一种海洋土质取样设备及其使用方法与流程

1.本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种海洋土质取样设备及其使用方法。


背景技术：

2.海洋是国家最重要的资源，充分合理利用海洋资源，彰显海权，对国家的经济建设、政治地位都具有巨大的影响。海洋因为其特殊性，特别是深海领域勘探开发方面，对技术和设备要求高、投入巨大，对其开发利用相对比陆地上落后。
3.现有的土质取样设备中，均是用于地面土壤采集的，在海底取样时，受到海水压力等外界因素的影响，导致在海底使用时，正常的土壤取样器不能使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种海洋土质取样设备及其使用方法，旨在解决现有技术中土质取样设备中，均是用于地面土壤采集的，在海底取样时，受到海水压力等外界因素的影响，导致在海底使用时，正常的土壤取样器不能使用的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种海洋土质取样设备，所述海洋土质取样设备包括驱动组件和收集组件，所述驱动组件包括液压箱、导向筒、滑动板和驱动电机，所述液压箱与所述导向筒固定连接，并位于所述导向筒的上方，所述滑动板与所述导向筒滑动连接，并位于所述导向筒的内部，所述驱动电机与所述滑动板固定连接，并位于所述滑动板的上方，所述导向筒的外侧壁设置第一透水孔；
6.所述收集组件包括收集筒、收集杆、固定架和钻头，所述收集筒与所述导向筒拆卸连接，并位于所述导向筒的下方，所述收集杆与所述驱动电机的输出端固定连接，并位于所述收集筒的内部，所述钻头与所述收集杆固定连接，并位于所述收集杆的下方，所述收集筒的外侧壁设置有第二透水孔，所述固定架与所述收集筒螺纹连接，并位于所述收集筒的下方。
7.进行收集时，所述液压箱带动所述驱动电机向下方运动，所述驱动电机带动所述收集杆和所述钻头转动，所述钻头不断与土壤发生碰撞，使得所述收集杆逐渐进行土壤内部，所述驱动电机收缩时，带动所述钻头和土壤移动至所述收集筒的内部，利用所述第一透水孔和所述第二透水孔平衡所述收集筒与外界的压强，使其能够在海底收集土壤样本。
8.其中，所述液压箱包括箱体、电源和液压缸，所述箱体与所述导向筒固定连接，并位于所述导向筒的上方，所述电源和所述液压缸均设置于所述箱体的内部，所述液压缸的输出端与所述驱动电机活动连接，并位于所述导向筒的内部。
9.所述箱体作为所述液压缸和所述电源的保护壳，所述电源为所述液压缸供电，通过所述液压缸推动所述驱动电机向下或向上运动。
10.其中，所述导向筒包括第一筒体和上法兰盘，所述第一筒体与所述箱体固定连接，并位于所述箱体的下方，所述上法兰盘与所述第一筒体固定连接，并位于所述第一筒体底部，所述第一筒体的内侧壁对称设置有两个滑动槽。
11.取出所述收集筒内的土壤时，需要将所述收集筒与所述第一筒体分离，利用所述上法兰盘将所述第一筒体与所述收集筒螺钉连接，便于拆卸所述收集筒。
12.其中，所述滑动板包括板体和滑块，所述板体与所述第一筒体滑动连接，并位于所述第一筒体的内部，所述滑块的数量为两个，两个所述滑块分别与所述板体固定连接，并分别位于对应所述滑动槽的内部。
13.所述板体和所述滑块将所述第一筒体和所述收集筒内的空间隔开，使得所述第一筒体内的海水只能通过所述第一透水孔进出，所述滑块与所述滑动槽卡合，对所述板体起到导向的作用。
14.其中，所述收集筒包括第二筒体、滤网和下法兰盘，所述下法兰盘与所述第二筒体固定连接，并位于所述第二筒体的顶端，所述下法兰盘与所述上法兰盘螺钉连接，并位于所述上法兰盘的下方，所述第二透水孔设置于所述第二筒体的外侧壁，所述滤网设置于所述第二透水孔的一侧。
15.利用所述下法兰盘和所述上法兰盘螺钉连接，便于分离所述第二筒体，通过设置所述滤网，防止所述第二筒体内的土壤通过所述第二透水孔脱离。
16.其中，所述收集杆包括杆体、螺旋刃和底板，所述杆体与所述驱动电机的输出端转动连接，所述螺旋刃与所述杆体固定连接，并位于所述杆体的外侧壁，所述底板与所述杆体固定连接，并位于所述杆体的下方，所述钻头与所述底板固定连接，并位于所述底板的下方。
17.所述螺旋刃在向下运动并旋转时，不断将周围的土壤向所述第二筒体内运输，当所述底板到达指定深度时，所述液压缸收缩，所述驱动电机停止，所述底板带动上方的土壤一起进入所述第二筒体，直至所述底板与所述第二筒体的底部贴合，完成土壤的收集。
18.其中，所述固定架包括环形架、竖杆和锥形块，所述第二筒体的外侧壁设置有外螺纹，所述环形架的内部设置有内螺纹，所述环形架与所述第二筒体螺纹连接，并位于所述第二筒体的外侧壁，所述竖杆的数量为多个，每个所述竖杆分别与所述环形架固定连接，并间隔均匀设置于所述环形架的下方，所述锥形块的数量为多个，每个所述锥形块分别设置于对应的所述竖杆的下方。
19.通过转动所述环形架，所述环形架沿所述外螺纹旋转，可调节所述固定架整体的高度，根据海底的实际情况，调节所述环形架的高度，并通过所述锥形块将所述竖杆插入土壤内，完成初始固定。
20.本发明还提供一种采用上述所述的海洋土质取样设备的使用方法，包括如下步骤：
21.利用所述固定架将所述收集筒固定在取样点的上方；
22.利用所述液压缸推动所述钻头向下运动，利用所述驱动电机带动所述钻头旋转，起到对土壤进行挖掘的作用；
23.所述钻头在挖掘的同时，所述收集杆将周围的土壤运输至所述收集筒内；
24.所述钻头挖掘至预设深度后，所述液压缸收缩，带动所述底板向上运动，直至所述底板与所述第二筒体接触，完成采样。
25.本发明的一种海洋土质取样设备及其使用方法，进行收集时，所述液压箱带动所述驱动电机和所述滑动板向下方运动，所述驱动电机带动所述收集杆和所述钻头转动，所
述钻头不断与土壤发生碰撞，使得所述收集杆逐渐进行土壤内部，所述收集杆在旋转时，将周围的土壤向所述收集筒内运输，当所述驱动电机收缩时，带动所述钻头和土壤移动至所述收集筒的内部，利用所述第一透水孔和所述第二透水孔平衡所述收集筒与外界的压强，使其能够在海底收集土壤样本。
附图说明
26.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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明提供的一种海洋土质取样设备的结构示意图。
28.图2是本发明提供的驱动组件的剖视图。
29.图3是本发明提供的收集筒和收集杆的剖视图。
30.图4是本发明提供的固定架的剖视图。
31.图5是本发明提供的一种海洋土质取样设备的使用方法的步骤流程图。
[0032]1‑
驱动组件、11
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液压箱、111
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箱体、112
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电源、113
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液压缸、12
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导向筒、121
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第一筒体、122
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上法兰盘、123
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滑动槽、13
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滑动板、131
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板体、132
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滑块、14
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驱动电机、15
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第一透水孔、2
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收集组件、21
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收集筒、211
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第二筒体、212
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滤网、213
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下法兰盘、214
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第一弹性环、22
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收集杆、221
‑
杆体、222
‑
螺旋刃、223
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底板、224
‑
第二弹性环、23
‑
固定架、231
‑
环形架、232
‑
竖杆、233
‑
锥形块、24
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钻头、25
‑
第二透水孔、3
‑
水下摄像头。
具体实施方式
[0033]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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和简化描述，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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]
请参阅图1至图4，本发明提供一种海洋土质取样设备，海洋土质取样设备包括驱动组件1和收集组件2，驱动组件1包括液压箱11、导向筒12、滑动板13和驱动电机14，液压箱11与导向筒12固定连接，并位于导向筒12的上方，滑动板13与导向筒12滑动连接，并位于导向筒12的内部，驱动电机14与滑动板13固定连接，并位于滑动板13的上方，导向筒12的外侧壁设置第一透水孔15；收集组件2包括收集筒21、收集杆22、固定架23和钻头24，收集筒21与导向筒12拆卸连接，并位于导向筒12的下方，收集杆22与驱动电机14的输出端固定连接，并位于收集筒21的内部，钻头24与收集杆22固定连接，并位于收集杆22的下方，收集筒21的外侧壁设置有第二透水孔25，固定架23与收集筒21螺纹连接，并位于收集筒21的下方；海洋土质取样设备还包括水下摄像头3，水下摄像头3与收集筒21固定连接，并位于收集筒21的外
侧壁。
[0036]
在本实施方式中，通过水下摄像头3观测采集情况，出现异常情况时及时处理；进行收集时，液压箱11带动驱动电机14和滑动板13向下方运动，驱动电机14带动收集杆22和钻头24转动，钻头24不断与土壤发生碰撞，使得收集杆22逐渐进行土壤内部，收集杆22在旋转时，将周围的土壤向收集筒21内运输，当驱动电机14收缩时，带动钻头24和土壤移动至收集筒21的内部，利用第一透水孔15和第二透水孔25平衡收集筒21与外界的压强，使其能够在海底收集土壤样本。
[0037]
液压箱11包括箱体111、电源112和液压缸113，箱体111与导向筒12固定连接，并位于导向筒12的上方，电源112和液压缸113均设置于箱体111的内部，液压缸113的输出端与驱动电机14活动连接，并位于导向筒12的内部。
[0038]
在本实施方式中，箱体111作为液压缸113和电源112的保护壳，电源112为液压缸113供电，通过液压缸113推动驱动电机14向下或向上运动。
[0039]
导向筒12包括第一筒体121和上法兰盘122，第一筒体121与箱体111固定连接，并位于箱体111的下方，上法兰盘122与第一筒体121固定连接，并位于第一筒体121底部，第一筒体121的内侧壁对称设置有两个滑动槽123；滑动板13包括板体131和滑块132，板体131与第一筒体121滑动连接，并位于第一筒体121的内部，滑块132的数量为两个，两个滑块132分别与板体131固定连接，并分别位于对应滑动槽123的内部；收集筒21包括第二筒体211、滤网212和下法兰盘213，下法兰盘213与第二筒体211固定连接，并位于第二筒体211的顶端，下法兰盘213与上法兰盘122螺钉连接，并位于上法兰盘122的下方，第二透水孔25设置于第二筒体211的外侧壁，滤网212设置于第二透水孔25的一侧；收集筒21还包括第一弹性环214，第一弹性环214与第二筒体211固定连接，并位于第二筒体211的底部。
[0040]
在本实施方式中，取出第二筒体211内的土壤时，需要将第二筒体211与第一筒体121分离，利用上法兰盘122将第一筒体121与下法兰盘213螺钉连接，便于拆卸第二筒体211；板体131和滑块132将第一筒体121和第二筒体211内的空间隔开，使得第一筒体121内的海水只能通过第一透水孔15进出，滑块132与滑动槽123卡合，对板体131起到导向的作用；通过设置滤网212，防止第二筒体211内的土壤通过第二透水孔25脱离；当底板223与第一弹性环214接触，第一弹性环214被压缩，填充底板223与第二筒体211之间的缝隙，防止土壤脱离第二筒体211。
[0041]
所述固定架23包括环形架231、竖杆232和锥形块233，所述第二筒体211的外侧壁设置有外螺纹，所述环形架231的内部设置有内螺纹，所述环形架231与所述第二筒体211螺纹连接，并位于所述第二筒体211的外侧壁，所述竖杆232的数量为多个，每个所述竖杆232分别与所述环形架231固定连接，并间隔均匀设置于所述环形架231的下方，所述锥形块233的数量为多个，每个所述锥形块233分别设置于对应的所述竖杆232的下方。
[0042]
在本实施方式中，通过转动所述环形架231，所述环形架231沿所述收集筒21的外侧壁旋转，由于螺纹连接，可调节所述固定架23整体的高度，根据海底的实际情况，调节所述环形架231的高度，并通过所述锥形块233将所述竖杆232插入土壤内，完成初始固定。
[0043]
收集杆22包括杆体221、螺旋刃222和底板223，杆体221与驱动电机14的输出端转动连接，螺旋刃222与杆体221固定连接，并位于杆体221的外侧壁，底板223与杆体221固定连接，并位于杆体221的下方，钻头24与底板223固定连接，并位于底板223的下方；收集杆22
还包括第二弹性环224，第二弹性环224与底板223固定连接，并位于底板223的上方。
[0044]
在本实施方式中，螺旋刃222在向下运动并旋转时，不断将周围的土壤向第二筒体211内运输，当底板223到达指定深度时，液压缸113收缩，驱动电机14停止，底板223带动上方的土壤一起进入第二筒体211，直至底板223与第二筒体211的底部贴合，完成土壤的收集；当第二筒体211与第二弹性环224接触，第二弹性环224被压缩，填充底板223与第二筒体211之间的缝隙，防止土壤脱离第二筒体211。
[0045]
请参阅图5，本发明还提供一种采用上述的海洋土质取样设备的使用方法，包括如下步骤：
[0046]
s1：利用固定架23将收集筒21固定在取样点的上方；
[0047]
s2：利用液压缸113推动钻头24向下运动，利用驱动电机14带动钻头24旋转，起到对土壤进行挖掘的作用；
[0048]
s3：钻头24在挖掘的同时，收集杆22将周围的土壤运输至收集筒21内；
[0049]
s4：钻头24挖掘至预设深度后，液压缸113收缩，带动底板223向上运动，直至底板223与第二筒体211接触，完成采样。
[0050]
在本实施方式中，进行收集时，液压箱11带动驱动电机14和滑动板13向下方运动，驱动电机14带动收集杆22和钻头24转动，钻头24不断与土壤发生碰撞，使得收集杆22逐渐进行土壤内部，收集杆22在旋转时，将周围的土壤向收集筒21内运输，当驱动电机14收缩时，带动钻头24和土壤移动至收集筒21的内部，利用第一透水孔15和第二透水孔25平衡收集筒21与外界的压强，使其能够在海底收集土壤样本。
[0051]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。