專利名稱：一種手搖沉積物采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沉積物采樣技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種手搖沉積物采集裝置。
背景技術(shù)：
野外采樣是海洋科學(xué)研究中重要內(nèi)容。它不僅是一切研究工作的基礎(chǔ)，同時在很大程度上決定了總體項目完成的質(zhì)量。海洋沉積物采樣是野外調(diào)查采樣的重要內(nèi)容之一， 幾乎每一次綜合采樣任務(wù)均包括沉積物采樣。從研究學(xué)科來看，沉積物采樣涉及到海洋學(xué)研究的多個領(lǐng)域。如海洋生態(tài)學(xué)研究中的一個重要分支，海洋底棲生態(tài)學(xué)研究，其樣品獲取就是通過沉積物采樣。大型底棲無脊椎動物(粒徑大于0. 042mm)樣品的獲取是通過淘洗沉積物，然后分揀出其中所含的動物；小型或微型底棲動物(粒徑小于0. 042mm)樣品的獲取，則是直接將沉積物樣品帶回實驗室分析。又如海洋地質(zhì)科學(xué)研究，由于海洋沉積物具有明顯的空間異質(zhì)性，是表征海洋地質(zhì)特點的理想對象，海洋沉積物采樣是海洋地質(zhì)學(xué)研究的常規(guī)內(nèi)容之一。手搖沉積物采樣裝置是目前沉積物樣品采集中最為常用的裝置之一，主要包括一個抓斗式采泥器、一部手搖絞車和一根連接絞車和采泥器的鋼絲繩。采樣時利用抓斗兩瓣的閉合力量來完成沉積物樣品采集。具體來說，抓斗式采泥器在下降過程中呈開放狀態(tài)，觸及到障礙物(理想狀態(tài)是海底沉積物)時采泥器兩瓣閉合，上升過程中采泥器處于閉合狀態(tài)，待采泥器到達工作平臺后，打開采泥器，取出其中所包含沉積物，完成一次成功采樣。抓斗式采泥器由于其適用水深范圍廣、體積較小便于攜帶和操作靈敏等優(yōu)點，在沉積物采樣， 特別是淺海沉積物采樣中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前使用的手搖沉積物采樣裝置設(shè)計上存在以下兩點明顯缺點。這些缺陷不僅造成較大的經(jīng)濟損失，更為重要的是，耽誤了采樣任務(wù)。首先，采泥器僅有一根鋼絲繩承重，而海水具有非常強的腐蝕性，通常一個采樣裝置在使用數(shù)次后便銹跡斑斑。加之采泥器(0. 1平方米)包括沉積物樣品十分笨重、采樣過程中船體通常搖晃不定，此類情況下鋼絲繩十分容易斷裂，從而將采泥器遺落在海底。另外，抓斗式采泥器設(shè)計為觸及障礙物后閉合，理想狀態(tài)下障礙物是海底沉積物，采泥器也因此完成沉積物采集任務(wù)。然而海底情況復(fù)雜，如在海帶養(yǎng)殖區(qū)采樣時，采泥器容易觸及到養(yǎng)殖海帶所用繩索而閉合，而一旦采泥器在海底閉合，則無法在海下再次打開。這種情況下只能割斷鋼絲繩，丟棄采泥器于海洋中。綜上，目前使用的手搖沉積物采樣裝置有待改進和完善，以更加高效地完成采樣工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種手搖沉積物采集裝置，能夠確保采樣設(shè)備安全。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種手搖沉積物采集裝置，包括采泥器、手搖絞車和承重繩索，所述手搖絞車的主轉(zhuǎn)動軸包括內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸和外層轉(zhuǎn)動軸，外層轉(zhuǎn)動軸為筒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸為柱狀結(jié)構(gòu)，外層轉(zhuǎn)動軸同軸套在內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸外；所述外層轉(zhuǎn)動軸上設(shè)有固定不動的隔離裝置，將外層轉(zhuǎn)動軸分為第一工作區(qū)和第二工作區(qū)；所述隔離裝置上設(shè)有內(nèi)外層連接閥，所述內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸和外層轉(zhuǎn)動軸通過所述內(nèi)外層連接閥進行選擇性的連接；所述承重繩索包括第一承重繩和第二承重繩；所述第一承重繩一端繞在第一工作區(qū)，另一端連接在所述采泥器的承重橫梁上；所述第二承重繩一端繞在第二工作區(qū)，另一端連接在所述采泥器的面板連接鏈上。所述的隔離裝置包括同軸依次相連的第一工作區(qū)線圈擋板、防倒車齒輪、第二工作區(qū)線圈擋板；所述第一工作區(qū)線圈擋板與防倒車齒輪之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥的空間；所述第二工作區(qū)線圈擋板與防倒車齒輪之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥的空間。所述第一工作區(qū)線圈擋板和第二工作區(qū)線圈擋板均呈圓盤狀，所述防倒車齒輪總體圓盤狀，邊緣為齒輪狀。所述的第一工作區(qū)和第二工作區(qū)的大小相同。所述內(nèi)外層連接閥包括柄狀結(jié)構(gòu)和菱形柱狀結(jié)構(gòu)；所述柄狀結(jié)構(gòu)通過連接軸連接在菱形柱狀結(jié)構(gòu)的上部；所述的外層轉(zhuǎn)動軸上開有至少1個與所述菱形柱狀結(jié)構(gòu)形狀相配的第一方孔；所述內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸上開有至少1個與所述菱形柱狀結(jié)構(gòu)形狀相配并與外層轉(zhuǎn)動軸上第一方孔位置對應(yīng)的第二方孔。所述第二承重繩在近采泥器面板連接鏈處配置有鉛塊。所述第二承重繩長于第一承重繩。所述第二承重繩在所述鉛塊以上部分的長度與所述第一承重繩相同位置的長度相等。所述第一承重繩通過第一線圈分配器繞在第一工作區(qū)，所述第二承重繩通過第二線圈分配器繞在第二工作區(qū)，所述第一線圈分配器和第二線圈分配器固定在同一金屬桿上。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明通過對手搖絞車的轉(zhuǎn)動軸進行改動，同時使用兩根承重繩與采泥器相連，當(dāng)一根承重繩斷裂時或采泥器異常閉合時，另一根承重繩能夠保證將采泥器拉出水面，從而滿足完成日常沉積物采樣任務(wù)的要求，同時可以保證采樣安全，最大限度地保證了儀器和財產(chǎn)安全。


圖1是本發(fā)明的手搖絞車的轉(zhuǎn)動軸整體示意圖；圖2是本發(fā)明的承重繩索與采泥器連接示意圖；圖3是本發(fā)明的內(nèi)外層連接閥連接外層轉(zhuǎn)動軸與內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸的示意圖；圖4是本發(fā)明的內(nèi)外層連接閥(未折疊)示意圖；圖5是本發(fā)明的內(nèi)外層連接閥(折疊90度)示意圖；圖6是本發(fā)明手搖絞車轉(zhuǎn)動軸的隔離裝置示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種手搖沉積物采集裝置，如圖1和圖2所示，包括采泥器、手搖絞車和承重繩索。所述手搖絞車的主轉(zhuǎn)動軸包括內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1和外層轉(zhuǎn)動軸2，外層轉(zhuǎn)動軸2為筒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1為柱狀結(jié)構(gòu)，外層轉(zhuǎn)動軸2同軸套在內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1外。 內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1為一根完整的鋼軸，兩端連接在兩邊的手搖柄上，為采泥器上升的動力來源； 外層轉(zhuǎn)動軸2主要用于纏繞承重繩索。外層轉(zhuǎn)動軸2上設(shè)有固定不動的隔離裝置3，將外層轉(zhuǎn)動軸2分為可各自獨立運作的第一工作區(qū)和第二工作區(qū)，其中，第一工作區(qū)和第二工作區(qū)的大小可以相同，也可以不同，相同時能夠更好保證裝置的平衡性。如圖6所示，隔離裝置3包括同軸依次相連的第一工作區(qū)線圈擋板31、防倒車齒輪33和第二工作區(qū)線圈擋板32，三者皆空心設(shè)計，套在外層轉(zhuǎn)動軸2外部，第一工作區(qū)線圈擋板31和第二工作區(qū)線圈擋板32呈圓盤狀，防倒車齒輪33總體圓盤狀邊緣為齒輪狀。第一工作區(qū)線圈擋板31與防倒車齒輪33之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥4的空間；第二工作區(qū)線圈擋板32與防倒車齒輪33之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥4的空間，該預(yù)留的空間可供內(nèi)外層連接閥4隨主轉(zhuǎn)動軸運轉(zhuǎn)。內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1和外層轉(zhuǎn)動軸2通過內(nèi)外層連接閥4可進行選擇性的連接。如圖3、圖4和圖5所示，所述內(nèi)外層連接閥4包括柄狀結(jié)構(gòu)41和菱形柱狀結(jié)構(gòu)42。柄狀結(jié)構(gòu)41通過連接軸連接在菱形柱狀結(jié)構(gòu)42的上部，使得柄狀結(jié)構(gòu)41能夠繞連接軸轉(zhuǎn)動，使用時內(nèi)外層連接閥4上部的柄狀結(jié)構(gòu)41可以向防倒車齒輪33方向折疊90°，從而將內(nèi)外層連接閥4固定在防倒車齒輪33中，避免其向下滑入內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1。外層轉(zhuǎn)動軸2上開有 6個與所述菱形柱狀結(jié)構(gòu)41形狀相配的第一方孔，內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1上開有6個與菱形柱狀結(jié)構(gòu)41形狀相配并與外層轉(zhuǎn)動軸2上第一方孔位置對應(yīng)的第二方孔，內(nèi)外層連接閥4可以自由拔插，如內(nèi)插至內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1的第二方孔時，內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1和外層轉(zhuǎn)動軸2連接成功，兩者可同時運轉(zhuǎn)；如內(nèi)外層連接閥4外撥出內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1的第二方孔時，內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸1和外層轉(zhuǎn)動軸2脫離，外層轉(zhuǎn)動軸2因此失去動力。本實施方式中，外層轉(zhuǎn)動軸2分為第一工作區(qū)和第二工作區(qū)兩部分，故相應(yīng)設(shè)計兩個內(nèi)外層連接閥4。承重繩索包括第一承重繩5和第二承重繩6。第一承重繩5 —端通過第一線圈分配器10繞在第一工作區(qū)，另一端連接在采泥器的承重橫梁7上；第二承重繩6 —端通過第二線圈分配器11繞在第二工作區(qū)，另一端連接在采泥器的面板連接鏈8上。第一承重繩5主要用于在正常狀態(tài)下工作，第二承重繩 6作為備用，主要用于兩種情況(1)第一承重繩斷裂(2)采泥器遇到非正常障礙物閉合，需在水下再次打開。第二承重繩6在近采泥器面板連接鏈8處配置一個鉛塊9 (重量^g)，目的在于使第二承重繩6在備用狀態(tài)下保持墜重狀態(tài)，以便線圈按順序緊密纏繞，避免線圈因松散而無序纏繞。第二承重繩6的總體長度略長于第一承重繩5，第二承重繩6在鉛塊9 以上部分的長度和第一承重繩5相應(yīng)位置的長度完全相同，第二承重繩6在鉛塊以下的線繩呈松散狀態(tài)(備用狀態(tài))，并長于相應(yīng)位置的第一承重繩5。其中，第一線圈分配器10和第二線圈分配器11固定在同一金屬桿上，這樣可以保證兩個工作區(qū)上的線圈同步收放。正常工作情況下，內(nèi)外層連接閥底部內(nèi)插至內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸的方孔中，內(nèi)外層轉(zhuǎn)動軸連接成功，兩者同時運轉(zhuǎn)。此時第一承重繩承重，而第二承重繩由于底端鉛塊重力作用，也呈自然墜懸狀態(tài)。采泥器下落過程中，不對稱掛鉤連接在采泥器面板連接鏈上，此時采泥器呈開口狀態(tài)。下落至最底部，當(dāng)采泥器觸及海底時采泥器兩瓣閉合(不對稱掛鉤的掛鉤端明顯輕于另一端，觸及海底時不對稱掛鉤由于不承重而脫落)。上升過程中采泥器處于閉合狀態(tài)，不對稱掛鉤不承重，此時采泥器承重橫梁承重。待采泥器到達工作平臺后，打開采泥器，取出其中所包含沉積物，完成一次采樣流程。搖動絞車時同時注意使用線圈分配器，線圈分配器可以左右或者上下移動，由于兩個工作區(qū)上的線圈分配器固定在同一金屬桿上， 因此在兩個工作區(qū)上是同步的。當(dāng)線圈卷纏至末端、開始下一輪纏繞時，需要將線圈分配器移至最邊位置，這樣確保線圈從最里面開始纏繞。然而當(dāng)?shù)谝怀兄乩K斷裂或采泥器異常閉合時，如采泥器因觸及到海帶架繩索而閉合，這種情況下，單純利用第一承重繩肯定不能將采泥器完整地拉升出水面。此種情況下， 只需要將第一工作區(qū)的內(nèi)外層連接閥拔出，然后90度折疊至隔離裝置的防倒車齒輪中(這樣第一承重繩便靜止不動，不倒車)。此時搖動絞車，第二承重繩會隨著內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸正常轉(zhuǎn)動，并開始承重，由于第二承重繩固定在采泥器面板連接鏈上，第二承重繩承重勢必會將采泥器在水下打開，這樣其咬合的障礙物，如繩索等，便會自行脫落，從而可以輕松地將采泥器拖出水面，保證了設(shè)備的安全。由此可見，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，操作簡便可行，使用效率和準(zhǔn)確性高，易于推廣。總之，在現(xiàn)有沉積物采樣裝置基礎(chǔ)上(絞車已配備快慢檔、進退檔)，按本文設(shè)計方案進行進一步改裝，不僅可以滿足完成日常沉積物采樣任務(wù)的要求，同時可以保證采樣安全，最大限度地保證了儀器和財產(chǎn)安全。
權(quán)利要求
1.一種手搖沉積物采集裝置，包括采泥器、手搖絞車和承重繩索，其特征在于，所述手搖絞車的主轉(zhuǎn)動軸包括內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸(1)和外層轉(zhuǎn)動軸O)，外層轉(zhuǎn)動軸( 為筒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸(1)為柱狀結(jié)構(gòu)，外層轉(zhuǎn)動軸O)同軸套在內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸(1)外；所述外層轉(zhuǎn)動軸 (2)上設(shè)有固定不動的隔離裝置(3)，將外層轉(zhuǎn)動軸(2)分為第一工作區(qū)和第二工作區(qū)；所述隔離裝置C3)上設(shè)有內(nèi)外層連接閥G)，所述內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸(1)和外層轉(zhuǎn)動軸( 通過所述內(nèi)外層連接閥(4)進行選擇性的連接；所述承重繩索包括第一承重繩( 和第二承重繩 (6)；所述第一承重繩( 一端繞在第一工作區(qū)，另一端連接在所述采泥器的承重橫梁(7) 上；所述第二承重繩(6) —端繞在第二工作區(qū)，另一端連接在所述采泥器的面板連接鏈(8) 上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述的隔離裝置(3)包括同軸依次相連的第一工作區(qū)線圈擋板(31)、防倒車齒輪(33)、第二工作區(qū)線圈擋板(32)； 所述第一工作區(qū)線圈擋板(31)與防倒車齒輪(3 之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥(4)的空間；所述第二工作區(qū)線圈擋板(32)與防倒車齒輪(33)之間留有放置所述內(nèi)外層連接閥 (4)的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述第一工作區(qū)線圈擋板(31)和第二工作區(qū)線圈擋板(3 均呈圓盤狀，所述防倒車齒輪(3 總體圓盤狀，邊緣為齒輪狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述的第一工作區(qū)和第二工作區(qū)的大小相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述內(nèi)外層連接閥(4)包括柄狀結(jié)構(gòu)Gl)和菱形柱狀結(jié)構(gòu)G2)；所述柄狀結(jié)構(gòu)Gl)通過連接軸連接在菱形柱狀結(jié)構(gòu)G2)的上部；所述的外層轉(zhuǎn)動軸(2)上開有至少1個與所述菱形柱狀結(jié)構(gòu)G2)形狀相配的第一方孔；所述內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸(1)上開有至少1個與所述菱形柱狀結(jié)構(gòu)G2)形狀相配并與外層轉(zhuǎn)動軸( 上第一方孔位置對應(yīng)的第二方孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述第二承重繩(6)在近采泥器面板連接鏈(8)處配置有鉛塊(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述第二承重繩(6)長于第一承重繩(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述第二承重繩(6)在所述鉛塊(9)以上部分的長度與所述第一承重繩( 相同位置的長度相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手搖沉積物采集裝置，其特征在于，所述第一承重繩( 通過第一線圈分配器(10)繞在第一工作區(qū)，所述第二承重繩(6)通過第二線圈分配器(11)繞在第二工作區(qū)，所述第一線圈分配器(10)和第二線圈分配器(11)固定在同一金屬桿上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手搖沉積物采集裝置，包括采泥器、手搖絞車和承重繩索，手搖絞車的主轉(zhuǎn)動軸包括內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸和外層轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸為筒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸為柱狀結(jié)構(gòu)，外層轉(zhuǎn)動軸同軸套在內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸外；外層轉(zhuǎn)動軸上設(shè)有固定不動的隔離裝置，將外層轉(zhuǎn)動軸分為第一工作區(qū)和第二工作區(qū)；隔離裝置上設(shè)有內(nèi)外層連接閥，內(nèi)層轉(zhuǎn)動軸和外層轉(zhuǎn)動軸通過內(nèi)外層連接閥進行選擇性的連接；承重繩索包括第一承重繩和第二承重繩；第一承重繩一端繞在第一工作區(qū)，另一端連接在采泥器的承重橫梁上；第二承重繩一端繞在第二工作區(qū)，另一端連接在采泥器的面板連接鏈上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，操作簡便可行，使用效率和準(zhǔn)確性高，易于推廣。
文檔編號G01N1/12GK102323107SQ20111024458
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者周進, 紀煒煒 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所