一种湖底淤泥采样器及其采集方法技术

本发明专利技术公开了一种湖底淤泥采样器，包括湖面以下竖向的淤泥采集筒，所述淤泥采集筒为上下贯通的筒体结构，且所述淤泥采集筒的筒内壁为光滑内壁；所述淤泥采集筒的外壁上一体化同轴心设置有环柱状的气囊箱体，所述气囊箱体的内部同轴心设置有气囊容纳环腔，所述气囊容纳环腔的环腔上壁上均布镂空设置有若干上漏气孔；本发明专利技术的结构简单，采用配气装置通过供气管向气囊腔抽取或注入气体，进而能使弹性气囊膨胀或收缩；所述弹性气囊的膨胀和收缩能使淤泥采集筒做下沉和上浮的运动，进而模仿潜水过程进行湖底取样，避免人工潜水的情形。

【技术实现步骤摘要】
一种湖底淤泥采样器及其采集方法
本专利技术属于湖底取样领域。
技术介绍
传统的湖底淤泥采样只能在较浅的区域直接取样，在较深的区域往往还需要人工潜水进行，这样造成深湖淤泥取样工作具备很大的危险性。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种湖底淤泥采样器及其采集方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种湖底淤泥采样器，包括湖面以下竖向的淤泥采集筒，所述淤泥采集筒为上下贯通的筒体结构，且所述淤泥采集筒的筒内壁为光滑内壁；所述淤泥采集筒的外壁上一体化同轴心设置有环柱状的气囊箱体，所述气囊箱体的内部同轴心设置有气囊容纳环腔，所述气囊容纳环腔的环腔上壁上均布镂空设置有若干上漏气孔，所述气囊容纳环腔的环腔下壁上均布镂空设置有若干下漏气孔，所述下漏气孔和上漏气孔将所述气囊容纳环腔与外界连通，所述气囊容纳环腔内同轴心设置有环状的弹性气囊，所述弹性气囊内为气囊腔；还包括柔性的供气管，所述供气管的上端连通连接湖面上的配气装置，所述柔性的供气管的下端连通所述弹性气囊内的气囊腔；所述配气装置能通过供气管向气囊腔抽取或注入气体，进而能使弹性气囊膨胀或收缩；所述弹性气囊的膨胀和收缩能使淤泥采集筒做下沉和上浮的运动。进一步的，所述淤泥采集筒的下端外壁设置有一圈盘状的降落盘，所述降落盘的上侧轮廓边缘呈圆周阵列分布有若干竖向的导液管，各所述导液管的上端连通外界；所述淤泥采集筒的筒内壁下端呈圆周阵列分布有若干排液口；所述降落盘的内部呈圆周阵列分布有若干导液通道，各所述导液通道分别将若干所述导液管与若干所述排液口相互连通；所述降落盘的上侧还一体化同轴心设置有环状的金属配重。进一步的，根据权利要求所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：所述淤泥采集筒的筒内间距设置有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞分别与所述淤泥采集筒的筒内壁紧配滑动配合，所述上活塞的上端设置有拉手柄，还包括沿淤泥采集筒轴线方向平行的四根联动杆，四根所述联动杆的两端分别固定连接上活塞和下活塞，且四根联动杆呈圆周阵列分布于所述上活塞和下活塞的轮廓边缘；所述上活塞和下活塞之间同轴心设置有气缸，所述气缸下端的推杆末端固定连接所述下活塞；所述气缸的上端通过若干支撑柱固定连接气缸抱紧装置；所述气缸抱紧装置位于所述上活塞和所述气缸之间；所述气缸抱紧装置能抱紧或松开所述淤泥采集筒的筒内壁；所述气缸抱紧装置和气缸均活动夹位于四根所述联动杆所围合的范围内。进一步的，所述下活塞的下端同轴心连接有连接杆，所述连接杆的下端同轴心固定连接有陀螺状的采样杯，所述采样杯的尖端同轴心朝下设置；所述采样杯周向外壁上固定设置有一圈密封圈，所述密封圈与所述淤泥采集筒的筒内壁紧配滑动配合；所述采样杯的上侧凹陷设置有采样杯腔。进一步的，气缸抱紧装置包括矩形壳体；所述矩形壳体的下端通过若干所述支撑柱固定连接所述气缸的上端；所述矩形壳体的内腔设置有圆锥体结构的顶出器，所述顶出器与所述淤泥采集筒同轴心设置，所述顶出器上端为圆锥体粗端，所述顶出器下端为圆锥体尖端；所述矩形壳体的内腔下壁体上设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔与所述顶出器同轴心设置，所述矩形壳体的内腔上壁体上设置有传动杆穿过孔，所述传动杆穿过孔与所述顶出器同轴心设置；所述顶出器的尖端同轴心一体化连接有螺纹杆，所述螺纹杆与所述螺纹通孔螺纹配合连接；所述顶出器的内部同轴心设置有传动杆插入通道，所述传动杆插入通道的轴截面呈正多边形，所述传动杆插入通道从所述顶出器的粗端穿出；所述矩形壳体上还安装有电机支架，所述电机支架内安装有传动电机，所述传动电机的转动输出端同轴心连接有轴截面呈正多边形的传动杆；所述传动杆的末端穿过所述传动杆穿过孔，并且传动杆的末端滑动插入所述传动杆插入通道中；所述矩形壳体的四周壁体上分别镂空设置有抱紧片导柱穿过通孔，还包括若干抱紧片导柱，各所述抱紧片导柱分别活动穿过各所述抱紧片导柱穿过通孔，各所述抱紧片导柱的轴线均与所述顶出器的轴线垂直设置，各所述抱紧片导柱靠近所述顶出器的一端均一体化设置有球头，各所述球头的表面均接触所述顶出器的锥面；各所述抱紧片导柱远离所述顶出器的一端均一体化连接有抱紧弧面片，各所述抱紧弧面片的弯曲弧度与所述淤泥采集筒的筒内壁的弧度一致；各所述抱紧片导柱上均套设有弹簧，各所述弹簧的两端分别顶压所对应的球头和矩形壳体内壁；所述顶出器沿轴线向前进给能带动各所述抱紧弧面片向外抱紧所述淤泥采集筒的筒内壁。进一步的，一种湖底淤泥采样器的采集方法：步骤1：湖面漂浮物上的配气装置通过供气管向气囊腔注入气体，进而能使弹性气囊的体积膨胀至气囊容纳环腔体积的一半，此时弹性气囊所受浮力还无法完全克服淤泥采集筒和金属配重的重力，进而淤泥采集筒和气囊箱体在金属配重的带动下沿铅锤方向做缓慢的下沉运动，直至淤泥采集筒下端的降落盘的盘底平稳降落至湖底；步骤2，启动传动电机，带动传动杆顺时针旋转，进而传动杆带动该顶出器同步旋转，而该顶出器的旋转带动螺纹杆旋转，由于螺纹杆与螺纹通孔螺纹配合，因此螺纹杆的顺时针旋转使自身向下持续进给，螺纹杆向前进给带动顶出器向下运动，而此时截面呈正多边形的传动杆相对于传动杆插入通道做轴线滑动；此时由于顶出器的向前运动使各球头由接触锥面的细端逐渐过渡到接触锥面的粗端，进而使各抱紧片导柱做逐渐远离顶出器的顶出运动，进而使各抱紧弧面片做逐渐远离顶出器的运动，直至各抱紧弧面片向外紧密抱紧淤泥采集筒的筒内壁；进而使气缸和气缸抱紧装置处于不能位移的状态；步骤3，气缸驱动推杆做伸长的运动，进而推杆带动上活塞、联动杆、下活塞、连接杆和采样杯所构成的一体结构向下进给一段距离，待推杆做伸长的运动到达极限时，该采样杯的尖端还未触及湖底，因此采样杯还需继续向下位移一端距离；步骤4，传动电机反向运转，进而使传动杆逆时针旋转，进而传动杆带动该顶出器逆时针同步旋转，而该顶出器的旋转带动螺纹杆的同步旋转，螺纹杆的逆时针旋转使自身向上持续进给，螺纹杆向上进给带动顶出器向上运动，而此时截面呈正多边形的传动杆相对于传动杆插入通道做轴线滑动；此时由于顶出器的向上运动使各球头由接触锥面的粗端逐渐过渡到接触锥面的细端，进而使各抱紧片导柱做逐渐靠近顶出器的运动，进而使各抱紧弧面片做逐渐靠近顶出器的运动，直至各抱紧弧面片向内脱离淤泥采集筒的筒内壁；进而使气缸和气缸抱紧装置处于能沿淤泥采集筒轴线滑动状态；步骤5，此时重新启动气缸，进而气缸驱动推杆做缩短的运动，由于上活塞、下活塞和采样杯的外圈与筒内壁是紧配关系，而且各抱紧弧面片均脱离了淤泥采集筒的筒内壁，在推杆做缩短的运动状态下，该上活塞、联动杆、下活塞、连接杆和采样杯所构成的一体结构不发生相对位移，而驱动推杆做缩短的运动拉动气缸和气缸抱紧装置所构成的整体向下运动一端距离；但该状态下的采样杯相对步骤初始状态的采样杯所在位置有所下降；在采样杯沿淤泥采集筒下降的过程中，采样杯下方的筒内湖水通过若干导液通道连续向上挤出湖水中，避免导液通道内的湖水被向下挤入待采样位置的湖底淤泥中，防止待采样位置的湖底淤泥受到导液通道的冲刷，影响采样真实性；步骤6，重复步骤至，直至采样杯的尖端下降至触及湖底，并且使采样杯向下进给至完全插入湖底的淤泥中一段距离，与此同时，湖面漂浮物上的配气装置通过供气管抽走气囊腔内的全部气体，进而使降落盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湖底淤泥采样器，其特征在于：包括湖面以下竖向的淤泥采集筒(9)，所述淤泥采集筒(9)为上下贯通的筒体结构，且所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)为光滑内壁；所述淤泥采集筒(9)的外壁上一体化同轴心设置有环柱状的气囊箱体(42)，所述气囊箱体(42)的内部同轴心设置有气囊容纳环腔(43)，所述气囊容纳环腔(43)的环腔上壁(58)上均布镂空设置有若干上漏气孔(59)，所述气囊容纳环腔(43)的环腔下壁(60)上均布镂空设置有若干下漏气孔(63)，所述下漏气孔(63)和上漏气孔(59)将所述气囊容纳环腔(43)与外界连通，所述气囊容纳环腔(43)内同轴心设置有环状的弹性气囊(46)，所述弹性气囊(46)内为气囊腔(44)；还包括柔性的供气管(41)，所述供气管(41)的上端连通连接湖面上的配气装置，所述柔性的供气管(41)的下端连通所述弹性气囊(46)内的气囊腔(44)；所述配气装置能通过供气管(41)向气囊腔(44)抽取或注入气体，进而能使弹性气囊(46)膨胀或收缩；所述弹性气囊(46)的膨胀和收缩能使淤泥采集筒(9)做下沉和上浮的运动。

【技术特征摘要】
1.一种湖底淤泥采样器，其特征在于：包括湖面以下竖向的淤泥采集筒(9)，所述淤泥采集筒(9)为上下贯通的筒体结构，且所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)为光滑内壁；所述淤泥采集筒(9)的外壁上一体化同轴心设置有环柱状的气囊箱体(42)，所述气囊箱体(42)的内部同轴心设置有气囊容纳环腔(43)，所述气囊容纳环腔(43)的环腔上壁(58)上均布镂空设置有若干上漏气孔(59)，所述气囊容纳环腔(43)的环腔下壁(60)上均布镂空设置有若干下漏气孔(63)，所述下漏气孔(63)和上漏气孔(59)将所述气囊容纳环腔(43)与外界连通，所述气囊容纳环腔(43)内同轴心设置有环状的弹性气囊(46)，所述弹性气囊(46)内为气囊腔(44)；还包括柔性的供气管(41)，所述供气管(41)的上端连通连接湖面上的配气装置，所述柔性的供气管(41)的下端连通所述弹性气囊(46)内的气囊腔(44)；所述配气装置能通过供气管(41)向气囊腔(44)抽取或注入气体，进而能使弹性气囊(46)膨胀或收缩；所述弹性气囊(46)的膨胀和收缩能使淤泥采集筒(9)做下沉和上浮的运动。2.根据权利要求1所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：所述淤泥采集筒(9)的下端外壁设置有一圈盘状的降落盘(55)，所述降落盘(55)的上侧轮廓边缘呈圆周阵列分布有若干竖向的导液管(53)，各所述导液管(53)的上端连通外界；所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)下端呈圆周阵列分布有若干排液口(57)；所述降落盘(55)的内部呈圆周阵列分布有若干导液通道(56)，各所述导液通道(56)分别将若干所述导液管(53)与若干所述排液口(57)相互连通；所述降落盘(55)的上侧还一体化同轴心设置有环状的金属配重(54)。3.根据权利要求2所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：根据权利要求1所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：所述淤泥采集筒(9)的筒内(37)间距设置有上活塞(39)和下活塞(49)，上活塞(39)和下活塞(49)分别与所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)紧配滑动配合，所述上活塞(39)的上端设置有拉手柄(38)，还包括沿淤泥采集筒(9)轴线方向平行的四根联动杆(47)，四根所述联动杆(47)的两端分别固定连接上活塞(39)和下活塞(49)，且四根联动杆(47)呈圆周阵列分布于所述上活塞(39)和下活塞(49)的轮廓边缘；所述上活塞(39)和下活塞(49)之间同轴心设置有气缸(21)，所述气缸(21)下端的推杆(61)末端固定连接所述下活塞(49)；所述气缸(21)的上端通过若干支撑柱(22)固定连接气缸抱紧装置(36)；所述气缸抱紧装置(36)位于所述上活塞(39)和所述气缸(21)之间；所述气缸抱紧装置(36)能抱紧或松开所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)；所述气缸抱紧装置(36)和气缸(21)均活动夹位于四根所述联动杆(47)所围合的范围内。4.根据权利要求3所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：所述下活塞(49)的下端同轴心连接有连接杆(51)，所述连接杆(51)的下端同轴心固定连接有陀螺状的采样杯(52)，所述采样杯(52)的尖端(62)同轴心朝下设置；所述采样杯(52)周向外壁上固定设置有一圈密封圈(61)，所述密封圈(61)与所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)紧配滑动配合；所述采样杯(52)的上侧凹陷设置有采样杯腔(50)。5.根据权利要求4所述的一种湖底淤泥采样器，其特征在于：气缸抱紧装置(36)包括矩形壳体(14)；所述矩形壳体(14)的下端通过若干所述支撑柱(22)固定连接所述气缸(21)的上端；所述矩形壳体(14)的内腔(4)设置有圆锥体结构的顶出器(25)，所述顶出器(25)与所述淤泥采集筒(9)同轴心设置，所述顶出器(25)上端为圆锥体粗端，所述顶出器(25)下端为圆锥体尖端；所述矩形壳体(14)的内腔(4)下壁体(17)上设置有螺纹通孔(23)，所述螺纹通孔(23)与所述顶出器(25)同轴心设置，所述矩形壳体(14)的内腔(4)上壁体(12)上设置有传动杆穿过孔(1)，所述传动杆穿过孔(1)与所述顶出器(25)同轴心设置；所述顶出器(25)的尖端同轴心一体化连接有螺纹杆(24)，所述螺纹杆(24)与所述螺纹通孔(23)螺纹配合连接；所述顶出器(25)的内部同轴心设置有传动杆插入通道(390)，所述传动杆插入通道(390)的轴截面呈正多边形，所述传动杆插入通道(390)从所述顶出器(25)的粗端穿出；所述矩形壳体(14)上还安装有电机支架(35)，所述电机支架(35)内安装有传动电机(3)，所述传动电机(3)的转动输出端同轴心连接有轴截面呈正多边形的传动杆(2)；所述传动杆(2)的末端穿过所述传动杆穿过孔(1)，并且传动杆(2)的末端滑动插入所述传动杆插入通道(390)中；所述矩形壳体(14)的四周壁体上分别镂空设置有抱紧片导柱穿过通孔(32)，还包括若干抱紧片导柱(11)，各所述抱紧片导柱分别活动穿过各所述抱紧片导柱穿过通孔(32)，各所述抱紧片导柱(11)的轴线均与所述顶出器(25)的轴线垂直设置，各所述抱紧片导柱(11)靠近所述顶出器(25)的一端均一体化设置有球头(15)，各所述球头(15)的表面均接触所述顶出器(25)的锥面(31)；各所述抱紧片导柱(11)远离所述顶出器(25)的一端均一体化连接有抱紧弧面片(8)，各所述抱紧弧面片(8)的弯曲弧度与所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)的弧度一致；各所述抱紧片导柱(11)上均套设有弹簧(16)，各所述弹簧(16)的两端分别顶压所对应的球头(15)和矩形壳体(14)内壁；所述顶出器(25)沿轴线向前进给能带动各所述抱紧弧面片(8)向外抱紧所述淤泥采集筒(9)的筒内壁(9.1)。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云平，
申请(专利权)人：武汉软件工程职业学院武汉市广播电视大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42