一种多功能水下样本采集装置的制作方法

本发明涉及地质考察工具领域，具体为一种多功能水下样本采集装置。

背景技术：

海底取样工具可分为表层取样器和柱状取样管两种，都是以缆绳将取样器吊至海底取样，用这个办法有时能取到样品，有时取不到样品，而且当水深较大时取一次样品需几个小时，耗费大量宝贵的船时，成本极高。

现有专利(公告号：cn102445358b)公开了一种模块化多功能智能水下采样器，其包括密封筒体、上端盖、下端盖、电气插头、对接盘、模块化液缸式液体取样器、模块化抓斗式取样器、水下摄像头、水下灯和控制模。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题没有得到解决：1、该装置的抓斗式取样器功能较为单一，仅可对硬质样本进行取样，且取样时由于其本身为实心硬质结构，其对于光滑的水下硬质样本抓取效果并不理想；2、该装置功能较少，对于植物样本的采集操作困难，在对悬浮物进行取样时其本身对于悬浮物的大小限制较为严格，对于较大的悬浮物样本采样困难；3、该装置对于较大的硬质样本采样困难，很难针对水下的珊瑚以及较大的石头进行截取采样，致使采样作业时要求样本尽可能容易移动，样本体积较小，致使水下可选且可采集的样本较少，样本选取困难。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能水下样本采集装置，解决了现有采样装置机械爪抓取采样样本种类单一，对于水下部分硬质矿石等取样不方便且抓取效果不理想的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多功能水下样本采集装置，包括固定板，所述固定板的上方活动连接有传动板，所述固定板的顶面固定连接有导杆，所述导杆的顶端贯穿所述传动板的底面并延伸至其上方，所述传动板与所述固定板之间固定连接有气囊，所述传动板的外延开设有传动槽，所述传动槽内铰接有传动臂。

所述固定板的四角开设有旋转槽，所述旋转槽内铰接有摆臂，所述摆臂的中部的外侧与所述传动臂的底端铰接，所述摆臂的底端铰接有衔接臂，所述摆臂内侧的中部铰接有张弛气缸，所述张弛气缸的输出端铰接在所述衔接臂的内侧，所述衔接臂的底端固定连接有爪头结构。

所述固定板的中心位置固定连接有粉碎装置，所述粉碎装置底部的外表面固定连接有环管，所述环管的四角固定插接有导管，所述导管远离所述环管的一端与所述张弛气缸的缸体固定连接。

优选的，所述张驰气缸的数目为四个，四个所述张驰气缸的规格尺寸均相同，四个所述张驰气缸分别与四个所述摆臂一一对应且活动连接。

优选的，所述爪头结构包括锥面网兜，所述锥面网兜的顶面的中部固定连接在所述衔接臂的底端，所述锥面网兜内侧的中线位置的网面的节点上固定连接有抓取针。

优选的，所述锥面网兜为钛钢材质，所述锥面网兜的数目为四个，四个所述锥面网兜与四个所述衔接臂一一对应且固定连接，四个所述锥面网兜成环形阵列设置。

优选的，单侧所述抓取针的数目为九个，九个所述抓取针成等间距设置在同一竖直平面内，所述抓取针的材质为橡胶材质。

优选的，所述粉碎装置包括冲击气缸，所述冲击气缸的缸体的中部固定连接在所述固定板的中心位置，所述冲击气缸的缸体向上延伸并活动套接在所述传动板中部开设的圆孔内，所述冲击气缸的输出端固定连接有锤头，所述冲击气缸的缸体底端的表面与所述环管的内侧固定连接。

优选的，所述冲击气缸的缸体的顶端固定套接有安装板，所述安装板的顶面固定连接有三个气管，左侧所述气管与所述环管固定连接并相通，中部所述气管与所述冲击气缸固定连接并相通，右侧所述气管与所述气囊固定连接并相通。

优选的，所述锤头的顶面为圆形，所述锤头顶面的直径为所述冲击气缸输出端直径的1.2倍。

有益效果

本发明提供了一种多功能水下样本采集装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该多功能水下样本采集装置通过锥面网兜配合抓取针结构能够有效的增大对水下矿石等硬质材质的抓取效果，锥面网兜提供夹持，而抓取针通过自身的形变来减小锥面网兜与抓取样本之间的间隙并保持其之间的过盈状态，从而实现良好的抓取效果。

(2)、该多功能水下样本采集装置通过锥面网兜提供了更多的抓取接触面积，并且由于锥面网兜为镂空状，四个锥面网兜相互配合能够实现锥面形漏网结构，能够对水下部分悬浮物及水生植物类型的样本材料进行捞取作业，使用方式更加多样，使用效果更加多样。

(3)、该多功能水下样本采集装置通过粉碎装置进一步增加了装置本身的采样能力，通过冲击气缸配合爪头结构的抓取效果能够对水下石材，珊瑚等硬质且体积材料进行敲击打碎，进行少量的取样，取样方式更加多样，取样操作更加便捷。

附图说明

图1为本发明结构的正剖图；

图2为本发明结构传动板的仰视图；

图3为本发明的爪头结构的俯视图。

图中：1、固定板；2、传动板；3、导杆；4、气囊；5、传动槽；6、传动臂；7、旋转槽；8、摆臂；9、衔接臂；10、张弛气缸；11、爪头结构；1101、锥面网兜；1102、抓取针；12、粉碎装置；1201、冲击气缸；1202、锤头；13、环管；14、导管。

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。

请参阅图1-3，一种多功能水下样本采集装置，包括固定板1，固定板1的上方活动连接有传动板2，固定板1的顶面固定连接有导杆3，导杆3的顶端贯穿传动板2的底面并延伸至其上方，传动板2与固定板1之间固定连接有气囊4，传动板2的外延开设有传动槽5，传动槽5内铰接有传动臂6。

固定板1的四角开设有旋转槽7，旋转槽7内铰接有摆臂8，摆臂8的中部的外侧与传动臂6的底端铰接，摆臂8的底端铰接有衔接臂9，摆臂8内侧的中部铰接有张弛气缸10，张弛气缸10的输出端铰接在衔接臂9的内侧，衔接臂9的底端固定连接有爪头结构11。

固定板1的中心位置固定连接有粉碎装置12，粉碎装置12底部的外表面固定连接有环管13，环管13的四角固定插接有导管14，导管14远离环管13的一端与张弛气缸10的缸体固定连接。

本发明中，张驰气缸10的数目为四个，四个张驰气缸10的规格尺寸均相同，四个张驰气缸10分别与四个摆臂8一一对应且活动连接，四个张驰气缸10在伸展和收缩时能够促使摆臂8和衔接臂9之间的夹角变小和变大，促使锥面网兜1101能够实现抓取动作。

本发明中，爪头结构11包括锥面网兜1101，锥面网兜1101的顶面的中部固定连接在衔接臂9的底端，锥面网兜1101内侧的中线位置的网面的节点上固定连接有抓取针1102。

本发明中，锥面网兜1101为钛钢材质，锥面网兜1101的数目为四个，四个锥面网兜1101与四个衔接臂9一一对应且固定连接，四个锥面网兜1101成环形阵列设置。单个锥面网兜1101的左右侧面均为波浪形，且相邻两个锥面网兜1101的相对一侧形状相互契合，当四个锥面网兜1101收缩且完成契合动作时，四个锥面网兜1101能够共同构成一锥形的网兜构造，为悬浮物的捞取作业提供便利。

本发明中，单侧抓取针1102的数目为九个，九个抓取针1102成等间距设置在同一竖直平面内，抓取针1102的材质为橡胶材质。

本发明中，粉碎装置12包括冲击气缸1201，冲击气缸1201的缸体的中部固定连接在固定板1的中心位置，冲击气缸1201的缸体向上延伸并活动套接在传动板2中部开设的圆孔内，冲击气缸1201的输出端固定连接有锤头1202，冲击气缸1201的缸体底端的表面与环管13的内侧固定连接。

本发明中，冲击气缸1201的缸体的顶端固定套接有安装板，安装板的顶面固定连接有三个气管，左侧气管与环管13固定连接并相通，中部气管与冲击气缸1201固定连接并相通，右侧气管与气囊4固定连接并相通。

本发明中，锤头1202的顶面为圆形，锤头1202顶面的直径为冲击气缸1201输出端直径的1.2倍。

使用时，当需要捞取悬浮物如水草等样本时，通过右侧的气管供气，促使传动板2与固定板1相离，并拉动传动臂，促使四个锥面网兜1101向冲击气缸1201的轴心线相互靠拢，实现四个锥面网兜1101的收束契合，形成锥形的网兜结构，由于锥面网兜1101自身为镂空结构，利用该网兜能够对水体中的悬浮物进行捞取；

当需要采集硬质样本时，右侧气管先抽气，致使传动板2沿导杆3向固定板1靠拢，促使四个锥面网兜1101向外扩张，对大块的样本进行抓取，其后，左侧的气管供气，实现锥面网兜1101收束对大块样本的抱持，中部气管间歇供气实现冲击气缸1201输出端的往复敲打动作，将大块样本敲碎，然后进行抓取采样。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。