一种适用于深海底部的采样收集装置

技术领域

本发明涉及海洋应用技术领域，特别是涉及一种适用于深海底部的采样收集装置。

背景技术

深海底部的沉积物采样收集装置是一种应用于海底科学研究的仪器，一般置于海平面以下6000米左右的深海底部，用于接收海底的沉积物，获取海底第一手信息资料，根据上述资料对海底进行某些方面的研究分析。

根据海洋研究机构的信息反馈，深海底部的沉积物采样收集装置易受到海底淤泥、浮游生物等影响而产生定位不准的问题，由此带来的采样收集装置故障进而可导致采样样本不达标。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于深海底部的采样收集装置，以解决上述现有技术存在的问题，使采样收集装置不受深海底部环境影响，满足深海中采样收集装置的高精准控制要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种适用于深海底部的采样收集装置，包括同轴设置的收集盘、支撑盘、回转盘、传动结构和控制系统，所述收集盘固定设置在所述支撑盘的下端，所述回转盘设置在所述支撑盘的外侧并与所述支撑盘转动连接，所述回转盘上设置有若干个采样瓶，所述采样瓶与所述回转盘可拆卸连接，所述收集盘上设置有样本收集漏斗结构，所述样本收集漏斗结构的下口伸至所述收集盘的下表面，若干所述采样瓶的瓶口延伸至所述回转盘的上表面，所述回转盘上还设置有若干永磁铁，所述永磁铁的个数与所述采样瓶的个数相同且与所述采样瓶的位置相对应，所述收集盘上设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述样本收集漏斗结构的位置相对应，所述霍尔传感器与所述永磁铁位于同一圆周，所述传动结构用于驱动所述回转盘转动，所述控制系统与所述霍尔传感器、所述传动结构均电连接。

优选的，所述样本收集漏斗结构包括漏斗和位于所述漏斗下端的漏斗适配器，所述样本收集漏斗结构与所述采样瓶位于同一圆周，所述漏斗适配器的上端与所述漏斗的下端开口大小相匹配且固定连接，所述漏斗适配器的下端与所述采样瓶的瓶口大小相匹配。

优选的，所述回转盘为蜗轮盘，所述传动结构包括蜗杆和电机，所述电机的输出端与所述蜗杆传动连接，所述蜗杆与所述回转盘啮合，所述蜗杆和所述回转盘的传动比为100-300，所述控制系统与所述电机电连接。

优选的，所述采样瓶的瓶口设置有外螺纹，所述回转盘上设置有与所述采样瓶的瓶口相匹配的螺纹接口，所述采样瓶与所述回转盘通过螺纹连接。

优选的，所述回转盘上设置有若干第一凹槽，所述第一凹槽的数量与所述采样瓶相同，所述第一凹槽位于所述采样瓶的瓶口的外圆周，所述第一凹槽、所述采样瓶的瓶口与所述回转盘的中心位于同一直线上，所述永磁铁位于所述第一凹槽中。

优选的，所述收集盘上设置有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述样本收集漏斗结构的外圆周，所述第二凹槽、所述样本收集漏斗结构与所述收集盘的中心位于同一直线上，所述霍尔传感器位于所述第二凹槽中。

优选的，所述永磁铁为3-5个钕铁硼磁铁串联而成。

优选的，所述采样瓶与所述收集盘之间设置有泛塞密封圈。

优选的，所述霍尔传感器与所述永磁铁的最小距离为2-4mm。

优选的，所述采样瓶为12-30个。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

采用本发明进行深海海底采样时，传动结构驱动回转盘转动，回转盘与收集盘发生相对转动，即采样瓶与样本收集漏斗结构、永磁铁与霍尔传感器发生相对转动，当霍尔传感器与永磁铁重合时，霍尔传感器向控制系统发送信号，控制系统控制传动结构停止工作，由于永磁铁与采样瓶、霍尔传感器与样本收集漏斗结构位置分别相对应，因此，霍尔传感器与永磁铁重合及采样瓶与样本收集漏斗结构重合，可以进行采样工作，通过样本收集漏斗将样本放入采样瓶中。本发明采用霍尔传感器与永磁铁组成的霍尔反馈机制，霍尔传感器的磁通量感应不受深海海底环境影响，具有信号采集灵敏、反应快等优势，满足深海底部的采样收集装置的高精准控制要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的适用于深海底部的采样收集装置示意图；

图2为本发明的适用于深海底部的采样收集装置俯视图；

其中：1-漏斗，2-漏斗适配器，3-收集盘，4-支撑盘，5-回转盘，6-采样瓶，7-泛塞密封圈，8-蜗杆，9-霍尔传感器，10-永磁铁，11-控制系统，12-电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。

本发明的目的是提供一种适用于深海底部的采样收集装置，以解决上述现有技术存在的问题，使采样收集装置不受深海底部环境影响，满足深海中采样收集装置的高精准控制要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图2所示：本实施例提供了一种适用于深海底部的采样收集装置，包括同轴设置的收集盘3、支撑盘4、回转盘5、传动结构和控制系统11，收集盘3固定设置在支撑盘4的下端，回转盘5设置在支撑盘4的外侧并与支撑盘4通过轴承转动连接，回转盘5上设置有若干个采样瓶6，采样瓶6与回转盘5可拆卸连接，收集盘3上设置有样本收集漏斗结构，样本收集漏斗结构的下口伸至收集盘3的下表面，若干采样瓶6的瓶口延伸至回转盘5的上表面，回转盘5上还设置有若干永磁铁10，永磁铁10的个数与采样瓶6的个数相同且与采样瓶6的位置相对应，收集盘3上设置有霍尔传感器9，霍尔传感器9与样本收集漏斗结构的位置相对应，霍尔传感器9与永磁铁10位于同一圆周，传动结构用于驱动回转盘5转动，控制系统11与霍尔传感器9、传动结构均电连接。采用本实施例进行深海海底采样时，传动结构驱动回转盘5转动，回转盘5与收集盘3发生相对转动，即采样瓶6与样本收集漏斗结构、永磁铁10与霍尔传感器9发生相对转动，当霍尔传感器9与永磁铁10重合时，霍尔传感器9向控制系统11发送信号，控制系统11控制传动结构停止工作，由于永磁铁10与采样瓶6、霍尔传感器9与样本收集漏斗结构位置分别相对应，因此，霍尔传感器9与永磁铁10重合及采样瓶6与样本收集漏斗结构重合，可以进行采样工作，通过样本收集漏斗1将样本放入采样瓶6中。本实施例采用霍尔传感器9与永磁铁10组成的霍尔反馈机制，霍尔传感器9的磁通量感应不受深海海底环境影响，具有信号采集灵敏、反应快等优势，满足深海底部的采样收集装置的高精准控制要求。

本实施例中，收集盘3上设置有垫板及槽钢，槽钢、垫板、收集盘3与支撑盘4上设置有位置对应的螺纹孔，螺纹孔内设置螺栓，通过螺栓将槽钢、垫板、收集盘3与支撑盘4进行固定连接。

本实施例中，样本收集漏斗结构包括漏斗1和位于漏斗1下端的漏斗适配器2，样本收集漏斗结构与采样瓶6位于同一圆周，漏斗适配器2的上端与漏斗1的下端开口大小相匹配且固定连接，漏斗适配器2的下端与采样瓶6的瓶口大小相匹配。本实施例中，漏斗适配器2在漏斗1与采样瓶6之间起衔接作用。

本实施例中，回转盘5为蜗轮盘，传动结构包括蜗杆8和电机12，电机12的输出端与蜗杆8传动连接，蜗杆8与回转盘5啮合，蜗杆8和回转盘5的传动比为100-300，控制系统11与电机12电连接。本实施例中，电机12优选为步进电机。本实例的蜗轮蜗杆8传动结构具有传动比高、抗海底干扰因素影响的能力强、对电机包容性大等特点，满足深海中采样收集装置的传动执行机构高可靠性工作的要求。

当霍尔传感器9与永磁铁10接近时，霍尔传感器9会接收到一定的磁通量，当霍尔传感器9与永磁铁10重合时，磁通量达到最大，此时，霍尔传感器9向控制系统11发送信号，控制系统11控制电机12的停止工作，进行采样收集；采样收集完成后，控制系统11控制电机12工作，进行下一个采样收集工作。

本实施例中，采样瓶6的瓶口设置有外螺纹，回转盘5上设置有与采样瓶6的瓶口相匹配的螺纹接口，采样瓶6与回转盘5通过螺纹连接。螺纹连接结构方便进行采样瓶6的更换。

本实施例中，回转盘5上设置有若干第一凹槽，第一凹槽的数量与采样瓶6相同，第一凹槽位于采样瓶6的瓶口的外圆周，第一凹槽、采样瓶6的瓶口与回转盘5的中心位于同一直线上，永磁铁10位于第一凹槽中。本实施例中，永磁铁10为3-5个钕铁硼磁铁串联而成。永磁铁10位于采样瓶6旁，形成局部的强磁场。

本实施例中，收集盘3上设置有第二凹槽，第二凹槽位于样本收集漏斗结构的外圆周，第二凹槽、样本收集漏斗结构与收集盘3的中心位于同一直线上，霍尔传感器9位于第二凹槽中。

本实施例中，采样瓶6与收集盘3之间设置有泛塞密封圈7。泛塞密封圈7既能够实现采样瓶6的周向滑动，也能够实现采样瓶6的轴向密封。

本实施例中，霍尔传感器9与永磁铁10的最小距离为2-4mm，即当霍尔传感器9与永磁铁10重合时，其距离为2-4mm，此距离能够保证霍尔传感器9准确感知永磁铁10的位置。

本实施例中，采样瓶6为12-30个。

本实施例通过设置霍尔传感器9与永磁铁10组成的霍尔机制及蜗轮蜗杆8传动结构，使得采样收集装置的执行操作可靠性更高、位置控制更精准。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。