专利名称：一种柱状机械抓斗式底样采泥器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海洋、湖泊或河流底层沉积物采样设备，尤其涉及一种适用于20米以下水深的深水区机械抓斗式采泥器。
背景技术：
在对水体进行生态或沉积物研究中往往需要采集如海洋、湖泊或河流等水底的泥品，然而采泥是一项技术性要求很高的工作，必须使用专门的采泥设备。如果由于采泥器采集失败或采集样本量少、采集样本质量不高等原因没有达到技术指标要求，那就需要不断重复操作，因此，采泥器采集泥样的成功率决定了相关科研的水平与进展。国家知识产权局公开了一种抓斗式米泥器和一种箱式底样米泥器。其中，抓斗式采泥器主要是由两个尺寸相同的四分之一扇形抓斗颚板组成，在钢丝绳和两根杠杆驱动下使所述的一对颚板打开或闭合，从而抓取水体底层泥样。然而，由于其结构简单且自重较轻，适于松软底质。当用于石砾底质时，底样挖取可能较困难。同时，采泥器没有考虑到水体的流动，如海洋的潮流，所以很可能导致采泥器不能最有效地垂直抓取，甚至会抓取失败。箱式底样采泥器主要由方形箱体、闸板、操作杆和绳索四部分构成，通过闭合和开启闸板提拉PVC绳的提拉从而控制底样的采集。同样，箱式采泥器也没有考虑水体流动的影响，而且这种影响在深海区会更加明显。上述箱式底样采泥器在采泥过程中使用一种类似方箱结构的装泥部件，由于潮流的影响会导致采泥器倾倒触底以致采集失败，使得采泥工作效率大大降低。同时，上述的箱式底样采泥器每一次采样过程都需人力提拉绳索，无形之中增加了工作负荷。
实用新型内容本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种柱状机械抓斗式底样采泥器，该采泥器便于使用，工作效率高。本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种柱状机械抓斗式底样采泥器，包括柱形筒体结构，所述柱形筒体结构的下端设有闭合时与其封闭连接的抓斗，所述抓斗设有开合结构，所述柱形筒体结构包括同轴设置的内筒和外筒，所述内筒和所述外筒之间通过插销结构固定。在所述外筒的外圆柱面的左右两侧对称地设有沿径向向外延伸的纵向导流片。所述开合结构包括门形驱动连杆，所述门形驱动连杆上设有上梁杆和分别固接在所述上梁杆两端的两根侧立杆，两根所述侧立杆分别滑动连接在两根导管内，两根所述导管分设在所述外筒的前后两侧，每根所述侧立杆的下端均与内侧连接板的上端和外侧连接板的上端铰接，所述内侧连接板的下端与抓斗内侧驱动板的上端铰接，所述抓斗内侧驱动板的下端与抓斗固接；所述外侧连接板的下端与抓斗外侧驱动板的上端铰接，所述抓斗外侧驱动板的下端与抓斗固接，所述抓斗外侧驱动板的中下部与所述抓斗内侧驱动板的中下部通过定位销铰接，所述定位销固接在所述外筒上；两根所述导管上部设有横梁，所述横梁的右侧与脱落挂钩的中部铰接，所述脱落挂钩包括成L形的本体，在L形本体的上端部两侧对称地设有两个水平挂柱，在所述L形本体的外端部设有第一配重；在所述上梁杆上设有与两个所述水平挂柱适配的挂托，当所述抓斗打开时，所述水平挂柱挂在所述挂托上。所述挂托成L形。 所述上梁杆上设有起吊结构，所述起吊结构包括与所述上梁杆固接的π形支撑杆，所述η形支撑杆上固接有一对吊耳，所述吊耳与一钟状部件的钟体铰接，所述钟状部件的顶部与一倒T形销的下部转动连接，所述倒T形销的上部与一倒U形吊环铰接。所述外筒的外面安装有第二配重。所述抓斗外侧驱动板在靠近所述抓斗的下部内侧设有增厚部分，所述增厚部分的顶部形成倾斜的抓斗限位台阶。所述内筒是由透明的有机玻璃制成的。本实用新型具有的优点和积极效果是一)带有柱状结构的抓斗式设计可以一次采集较多的泥样，同时可以在内筒内插取更多的柱状管样，进行底泥的分层研究。二)同样尺寸的2个半圆盖形抓斗和推动其闭合与打开的驱动连杆机构，使得采泥器在采泥后的提起过程中合拢处可以到达理想的密封效果。三)利用采泥器自重设计的挂钩脱落结构，避免了使用人力来控制抓斗的闭合与打开。四)外筒两侧有可拆卸配重的设计，可根据实际水深增加或减少配重以在一定范围内满足采泥深度的要求。五)柱形筒体结构为内外空心圆筒嵌套结构，利用筒体两侧设计的插销结构，在一次采泥结束后，可以方便地拆下内筒来完成之后的柱状管采样工作，与此同时，可换上另一备用内筒进行下一次采集，从而缩短了一个工作周期，提高了工作效率。值得一提的是，可以选用有机玻璃作为内筒的材料，这样在抓斗采泥的过程中内筒强度不仅可以得到满足，而且在柱状管采样过程中可以透过透明的有机玻璃观察泥样的质量。六)外筒外侧导流片和上端旋转结构的设计可以有效地避免潮流等水体流动带来的影响，尽量保持采泥器垂直触底，防止起吊绳索打结。综上所述，本实用新型设计巧妙，使用方便，省时省力，一次采集样品量大且采集效率高。
图1为本实用新型在抓斗开启时的结构示意图；图2为本实用新型在抓斗闭合时的结构示意图；图3为图1的正视图；图4为图3的侧视图；图5为图3的俯视图；图6为本实用新型外筒的结构示意图；图7为本实用新型内筒的结构示意图；图8为本实用新型抓斗内侧驱动板与抓斗连接的示意图；[0029]图9为本实用新型抓斗外侧驱动板与抓斗连接的示意图；图10为本实用新型外侧连接板或内侧连接板的示意图；图11为本实用新型脱落挂钩的示意图；图12为本实用新型门形驱动连杆的示意图；图13为本实用新型起吊结构的示意图；图14为本实用新型柱形筒体结构的剖示意图；图15为图14的俯视图；图16为本实用新型柱形筒体结构的立体图。
具体实施方式
请参阅图1 图16，本实用新型一种柱状机械抓斗式底样采泥器，包括柱形筒体结构，所述柱形筒体结构的下端设有闭合时与其封闭连接的抓斗22，所述抓斗设有开合结构，所述柱形筒体结构包括同轴设置的内筒20和外筒1，所述内筒20和所述外筒I之间通过插销结构固定。在所述外筒I的外圆柱面的左右两侧对称地设有沿径向向外延伸的纵向导流片4。所述开合结构包括 门形驱动连杆29，所述门形驱动连杆29上设有上梁杆和分别固接在所述上梁杆两端的两根侧立杆，两根所述侧立杆分别滑动连接在两根导管9内，两根所述导管9分设在所述外筒I的前后两侧，每根所述侧立杆的下端均与内侧连接板27-1的上端和外侧连接板27-2的上端铰接，所述内侧连接板27-1的下端与抓斗内侧驱动板23的上端铰接，所述抓斗内侧驱动板23的下端与抓斗22固接；所述外侧连接板27-2的下端与抓斗外侧驱动板24的上端铰接，所述抓斗外侧驱动板24的下端与抓斗22固接，所述抓斗外侧驱动板24的中下部与所述抓斗内侧驱动板23的中下部通过定位销25铰接，所述定位销25固接在所述外筒I上；两根所述导管9上部设有横梁，所述横梁的右侧与脱落挂钩17的中部铰接，所述脱落挂钩包括成L形的本体，在L形本体的上端部两侧对称地设有两个水平挂柱，在所述L形本体的外端部设有第一配重；在所述上梁杆上设有与两个所述水平挂柱适配的挂托30，当所述抓斗22打开时，所述水平挂柱挂在所述挂托30上。所述挂托30成L形。所述上梁杆上设有起吊结构，所述起吊结构包括与所述上梁杆固接的π形支撑杆10，所述π形支撑杆10上固接有一对吊耳11，所述吊耳11与一钟状部件的钟体12铰接，所述钟状部件12的顶部与一倒T形销15的下部转动连接，所述倒T形销15的上部与一倒U形吊环13铰接。所述外筒I的外面安装有第二配重21。所述抓斗外侧驱动板24在靠近所述抓斗22的下部内侧设有增厚部分，所述增厚部分的顶部形成倾斜的抓斗限位台阶。所述内筒20是由透明的有机玻璃制成的。为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，现配合附图详细说明如下请参见图6，外筒I下端面倒角形成刃口 ；前后两侧有与抓斗开闭旋转定位螺栓25配合的通孔，攻有内螺纹，同时前侧螺纹孔顺时针45度方向在外筒内侧有凸键；连体支架6内圆半径略大于外筒I的外圆，下端通过紧固螺栓5与外筒I固接；驱动连杆导管9的下端用肋板焊接在连体支架6外侧，两个导管9分处于挖泥器的前后两侧。横梁中部右侧焊接有用于实现铰接的两块耳板18 ;把手7通过连接肋板与驱动连杆导管9同侧焊接在连体支架6上，并用把手紧固螺栓螺母8通过连接肋板和连体支架6上的定位孔连接一起；在外筒I外与把手方向交错的左右两侧，且在连体支架6下面各均匀焊接四块纵向导流片4，在靠中间的两块纵向导流片4之间，在外筒I上与旋转插销32配合的通孔的上下两侧各焊有一L形挡板31，请参见图15和图16，两个L形挡板31上下布置，二者之间设有间距，该间距略大于旋转插销32支撑板的宽度，L形挡板31 —个边的端部与外筒I固接，两个L形挡板的另一个边上下位置重叠，且端部朝向相反，一个L形挡板开口朝右，另一个L形挡板开口朝左，形成旋转插销支撑板的竖向限位槽。旋转插销32设有与其垂直的长条形支撑板，旋转插销32位于支撑板的中部内侧，在支撑板的外侧一端部设有手柄。支撑板的厚度应小于限位槽的宽度。支撑板的长度应大于限位槽的长度。两侧导流片4的下面焊接有配重槽2，中间焊有两根定位圆柱杆，上端攻有外螺纹与配重定位螺母3连接使用。请参见图7，内筒20下端同样倒角形成刃口 ；其与外筒I有同样的旋转插销32的定位通孔。在内筒外侧开有与外筒内侧凸键适配的凹槽，二者配合作为可拆卸滑道。请参见图8和图9，它们唯一的不同之处在于抓斗外侧驱动板24在靠近抓斗方向局部厚度较大而其余厚度均与 抓斗内侧驱动板23保持一致，目的在于使位于内侧的抓斗内侧驱动板与外侧的抓斗外侧驱动板配合旋转使用的过程中，抓斗可以密封合拢，由增厚部形成的顶部限位倾斜台阶使一侧抓斗开启约50度；半圆盖形抓斗22两侧有切削平面，将抓斗内、外侧驱动板紧固焊接在其两侧，并保证其在外筒两侧的定位孔同轴，驱动板下端的厚度侧面与半圆盖断面相切。请参见图10，内侧连接板27-1与外侧连接板27-2均为两块形成一体的圆头薄板，圆头薄板的厚度与抓斗内侧驱动板23相同，两块圆头薄板通过一同圆增厚块形成一体。目的在于使门形驱动连杆运行过程中避免内、外侧连接板定位螺栓螺母28和外筒I外侧发生干涉；内、外侧连接板两端有同轴圆孔，其上端均和门形驱动连杆29中的侧立杆下端铰接，其下端分别和抓斗内侧驱动板23与抓斗外侧驱动板24上端铰接。请参见图11，厚度略小于耳板18之间距离的L形本体上端部倒成圆角并在两侧对称地设有两个水平挂柱，在L形本体的外端部设有第一配重，L形本体弯曲处也倒成圆角并设有圆孔，用挂钩定位螺栓螺母19将耳板18与脱落挂钩17铰接。请参见图12，门形驱动连杆29上设有上梁杆和分别固接在所述上梁杆两端的两根侧立杆，所述侧立杆为厚壁管，其下端有与内、外侧连接板定位螺栓螺母28配合铰接的同轴通孔，圆孔端面磨出平台；所述上梁杆上设有与两个水平挂柱适配的L形挂托30，其边缘处有倒圆角，并在上梁杆后端面对应L形挂托30的位置处攻内螺纹孔，拧入螺钉加固连接。请参见图13，π形支撑杆10固接在所述上梁杆的上端面上，π形支撑杆10上固接有一对吊耳11，吊耳11上端圆头一侧有同轴通孔，吊耳11下端平头一侧有通孔，H形支撑杆上段直杆穿过吊耳下端通孔，固定位置并焊接紧固；钟状部件12，两侧有同轴圆孔，用钟状部件定位螺栓螺母16将其与吊耳11圆头侧通孔铰接；T形销15的小径圆柱部分长度较长且末端处有中心定位孔，其外圆略小于钟状部件12上表面中心处的圆孔，而大径圆柱部分长度较短呈扁平状，外圆要大于上述圆孔，钟状部件12的顶部与T形销15转动连接；将T形销15的小径段穿过钟状部件12的上表面，用倒U形吊环定位螺栓螺母14将T形销15的小径段末端与倒U形吊环13通过定位轴孔铰接。本实用新型的具体操作方法一)采泥器的半圆盖形抓斗22呈打开状态时，将脱落挂钩17逆时针旋转使上端两侧的水平挂柱挂搭在L形挂托30上。吊起采泥器的倒U形吊环13，在重力作用下，抓斗始终保持开启状态；二)慢慢放下吊环13，使采泥器稍稍浸没水中，待其平稳后，迅速下放吊环13使采泥器垂直坠入海底； 三)在触底的瞬间脱落挂钩17已经从L形挂托30上脱落。稍等片刻，吊起吊环13，在驱动连杆的作用下，两半圆盖形抓斗22也已经紧密闭合。利用船上的起重机将载满底泥的采泥器平稳落放到船甲板上；四)两人用力向下压驱动连杆29和π形支撑杆10的横梁，使半圆盖形抓斗22再次打开，此时转动两侧的旋转插销32脱离L形限位挡板31并拔出，再次将脱落挂钩17搭在L形挂托30上，控制起重机抬起采泥器，则内筒20与外筒I脱离，这时再从内筒20内的底泥中插柱状管采取泥样；五)与此同时，将备用内筒20通过滑道装入外筒1，并在两侧插入旋转插销32固定位置，继续下一次的采集工作。尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种柱状机械抓斗式底样采泥器，包括柱形筒体结构，所述柱形筒体结构的下端设有闭合时与其封闭连接的抓斗，所述抓斗设有开合结构，其特征在于，所述柱形筒体结构包括同轴设置的内筒和外筒，所述内筒和所述外筒之间通过插销结构固定。
2.根据权利要求1所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，在所述外筒的外圆柱面的左右两侧对称地设有沿径向向外延伸的纵向导流片。
3.根据权利要求1所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述开合结构包括门形驱动连杆，所述门形驱动连杆上设有上梁杆和分别固接在所述上梁杆两端的两根侧立杆，两根所述侧立杆分别滑动连接在两根导管内，两根所述导管分设在所述外筒的前后两侧，每根所述侧立杆的下端均与内侧连接板的上端和外侧连接板的上端铰接，所述内侧连接板的下端与抓斗内侧驱动板的上端铰接，所述抓斗内侧驱动板的下端与抓斗固接；所述外侧连接板的下端与抓斗外侧驱动板的上端铰接，所述抓斗外侧驱动板的下端与抓斗固接，所述抓斗外侧驱动板的中下部与所述抓斗内侧驱动板的中下部通过定位销铰接，所述定位销固接在所述外筒上；两根所述导管上部设有横梁，所述横梁的右侧与脱落挂钩的中部铰接，所述脱落挂钩包括成L形的本体，在L形本体的上端部两侧对称地设有两个水平挂柱，在所述L形本体的外端部设有第一配重；在所述上梁杆上设有与两个所述水平挂柱适配的挂托，当所述抓斗打开时，所述水平挂柱挂在所述挂托上。
4.根据权利要求3所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述挂托成L形。
5.根据权利要求3所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述上梁杆上设有起吊结构，所述起吊结构包括与所述上梁杆固接的η形支撑杆，所述η形支撑杆上固接有一对吊耳，所述吊耳与一钟状部件的钟体铰接，所述钟状部件的顶部与一倒T形销的下部转动连接，所述倒T形销的上部与一倒U形吊环铰接。
6.根据权利要求1所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述外筒的外面安装有第二配重。
7.根据权利要求3所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述抓斗外侧驱动板在靠近所述抓斗的下部内侧设有增厚部分，所述增厚部分的顶部形成倾斜的抓斗限位台阶。
8.根据权利要求1所述的柱状机械抓斗式底样采泥器，其特征在于，所述内筒是由透明的有机玻璃制成的。
专利摘要本实用新型公开了一种柱状机械抓斗式底样采泥器，包括柱形筒体结构，所述柱形筒体结构的下端设有闭合时与其封闭连接的抓斗，所述抓斗设有开合结构，所述柱形筒体结构包括同轴设置的内筒和外筒，所述内筒和所述外筒之间通过插销结构固定。本实用新型设计巧妙，使用方便，省时省力，一次采集样品量大且采集效率高。
文档编号G01N1/10GK202886135SQ20122056936
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者李建成, 卲万骏, 孙健, 袁德奎, 刘长根 申请人:天津大学
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