一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法与流程

1.本发明涉及海底取样技术领域，更具体地说，涉及一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法。


背景技术：

2.海底表层硬质泥沙是指各种沉积作用所形成的海底沉积物的总称。海底覆盖着一层厚度不等的沉积物，这些物质是由于物理的、化学的和生物过程的综合作用产生的，海洋是陆源物质的主要归宿地，海底覆盖着的沉积物，由河流和海浪、海流、潮汐等把陆地的泥沙、砾石带入海洋，远洋沉积物的主要成分是陆源碎屑物质，含钙和硅质的浮游生物(放射虫和硅藻)的残骸、火山灰、宇宙尘埃和化学物质。各种化学元素通过河流、大气的输入，以及生物生产和化学过程产生的元素，入海后经过迁移、转化，最终归宿于海底沉积物中，沉积物与底层海水间产生不断的物质交换。通过研究海底沉积物形成和分布规律，就可掌握化学元素在海泥中的分布变化规律，为海泥的治疗应用提供科学的充分的依据。在对海底泥沙进行研究时，需要将其进行取样，现有技术cn111337293b提供了一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法，该装置实现了可视化目标取样，可以根据摄像头观看到的实际采集情况来控制，保证了取样器在复杂海底环境中的有效使用，有效提高了深海沉积物取样的成功率；利用本发明的贯入系统，可以根据贯入系统测试到沉积物强度，并观察到的沉积物情况；利用本发明的推进器的动力进行泥沙取样，可控制推进速度，取样效率高且取样效果好，使用方便，可以满足海洋地质勘探领域的科研或用户需求。但是该装置还存在不足之处在于，该装置在进行使用时由于该装置中的推进器的叶轮始终暴露在外，在对海底进行泥沙取样时会导致叶轮转动时会被海藻等海底植物缠绕住，导致难以转动，从而影响取样；同时由于该装置通过铲斗进行取样，只能够对海底靠近表面的泥沙进行取样，不便于对较深处的泥沙进行取样，取样效果较差；同时该装置不便于在海底上进行放置固定，导致在进行取样时需要移动取样，移动时会导致海底泥沙的搅动，影响摄像头的监测效果，鉴于此，我们提出一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法。


技术实现要素：

3.1.要解决的技术问题
4.本发明的目的在于提供一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.2.技术方案
6.一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器，包括壳体，所述壳体右壁及右端前后外壁均安装有推进器，所述壳体内部设有环形架，所述环形架四周外壁均设有支撑脚，所述支撑脚内部设有调节组件，支撑脚在较软的泥沙上产生较大的浮力，所述支撑脚下端外壁穿过壳体内壁延伸至外部，所述支撑脚下端四周外壁均铰接有辅助撑板，所述支撑脚内部呈中空结构设置，所述调节组件包括转动杆，所述转动杆外壁开设有调节槽，所述调节槽中部
呈螺旋型结构设置，所述调节槽上下两端呈竖直结构设置，所述调节槽内壁与调节杆下端外壁滑动配合，所述转动杆下端连接固定有螺纹杆，所述螺纹杆外壁螺纹连接有移动块，所述移动块四周外壁均铰接有连杆，所述连杆下端通过铰座与辅助撑板内侧端面连接固定；
7.所述壳体左端内壁电推杆a，所述电推杆a下端连接固定有固定架，所述固定架下端连接固定有取样组件，所述取样组件a右侧设有取样管，所述取样管下端内壁设有密封板，取样组件和取样管分别进行海底不同深度的泥沙取样，所述壳体顶面设有监测组件，该监测组件在壳体外壁可以圆周转动进行监测范围选取。
8.优选地，所述壳体左端呈锥形结构设置，所述壳体右壁及右端前后外壁均连接固定有防护罩，所述壳体外壁开设有滑槽，所述滑槽右端内壁连接固定有环形齿条，所述壳体上端内壁呈矩形结构连接固定有多个调节杆。
9.优选地，所述环形架左端顶面连接固定有电推杆b，所述电推杆b上端与壳体上端内壁连接固定，所述环形架四周外壁分别与支撑脚上端外壁连接固定。
10.优选地，所述支撑脚下端外壁穿过壳体内壁延伸至外部，所述支撑脚下端四周外壁均铰接有辅助撑板，所述支撑脚内部呈中空结构设置。
11.优选地，所述调节组件包括转动杆，所述转动杆外壁开设有调节槽，所述调节槽中部呈螺旋型结构设置，所述调节槽上下两端呈竖直结构设置，所述调节槽内壁与调节杆下端外壁滑动配合，所述转动杆下端连接固定有螺纹杆，所述螺纹杆外壁螺纹连接有移动块，所述移动块四周外壁均铰接有连杆，所述连杆下端通过铰座与辅助撑板内侧端面连接固定。
12.优选地，所述取样组件包括底板，所述底板顶面设有取样勺，所述取样勺外壁与底板左侧内壁滑动配合。
13.优选地，所述固定架呈u型结构设置，所述固定架前侧内壁与底板前后端面连接固定，所述固定架前侧下端内部固设有电机a，所述电机a输出端穿过固定架内壁延伸至后侧并与取样勺前壁连接固定。
14.优选地，所述取样管顶面连接固定有电推杆c，所述电推杆c顶面固定连接有电机b，所述电机b固设于壳体上端内壁，所述取样管下端呈齿形结构设置，所述取样管前端内壁固定连接有电推杆d，所述电推杆d下端连接固定有齿条。
15.优选地，所述密封板底面呈锥形结构设置，所述密封板前后两端均通过销轴与取样管内壁转动连接，所述密封板前侧销轴穿过取样管内壁延伸至内部并套接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合传动。
16.优选地，所述监测组件包括移动盒，所述移动盒下端外壁与滑槽内壁滑动配合，所述移动盒右侧内壁固设有电机c，所述电机c输出端穿过移动盒内壁延伸至下部并套接有行走齿轮，所述行走齿轮与环形齿条啮合传动，所述移动盒左侧内壁安装有摄像头。
17.一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法，包括以下步骤：
18.s1、首先通过缆线将装置放入到海水中，然后利用右端的推进器使得装置可以在海水内进行移动，然后可以分别利用前后的推进器使得装置可以进行转向；
19.s2、然后在装置进入到海水内时，可以利用电机c带动行走齿轮转动，从而使得行走齿轮在环形齿条的作用下可以围绕壳体进行转动，从而使得摄像头可以进行多方位的监测，使得装置可以到达取样的位置；
20.s3、然后便可以利用支撑脚将装置稳定在海底，利用电推杆b可以带动连接的环形架下移，从而使得环形架可以带动支撑脚从壳体内移出，支撑在海底泥沙上；
21.s4、然后便可以根据需要选择取样装置，当需要取海底表面的泥沙时，可以利用电推杆a带动固定架上的取样组件移动到海底表面上，然后利用电机a可以带动取样勺转动，从而可以将泥沙收集到取样勺内，取样勺及底板形成密封空间，从而使得样品不会流出；
22.s5、然后当需要对较深的位置的泥沙进行取样时，可以利用电推杆c带动取样管进入到泥沙内，此时可以利用电机b带动取样管转动，避免硬质阻挡取样管的下降，当达到合适的位置后，可以利用电推杆d带动齿条下移，使得齿轮连接的密封板打开，从而使得泥沙可以进入到取样管内，然后再带动密封板关闭，避免泥沙的流出；
23.s6、最后便可以通过推进器使得壳体从海底移动到海面上，进行收回。
24.3.有益效果
25.相比于现有技术，本发明的优点在于：
26.1、通过设置防护罩，可以有效的对推进器进行防护，避免了海藻等植物与推进器的接触，减少了缠绕的几率，同时壳体整体的圆柱型及端部的锥形结构，大大减小了装置在水中的阻力，使得装置对动力能源的消耗大大降低，提高节能性。
27.2、通过设置取样组件及取样管，可以使得装置既可以对海底表面的泥沙进行取样，同时还可以对较深处的泥沙进行取样，使得装置功能多样化，实用性更高。
28.3、通过设置支撑脚，可以使得装置在海底进行取样时保持固定，从而使得取样时更加稳定，通过设置辅助撑板，使得支撑脚可以在较软的泥沙上产生较大的浮力，从而使得装置更加稳定，通过设置环形齿条，可以使得摄像头进行圆周转动，从而可以进行更广的范围的监测。
附图说明
29.图1为本发明的整体结构前侧示意图；
30.图2为本发明的整体结构前侧取样时示意图；
31.图3为本发明的整体结构前侧局部剖视示意图；
32.图4为本发明的部分结构前侧剖视展开示意图；
33.图5为本发明的支撑脚内部结构前侧剖视示意图；
34.图6为本发明的部分结构右前侧局部剖视示意图；
35.图中标号说明：1、壳体；2、推进器；3、支撑脚；4、调节组件；5、环形架；6、取样组件；7、取样管；8、固定架；9、密封板；10、监测组件；11、电推杆a；101、防护罩；102、滑槽；103、环形齿条；104、调节杆；501、电推杆b；301、辅助撑板；401、转动杆；402、调节槽；403、螺纹杆；404、移动块；405、连杆；601、底板；602、取样勺；801、电机a；701、电推杆c；702、电机b；703、电推杆d；704、齿条；901、齿轮；1001、移动盒；1002、摄像头；1003、电机c；1004、行走齿轮。
具体实施方式
36.请参阅1-6图,本发明提供一种技术方案：
37.一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器，包括壳体1，所述壳体1右壁及右端前后外壁均安装有推进器2，所述壳体1内部设有环形架5，所述环形架5四周外壁均设有支撑脚
3，所述支撑脚3内部设有调节组件4，支撑脚在较软的泥沙上产生较大的浮力，所述支撑脚3下端外壁穿过壳体1内壁延伸至外部，所述支撑脚3下端四周外壁均铰接有辅助撑板301，所述支撑脚3内部呈中空结构设置，所述调节组件4包括转动杆401，所述转动杆401外壁开设有调节槽402，所述调节槽402中部呈螺旋型结构设置，所述调节槽402上下两端呈竖直结构设置，所述调节槽402内壁与调节杆104下端外壁滑动配合，所述转动杆401下端连接固定有螺纹杆403，所述螺纹杆403外壁螺纹连接有移动块404，所述移动块404四周外壁均铰接有连杆405，所述连杆405下端通过铰座与辅助撑板301内侧端面连接固定；
38.所述壳体1左端内壁电推杆a11，所述电推杆a11下端连接固定有固定架8，所述固定架8下端连接固定有取样组件6，所述取样组件a6右侧设有取样管7，所述取样管7下端内壁设有密封板9，取样组件6和取样管7分别进行海底不同深度的泥沙取样，所述壳体1顶面设有监测组件10，该监测组件在壳体1外壁可以圆周转动进行监测范围选取。
39.具体的，壳体1左端呈锥形结构设置，壳体1右壁及右端前后外壁均连接固定有防护罩101，壳体1外壁开设有滑槽102，滑槽102右端内壁连接固定有环形齿条103，壳体1上端内壁呈矩形结构连接固定有多个调节杆104，壳体1呈圆柱型结构设置。
40.进一步的，环形架5左端顶面连接固定有电推杆b501，电推杆b501上端与壳体1上端内壁连接固定，环形架5四周外壁分别与支撑脚3上端外壁连接固定。
41.再进一步的，支撑脚3下端外壁穿过壳体1内壁延伸至外部，支撑脚3下端四周外壁均铰接有辅助撑板301，支撑脚3内部呈中空结构设置，辅助撑板301使得支撑脚3更加稳定。
42.更进一步的，调节组件4包括转动杆401，转动杆401外壁开设有调节槽402，调节槽402中部呈螺旋型结构设置，调节槽402上下两端呈竖直结构设置，调节槽402内壁与调节杆104下端外壁滑动配合，转动杆401下端连接固定有螺纹杆403，螺纹杆403外壁螺纹连接有移动块404，移动块404四周外壁均铰接有连杆405，连杆405下端通过铰座与辅助撑板301内侧端面连接固定，调节槽402起到带动转动杆401转动的作用。
43.更进一步的，取样组件6包括底板601，底板601顶面设有取样勺602，取样勺602外壁与底板601左侧内壁滑动配合，取样勺602呈半圆柱结构设置。
44.更进一步的，固定架8呈u型结构设置，固定架8前侧内壁与底板601前后端面连接固定，固定架8前侧下端内部固设有电机a801，电机a801输出端穿过固定架8内壁延伸至后侧并与取样勺602前壁连接固定。
45.值得说明的是，取样管7顶面连接固定有电推杆c701，电推杆c701顶面固定连接有电机b702，电机b702固设于壳体1上端内壁，取样管7下端呈齿形结构设置，取样管7前端内壁固定连接有电推杆d703，电推杆d703下端连接固定有齿条704，取样管7下端呈齿形结构设置，使得下降时可以对硬质泥沙层进行破碎。
46.值得注意的是，密封板9底面呈锥形结构设置，密封板9前后两端均通过销轴与取样管7内壁转动连接，密封板9前侧销轴穿过取样管7内壁延伸至内部并套接有齿轮901，齿轮901与齿条704啮合传动，密封板9起到对取样管7的密封作用。
47.除此之外，的一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法，包括以下步骤：
48.s1、首先通过缆线将装置放入到海水中，然后利用右端的推进器2使得装置可以在海水内进行移动，然后可以分别利用前后的推进器2使得装置可以进行转向；
49.s2、然后在装置进入到海水内时，可以利用电机c1003带动行走齿轮1004转动，从
而使得行走齿轮1004在环形齿条103的作用下可以围绕壳体1进行转动，从而使得摄像头1002可以进行多方位的监测，使得装置可以到达取样的位置；
50.s3、然后便可以利用支撑脚3将装置稳定在海底，利用电推杆b501可以带动连接的环形架5下移，从而使得环形架5可以带动支撑脚3从壳体1内移出，支撑在海底泥沙上；
51.s4、然后便可以根据需要选择取样装置，当需要取海底表面的泥沙时，可以利用电推杆a11带动固定架8上的取样组件6移动到海底表面上，然后利用电机a801可以带动取样勺602转动，从而可以将泥沙收集到取样勺602内，取样勺602及底板601形成密封空间，从而使得样品不会流出；
52.s5、然后当需要对较深的位置的泥沙进行取样时，可以利用电推杆c701带动取样管7进入到泥沙内，此时可以利用电机b702带动取样管7转动，避免硬质阻挡取样管7的下降，当达到合适的位置后，可以利用电推杆d703带动齿条704下移，使得齿轮901连接的密封板9打开，从而使得泥沙可以进入到取样管7内，然后再带动密封板9关闭，避免泥沙的流出；
53.s6、最后便可以通过推进器2使得壳体1从海底移动到海面上，进行收回。
54.当需要对海底泥沙进行取样时，首先将壳体1放入到海水内，然后利用推进器2使得壳体1在海水内进行移动，前后的两个推进器2使得壳体1进行转向，在海水内寻找取样位置时，可以利用电机c1003带动行走齿轮1004转动，在环形齿条103的作用下，可以使得移动盒1001在滑槽102上进行滑动，使得摄像头1002可以进行大范围的监测，当到达合适位置时，利用电推杆b501可以带动环形架5下移，从而使得环形架5带动连接的支撑脚3下移，当壳体1内的调节杆104下端外壁移动到转动杆401上调节槽402的螺旋位置时，使得转动杆401可以带动连接的螺纹杆403转动，从而使得螺纹杆403上的移动块404带动铰接的连杆405移动，从而使得连杆405可以带动铰接的辅助撑板301打开，然后使得支撑脚3及辅助撑板301支撑在海底泥沙上，然后先对海底表面的泥沙进行打捞，利用电推杆a11带动固定架8下移，使得底板601接触到海底泥沙，然后利用固定架8内的电机a801，从而使得电机a801带动连接的取样勺602转动，从而将泥沙挖到取样勺602内，然后配合底板601可以将取样勺602的开口进行密封，从而使得将泥沙样本保持在内，然后当需要对海底较深处泥沙进行取样时，可以利用电推杆c701带动连接的取样管7下移，同时利用电机b702带动取样管7转动，从而使得取样管7可以深入到海底内，当到达合适的位置时，利用电推杆d703带动齿条704下移，从而使得齿条704带动齿轮901转动，使得齿轮901带动连接的密封板9转动90度，使得固定位置的泥沙可以进入到取样管7内，然后取样好后，再使得密封板9关闭，将样本存在取样管7内，然后便可以利用推进器2使得壳体1升起，从而完成海底泥沙的取样。