组合式海底表层沉积物取样装置论文和设计-金永平

全文摘要

本实用新型公开了一种组合式海底表层沉积物取样装置，包括主绳、脱扣机构、重载机构、抓斗提绳、采集箱及支撑架；支撑架套装在重载机构上，重载机构的顶部安装有脱扣机构，重载机构的底部与采集箱顶部固定连接；采集箱的底部铰接有两个抓斗；抓斗侧板的中部与采集箱的端面铰接；所述主绳一端与水面船舶上的收放绞车连接，主绳另一端与脱扣机构的吊环连接；吊环上连接有两根抓斗提绳，抓斗提绳的下端与两个抓斗同一端的抓斗侧板的上端连接。本实用新型结构简单，操作方便，而且利用采集箱箱体和抓斗与其他配套机构分离的组合式海底表层沉积物取样装置，极大提高了采集的海底表层沉积物样品的搬运、转移以及实验测试的便利性。

主设计要求

1.一种组合式海底表层沉积物取样装置，其特征在于：包括主绳（1）、脱扣机构（2）、重载机构（3）、抓斗提绳（4）、采集箱（5）及支撑架（6）；所述的支撑架（6）套装在重载机构（3）上，所述重载机构（3）的顶部固定安装有脱扣机构（2），重载机构（3）的底部与采集箱（5）顶部的采集箱盖组件固定；采集箱（5）的底部设有两个抓斗（510），两个抓斗（510）对称设置；抓斗（510）的两端分别设有抓斗侧板（5101），抓斗侧板（5101）的中部与采集箱（5）的端面铰接；所述主绳（1）一端与水面船舶上的收放绞车连接，主绳（1）另一端与脱扣机构（2）的吊环（201）连接；吊环（201）上连接有两根抓斗提绳（4），抓斗提绳（4）的下端分为两股，并分别与两个抓斗（510）同一端的抓斗侧板（5101）的上端连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的组合式海底表层沉积物取样装置，其特征是：所述的脱扣机构（2）包括吊环（201）、两块固定板（203）、支撑柱（204）、吊钩（205），所述固定板（203）上设有U型槽（202），两块固定板（203）平行设置，两块固定板（203）通过多个支撑柱（204）连接；所述的吊环（201）置于U型槽（202）内，吊钩（205）通过转轴（208）与固定板（203）铰接，吊钩（205）能够钩住吊环（201）；吊钩（205）通过连杆（206）与重锤（207）连接。

3.根据权利要求1所述的组合式海底表层沉积物取样装置，其特征是：所述的重载机构（3）的两侧分别设有抓斗提绳耳（301）和限位板（302），抓斗提绳耳（301）位于限位板（302）上方，重载机构（3）内设有多块铅块（303）；抓斗提绳（4）的下端穿过抓斗提绳耳（301）后分成两股，两股分别与两个抓斗（510）同一端的铰耳的上端连接。

4.根据权利要求1所述的组合式海底表层沉积物取样装置，其特征是：所述的采集箱（5）包括采集箱盖组件、箱体、抓斗张紧绳（511）及两个抓斗（510）；所述箱体的顶部通过锁箱机构（503）与采集箱盖组件的底部连接；所述的箱体为两块箱体侧板（506）和两块立板（509）围成的长方形筒状结构，箱体侧板（506）上设有抓斗转轴（507），箱体侧板（506）的底部为弧形；立板（509）的顶部设有卡箱板（508）；所述的抓斗（510）包括抓斗弧形底板（5104）和固定在抓斗弧形底板（5104）两端的抓斗侧板（5101），抓斗侧板（5101）设有绳头固定孔（5102）和转轴孔（5103）；绳头固定孔（5102）位于抓斗侧板（5101）的端部，转轴孔（5103）位于抓斗侧板（5101）的中部；两个抓斗（510）的转轴孔（5103）铰接在箱体侧板（506）的抓斗转轴（507）上，两个抓斗（510）能够封住箱体的底部；抓斗（510）的绳头固定孔（5102）分别与四个抓斗张紧绳（511）的一端连接，四个抓斗张紧绳（511）的另一端穿过采集箱盖组件上的四个挂绳耳（502）后与四个挂环（512）连接。

5.根据权利要求4所述的组合式海底表层沉积物取样装置，其特征是：所述的采集箱盖组件包括两箱盖侧板（501）、两锁箱机构（503）、盖板（504）、箱盖顶板（505）；两箱盖侧板（501）平行设置，顶部通过箱盖顶板（505）连接；两锁箱机构（503）相对安装在两块箱盖侧板（501）的两端，位于箱盖侧板（501）底部；所述的盖板（504）封住两块箱盖侧板（501）及两锁箱机构（503）围成的方形孔；所述锁箱机构（503）包括卡紧块导向板（5031）、卡紧块（5032）、卡箱栓（5034）、卡箱栓套（5035），所述的导向板（5031）上设有导向孔，卡紧块（5032）插装在卡紧块导向板（5031）的导向孔内，卡紧块导向板（5031）上设有卡箱栓套（5035），卡箱栓套（5035）内设有卡箱栓（5034），卡箱栓（5034）伸出时能够插入卡紧块（5032）的卡紧孔（5033）内，进而将卡紧块（5032）锁紧；卡紧块（5032）能够与立板（509）顶部的卡箱板（508）配合，实现采集箱盖组件与箱体的连接。

6.根据权利要求1所述的组合式海底表层沉积物取样装置，其特征是：所述的支撑架（6）包括一边开口的支撑底框（601）、四根支撑板（602）及支撑架顶板（603），支撑架顶板（603）上设有方形孔（604），支撑架顶板（603）底部设两根挂环销（605）；所述四根支撑板（602）对称布置，支撑板（602）的两端分别与支撑底框（601）和支撑架顶板（603）连接；所述的重载机构（3）插装在方形孔（604）内，重载机构（3）侧壁上设有两个上限位销孔（304）和两个下限位销孔（305），上限位销孔（304）位于下限位销孔（305）上方。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海底取样装置，尤其是涉及一种组合式海底表层沉积物取样装置。

背景技术

海底表层沉积物中蕴藏着大量的微生物等生命群落，利用海底表层沉积物取样装置获取海底表层沉积物样品，为人类认识和研究海洋生命演化、海底环境变化等提供重要的技术支撑。然而，目前使用的海底表层沉积物取样装置大部分为一体式取样装置，即将重载机构与采集箱设计成一个整体。海底表层沉积物取样装置每次完成海底取样作业，并回收到水面船舶甲板上之后，为确保海底表层沉积物样品无扰动地转移到实验室内，必须将整个取样装置搬运至实验室，由于整体式结构的海底表层沉积物取样装置的外形尺寸较大、整体重量较重，这就导致将取样装置搬运至实验室内变得非常困难，为此研制一套组合式海底表层沉积物取样装置，实现采集箱和抓斗与其他配套机构（包括重载机构、支撑架等）分离，每次转移海底表层沉积物样品时，只需将装有海底表层沉积物样品的采集箱和抓斗从与其他配套机构上卸下来，然后将装有海底表层沉积物样品的采集箱箱体和抓斗搬运搬运至实验室即可，这将极大提高样品搬运、转移以及实验测试的便利性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，操作方便的组合式海底表层沉积物取样装置；它采用采集箱箱体和抓斗与其他配套机构分离方式，极大提高了采集的海底表层沉积物样品的搬运、转移以及实验测试的便利性。

本实用新型采用的技术方案是：一种组合式海底表层沉积物取样装置，包括主绳、脱扣机构、重载机构、抓斗提绳、采集箱及支撑架；所述的支撑架套装在重载机构上，所述重载机构的顶部固定安装有脱扣机构，重载机构的底部与采集箱顶部的采集箱盖组件固定连接；采集箱的底部设有两个抓斗，两个抓斗对称设置；抓斗的两端分别设有抓斗侧板，抓斗侧板的中部与采集箱的端面铰接；所述主绳一端与水面船舶上的收放绞车连接，主绳另一端与脱扣机构的吊环连接；吊环上连接有两根抓斗提绳，抓斗提绳的下端分为两股，并分别与两个抓斗同一端的抓斗侧板的上端连接。

上述的组合式海底表层沉积物取样装置中，所述的脱扣机构包括吊环、两块固定板、支撑柱、吊钩，所述固定板上设有U型槽，两块固定板平行设置，两块固定板通过多个支撑柱连接；所述的吊环置于U型槽内，吊钩通过转轴与固定板铰接，吊钩能够钩住吊环；吊钩通过连杆与重锤连接。

上述的组合式海底表层沉积物取样装置中，所述的重载机构的两侧分别设有抓斗提绳耳和限位板，抓斗提绳耳位于限位板上方，重载机构内设有多块铅块；抓斗提绳的下端穿过抓斗提绳耳后分成两股，两股分别与两个抓斗同一端的铰耳的上端连接。

上述的组合式海底表层沉积物取样装置中，所述的采集箱包括采集箱盖组件、箱体、抓斗张紧绳及两个抓斗；所述箱体的顶部通过锁箱机构与采集箱盖组件的底部连接；所述的箱体为两块箱体侧板和两块立板围成的长方形筒状结构，箱体侧板上设有抓斗转轴，箱体侧板的底部为弧形；立板的顶部设有卡箱板；所述的抓斗包括抓斗弧形底板和固定在抓斗弧形底板两端的抓斗侧板，抓斗侧板设有绳头固定孔和转轴孔；绳头固定孔位于抓斗侧板的端部，转轴孔位于抓斗侧板的中部；两个抓斗的转轴孔铰接在箱体侧板的抓斗转轴上，两个抓斗能够封住箱体的底部；抓斗的绳头固定孔分别与四个抓斗张紧绳的一端连接，四个抓斗张紧绳的另一端穿过采集箱盖组件上的四个挂绳耳后与四个挂环连接。

上述的组合式海底表层沉积物取样装置中，所述的采集箱盖组件包括两箱盖侧板、两锁箱机构、盖板、箱盖顶板；两箱盖侧板平行设置，顶部通过箱盖顶板连接；两锁箱机构相对安装在两块箱盖侧板的两端，位于箱盖侧板底部；所述的盖板封住两块箱盖侧板及两锁箱机构围成的方形孔；所述锁箱机构包括卡紧块导向板、卡紧块、卡箱栓、卡箱栓套，所述的导向板上设有导向孔，卡紧块插装在卡紧块导向板的导向孔内，卡紧块导向板上设有卡箱栓套，卡箱栓套内设有卡箱栓，卡箱栓伸出时能够插入卡紧块的卡紧孔内，进而将卡紧块锁紧；卡紧块能够与立板顶部的卡箱板配合，实现采集箱盖组件与箱体的连接。

上述的组合式海底表层沉积物取样装置中，所述的支撑架包括一边开口的支撑底框、四根支撑板及支撑架顶板，支撑架顶板上设有方形孔，支撑架顶板底部设两根挂环销；所述四根支撑板对称布置，支撑板的两端分别与支撑底框和支撑架顶板连接；所述的重载机构插装在方形孔内，重载机构侧壁上设有两个上限位销孔和两个下限位销孔，上限位销孔位于下限位销孔上方。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果是：

本实用新型结构简单，操作方便，而且利用采集箱箱体和抓斗与其他配套机构分离的组合式海底表层沉积物取样装置，极大提高了采集的海底表层沉积物样品的搬运、转移以及实验测试的便利性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的支撑架的结构示意图。

图3是本实用新型的支撑架的立体图。

图4是本实用新型的脱扣机构的结构示意图。

图5是本实用新型的采集箱盖组件的结构示意图。

图6是本实用新型的锁箱机构的结构示意图。

图7是本实用新型的卡紧块的结构示意图。

图8是本实用新型的卡箱栓的结构示意图。

图9是本实用新型的采集箱体的结构示意图。

图10是本实用新型的抓斗的结构示意图。

图11是本实用新型的脱扣机构的打开状态示意图。

图12是本实用新型完成取样后的状态示意图。

图中：1-主绳，2-脱扣机构，201-吊环，202-U型槽，203-固定板，204-支撑柱，205-吊钩，206-连杆，207-重锤，208-转轴，3-重载机构，301-抓斗提绳耳，302-限位板，303-铅块，304-上限位孔，305-下限位孔，4-抓斗提绳，5-采集箱，501-箱盖侧板，502-挂绳耳，503-锁箱机构，5031-卡紧块导向板，5032-卡紧块，5033-卡紧孔，5034-卡箱栓，5035-卡箱栓套，504-盖板，505-箱盖顶板，506-箱体侧板，507-抓斗转轴，508-卡箱板，509-立板，510-抓斗，5101-抓斗侧板，5102-绳头固定孔，5103-转轴孔，5104-抓斗弧形底板，511-抓斗张紧绳，512-挂环，6-支撑架，601-支撑底框，602-支撑板，603-支撑架顶板，604-方形孔，605-挂环销。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括主绳1、脱扣机构2、重载机构3、抓斗提绳4、采集箱5及支撑架6。所述重载机构3的顶部固定安装有脱扣机构2，重载机构3的两侧分别设有抓斗提绳耳301和限位板302，抓斗提绳耳301位于限位板302上方，重载机构3内设有多块铅块303。所述的重载机构3的侧面上设有两个上限位销孔304和两个下限位销孔305；上限位销孔304及下限位销孔305用于插装限位销。

如图2-3所示，所述的支撑架6包括一边开口的支撑底框601、四根支撑板602及支撑架顶板603，支撑架顶板603上设有方形孔604，支撑架顶板603底部设两根挂环销605，两根挂环销605位于方形孔604两侧。所述四根支撑板602对称布置，支撑板602的两端分别与支撑底框601和支撑架顶板603连接。所述的重载机构3插装在方形孔604内。上限位销孔304或\/和下限位销孔305插装限位销后对于支撑架6轴向限位。

如图1、图4、图11所示，所述的脱扣机构2包括吊环201、两块固定板203、支撑柱204、吊钩205，所述固定板203上设有U型槽202，两块固定板203平行设置，两块固定板203通过多个支撑柱204连接。所述的吊环201置于U型槽202内，吊钩205通过转轴208与固定板203铰接，吊钩205能够钩住吊环201。吊钩205通过连杆206与重锤207连接，重锤207能够实现吊钩205与吊环201的自动分离。所述主绳1一端与水面船舶上的收放绞车连接，主绳1的另一端与脱扣机构2的吊环201连接。

如图5—10所示，所述的采集箱5包括采集箱盖组件、箱体、抓斗张紧绳511及两个抓斗510；所述箱体的顶部通过锁箱机构503与采集箱盖组件的底部连接，采集箱盖组件与重载机构3底部连接。如图1、9、10所示，所述的箱体为两块箱体侧板506和两块立板509围成的长方形筒状结构，箱体侧板506上设有抓斗转轴507，箱体侧板506的底部为弧形。立板509的顶部设有卡箱板508；所述的抓斗510包括抓斗弧形底板5104和固定在抓斗弧形底板5104两端的抓斗侧板5101，抓斗侧板5101设有绳头固定孔5102和转轴孔5103，绳头固定孔5102位于抓斗侧板5101的端部，转轴孔5103位于抓斗侧板5101的中部。两个抓斗510的转轴孔5103铰接在箱体侧板506的抓斗转轴507上，两个抓斗510能够封住箱体的底部。所述的吊环201上连接有两根抓斗提绳4，抓斗提绳4的下端穿过抓斗提绳耳301后分成两股，两股分别与两个抓斗510同一端的铰耳的上端的绳头固定孔5102连接。抓斗510的绳头固定孔5102分别与四个抓斗张紧绳511的一端连接，四个抓斗张紧绳511的另一端穿过采集箱盖组件上的四个挂绳耳502后与四个挂环512连接。下水前, 两根挂环销605底端与采集箱盖组件的盖板504接触，四个挂环512分别挂在两根挂环销605上，如图1所示。

如图5、6、7所示，所述的采集箱盖组件包括两箱盖侧板501、两锁箱机构503、盖板504、箱盖顶板505；两箱盖侧板501平行设置，顶部通过箱盖顶板505连接；两锁箱机构503相对安装在两块箱盖侧板501的两端，位于箱盖侧板501底部；所述的盖板504封住两块箱盖侧板501及两锁箱机构503围成的方形孔。所述锁箱机构503包括卡紧块导向板5031、卡紧块5032、卡箱栓5034、卡箱栓套5035，所述的导向板5031上设有导向孔，卡紧块5032插装在卡紧块导向板5031的导向孔内，卡紧块导向板5031上设有卡箱栓套5035，卡箱栓套5035内设有卡箱栓5034，卡箱栓5034伸出时能够插入卡紧块5032的卡紧孔5033内，进而将卡紧块5032锁紧。卡紧块5032能够与立板509顶部的卡箱板508配合，实现采集箱盖组件与箱体的连接。

本实用新型使用时，具体操作步骤如下：

（1）本实用新型下水前，先将所述采集箱5的四个挂环512分别挂到支撑架6的两根挂环销605上，此时，两个抓斗510在抓斗张紧绳511拉力下处于打开状态。同时，将脱扣机构2的吊钩205钩住吊环201。

（2）利用水面船舶上的收放绞车通过主绳1将所述组合式海底表层沉积物取样装置吊放至海底。

（3）当所述组合式海底表层沉积物取样装置到达海底时，支撑架6将首先接触海底，在组合式海底表层沉积物取样装置自重的作用下支撑架6将沿着重载机构3向上移动，使得采集箱5的四个挂环512从支撑架6的两根挂环销605上脱离。

（4）采集箱5的箱体将在重载机构3重力的作用下插入海底沉积物中，在海底沉积物的阻力作用下，采集箱5的箱体插入海底沉积物的速度逐渐减小直至停止。

（5）脱扣机构2的吊环201在自身重力的作用下将沿U型槽202向下运动，使得吊环201与吊钩205脱离，吊钩205在重锤207的作用下绕转轴208外摆，完成脱扣。

（6）利用水面船舶上的收放绞车回收主绳1，主绳1通过吊环201带动抓斗提绳4向上运动，抓斗提绳4将带动两个抓斗510相对运动，使两个抓斗510闭合，从而封住采集箱5箱体的底部。

（7）当所述的组合式海底表层沉积物取样装置被回收至水面船舶甲板上后，将限位杆插入到重载机构3的下限位孔305中，从而固定支撑架6。

（8）打开锁箱机构503的卡箱栓5034，然后将卡紧块5032从卡紧块导向板5031的导向孔内拔出，此时，卡紧块5032将解除对采集箱5箱体的卡紧固定，最后卸下抓斗提绳4与两个抓斗510的连接，此时，即可将采集箱5的箱体和两个抓斗510从组合式海底表层沉积物取样装置的其他配套机构分离出来。

设计图

组合式海底表层沉积物取样装置论文和设计

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