海底勘察取样方法与流程

本发明涉及一种海底勘察取样装置及其取样方法，属于土木勘察技术领域。

背景技术：

海底表层沉积物的物理性质参数，如沉积物天然含水量及天然密度，对于海底管道、电缆等直接坐落于海底表层的工程构筑物的设计和施工是不可缺少的重要参数。

目前这些沉积物的物理性能指标通常通过以下方式获得：1、锚式沉积物土壤采集装置，通过利用抛锚的形式将采集装置落入海洋底部，在启动拖船将海底沉积土壤拉入装置内部，再取上岸运送到实验室进行测试，但是这种方法极易产生失水扰动，造成室内测试结果和实际结果出现偏差；2、采用原位测试，将高精度原位测试仪器直接打入沉积土内部，直接进行测试，但是这种方法测量的沉积土壤参数很少，且仪器费用很高，对仪器的操作要求也很高。

如一公布号为cn105547752a公开了一种海洋调查取样器，其特征在于：包括主框，所述主框外壁四周均布安装有取水器，主齿轮安装在主框的顶部，所述主齿轮上安装有摆动臂，压轮连接在摆动臂顶部，所述主齿轮侧边啮合有电机一带动旋转的副齿轮，所述主框内侧安装有取泥装置；与现有技术相比，本发明的优点在于：1、在液压对取土器进行加压使其下压取土的时候，整个装置海底的底面固定牢固，可确保取样成功；2、除了进行取土样之外，还能再进行取水样，功能得到增加；3、取土器的挡泥板工作稳定，通过弹簧自动回弹，挡住取土器。。

又如一公布号为如专利公告号cn203452779u公开了一种液压式海底沉积土壤采集装置，包括保护架主体，吊钩和钢丝绳，所述吊钩设置在保护架主体顶部，钢丝绳连接在吊钩上面，其特征是，所述保护架主体整体呈圆柱状，四周焊接有用于来保护保护架主体内部器材的圆钢，所述液压缸设有分为第一压油室和第二压油室，第一压油室和第二压油室中间隔有活塞，液压缸下方利用螺丝一密封连接有取土器。具有结构简单，价格低廉，操作方面等优点，具有广阔的市场前景。

专利公开号cn105547752a和cn203452779u本申请的技术领域相同，解决的技术问题相同，cn105547752a公开的技术特征最多，可作为本申请最接近的现有技术，但其具有的缺点如下：取土器在取样过程中为了防止土样脱离采用了活动挡板13，这种设计方式在使用过程中活动挡板13会出现不闭合的情形，同时cn105547752a的取样结构过于复杂，同时该取样器的下降阻力很大。因此，本发明提出另外一个技术方案来提供一种性能可靠的取样器使目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术存在的问题，提出了一种海底勘察取样装置及其取样方法，本发明利用合理的结构设计，可以克服现有技术取样困难的问题，通过人工控制可以快速取样，速度快，取样效率高。

本发明的具体技术方案如下：

海底勘察取样装置，包括主框架，主框架的底部安装有加重支腿，主框架的顶部连接有钢丝绳，其特征在于，

所述主框架的四周设有支架框，保护套架布设在支架框与主框架之间，所述支架框设有加强筋与主框架连接；

中间座上铰接有液压缸二，液压缸二铰接于主框架的内边角将中间座布设定位在主框架内侧，所述中间座的四角布设有套管，套管内布设有上下运动管，所述上下运动管的上方连接有液压缸三，下方通过螺纹连接有取样管；

所述取样管上设有滑道，所述取样管的顶部设有挡土机构，所述挡土机构包括套在取样管上的滑动圈，所述滑动圈内侧设有用于在滑道滑动的滚珠一，所述滑动圈上通过扭簧安装有弧形挡土叶片，所述弧形挡土叶片的底部设有用于在滑道滑动的滚珠二；

所述保护套架内安装有液压缸四，所述液压缸四的伸缩杆上设有拉动杆，拉动杆上设有夹爪夹在挡土机构的上方。

优先地，所述主框架的底面还安装有摄像头，主框架上设有减压排水框。

优先地，所述支架框上通过铰接上校正腿和下校正腿，所述上校正腿和下校正腿均对应铰接有液压缸一。

优先地，所述上校正腿和下校正腿与其各自对应的液压缸一数量均为4个且布设在支架框的四个面。

基于上述装置，本发明还提出了一种海底勘察取样方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)确定采样点，通过船舶上面的升降机连接钢丝绳，将整个装置下放到取样点，通过摄像头实时监控采样情况；

2)基于步骤1)，到达采样点之后，若装置位置正，则进行采样，若装置不正，倾倒，则进行校正操作：通过控制液压缸一伸长将上校正腿和下校正腿伸出，将倾斜的装置缓慢顶起，挪正；

3)基于步骤2)，通过控制液压缸三下降将上下运动管推动在套管内下降带动取样管插入到海底平面的土里进行取样，之后液压缸三拉动上下运动管回位，与此同时，液压缸四带动拉动杆下降使夹爪下降推动挡土机构下降；

4)基于步骤3)，挡土机构的滚珠一和滚珠二顺着滑道向下滑动到底，之后弧形挡土叶片在扭簧的作用下握紧，将取样完成的取样管关口堵住，防止样品掉落；

5)基于步骤4)，取样完成后，升降机连接钢丝绳将整个装置拉起回收会船舶上，将取样管从上下运动管拆下，样品放到样品仓保存，作业结束。

本发明的有益效果：本发明利用合理的结构设计，可以克服现有技术取样困难的问题，通过人工控制可以快速取样，速度快，取样效率高，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明海底勘察取样装置的结构图；

图2为图1的进一步拆解结构图；

图3为拉动杆的结构图；

图4为挡土机构的结构图；

图5为中间座的结构图。

具体实施方式

实施例1

如图所示，海底勘察取样装置，包括主框架100，主框架100的底部安装有加重支腿7，主框架100的顶部连接有钢丝绳1，加重支腿7内设有加重块，增加整个装置的重量，保持在取样的时候，装置不被撑起。主框架100的四周设有支架框101，保护套架4布设在支架框101与主框架100之间，所述支架框101设有加强筋与主框架100连接；

中间座10上铰接有液压缸二12，液压缸二12铰接于主框架100的内边角将中间座10布设定位在主框架100内侧，液压缸二12的伸缩可以带动中间座10进行升级调整位置，所述中间座10的四角布设有套管11，套管11内布设有上下运动管9，所述上下运动管9的上方连接有液压缸三(图中未示出)，下方通过螺纹连接有取样管16，采用螺纹连接可以方便更换取下。

所述取样管16上设有滑道1601，所述取样管16的顶部设有挡土机构15，所述挡土机构15包括套在取样管16上的滑动圈1502，所述滑动圈1502内侧设有用于在滑道1601滑动的滚珠一1501，所述滑动圈1502上通过扭簧1505安装有弧形挡土叶片1503，所述弧形挡土叶片1503的底部设有用于在滑道1601滑动的滚珠二1504。弧形挡土叶片1503被扭簧控制，当滚珠二1504在滑道1601内时，弧形挡土叶片1503包在取样管16管壁上，当被夹爪1402下推到最底时，扭簧1505回位使弧形挡土叶片1503回位将取样管16堵住。

保护套架4内安装有液压缸四13，所述液压缸四13的伸缩杆上设有拉动杆14，拉动杆14上设有夹爪1402夹在挡土机构15的上方。主框架100的底面还安装有摄像头6，主框架100上设有减压排水框5，在装置的下降过程中，由于装置的结构容易漂浮，通过在下降的过程中，受浮力的影响，减压排水框5被冲开，这样水流顺着减压排水框5排出，减少装置下降的阻力，可以是装置快速下降到达取样点。

支架框101上通过铰接上校正腿2和下校正腿21，所述上校正腿2和下校正腿21均对应铰接有液压缸一3。上校正腿2和下校正腿21与其各自对应的液压缸一3数量均为4个且布设在支架框101的四个面。

基于上述装置，本发明还提出了一种海底勘察取样方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)确定采样点，通过船舶上面的升降机连接钢丝绳1，将整个装置下放到取样点，通过摄像头6实时监控采样情况；

2)基于步骤1)，到达采样点之后，若装置位置正，则进行采样，若装置不正，倾倒，则进行校正操作：通过控制液压缸一3伸长将上校正腿2和下校正腿21伸出，将倾斜的装置缓慢顶起，挪正；

3)基于步骤2)，通过控制液压缸三下降将上下运动管9推动在套管11内下降带动取样管16插入到海底平面的土里进行取样，之后液压缸三拉动上下运动管9回位，与此同时，液压缸四13带动拉动杆14下降使夹爪1402下降推动挡土机构15下降；

4)基于步骤3)，挡土机构15的滚珠一1501和滚珠二1504顺着滑道1601向下滑动到底，之后弧形挡土叶片1503在扭簧1505的作用下握紧，将取样完成的取样管16关口堵住，防止样品掉落；

5)基于步骤4)，取样完成后，升降机连接钢丝绳1将整个装置拉起回收会船舶上，将取样管16从上下运动管9拆下，样品放到样品仓保存，作业结束。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。