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沉积物采样器

阅读：480发布：2020-05-13

IPRDB可以提供沉积物采样器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种沉积物采样器，包括浮力发生装置、配重装置、抓取装置及用于连接所述配重装置与所述抓取装置的杠杆机构：所述浮力发生装置用于在流体中发生浮力，并以柔性绳与所述杠杆机构的支点部连接；所述杠杆机构包括所述支点部与铰接于所述支点部的杠杆，所述杠杆由所述支点部而分为第一杆段与第二杆段；所述配重装置设于所述第一杆段，并可自所述第一杆段上滑落；所述抓取装置铰接于所述第二杆段，用于抓取沉积物。本发明提供了一种安全环保、采样成功率高的沉积物采样器。，下面是沉积物采样器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种沉积物采样器，其特征在于，包括浮力发生装置、配重装置、抓取装置及用于连接所述配重装置与所述抓取装置的杠杆机构：所述浮力发生装置用于在流体中发生浮力，并以柔性绳与所述杠杆机构的支点部连接；

所述杠杆机构包括所述支点部与铰接于所述支点部的杠杆，所述杠杆由所述支点部而分为第一杆段与第二杆段；

所述配重装置设于所述第一杆段，并可自所述第一杆段上滑落；

所述抓取装置铰接于所述第二杆段，用于抓取沉积物；

所述配重装置相对于所述支点部的转矩小于所述抓取装置相对于所述支点部的转矩；

所述浮力发生装置的浮力小于所述沉积物采样器的重力，并大于所述配重装置滑落后所述沉积物采样器剩余部分的重力。

2.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述浮力发生装置包括第一浮球与第二浮球，所述第二浮球两端分别通过所述柔性绳与所述第一浮球及所述支点部连接。

3.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于，所述第一浮球的重心位于以所述第一浮球与所述第二浮球的连接端为顶点的半球内。

4.根据权利要求3所述的沉积物采样器，其特征在于，所述第一浮球去除所述半球后剩余的另端半球的顶部设有识别标志物。

5.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述支点部包括与所述杠杆铰接的支点基体及用于连接所述支点基体与所述柔性绳的卸扣。

6.根据权利要求5所述的沉积物采样器，其特征在于，所述支点基体包括位于所述支点基体顶部的顶部连接轴及通过所述顶部连接轴连接的第一支点板与第二支点板，所述顶部连接轴连接于所述卸扣内；

所述第一支点板与所述第二支点板之间设有第一限位部、第二限位部及与所述杠杆铰接的支点轴；

所述第一限位部与所述第二限位部用于限制所述杠杆沿所述抓取装置的重力方向的旋转运动。

7.根据权利要求6所述的沉积物采样器，其特征在于，所述第一支点板与所述第二支点板之间还设有用于限制杠杆沿抓取装置的重力方向的反向旋转的可插拔安全销。

8.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述配重装置包括配重块及设于所述配重块顶部的滑轮。

9.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述抓取装置包括抓斗及铰接于所述第二杆段的提手：所述抓斗包括抓斗本体，所述抓斗本体为首尾相接的环形体，所述环形体内壁下部设有与所述环形体铰接的对开门；

所述提手设于所述抓斗本体顶部，所述抓斗本体上设有用于阻止所述对开门向远离所述提手的一侧打开的限位块。

10.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述柔性绳为凯夫拉绳。

说明书全文

沉积物采样器

技术领域

[0001] 本发明属于采样器技术领域，具体地来说，是一种沉积物采样器。

背景技术

[0002] 沉积物是指为任何可以由流体流动所移动的微粒，并最终成为在水或其他液体底下的一层固体微粒。沉积物是一种重要的水体底质，需要对其进行采集与分析。

[0003] 目前的沉积物采样器主要包括通用柱状采样器与自返式采样器。通用柱状采样器需要采用绞车布放，采样深度受缆绳长度限制，单次采样作业时间较长、成本较高。自返式采样器多采用着底点燃炸药产生气体充满气球而实现返回，其形式危险、携带操作都很不方便，也不符合环保作业的要求。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种沉积物采样器，以安全环保的方式实现自返式采样。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种沉积物采样器，包括浮力发生装置、配重装置、抓取装置及用于连接所述配重装置与所述抓取装置的杠杆机构：

[0007] 所述浮力发生装置用于在流体中发生浮力，并以柔性绳与所述杠杆机构的支点部连接；

[0008] 所述杠杆机构包括所述支点部与铰接于所述支点部的杠杆，所述杠杆由所述支点部而分为第一杆段与第二杆段；

[0009] 所述配重装置设于所述第一杆段，并可自所述第一杆段上滑落；

[0010] 所述抓取装置铰接于所述第二杆段，用于抓取沉积物；

[0011] 所述配重装置相对于所述支点部的转矩小于所述抓取装置相对于所述支点部的转矩；

[0012] 所述浮力发生装置的浮力小于所述沉积物采样器的重力，并大于所述配重装置滑落后所述沉积物采样器剩余部分的重力。

[0013] 作为上述技术方案的改进，所述浮力发生装置包括第一浮球与第二浮球，所述第二浮球两端分别通过所述柔性绳与所述第一浮球及所述支点部连接。

[0014] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一浮球的重心位于以所述第一浮球与所述第二浮球的连接端为顶点的半球内。

[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一浮球去除所述半球后剩余的另端半球的顶部设有识别标志物。

[0016] 作为上述技术方案的进一步改进，所述支点部包括与所述杠杆铰接的支点基体及用于连接所述支点基体与所述柔性绳的卸扣。

[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述支点基体包括位于所述支点基体顶部的顶部连接轴及通过所述顶部连接轴连接的第一支点板与第二支点板，所述顶部连接轴连接于所述卸扣内；

[0018] 所述第一支点板与所述第二支点板之间设有第一限位部、第二限位部及与所述杠杆铰接的支点轴；

[0019] 所述第一限位部与所述第二限位部用于限制所述杠杆沿所述抓取装置的重力方向的旋转运动。

[0020] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一支点板与所述第二支点板之间还设有用于限制杠杆沿抓取装置的重力方向的反向旋转的可插拔安全销。

[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，所述配重装置包括配重块及设于所述配重块顶部的滑轮。

[0022] 作为上述技术方案的进一步改进，所述抓取装置包括抓斗及铰接于所述第二杆段的提手：

[0023] 所述抓斗包括抓斗本体，所述抓斗本体为首尾相接的环形体，所述环形体内壁下部设有与所述环形体铰接的对开门；

[0024] 所述提手设于所述抓斗本体顶部，所述抓斗本体上设有用于阻止所述对开门向远离所述提手的一侧打开的限位块。

[0025] 作为上述技术方案的进一步改进，所述柔性绳为凯夫拉绳。

[0026] 本发明的有益效果是：通过设置浮力发生装置、配重装置、抓取装置及用于连接配重装置与抓取装置的杠杆机构，利用重力的变化而实现沉积物采样器的下潜采样与上浮回收，通过调节各部的重量配比即可适用于各种海深，提供了一种安全环保、采样成功率高的沉积物采样器。

[0027] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0029] 图1是本发明实施例1提供的沉积物采样器的整体示意图；

[0030] 图2是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第一局部示意图；

[0031] 图3是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第二局部示意图；

[0032] 图4是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第三局部示意图；

[0033] 图5是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第一局部剖视图；

[0034] 图6是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第二局部剖视图；

[0035] 图7是本发明实施例1提供的沉积物采样器的第三局部剖视图。

[0036] 主要元件符号说明：

[0037] 1000-沉积物采样器，0100-浮力发生装置，0110-第一浮球，0111-半球，0112-另端半球，0120-第二浮球，0130-第一柔性绳，0200-杠杆机构，0210-支点部，0211-支点基体，0211a-顶部连接轴，0211b-第一支点板，0211c-第二支点板，0211d-支点轴，0211e-第一限位部，0211f-第二限位部，0212-可插拔安全销，0220-杠杆，0221-第一杆段，0222-第二杆段，0230-第一卸扣，0300-配重装置，0310-配重块，0320-滑轮，0400-抓取装置，0410-提手，
0411-第二卸扣，0412-第二柔性绳，0413-提手本体，0420-抓斗，0421-抓斗本体，0422-对开门，0423-限位块，0500-识别标志物。

具体实施方式

[0038] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对沉积物采样器进行更全面的描述。附图中给出了沉积物采样器的优选实施例。但是，沉积物采样器可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对沉积物采样器的公开内容更加透彻全面。

[0039] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0040] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在沉积物采样器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0041] 实施例1

[0042] 请参阅图1，沉积物采样器1000包括浮力发生装置0100、配重装置0300、抓取装置0400及用于连接配重装置0300与抓取装置0400的杠杆机构0200：

[0043] 浮力发生装置0100用于在流体如海水、江河湖泊等中发生浮力，并以第一柔性绳0130与杠杆机构0200的支点部0210连接；

[0044] 杠杆机构0200包括支点部0210与铰接于支点部0210的杠杆0220，杠杆0220由支点部0210而分为第一杆段0221与第二杆段0222；

[0045] 配重装置0300设于第一杆段0221，并可自第一杆段0221上滑落；

[0046] 抓取装置0400铰接于第二杆段0222，用于抓取沉积物；

[0047] 配重装置0300相对于支点部0210的转矩小于抓取装置0400相对于支点部0210的转矩；

[0048] 浮力发生装置0100的浮力小于沉积物采样器1000的重力，并大于配重装置0300滑落后沉积物采样器1000剩余部分的重力。

[0049] 请参阅图2，优选地，浮力发生装置0100包括第一浮球0110与第二浮球0120，第二浮球0120两端分别通过第一柔性绳0130与第一浮球0110及支点部0210连接。在另一个实施例中，浮力发生装置0100也可仅由一个具有足够浮力的浮球组成。

[0050] 优选地，第一浮球0110的重心位于以第一浮球0110与第二浮球0120的连接端为顶点的半球0111内。

[0051] 进一步优选，第一浮球0110去除半球0111后剩余的另端半球0112的顶部设有识别标志物0500。换言之，半球0111与另端半球0112组成完整的第一浮球0110。具体而言，识别标志物0500为容易引起观察者注意的物体或装置，如国旗、频闪灯等。

[0052] 由此，在第一浮球0110的重力作用下，半球0111始终位于另端半球0112的下方，使设于另端半球0112顶部的识别标志物0500得以始终浮于顶部，便于操作人员识别而进行打捞回收。

[0053] 优选地，第一浮球0110与第二浮球0120上设有固定架，固定架将第一浮球0110与第二浮球0120等分为两半。固定架上设有均匀分布的固定孔，第一柔性绳0130穿过固定孔而得以固定。

[0054] 请结合参阅图3、图4与图5，优选地，支点部0210包括与杠杆0220铰接的支点基体0211及用于连接支点基体0211与第一柔性绳0130的第一卸扣0230。

[0055] 优选地，支点基体0211包括位于支点基体0211顶部的顶部连接轴0211a及通过顶部连接轴0211a连接的第一支点板0211b与第二支点板0211c，顶部连接轴0211a连接于第一卸扣0230内。

[0056] 第一支点板0211b与第二支点板0211c之间设有第一限位部0211e、第二限位部0211f及与杠杆0220铰接的支点轴0211d，第一限位部0211e与第二限位部0211f用于限制杠杆0220沿抓取装置0400的重力方向的旋转运动。

[0057] 具体而言，第一限位部0211e的水平位置位于支点轴0211d与第一杆段0221之间，竖直位置位于顶部连接轴0211a与支点轴0211d之间。

[0058] 第二限位部0211f的水平位置位于支点轴0211d与第二杆段0222之间，竖直位置位于支点轴0211d远离顶部连接轴0211a的一侧。

[0059] 由于配重装置0300相对于支点部0210的转矩小于抓取装置0400相对于支点部0210的转矩，杠杆0220具有沿抓取装置0400的重力方向旋转的趋势。

[0060] 此时，由于第一限位部0211e与第二限位部0211f的限制作用，第一杆段0221顶紧第一限位部0211e，第二杆段0222支撑于第二限位部0211f上，杠杆0220无法转动而保持静止，使配重装置0300被锁于第一杆段0221与第一限位部0211e之间。

[0061] 进一步优选，第一支点板0211b与第二支点板0211c之间还设有用于限制杠杆0220沿抓取装置0400的重力方向的反向旋转的可插拔安全销0212。

[0062] 具体而言，可插拔安全销0212位于第二限位部0211f上方，用以在沉积物采样器1000下水前对杠杆0220完全锁定。

[0063] 此时，可插拔安全销0212与第一限位部0211e位于杠杆0220同一侧，第二限位部0211f位于杠杆0220另一侧，使杠杆0220的各向自由度均受到约束而完全锁定，不会发生滑动移位，便于运输存放。

[0064] 优选地，配重装置0300包括配重块0310及设于配重块0310顶部的滑轮0320。

[0065] 具体而言，配重块0310可以是水泥块、铁块或其他实心物体，其套接于第一杆段0221并与滑轮0320连为一体，而滑轮0320可于第一杆段0221上滑动。

[0066] 请结合参阅图6与图7，优选地，抓取装置0400包括抓斗0420及铰接于第二杆段0222的提手0410。

[0067] 具体而言，提手0410包括铰接于第二杆段0222的第二卸扣0411、铰接于抓斗0420的提手本体0413及连接第二卸扣0411与提手本体0413的第二柔性绳0412。

[0068] 抓斗0420包括抓斗本体0421，抓斗本体0421为首尾相接的环形体，环形体内壁下部设有与环形体铰接的对开门0422；

[0069] 提手0410设于抓斗本体0421顶部，抓斗本体0421上设有用于阻止对开门0422向远离提手0410的一侧打开的限位块0423。

[0070] 由此，当抓斗0420接触到沉积物时，由于沉积物采集器1000的重力作用下，对开门0422向抓斗本体0421内部打开，以供沉积物进入抓斗本体0421内部而实现采集。

[0071] 进而，当沉积物采集器1000在浮力推送下上浮时，对开门0422由于自身的重力作用而向下关闭，直至碰上限位块0423而保持静止，使沉积物得以存留于抓斗本体0421内部而上浮。

[0072] 优选地，第一柔性绳0130、第二柔性绳0412均为凯夫拉绳。凯夫拉绳具有耐高温、强度高、尺寸稳定、耐磨耗等优点，广泛用于制作舰船绳缆，海底电缆和光导纤维增强绳缆等。

[0073] 以下简述沉积物采样器1000的使用过程：

[0074] 首先，将可插拔安全销0212自杠杆机构0200上取下，取消对杠杆0220沿抓取装置0400的重力方向反向旋转的限制。

[0075] 然后，将沉积物采样器1000放入海水中。由于浮力发生装置0100的浮力小于沉积物采样器1000的重力，沉积物采样器1000在自重作用下向海底下潜。

[0076] 此时，由于配重装置0300相对于支点部0210的转矩小于抓取装置0400相对于支点部0210的转矩，抓斗0420的竖直位置位于配重块0310下方，抓斗0420将率先触及海底。

[0077] 在沉积物采样器1000的自重作用下，对开门0422向抓斗本体0421内部打开，沉积物逐渐充满抓斗本体0421内部。

[0078] 当抓斗0420触及海底时，抓斗0420受到来自海底的支持力而使杠杆机构0200的平衡被打破，配重装置0300相对于支点部0210的转矩占据主导地位而驱使杠杆0220旋转。

[0079] 由此，杠杆0220开始绕支点轴0211d而向上旋转，第二杆段0222上翘而第一杆段0221下滑，第一限位部0211e与第一杆段0221开始分离而解除对配重装置0300的锁止。

[0080] 在此过程中，第二柔性绳0412由于第二杆段0222的上翘而始终保持张紧，直至配重装置0300与沉积物采样器1000分离。

[0081] 当第一杆段0221下滑至第二杆段0222下方时，配重块0310在重力作用下通过滑轮0320而迅速沿第一杆段0221滑落并落入海底，配重装置0300与沉积物采样器1000实现分离。

[0082] 由于浮力发生装置0100的浮力大于配重装置0300滑落后沉积物采样器1000剩余部分的重力，浮力发生装置0100的浮力驱使沉积物采样器1000上浮。同时，失去配重装置0300的作用力矩后，第二杆段0222向下转动。

[0083] 在此过程中，第二柔性绳0412逐渐绷直而拉动抓斗0420向上移动。抓斗0420与海底沉积物分离，而双开门0422在自重作用下向下关闭并受到限位块0423的限制而使抓斗本体0421内部保持封闭，使采集的沉积物得以留置于抓斗本体0421内部并随之浮出水面。

[0084] 浮出水面后，第一浮球0110由于重心设计特点，半球0111位于下部而使另端半球0112浮于上部，识别标志物0500高出海面而发挥作用，以便操作人员识别后进行回收。

[0085] 此外，由于浮力发生装置0100包括通过第一柔性绳0130连接的第一浮球0110与第二浮球0120，在沉积物采样器1000浮出水面后，操作人员可通过钩取第一柔性绳0130即可吊起回收沉积物采样器1000，十分方便。

[0086] 在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

[0087] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0088] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于对液体介质底部上的沉积物进行取样的系统-专利编号CN107438689A	2020-05-11	874
子宫内沉积物-专利编号CN101848689B	2020-05-12	45
子宫内沉积物-专利编号CN101848689A	2020-05-12	66
沉积物的监测器-专利编号CN109690246A	2020-05-12	557
沉积物监测方法-专利编号CN105431585B	2020-05-13	195
沉积物监测方法-专利编号CN105431585A	2020-05-11	546
沉积物控制-专利编号CN1894471A	2020-05-11	918
沉积物分层器-专利编号CN107246980A	2020-05-11	732
沉积物采样器-专利编号CN103808526B	2020-05-13	246
沉积物采样器-专利编号CN106706368A	2020-05-13	479

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