一种可控制样品体积的水体沉积物采样装置的制作方法

本发明涉及水环境研究领域，具体是一种可控制样品体积的水体沉积物采样装置。

背景技术：

水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境。水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏十分严重的领域。水环境不仅包括水体本身还包括水体底部的沉积物，沉积物作为水体污染的源和汇，对水体水质有着重要影响。因此，研究水环境往往需要对水中的沉积物进行研究分析。

为了对水中的沉积物进行科学研究，往往需要对其进行采样，并对所采集的样品进行实验和分析。传统的沉积物采样器无法控制采样体积并且操作过程大多采用人工取样，操作劳动强度较大，沉积物采集的效率较低。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可控制样品体积的水体沉积物采样装置，该装置可以实现半自动化的样品采集。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种可控制样品体积的水体沉积物采样装置，包括：套筒1、上盖2、底板7、底板控制杆9；上盖2与套筒1的上部开口可以通过螺纹旋紧；

所述套筒1外侧上部设置有握持部件3；

所述套筒1内部设置有蓄电池15、低速直流伺服电机13、螺旋套筒6、采样桶11、螺纹传动杆17、2个传动轴承25、传动齿轮26、电机齿轮27；螺纹套筒6通过固定环23固定在套筒1内部；螺旋套筒6和采样桶11通过螺纹套接，且开口朝下，二者设置于套筒1的下部；2个传动轴承25通过传动轴承固定装置24固定安装，传动齿轮26安装在2个传动轴承25之间；螺纹套筒6的底部中心、传动轴承25圆心部位、传动齿轮26圆心部位均有与螺纹传动杆17相啮合的螺纹孔，螺纹传动杆17依次穿过螺纹套筒6、传动轴承25、传动齿轮26的螺纹孔，其末端固定连接在采样桶11的底部外侧；传动齿轮26与电机齿轮27相啮合；

蓄电池15与低速直流伺服电机13电性连接，低速直流伺服电机13带动电机齿轮27转动；

所述上盖2设置有控制台16，当上盖2与套筒1的上部开口旋紧时，控制台16、蓄电池15与低速直流伺服电机13构成回路，控制台用于精确控制低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数；

所述套筒1外侧下部固定设置有固定板20，固定板20上通过旋转轴连接装置22旋转安装有旋转轴8，旋转轴8上固定安装有底板控制杆9；所述底板7通过旋转轴连接装置22和旋转轴8连接并一起旋转固定在固定板20上；旋转轴连接装置22成“工”字形状，上下两部分分别固定安装在旋转轴8和底板7内部，通过其竖直杆部分将旋转轴8和底板7连接成为一个整体，使得旋转轴8转动将带动底板7一起转动；

所述底板7上设置有多个底板小孔21。

所述套筒1内部设置有蓄电池固定槽14和电机固定槽4；所述蓄电池固定槽14用于放置蓄电池15，所述电机固定槽4用于放置低速直流伺服电机13。

所述套筒1内部固定设置有隔水装置12，隔水装置12设置在螺纹套筒6上方，螺纹传动杆17从隔水装置12中穿过并通过螺纹连接。

所述底板控制杆9的顶端安装有防滑把手10。

所述控制台16包括微处理器和输入按钮，所述输入按钮用于设定低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数，所述微处理器接收输入按钮的输入，并根据输入控制低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数。

有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果是：设置有可控制转动方向和转动圈数的低速直流伺服电机，能够通过控制低速直流伺服电机，以实现对所采集的沉积物样品体积的控制；设置带有小孔的底板，能通过底板上的小孔对所采集的沉积物样品进行初步沥水；通过与低速直流伺服电机的配合可实现半自动化采样，提高采样效率。

附图说明

图1为本发明整体的内部结构示意图；

图2为本发明公开的采样装置下部结构图；

图3为旋转轴的结构示意图；

图4为传动齿轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

如图1-4所示，一种可控制样品体积的水体沉积物采样装置，包括：套筒1、上盖2、底板7、底板控制杆9；上盖2与套筒1的上部开口可以通过螺纹旋紧；套筒1外侧上部设置有握持部件3；套筒1内部设置有蓄电池15、低速直流伺服电机13、螺旋套筒6、采样桶11、螺纹传动杆17、2个传动轴承25、传动齿轮26、电机齿轮27。

为了安装牢固，套筒1内部设置有蓄电池固定槽14和电机固定槽4；蓄电池固定槽14用于放置蓄电池15，电机固定槽4用于放置低速直流伺服电机13。

螺纹套筒6通过固定环23固定在套筒1内部；螺旋套筒6和采样桶11通过螺纹套接，且开口朝下，二者设置于套筒1的下部；2个传动轴承25通过传动轴承固定装置24固定安装，传动齿轮26安装在2个传动轴承25之间；螺纹套筒6的底部中心、传动轴承25圆心部位、传动齿轮26圆心部位均有与螺纹传动杆17相啮合的螺纹孔，螺纹传动杆17依次穿过螺纹套筒6、传动轴承25、传动齿轮26的螺纹孔，其末端5固定连接在采样桶11的底部外侧；传动齿轮26与电机齿轮27相啮合；蓄电池15与低速直流伺服电机13电性连接，低速直流伺服电机13带动电机齿轮27转动；图4是传动齿轮26的结构图。

上盖2设置有控制台16，当上盖2与套筒1的上部开口旋紧时，控制台16、蓄电池15与低速直流伺服电机13构成回路，控制台用于精确控制低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数；本实施例中控制台16包括微处理器和输入按钮，所述输入按钮用于设定低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数，微处理器接收输入按钮的输入，并根据输入控制低速直流伺服电机13的转动方向和转动圈数。根据螺旋套筒6内壁上螺纹的螺距和低速直流伺服电机13的转动圈数、各齿轮的直径比可以计算出采样桶11下降或上升的距离，结合其内径，可以计算出采样桶伸出套筒1的部分的体积，低速直流伺服电机13转速较低，并且整个装置作业时阻力较大不会因惯性影响低速直流伺服电机13转动圈数，因而可控制采样桶下降圈数进而控制采样体积。

为了进一步隔绝水对电气器件的影响，套筒1内部固定设置有隔水装置12，隔水装置12设置在螺纹套筒6上方，螺纹传动杆17从隔水装置12中穿过并通过螺纹连接。

如图2和图3所示，套筒1外侧下部固定设置有固定板20，固定板20上通过旋转轴连接装置22旋转安装有旋转轴8，旋转轴8上固定安装有底板控制杆9；所述底板7通过旋转轴连接装置22和旋转轴8连接并一起旋转固定在固定板20上；旋转轴连接装置22成“工”字形状，上下两部分分别固定安装在旋转轴8和底板7内部，通过其竖直杆部分将旋转轴8和底板7连接成为一个整体，使得旋转轴8转动将带动底板7一起转动；通过旋转底板控制杆9可以控制底板7的位置，封住或打开套筒1下部开口。为了便于操作，在底板控制杆9的顶端安装防滑把手10。

底板7上设置有多个底板小孔21，用于对采集到到的沉积物进行初步沥水。

使用时，将上盖2旋紧盖在套筒1的上部，并确保已将蓄电池15安装进入蓄电池固定槽14中，手拿握持部件3，将整个装置缓缓放入水中，在底板7接触到水底前，通过防滑把手10旋转底板控制轴9至180°，使底板7离开采样桶11底部，并将整个装置放置于水底，此时通过控制台16控制低速直流伺服电机13正转，带动电机齿轮27转动，电机齿轮27带动传动齿轮26转动，传动齿轮26带动螺纹传动杆17转动，传动齿轮26固定于两个传动轴承25之间不产生位移，此时由于螺纹传动杆17外表面螺纹与传动齿轮26内表面螺纹啮合，螺纹传动杆17产生位移向下运动，带动采样桶11旋转并向下运动，通过控制台16启动低速直流伺服电机13正转，并根据需要设置指定圈数，低速直流伺服电机13带动螺纹传动杆17、采样桶11转动，使得采样桶11下降进入水体沉积物中，，结合各齿轮的直径比可以计算出采样桶11转动的圈数；结合螺距可以得到下降距离，下降距离乘以采样桶11的底面积即为沉积物样品体积，取得沉积物样品后，通过控制台16启动低速直流伺服电机13反转上一步旋转的圈数，使得采样桶11再次与套筒1下边缘处于同一高度，通过防滑把手10旋转底板控制轴9使得底板7复位，并通过握持部件3将装置向上提拉，将整个装置提拉至离开水面，并在水面以上等候一段时间，使得沉积物样品中的水通过底板7上的底板小孔21初步沥出，即可得到所需采集的沉积物样品。

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。