專利名稱：一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種海洋、湖泊或河流底層沉積物采樣設備，尤其涉及一種適用于20米以下水深的深水區(qū)機械抓斗式采泥器。
背景技術：
在對水體進行生態(tài)或沉積物研究中往往需要采集如海洋、湖泊或河流等水底的泥品，然而采泥是一項技術性要求很高的工作，必須使用專門的采泥設備。如果由于采泥器采集失敗或采集樣本量少、采集樣本質量不高等原因沒有達到技術指標要求，那就需要不斷重復操作，因此，采泥器采集泥樣的成功率決定了相關科研的水平與進展。國家知識產(chǎn)權局公開了一種抓斗式米泥器和一種箱式底樣米泥器。其中，抓斗式采泥器主要是由兩個尺寸相同的四分之一扇形抓斗顎板組成，在鋼絲繩和兩根杠桿驅動下使所述的一對顎板打開或閉合，從而抓取水體底層泥樣。然而，由于其結構簡單且自重較輕，適于松軟底質。當用于石礫底質時，底樣挖取可能較困難。同時，采泥器沒有考慮到水體的流動，如海洋的潮流，所以很可能導致采泥器不能最有效地垂直抓取，甚至會抓取失敗。箱式底樣采泥器主要由方形箱體、閘板、操作桿和繩索四部分構成，通過閉合和開啟閘板提拉PVC繩的提拉從而控制底樣的采集。同樣，箱式采泥器也沒有考慮水體流動的影響，而且這種影響在深海區(qū)會更加明顯。上述箱式底樣采泥器在采泥過程中使用一種類似方箱結構的裝泥部件，由于潮流的影響會導致采泥器傾倒觸底以致采集失敗，使得采泥工作效率大大降低。同時，上述的箱式底樣采泥器每一次采樣過程都需人力提拉繩索，無形之中增加了工作負荷。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器，該采泥器便于使用，工作效率高。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器，包括柱形筒體結構，所述柱形筒體結構的下端設有閉合時與其封閉連接的抓斗，所述抓斗設有開合結構，所述柱形筒體結構包括同軸設置的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒和所述外筒之間通過插銷結構固定。在所述外筒的外圓柱面的左右兩側對稱地設有沿徑向向外延伸的縱向導流片。所述開合結構包括門形驅動連桿，所述門形驅動連桿上設有上梁桿和分別固接在所述上梁桿兩端的兩根側立桿，兩根所述側立桿分別滑動連接在兩根導管內(nèi)，兩根所述導管分設在所述外筒的前后兩側，每根所述側立桿的下端均與內(nèi)側連接板的上端和外側連接板的上端鉸接，所述內(nèi)側連接板的下端與抓斗內(nèi)側驅動板的上端鉸接，所述抓斗內(nèi)側驅動板的下端與抓斗固接；所述外側連接板的下端與抓斗外側驅動板的上端鉸接，所述抓斗外側驅動板的下端與抓斗固接，所述抓斗外側驅動板的中下部與所述抓斗內(nèi)側驅動板的中下部通過定位銷鉸接，所述定位銷固接在所述外筒上；兩根所述導管上部設有橫梁，所述橫梁的右側與脫落掛鉤的中部鉸接，所述脫落掛鉤包括成L形的本體，在L形本體的上端部兩側對稱地設有兩個水平掛柱，在所述L形本體的外端部設有第一配重；在所述上梁桿上設有與兩個所述水平掛柱適配的掛托，當所述抓斗打開時，所述水平掛柱掛在所述掛托上。所述掛托成L形。 所述上梁桿上設有起吊結構，所述起吊結構包括與所述上梁桿固接的π形支撐桿，所述η形支撐桿上固接有一對吊耳，所述吊耳與一鐘狀部件的鐘體鉸接，所述鐘狀部件的頂部與一倒T形銷的下部轉動連接，所述倒T形銷的上部與一倒U形吊環(huán)鉸接。所述外筒的外面安裝有第二配重。所述抓斗外側驅動板在靠近所述抓斗的下部內(nèi)側設有增厚部分，所述增厚部分的頂部形成傾斜的抓斗限位臺階。所述內(nèi)筒是由透明的有機玻璃制成的。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是一)帶有柱狀結構的抓斗式設計可以一次采集較多的泥樣，同時可以在內(nèi)筒內(nèi)插取更多的柱狀管樣，進行底泥的分層研究。二)同樣尺寸的2個半圓蓋形抓斗和推動其閉合與打開的驅動連桿機構，使得采泥器在采泥后的提起過程中合攏處可以到達理想的密封效果。三)利用采泥器自重設計的掛鉤脫落結構，避免了使用人力來控制抓斗的閉合與打開。四)外筒兩側有可拆卸配重的設計，可根據(jù)實際水深增加或減少配重以在一定范圍內(nèi)滿足采泥深度的要求。五)柱形筒體結構為內(nèi)外空心圓筒嵌套結構，利用筒體兩側設計的插銷結構，在一次采泥結束后，可以方便地拆下內(nèi)筒來完成之后的柱狀管采樣工作，與此同時，可換上另一備用內(nèi)筒進行下一次采集，從而縮短了一個工作周期，提高了工作效率。值得一提的是，可以選用有機玻璃作為內(nèi)筒的材料，這樣在抓斗采泥的過程中內(nèi)筒強度不僅可以得到滿足，而且在柱狀管采樣過程中可以透過透明的有機玻璃觀察泥樣的質量。六)外筒外側導流片和上端旋轉結構的設計可以有效地避免潮流等水體流動帶來的影響，盡量保持采泥器垂直觸底，防止起吊繩索打結。綜上所述，本實用新型設計巧妙，使用方便，省時省力，一次采集樣品量大且采集效率高。

圖1為本實用新型在抓斗開啟時的結構示意圖；圖2為本實用新型在抓斗閉合時的結構示意圖；圖3為圖1的正視圖；圖4為圖3的側視圖；圖5為圖3的俯視圖；圖6為本實用新型外筒的結構示意圖；圖7為本實用新型內(nèi)筒的結構示意圖；圖8為本實用新型抓斗內(nèi)側驅動板與抓斗連接的示意圖；[0029]圖9為本實用新型抓斗外側驅動板與抓斗連接的示意圖；圖10為本實用新型外側連接板或內(nèi)側連接板的示意圖；圖11為本實用新型脫落掛鉤的示意圖；圖12為本實用新型門形驅動連桿的示意圖；圖13為本實用新型起吊結構的示意圖；圖14為本實用新型柱形筒體結構的剖示意圖；圖15為圖14的俯視圖；圖16為本實用新型柱形筒體結構的立體圖。
具體實施方式
請參閱圖1 圖16，本實用新型一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器，包括柱形筒體結構，所述柱形筒體結構的下端設有閉合時與其封閉連接的抓斗22，所述抓斗設有開合結構，所述柱形筒體結構包括同軸設置的內(nèi)筒20和外筒1，所述內(nèi)筒20和所述外筒I之間通過插銷結構固定。在所述外筒I的外圓柱面的左右兩側對稱地設有沿徑向向外延伸的縱向導流片4。所述開合結構包括 門形驅動連桿29，所述門形驅動連桿29上設有上梁桿和分別固接在所述上梁桿兩端的兩根側立桿，兩根所述側立桿分別滑動連接在兩根導管9內(nèi)，兩根所述導管9分設在所述外筒I的前后兩側，每根所述側立桿的下端均與內(nèi)側連接板27-1的上端和外側連接板27-2的上端鉸接，所述內(nèi)側連接板27-1的下端與抓斗內(nèi)側驅動板23的上端鉸接，所述抓斗內(nèi)側驅動板23的下端與抓斗22固接；所述外側連接板27-2的下端與抓斗外側驅動板24的上端鉸接，所述抓斗外側驅動板24的下端與抓斗22固接，所述抓斗外側驅動板24的中下部與所述抓斗內(nèi)側驅動板23的中下部通過定位銷25鉸接，所述定位銷25固接在所述外筒I上；兩根所述導管9上部設有橫梁，所述橫梁的右側與脫落掛鉤17的中部鉸接，所述脫落掛鉤包括成L形的本體，在L形本體的上端部兩側對稱地設有兩個水平掛柱，在所述L形本體的外端部設有第一配重；在所述上梁桿上設有與兩個所述水平掛柱適配的掛托30，當所述抓斗22打開時，所述水平掛柱掛在所述掛托30上。所述掛托30成L形。所述上梁桿上設有起吊結構，所述起吊結構包括與所述上梁桿固接的π形支撐桿10，所述π形支撐桿10上固接有一對吊耳11，所述吊耳11與一鐘狀部件的鐘體12鉸接，所述鐘狀部件12的頂部與一倒T形銷15的下部轉動連接，所述倒T形銷15的上部與一倒U形吊環(huán)13鉸接。所述外筒I的外面安裝有第二配重21。所述抓斗外側驅動板24在靠近所述抓斗22的下部內(nèi)側設有增厚部分，所述增厚部分的頂部形成傾斜的抓斗限位臺階。所述內(nèi)筒20是由透明的有機玻璃制成的。為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，現(xiàn)配合附圖詳細說明如下請參見圖6，外筒I下端面倒角形成刃口 ；前后兩側有與抓斗開閉旋轉定位螺栓25配合的通孔，攻有內(nèi)螺紋，同時前側螺紋孔順時針45度方向在外筒內(nèi)側有凸鍵；連體支架6內(nèi)圓半徑略大于外筒I的外圓，下端通過緊固螺栓5與外筒I固接；驅動連桿導管9的下端用肋板焊接在連體支架6外側，兩個導管9分處于挖泥器的前后兩側。橫梁中部右側焊接有用于實現(xiàn)鉸接的兩塊耳板18 ;把手7通過連接肋板與驅動連桿導管9同側焊接在連體支架6上，并用把手緊固螺栓螺母8通過連接肋板和連體支架6上的定位孔連接一起；在外筒I外與把手方向交錯的左右兩側，且在連體支架6下面各均勻焊接四塊縱向導流片4，在靠中間的兩塊縱向導流片4之間，在外筒I上與旋轉插銷32配合的通孔的上下兩側各焊有一L形擋板31，請參見圖15和圖16，兩個L形擋板31上下布置，二者之間設有間距，該間距略大于旋轉插銷32支撐板的寬度，L形擋板31 —個邊的端部與外筒I固接，兩個L形擋板的另一個邊上下位置重疊，且端部朝向相反，一個L形擋板開口朝右，另一個L形擋板開口朝左，形成旋轉插銷支撐板的豎向限位槽。旋轉插銷32設有與其垂直的長條形支撐板，旋轉插銷32位于支撐板的中部內(nèi)側，在支撐板的外側一端部設有手柄。支撐板的厚度應小于限位槽的寬度。支撐板的長度應大于限位槽的長度。兩側導流片4的下面焊接有配重槽2，中間焊有兩根定位圓柱桿，上端攻有外螺紋與配重定位螺母3連接使用。請參見圖7，內(nèi)筒20下端同樣倒角形成刃口 ；其與外筒I有同樣的旋轉插銷32的定位通孔。在內(nèi)筒外側開有與外筒內(nèi)側凸鍵適配的凹槽，二者配合作為可拆卸滑道。請參見圖8和圖9，它們唯一的不同之處在于抓斗外側驅動板24在靠近抓斗方向局部厚度較大而其余厚度均與 抓斗內(nèi)側驅動板23保持一致，目的在于使位于內(nèi)側的抓斗內(nèi)側驅動板與外側的抓斗外側驅動板配合旋轉使用的過程中，抓斗可以密封合攏，由增厚部形成的頂部限位傾斜臺階使一側抓斗開啟約50度；半圓蓋形抓斗22兩側有切削平面，將抓斗內(nèi)、外側驅動板緊固焊接在其兩側，并保證其在外筒兩側的定位孔同軸，驅動板下端的厚度側面與半圓蓋斷面相切。請參見圖10，內(nèi)側連接板27-1與外側連接板27-2均為兩塊形成一體的圓頭薄板，圓頭薄板的厚度與抓斗內(nèi)側驅動板23相同，兩塊圓頭薄板通過一同圓增厚塊形成一體。目的在于使門形驅動連桿運行過程中避免內(nèi)、外側連接板定位螺栓螺母28和外筒I外側發(fā)生干涉；內(nèi)、外側連接板兩端有同軸圓孔，其上端均和門形驅動連桿29中的側立桿下端鉸接，其下端分別和抓斗內(nèi)側驅動板23與抓斗外側驅動板24上端鉸接。請參見圖11，厚度略小于耳板18之間距離的L形本體上端部倒成圓角并在兩側對稱地設有兩個水平掛柱，在L形本體的外端部設有第一配重，L形本體彎曲處也倒成圓角并設有圓孔，用掛鉤定位螺栓螺母19將耳板18與脫落掛鉤17鉸接。請參見圖12，門形驅動連桿29上設有上梁桿和分別固接在所述上梁桿兩端的兩根側立桿，所述側立桿為厚壁管，其下端有與內(nèi)、外側連接板定位螺栓螺母28配合鉸接的同軸通孔，圓孔端面磨出平臺；所述上梁桿上設有與兩個水平掛柱適配的L形掛托30，其邊緣處有倒圓角，并在上梁桿后端面對應L形掛托30的位置處攻內(nèi)螺紋孔，擰入螺釘加固連接。請參見圖13，π形支撐桿10固接在所述上梁桿的上端面上，π形支撐桿10上固接有一對吊耳11，吊耳11上端圓頭一側有同軸通孔，吊耳11下端平頭一側有通孔，H形支撐桿上段直桿穿過吊耳下端通孔，固定位置并焊接緊固；鐘狀部件12，兩側有同軸圓孔，用鐘狀部件定位螺栓螺母16將其與吊耳11圓頭側通孔鉸接；T形銷15的小徑圓柱部分長度較長且末端處有中心定位孔，其外圓略小于鐘狀部件12上表面中心處的圓孔，而大徑圓柱部分長度較短呈扁平狀，外圓要大于上述圓孔，鐘狀部件12的頂部與T形銷15轉動連接；將T形銷15的小徑段穿過鐘狀部件12的上表面，用倒U形吊環(huán)定位螺栓螺母14將T形銷15的小徑段末端與倒U形吊環(huán)13通過定位軸孔鉸接。本實用新型的具體操作方法一)采泥器的半圓蓋形抓斗22呈打開狀態(tài)時，將脫落掛鉤17逆時針旋轉使上端兩側的水平掛柱掛搭在L形掛托30上。吊起采泥器的倒U形吊環(huán)13，在重力作用下，抓斗始終保持開啟狀態(tài)；二)慢慢放下吊環(huán)13，使采泥器稍稍浸沒水中，待其平穩(wěn)后，迅速下放吊環(huán)13使采泥器垂直墜入海底； 三)在觸底的瞬間脫落掛鉤17已經(jīng)從L形掛托30上脫落。稍等片刻，吊起吊環(huán)13，在驅動連桿的作用下，兩半圓蓋形抓斗22也已經(jīng)緊密閉合。利用船上的起重機將載滿底泥的采泥器平穩(wěn)落放到船甲板上；四)兩人用力向下壓驅動連桿29和π形支撐桿10的橫梁，使半圓蓋形抓斗22再次打開，此時轉動兩側的旋轉插銷32脫離L形限位擋板31并拔出，再次將脫落掛鉤17搭在L形掛托30上，控制起重機抬起采泥器，則內(nèi)筒20與外筒I脫離，這時再從內(nèi)筒20內(nèi)的底泥中插柱狀管采取泥樣；五)與此同時，將備用內(nèi)筒20通過滑道裝入外筒1，并在兩側插入旋轉插銷32固定位置，繼續(xù)下一次的采集工作。盡管上面結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器，包括柱形筒體結構，所述柱形筒體結構的下端設有閉合時與其封閉連接的抓斗，所述抓斗設有開合結構，其特征在于，所述柱形筒體結構包括同軸設置的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒和所述外筒之間通過插銷結構固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，在所述外筒的外圓柱面的左右兩側對稱地設有沿徑向向外延伸的縱向導流片。
3.根據(jù)權利要求1所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述開合結構包括門形驅動連桿，所述門形驅動連桿上設有上梁桿和分別固接在所述上梁桿兩端的兩根側立桿，兩根所述側立桿分別滑動連接在兩根導管內(nèi)，兩根所述導管分設在所述外筒的前后兩側，每根所述側立桿的下端均與內(nèi)側連接板的上端和外側連接板的上端鉸接，所述內(nèi)側連接板的下端與抓斗內(nèi)側驅動板的上端鉸接，所述抓斗內(nèi)側驅動板的下端與抓斗固接；所述外側連接板的下端與抓斗外側驅動板的上端鉸接，所述抓斗外側驅動板的下端與抓斗固接，所述抓斗外側驅動板的中下部與所述抓斗內(nèi)側驅動板的中下部通過定位銷鉸接，所述定位銷固接在所述外筒上；兩根所述導管上部設有橫梁，所述橫梁的右側與脫落掛鉤的中部鉸接，所述脫落掛鉤包括成L形的本體，在L形本體的上端部兩側對稱地設有兩個水平掛柱，在所述L形本體的外端部設有第一配重；在所述上梁桿上設有與兩個所述水平掛柱適配的掛托，當所述抓斗打開時，所述水平掛柱掛在所述掛托上。
4.根據(jù)權利要求3所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述掛托成L形。
5.根據(jù)權利要求3所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述上梁桿上設有起吊結構，所述起吊結構包括與所述上梁桿固接的η形支撐桿，所述η形支撐桿上固接有一對吊耳，所述吊耳與一鐘狀部件的鐘體鉸接，所述鐘狀部件的頂部與一倒T形銷的下部轉動連接，所述倒T形銷的上部與一倒U形吊環(huán)鉸接。
6.根據(jù)權利要求1所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述外筒的外面安裝有第二配重。
7.根據(jù)權利要求3所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述抓斗外側驅動板在靠近所述抓斗的下部內(nèi)側設有增厚部分，所述增厚部分的頂部形成傾斜的抓斗限位臺階。
8.根據(jù)權利要求1所述的柱狀機械抓斗式底樣采泥器，其特征在于，所述內(nèi)筒是由透明的有機玻璃制成的。
專利摘要本實用新型公開了一種柱狀機械抓斗式底樣采泥器，包括柱形筒體結構，所述柱形筒體結構的下端設有閉合時與其封閉連接的抓斗，所述抓斗設有開合結構，所述柱形筒體結構包括同軸設置的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒和所述外筒之間通過插銷結構固定。本實用新型設計巧妙，使用方便，省時省力，一次采集樣品量大且采集效率高。
文檔編號G01N1/10GK202886135SQ20122056936
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權日2012年10月31日
發(fā)明者李建成, 卲萬駿, 孫健, 袁德奎, 劉長根 申請人:天津大學