一种基于GPS定位服务的地质勘探设备及其控制方法与流程

本发明涉及地质勘探，尤其涉及一种基于gps定位服务的地质勘探设备及其控制方法。

背景技术：

1、随着现代技术的不断发展，海洋勘探技术也在不断进化，比如声波勘探、电磁勘探、地震勘探等成为了当前海洋勘探的主要手段，同时潜水器、无人机、遥感技术等也为勘探工作提供了支持，能够为我们更好地认知海洋、更好地保护和探索海洋资源提供信息支撑。

2、现有技术公开了部分海洋地质勘探的发明专利，申请号为202310982713.1的中国发明专利，公开了一种海洋地质勘探数据分析样本获取装置，包括固定安装于海洋钻井平台上，以供钻杆通过的机座，所述机座上设置有：清扫机构，所述清扫机构包括刷板组件，所述刷板组件的清扫面与所述钻杆接触。

3、在对深海海底土壤进行取样时，通常将箱式取样器下沉到海底后，靠重锤的重力使采样筒插入海底土壤中，闭合铲转动切取底部土壤入采样筒内，由于在海底洋流的作用下，箱式取样器会产生摆动，不便于箱式取样器维持竖直状态，若箱式取样器在倾斜状态下沉到海底时，箱式取样器可能会在与海底碰撞后发生倾倒，从而影响正常取样，同时在箱式取样器向上移动的过程中，箱式取样器的摆动会导致在其内部的样品发生扰动，导致地质勘探的结果不精准。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的由于在海底洋流的作用下，箱式取样器会产生摆动，不便于箱式取样器维持竖直状态，若箱式取样器在倾斜状态下沉到海底时，箱式取样器可能会在与海底碰撞后发生倾倒，从而影响正常取样，同时在箱式取样器向上移动的过程中，箱式取样器的摆动会导致在其内部的样品发生扰动，导致地质勘探的结果不精准的缺点，而提出的一种基于gps定位服务的地质勘探设备及其控制方法。

2、第一方面，本发明提供一种基于gps定位服务的地质勘探设备，包括箱体，还包括：

3、气腔，开设于所述箱体的内部，用于储存高压气体；

4、气囊，安装在所述箱体的外壁上，用于在所述箱体上升过程中增加所述箱体的顶部浮力；

5、配重块，固定安装在所述箱体的内部，用于带动所述箱体竖直状态；

6、取样机构，安装在所述箱体的内部，用于在所述箱体插入海底后进行取样；

7、动力组件，安装在所述箱体的内部，用于将所述取样机构推入海底土壤中；

8、支撑机构，滑动套设在所述箱体的外部，用于在所述箱体落到海底后对所述箱体进行支撑；

9、在箱体下沉的过程中，通过配重块使得箱体在下沉过程中保持竖直状态，在箱体下沉过程中，气腔利用内部的高压气体辅助配重块使得箱体保持竖直状态，在箱体下沉至海底后，动力组件将气腔内的高压气体从箱体的顶部喷出，对箱体施加一个向下的反作用力，通过取样机构进行取样工作，取样完成后，取样机构抵接在配重块的底部，利用配重块对取样机构进行支撑工作。

10、在进一步的实施过程中，所述动力组件包括：

11、空腔，开设在所述箱体的内部，所述空腔的侧壁开设有连通孔，所述连通孔的底端与所述气腔连通；

12、第一电磁阀，固定安装在所述连通孔的内部；

13、多个排气孔，均开设在所述箱体的顶部，多个所述排气孔均与所述空腔连通，多个所述排气孔的内部均安装有单向阀；

14、气压传感器，安装在所述气腔的内部，用于对所述气腔内部的气压进行检测；

15、在箱体下沉到海底后，第一电磁阀打开使得气腔中的高压气体释放出去，从多个排气孔排出，高压气体从排气孔排出的过程中会产生强烈的反作用力，对箱体施加一个向下的作用力，以使得取样机构向下移动插入到海底土壤中，在气压传感器检测到气腔内部的气压值降低至设定值后，关闭第一电磁阀停止排气。

16、在进一步的实施过程中，所述取样机构包括：

17、两个安装槽，对称开设在所述箱体的内壁上；

18、两个滑动板，分别滑动密封连接在两个所述安装槽的内部；

19、两个转动杆，分别贯穿转动连接在两个所述滑动板上，两个所述转动杆的外圈均固定有圆盘；

20、两个料斗，分别与两个所述转动杆转动连接，两个所述料斗分别通过螺栓与对应的所述圆盘连接；

21、驱动组件，用于带动两个所述转动杆以相反的方向进行转动；

22、升降组件，用于带动两个所述滑动板同步向上移动；

23、在取样机构插入到海底土壤中后，驱动组件带动两个料斗转动对海底的土壤进行铲取，随后升降组件带动两个料斗向上移动与配重块的底部抵接，以使得两个料斗贴合紧密。

24、在进一步的实施过程中，所述驱动组件包括：

25、两个第一电动伸缩杆，分别固定连接在两个所述滑动板上，且所述第一电动伸缩杆位于所述滑动板的一侧，两个所述第一电动伸缩杆的伸缩端部均固定有齿条；

26、两个齿轮，分别固定在两个所述转动杆的外周，同一个所述安装槽内的所述齿轮与所述齿条啮合；

27、两个齿条分别与两个齿轮的相对侧啮合，两个第一电动伸缩杆启动后，两个转动杆的转动方向相反，两个转动杆带动两个料斗对海底的土壤进行铲取。

28、在进一步的实施过程中，所述升降组件包括：

29、第二电动伸缩杆，固定安装在所述箱体的内壁上；

30、横杆，固定安装在所述第二电动伸缩杆的伸缩端部，所述横杆的底部与两个所述滑动板的顶部固定连接；

31、第二电动伸缩杆收缩之后，带动横杆上升，以使得两个料斗同步上升，两个所述料斗的顶部上升至与所述配重块的底部抵接，利用所述配重块对所述料斗进行支撑工作。

32、在进一步的实施过程中，所述支撑机构包括：

33、固定板，固定在所述箱体的外壁上，所述固定板的底部安装有多个套管，多个所述套管的底部共同固定有滑动架，所述滑动架与所述箱体的外壁滑动连接；

34、四个连接杆，分别固定安装在所述滑动架的侧壁上，四个连接杆的底部共同固定有圆环，所述圆环的底部固定安装有柔性垫；

35、在箱体下沉至海底后，通过圆环先与海底接触，降低箱体受到的冲击，随后圆环在重力作用下从倾斜状态变为与海底贴合的状态，并带动箱体移动，调整箱体至竖直状态。

36、在进一步的实施过程中，还包括：

37、流道，开设在所述箱体的内壁中，所述流道通过连接管与所述气囊的内部固定连通，所述连接管的内部安装有排气阀；

38、多个排气口，开设在所述箱体的内壁上，多个所述排气口均与所述流道连通；

39、在取样完成之后，将料斗内的土壤样品倒出之后，通过排气口放出气囊中的气体，利用气囊中的气体将配重块上粘连的土壤吹落。

40、第二方面，提供一种基于gps定位服务的地质勘探设备的控制方法，还包括：

41、控制器，安装在所述箱体的内部；

42、gps定位器，安装在所述箱体的内部，用于定位所述箱体的位置；

43、该控制方法包括以下步骤：

44、所述控制器接收到由gps定位器发送的位置信息；

45、所述控制器根据位置信息生成第一控制信息；

46、所述控制器将第一控制信息发送至第一电磁阀，用以控制第一电磁阀打开；

47、所述控制器接收到由气压传感器发送的气压信息；

48、所述控制器根据气压信息生成第二控制信息；

49、所述控制器将第二控制信息发送至第一电磁阀，用以控制第一电磁阀关闭。

50、在进一步的实施过程中，所述驱动组件在取样过程中的工作方法具体为：

51、所述控制器接收到由气压传感器发送的气压信息；

52、所述控制器根据气压信息生成第三控制信息，第三控制信息用于控制第一电动伸缩杆运动；

53、所述控制器将第三控制信息发送至第一电动伸缩杆，用以控制第一电动伸缩杆收缩指定距离。

54、在进一步的实施过程中，所述升降组件在升降过程中的工作方法具体为：

55、所述控制器接收到由第一电动伸缩杆反馈的收缩完成信息；

56、所述控制器根据收缩距离信息生成第四控制信息，第四控制信息用于控制第二电动伸缩杆运动；

57、所述控制器将第四控制信息发送至第二电动伸缩杆，用以控制第二电动伸缩杆收缩指定距离。

58、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

59、1.本发明通过动力组件的设置，在箱体下沉到海底并且调整好位置后，动力组件将气腔内部的高压气体从箱体的顶部释放，一方面释放高压气体时产生的反作用力作用在箱体上，给予箱体一个向下的作用力，在配合上配重块的重力，从而有利于箱体中的取样机构插入到海底土壤的深处，另一方面，气腔中的高压气体释放后箱体顶部的质量变轻，取样机构取海底土壤在箱体的底部，增加了箱体底部的重量，箱体顶部变轻底部变重，使得箱体的重心降低，在箱体上升的过程中，有利于箱体稳定处在竖直状态，从而有利于减少对样品的扰动。

60、2.本发明通过支撑机构的设置，若箱体在海底洋流的带动下发生了倾斜，则设有的支撑机构会先与海底接触，一方面支撑机构能够减轻箱体下沉到海底时产生的冲击，另一方面支撑机构能够对发生了倾斜的箱体进行调整位置，使得箱体回到竖直状态再与海底地面接触。

61、3.本发明通过气囊的设置，在箱体上升的过程中，气腔内部未放完的气体进入到气囊的内部，气囊由干瘪的状态膨胀，通过气囊产生的浮力，一方面能够减轻线缆所受的拉力，防止线缆断裂的情况发生，另一方面通过气囊的浮力使得箱体的顶部受到竖直向上的浮力，与配重块产生的竖直向下的重力相互配合，以使得箱体稳定处在竖直状态。