动连接，第三电机驱动弧形齿条进行转动使取样器向沉积物掘进，待弧形齿条转动180°后，取样器完成对于沉积物的取样，提高了取样器对沉积物的取样效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环形基座的外周面边沿上套接有圆周壳体，所述圆周壳体包裹所述第二驱动装置；所述圆周壳体的底面开设有圆孔。

通过采用上述技术方案，环形基座的外周面套接有圆周壳体，圆周壳体包围第二驱动装置，圆周壳体的设置起到对第二驱动装置的隔离、保护作用，避免了第二驱动装置直接与沉积物接触，降低了沉积物渗入第三电机的概率；同时取样装置在水体中下降时，当要接触沉积物时，圆周壳体与沉积物接触，圆周壳体起到对于取样装置的支撑作用，扩大了取样装置与沉积物的接触面积，提高了取样装置对沉积物进行取样作业时的稳定性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述圆孔的孔径大于所述取样器的球径。

通过采用上述技术方案，圆周壳体的底面的圆孔的孔径大于取样器的球径，圆孔的设置使取样器从圆孔内顺利转动至沉积物，使取样器完成对沉积物的取样作业。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定板远离所述罩体的一侧设置有弧形板，所述弧形板向远离所述罩体外周面的方向延伸, 所述弧形板靠近所述圆周壳体的下端与所述圆周壳体的上端面固定连接。

通过采用上述技术方案，固定板远离罩体的外周面的弧形端面设置有弧形板，弧形板向远离所述罩体外周面的方向延伸，刮板推动缠结在罩体外周面上的水草向固定板的位置卸载、堆积，弧形板的设置增大了固定板对于水草类植物的卸载空间，使被堆积的水草不易越过固定板再次散布在罩体的外周面，进而提升了刮板将罩体剥离水草类植物缠结的效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述取样器的圆周边沿倒圆角设置。

通过采用上述技术方案，取样器的圆周边沿沿倒圆角设置，沿倒圆角设置的取样器边沿在接触沉积物时，减小了与沉积物的接触面积，在第二驱动装置的驱动动力恒定的状况下，沿倒圆角设置的边沿更容易掘进沉积物，进而提高了取样器取样作业的效率。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.沉积物因富含各类腐殖质，故沉积物中多生长有水草类植物，且由于河床或海床多发暗流，水草类植物随暗流飘荡不定；当取样装置进入水体后，水草类植物极易与取样装置的罩体发生缠结，影响了取样装置的正常提拉；第一驱动装置驱动所述刮板绕所述罩体的轴线转动，使刮板绕罩体的外表面转动，转动的刮板推动水草类植物至固定板的位置，刮板绕过固定板，同时水草类植物截留在固定板的位置，随着刮板的不断转动，缠结在罩体外表面的水草类植物被推动到固定板的位置，实现了罩体从水草类植物的缠结中的剥离，保证了取样装置能够顺利提拉出水体，提高了对深水沉积物的取样效率；

2.通过在罩体的内部设置半球状的取样器，使得取样器避免了与水草类植物的直接接触，减少了与水草类植物的缠结；罩体对取样器中的样品进行保护，减少上浮过程中样品的流失；取样器上的转位销相对于罩体转动连接，第三电机驱动弧形齿条进行转动使取样器向沉积物掘进，待弧形齿条转动180°后，取样器迅速完成对于沉积物的取样；

3.环形基座的外周面套接有圆周壳体，圆周壳体包围第二驱动装置，圆周壳体的设置起到对第二驱动装置的隔离、保护作用，避免了第二驱动装置直接与沉积物接触，降低了沉积物渗入第三电机的概率；同时取样装置在水体中下降时，当要接触沉积物时，圆周壳体与沉积物接触，圆周壳体起到对于取样装置的支撑作用，扩大了取样装置与沉积物的接触面积，提高了取样装置对沉积物进行取样作业时的稳定性。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例的取样装置的结构示意图；

图3为本实施例的取样装置的局部剖视图；

图4为图3中的A部的放大示意图；

图5为图3中的B部的放大示意图；

图6为取样装置的罩体的半剖示意图；

图7为本实施例的罩体与壳体的整体结构示意图；

图8为取样装置的底部视角结构示意图 。

附图标记：1、船体；11、电池组；12、螺旋桨叶；13、围栏；14、甲板；15、孔口；2、收卷装置；21、第一电机；22、第一机座；23、卷箍；24、支架；25、线缆；26、轴体；3、取样装置；31、罩体、311、吊环；32、环形基座；321、第一T型槽；33、连接体；331、第二T型槽；34、刮板；341、第一齿口；342、T型块；343、齿条盘；35、固定板；351、第二齿口；352、弧形板；36、圆周壳体；361、圆孔；37、第二电机；371、第二机座；372、第一齿轮；4、取样器；41、弧形齿条；42、第三电机；43、第三机座；44、第二齿轮；45、转位销。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，本实用新型公开的一种浮动式深水沉积物取样装置，包括漂浮的船体1及固定在船体1的甲板14上的收卷装置2，收卷装置2包括第一机座22，第一机座22上固定有第一电机21，第一电机21的输出轴上同轴转动有轴体26，船体1上沿轴体26的延伸方向垂直固定有支架24，轴体26远离第一电机21的一端与支架24转动连接。

轴体26靠近第一电机21的一端同轴固定有卷箍23，第一机座22与支架24之间的船体1上竖直开设有孔口15，卷箍23上缠绕有线缆25，线缆25的抗拉强度高，密封防水；线缆25的下端伸入水体并悬垂取样装置3，取样装置3包括呈倒钟型的罩体31及圆周壳体36，罩体31的入口端面朝下设置。圆周壳体36套接在罩体31的底端圆周边沿上，圆周壳体36的轴线与罩体31的轴线共线；甲板14的头部及尾部均设置有围栏13，船体1尾部的下端位置安装有驱动船体1行进的螺旋桨叶12；船体1的尾部嵌设有电池组11。

参照图2，罩体31的顶端固定有圆柱形的连接体33，连接体33的上端面固定有吊环311，罩体31的外表面设置有与罩体31间隙配合的刮板34，连接体33的外周面上固定有固定板35；当刮板34与固定板35共面时，刮板34位于罩体31的外表面与固定板35之间，刮板34与固定板35间隙配合，固定板35靠近圆周壳体36的一端抵接在圆周壳体36的上端面并与圆周壳体36上端面固定连接。

参照图3，罩体31底端的圆周边沿上设置有环形基座32，环形基座32上开设有环形的第一T型槽321(参照图5)，环形基座32的上端面设置有环形的齿条盘343，齿条盘343上端面的齿条的齿长为齿条盘343上端面径向宽度的一半，齿条分布在齿条盘343上端面靠近齿条盘343外周面的一侧；齿条盘343与环形基座32转动连接，齿条盘343的下端面与第一T型槽321卡接滑动；环形基座32的外周面上固定有第二机座371，第二机座371的上端面固定有第二电机37，第二电机37为潜水电机，第二电机37的输出轴上转动连接有第一齿轮372，第一齿轮372为锥齿轮，第一齿轮372与齿条盘343上的齿条啮合转动；刮板34的下端与齿条盘343上端面的远离齿条盘343的外周面的一侧固定连接(参照图5)。

参照图3及图4，连接体33的外周面上开设有环形的第二T型槽331，刮板34靠近连接体33的一端设置有T型块342，T型块342与连接体33上的第二T型槽331转动连接，刮板34远离罩体31外周面的一侧等间距开设有若干第一齿口341；固定板35靠近连接体33的一端与连接体33固定连接，固定板35远离罩体31外周面的一侧设置有弧形板352，弧形板352的向远离罩体31的方向延伸，固定板35靠近罩体31的一侧开设有若干等间距的第二齿口351，第一齿口341与第二齿口351的深度相同，第一齿口341与第二齿口351的位置相互交错；刮板34能够从固定板35内部转动通过。

参照图6，罩体31内部设置有取样器4，取样器4为呈半球状的壳体，取样器4的外周面的对称位置上固定有弧形齿条41，弧形齿条41所在的平面通过取样器4的球心且垂直于取样器4开口所在的平面；圆周壳体36的下端面开设有圆孔361(参照图7)，圆孔361的孔径大于取样器4的球径；环形基座32的下端面固定有第三机座43，第三机座43上固定有第三电机42，第三电机42为潜水电机，第三电机42的输出轴上转动连接有第二齿轮44,第二齿轮44为直齿轮，第二齿轮44与取样器4外周面上的弧形齿条41啮合转动。

参照图8，取样器4的底端圆周边沿对称固定有轴线共线的两个转位销45，两个转位销45的轴线通过所述取样器4的球心且垂直于弧形齿条41所在的平面，转位销45与环形基座32转动连接；取样器4的圆周边沿倒圆角设置。

本实施例的实施原理为：

该浮动式深水沉积物取样装置进行深水沉积物取样前，将船体1停泊在特定位置的水域，电池组11为船体1上的各电机供电。启动第一电机21，卷箍23转动释放线缆25，线缆25下端悬垂的罩体31沉入水体。

对于沉积物较厚的河床或海床，由于沉积物的腐殖质较丰富，因此河床或海床上较易生长有水草类植物，线缆25下端的取样装置3容易与水草类植物缠结，致使取样装置3难以顺利进行取样作业或提出水体。罩体31外周面上设置有刮板34及固定板35，刮板34与齿条盘343固定连接，第二电机37驱动齿条盘343转动，固定板35与罩体31顶端的连接体33固定，刮板34绕罩体31的外周面不断转动，与罩体31外周面缠结的水草类植物被刮板34推动，刮板34上的第一齿口341与固定板35上的第二齿口351相互相错，当刮板34转过固定板35时，水草类植物被截留在固定板35上，绕过固定板35的刮板34继续转动，使罩体31从与水草类植物的缠结中剥离出来，罩体31能够继续进行提拉、移动。

罩体31的底面设置有圆周壳体36，当圆周壳体36触及沉积物时，对整个取样装置3进行支撑，保证了取样装置3的稳定性。环形基座32的下端面固定有第三机座43，第三机座43上固定有第三电机42，第三电机42驱动取样器4外周面上的弧形齿条41，取样器4圆周边沿上的两个转位销45与环形基座32转动连接，第三电机42驱动取样器4向沉积物转动、掘进，第三电机42继续驱动弧形齿条41使取样器4翻转180^。，使沉积物进入半球状取样器4的内部。第一电机21驱动卷箍23进行线缆25的收卷，取样装置3提出水体，驱动第三电机42反转，将沉积物倒出，完成对于沉积物的取样作业。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：包括船体(1)及设置在所述船体(1)上的收卷装置(2)，收卷装置(2)的下方的船体(1)上竖直开设有孔口(15)，所述收卷装置(2)悬垂有穿过所述孔口(15)并伸入水体的取样装置(3)；所述取样装置(3)包括呈倒钟状的罩体(31)，所述罩体(31)的顶端设置有呈圆柱体的连接体(33)，所述罩体(31)的外周面设置有清理装置，所述清理装置包括刮板(34)、固定板(35)和第一驱动装置，所述刮板(34)设置在所述罩体(31)外周面，所述固定板(35)固定在所述连接体(33)外周面上，所述刮板(34)靠近所述连接体(33)的一端与所述连接体(33)转动连接，所述刮板(34)与所述固定板(35)间隙配合；所述第一驱动装置驱动所述刮板(34)绕所述罩体(31)的轴线转动；所述罩体(31)内部设置有取样器(4)。

2.据权利要求1所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述罩体(31)入口端面的圆周外边沿设置有轴线与所述罩体(31)的轴线共线的环形基座(32)，所述环形基座(32)的上端面转动连接有齿条盘(343)；所述刮板(34)靠近所述齿条盘(343)的一端与所述齿条盘(343)固定连接，所述第一驱动装置包括第二机座(371)，所述第二机座(371)设置在所述环形基座(32)的外周面，所述第二机座(371)上设置有第二电机(37)，所述第二电机(37)的输出轴上设置有第一齿轮(372)，所述第一齿轮(372)与所述齿条盘(343)上的齿条啮合传动。

3.据权利要求1所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述刮板(34)远离所述罩体(31)的一侧开设有若干第一齿口(341)，所述固定板(35)靠近所述罩体(31)的一侧开设有若干第二齿口(351)，所述第一齿口(341)与所述第二齿口(351)相互交错且间隙配合。

4.据权利要求2所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述环形基座(32)开设有环形的第一T型槽(321)，所述齿条盘(343)与所述第一T型槽(321)卡接滑动；所述连接体(33)开设有环形的第二T型槽(331)，所述刮板(34)靠近所述连接体(33)的一端设置有T型块(342)，所述T型块(342)与所述第二T型槽(331)卡接滑动。

5.据权利要求2所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述取样器(4)为呈半球状的壳体，所述取样器(4)设置在所述罩体(31)的内部，所述取样器(4)的外周面上设置有弧形齿条(41)，所述弧形齿条(41)的所在平面垂直于所述取样器(4)入口端面的所在平面；所述取样器(4)的入口端面的圆周边沿对称设置有轴线共线的两个转位销(45)，两个所述转位销(45)的轴线通过所述取样器(4)的球心且与所述弧形齿条(41)的所在平面垂直，所述转位销(45)与所述环形基座(32)转动连接；所述环形基座(32)的下端面设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置包括第三机座(43)，所述第三机座(43)上设置第三电机(42)，所述第三电机(42)的输出轴上设置有第二齿轮(44)，所述第二齿轮(44)与所述弧形齿条(41)啮合转动。

6.据权利要求5所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述环形基座(32)的外周面边沿上套接有圆周壳体(36)，所述圆周壳体(36)包裹所述第二驱动装置；所述圆周壳体(36)的底面开设有圆孔(361)。

7.据权利要求6所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述圆孔(361)的孔径大于所述取样器(4)的球径。

8.据权利要求6所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述固定板(35)远离所述罩体(31)的一侧设置有弧形板(352)，所述弧形板(352)向远离所述罩体(31)外周面的方向延伸, 所述弧形板(352)靠近所述圆周壳体(36)的下端与所述圆周壳体(36)的上端面固定连接。

9.据权利要求5所述的一种浮动式深水沉积物取样装置，其特征是：所述取样器(4)的圆周边沿倒圆角设置。

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