一种固定式多功能水底沉积物采集器及使用方法

技术领域

本发明属于沉积物采集设备技术领域，具体涉及一种固定式多功能水底沉 积物采集器及使用方法。

背景技术

在环境放射性监测中，江河湖海等水底沉积物监测是重要的监测内容。 特别是在核电站周围水域，放射性核素会吸附、沉积在海底泥中造成一系列 的放射性污染，因此对水底泥的监测至关重要，需要采集水底沉积物来检测 其中的放射性物质含量。

目前市售的底泥采样器只是一条绳子和一个抓斗，如图7所示。在使用 过程中，存在下列问题：1、不具备固定在船帮的功能，收放抓斗需要手工操 作，十分费力，需多人配合操作；抓有底泥的抓斗在回收时容易脱手或者手 部被磨伤，尤其是在船开动的时候。2、绳子易磨损，寿命短，回收抓斗时， 因抓有底泥的抓斗较重，一般性操作是，绳子以船帮为着力点，人工在船上 拉拽，长期使用后，绳子易被船帮磨损，需时常检查更换，否则存在绳子磨 断抓斗沉入水底的风险。3、不具备水深定位功能。4、不具备经纬度定位功 能；5、不具备清洗功能，需要人工打水清洗，不清洗的话，容易产生交叉污 染，影响下一个点位采集；6、不具备气象条件信息搜集功能。

发明内容

为此，本发明提供一种固定式多功能水底沉积物采集器及使用方法，以解 决现有技术中使用人工收放缆绳的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固定式多功能水底沉 积物采集器，该沉积物采集器包括缆绳和抓斗，该沉积物采集器还包括：壳体， 所述壳体上开有供缆绳通过的绳孔；转轴，所述转轴两端分别与所述壳体两侧 壁转动连接；卷线盘，所述卷线盘与所述转轴固定套接，所述缆绳能够盘卷在 所述卷线盘上；驱动电机，所述驱动电机设置于所述壳体上，所述驱动电机能 够驱动所述转轴转动；以及第一锁止装置，所述锁止装置能够锁定所述转轴。

进一步的，所述驱动电机与所述转轴之间设置有传动装置，所述传动装置 包括：

离合器，所述离合器输入端与所述驱动电机输出轴连接；

变速箱，所述变速箱输入端与所述离合器输出轴连接；

驱动齿轮，所述驱动齿轮固定套设于所述变速箱的输出轴上；

从动齿轮，所述从动齿轮固定套设于所述转轴上，所述从动齿轮与所述驱 动齿轮啮合。

进一步的，所述转轴一端延伸至所述壳体外部并固定连接有转盘。

进一步的，所述壳体底部设置有夹持装置；所述夹持装置包括：

双向螺纹杆；

两块夹持板，两块所述夹持板与壳体底部滑动连接，两块所述夹持板与所 述双向螺纹杆螺纹连接；两块所述夹持板能够通过所述双向螺纹杆的转动而做 相对或相向的运动；

手柄，所述手柄固定连接于所述双向螺纹杆一端；

第二锁止装置，用于限制所述双向螺纹杆的转动。

进一步的，所述壳体内部设置有水泵，所述壳体一端设置有与水泵输出端 连通的出水口，另一端设置有与所述水泵输入端连通的进水口。

进一步的，所述抓斗上设置有水深传感器；所述壳体上设置有与水深传感 器电连接的显示器。

进一步的，所述壳体上设置有风速测量仪和风向标。

进一步的，所述壳体上设置有经纬度定位仪、温度测量仪和气压测量仪。

进一步的，壳体一端顶部设置有支架，支架上连接有滑轮，支架与绳孔5 设置于同一侧。

一种固定式多功能水底沉积物采集器的使用方法，所述方法包括：

转动手柄，将两块夹持板相向滑动，增大两块夹持板之间的距离，然后将 壳体通过两块夹持板卡在船帮上，在通过反转手柄，缩小两块夹持板的距离， 使壳体通过两块夹持板卡在船帮上，在通过第二锁止装置锁定手柄；

然后启动驱动电机和离合器，带动转轴转动，从而带动卷线盘转动，进行 缆绳的收放；

或者，断开离合器，通过转动转盘带动转轴转动，进行缆绳的收放；

放绳时，抓斗触底后，通过第一锁止装置限制转轴的转动；

通过水深传感器测量水深，通过经纬度定位仪测定所在位置，通过温度测 量仪测量温度，通过气压测量仪测量气压，通过风向标判断风向；

水底沉积物采集结束后，待收绳至抓斗悬空与甲板外上方，使用者用手牵 拽，通过放绳，将抓手缓慢降到甲板上，此时绳子为松弛状态，人工打开抓斗， 实现取样；

再次使用时，通过开启水泵，对抓斗进行冲洗，以便下次采集。

本发明具有如下优点：通过驱动电机控制转轴的转动，从而控制缆绳的收 放，省时省力，无需人工用手拽着缆绳进行收放，提高使用安全性。配备深定 位功能，从而估算海底深度，实现精细化测量。配备经纬度定位功能，实时读 取经纬度、气温、风向、风速、湿度等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下 面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内 容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条 件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调 整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明 所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的整 体结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的剖 视结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的第 一锁止装置使用结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的第 一锁止结构另一种结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的支 架设置结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的种固定式多功能水底沉积物采集器的转 盘连接结构示意图；

图7是现有技术中的一种简易底泥采样器。

图中：缆绳1、壳体2、转轴3、卷线盘4、绳孔5、从动齿轮6、驱动电机 7、变速箱8、离合器9、驱动齿轮10、转盘11、两块夹持板12、手柄13、双 向螺纹杆14、水泵15、进水口16、出水口17、显示器18、水深传感器19、温 度测量仪20、经纬度定位仪21、气压测量仪22、固定杆23、第一勾环24、第 二勾环25、插槽26、支架27、滑轮28、风速测量仪29、风向标30、旋转底座31。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描 述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施 例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所 获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件 者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商 者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普 通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方 位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解 为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例提供的一种固定式多功能水底沉积物采集器，该沉积物采集 器包括缆绳1和抓斗，请参阅图1和图2，该沉积物采集器还包括：壳体2，壳 体内有2层，一层装抓斗和穿帮固定器。另一层装电线、充电锂电池、水管、 高压水枪等，壳体2上开有供缆绳1通过的绳孔5，绳孔5处设有供缆绳过渡 的滑轮，绳孔5设置在壳体2一端底部；转轴3，转轴3两端分别与壳体2两 侧内壁垂直，并通过轴承与壳体转动连接；卷线盘4，卷线盘4与转轴3固定 套接，缆绳1能够盘卷在卷线盘4上；驱动电机7，驱动电机7设置于壳体2 上，驱动电机7能够驱动转轴3转动，壳体外壁设置有电机座，驱动电机7安 装在电机座上，驱动电机的输出轴延伸至壳体内；以及第一锁止装置，第一锁 止装置能够锁定转轴，驱动电机等电器元件的控制面板设置在壳体一侧，即方 便使用者操作的一侧，转轴3一端延伸至壳体2外部并固定连接有转盘11。

优选的，请参阅图3所示，第一锁止装置包括两端带有回勾的固定杆23， 壳体上设置有第一勾环24，转轴一端设置有第二勾环25，固定杆23两端的回 勾分别插入两个勾环内，防止转轴转动。

另一种优选的，请参阅图4所示，第一锁止装置包括设置在转轴端外圈的 若干插槽26，固定杆23一端设置回勾，壳体一侧设置有第一勾环24，使用时， 将固定杆23插入第一勾环24，回勾勾住第一勾环24，插入的另一端再插入插 槽26内，防止转轴转动。

往水中扔放抓斗时，打开第一锁止装置，抓斗即可靠自身重力沉到水底。 穿帮固定器绳子不动时，手动回摇转盘或通过控制面板进行微调回绳(转速慢、 提升力小)，待绳子绷直时，停止摇动或者停止按键。此时可记录水深等气象条 件。

回收时可以摇动转盘或者按动驱动电机驱动键。轮船上有电时可用电动模 式，没有电时可锂电池驱动，锂电池没电时可更换备用电池，备用电池没电时， 可切换成手动模式，无需人工手握缆绳进行收放线。

为了便于使用，请参阅图1和图5所示，在壳体2一端顶部设置有支架27， 支架27上连接有滑轮28，支架27与绳孔5设置于同一侧，在使用时，通过滑 轮28将缆绳挑高，水底沉积物采集结束后，待收绳至抓斗悬空与甲板外上方， 使用者用手牵拽，通过放绳(如手动回摇转盘或通过控制面板进行微调回绳)， 将抓手缓慢降到甲板上，此时绳子为松弛状态，可人工打开抓斗，实现取样； 再次使用时，通过开启水泵，对抓斗进行冲洗，以便下次采集。

继续参阅图1、图2、图3和图4所示，为了更好的实施本实施例，驱动电 机7与转轴3之间设置有传动装置，传动装置包括：

离合器9，离合器9输入端与驱动电机7输出轴连接；

变速箱8，变速箱8输入端与离合器9输出轴连接；

驱动齿轮10，驱动齿轮10固定套设于变速箱8的输出轴上；

从动齿轮6，从动齿轮6固定套设于转轴3上，从动齿轮6与驱动齿轮10 啮合。

往水中扔放抓斗时，打开第一锁止装置，抓斗即可靠自身重力沉到水底。 穿帮固定器绳子不动时，手动回摇转盘或通过控制面板进行微调回绳(转速慢、 提升力小)，待绳子绷直时，停止摇动或者停止按键。此时可记录水深等气象条 件。

回收时可以摇动转盘或者按动驱动电机驱动键。轮船上有电时可用电动模 式，没有电时可锂电池驱动，锂电池没电时可更换备用电池，备用电池没电时， 可切换成手动模式，无需人工手握缆绳进行收放线。

在使用驱动电机收放缆绳时，启动离合器，离合器采用电动离合器，开启 驱动电机，控制卷线盘的转动，若需要人工转盘时，关闭电动离合器，转动转 盘进行收放线。

具体的，壳体2底部设置有夹持装置；夹持装置包括：双向螺纹杆14；两 块夹持板12，两块夹持板12与壳体2底部滑动连接，两块夹持板12与双向螺 纹杆14螺纹连接；两块夹持板12能够通过双向螺纹杆14的转动而做相对或相 向的运动；手柄13，手柄13固定连接于双向螺纹杆14一端；第二锁止装置， 用于限制双向螺纹杆14的转动。

使用时，通过转动双向螺纹杆将两块夹持板相向移动，然后壳体通过两块 夹持板夹持在船帮上，回转双向螺纹杆，将两块夹持板夹紧船帮，然后通过第 二锁止装置固定，第二锁止装置与第一锁止装置结构相同，不再重复描述。

又一种选择，请参阅图6所示，在壳体底部设置旋转底座31，旋转底座的 底部设置有滑轨，两块夹持板12与滑轨滑动连接。使用时，可以通过旋转底座 调整壳体的方向。

进一步的，参见图2，壳体2内部设置有水泵15，壳体2一端设置有与水 泵15输入端连通的进水口16，另一端设置有与水泵15输出端连通的出水口17。

进水口通过水管连入水体；出水口通过水管连接高压水枪。可以用于清洗 使用后的抓斗，以便下一个点采样，不产生交叉污染等干扰和影响。

进一步的，抓斗上设置有水深传感器19；壳体2上设置有与水深传感器19 电连接的显示器18。壳体2上设置有温度测量仪20、经纬度定位仪21、气压 测量仪22、风速测量仪29和风向标30，其中风向标30可折叠收纳入壳体顶部， 壳体顶部开有收纳槽，风向标一端与壳体铰接，使用时，风向标30从收纳槽内 取出，风向标竖直设置，通过固定支承固定即可，固定支撑铰接在风向标的杆 体上，使用时撑开作为支腿支撑，不使用时与风向标的杆体合并，方便收纳。

本发明提供的一种固定式多功能水底沉积物采集器的使用方法，包括：

转动手柄，将两块夹持板相向滑动，增大两块夹持板之间的距离，然后将 壳体通过两块夹持板卡在船帮上，在通过反转手柄，缩小两块夹持板的距离， 使壳体通过两块夹持板卡在船帮上，在通过第二锁止装置锁定手柄；

然后启动驱动电机和离合器，带动转轴转动，从而带动卷线盘转动，进行 缆绳的收放；

或者，断开离合器，通过转动转盘带动转轴转动，进行缆绳的收放；

放绳时，抓斗触底后，通过第一锁止装置限制转轴的转动；

通过水深传感器测量水深，通过经纬度定位仪测定所在位置，通过温度测 量仪测量温度，通过气压测量仪测量气压，通过风向标判断风向，通过风速测 量仪检测风速；

水底沉积物采集结束后，待收绳至抓斗悬空与甲板外上方，使用者用手牵 拽，通过放绳(如手动回摇转盘或通过控制面板进行微调回绳)，将抓手缓慢降 到甲板上，此时绳子为松弛状态，可人工打开抓斗，实现取样；

再次使用时，通过开启水泵，对抓斗进行冲洗，以便下次采集。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其 他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权 利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。